基于滑动矩形窗和准三对角线结构的QC-LDPC码

针对IEEE 802.16e标准QC-LDPC码的码长和码率有限,及其采用的准双对角线结构包含大量度为2的变量节点导致较高错误平层的缺陷,提出一种基于滑动矩形窗和准三对角线结构的QC-LDPC码的快速编码算法,可以灵活地扩展码长和码率的范围,改善纠错性能,降低编码复杂度,适合于变速率的自适应传输系统。

基于Hoey序列的QC-LDPC码构造方法

基于Hoey序列提出了一种列重为3,并环长至少为8的准循环低密度奇偶校验(quasi-cyclic low-density parity-check,QC-LDPC)码的新颖构造方法,该构造方法能避免短环的产生,有较好的纠错性能,可通过改变参数值进而改变码长和码率。对提出的构造方法进行了环长至少为8的证明,用Matlab搭建了通信系统的仿真模型,并在此模型基础上对基于该构造方法构造的QC-LDPC(900,452)码进行了仿真分析,仿真平台是在高斯白噪声(additive white Gaussian noise,AWGN)信道下,调制方式为二进制相移键控(binary phase shift keying,BPSK)调制,译码算法为和积算法(sum product algorithm,SPA)。仿真结果表明,当误码率(bit error rate,BER)相同时,利用该构造方法所构造的QC-LDPC(900,452)码的净编码增益(net coding gain,NCG)比基于等差数列(arithmetic progression sequence,APS)构造的QC-LDPC(896,452)码以及基于最大公约数(greatest common divisor,GCD)构造的QC-LDPC(900,453)码的NCG都提高了,且所有码的码率均为0.5。

基于Fibonacci数列对QC-LDPC码的一种新颖构造方法

基于斐波那契数列(Fibonacci sequence,FS)提出了一种准循环低密度奇偶校验(quasi-cyclic lowdensity parity-check,QC-LDPC)码的新颖构造方法,该构造方法能避免四环的产生,具有较好的纠错性能,可通过改变参数值进而改变码长和码率。仿真结果表明:当误码率(bit error rate,BER)为10-6时,利用该构造方法所构造的QC-LDPC(6200,3103)码的净编码增益(net coding gain,NCG)比同码率的基于大衍数列(Dayan sequence,DS)构造的QC-LDPC(6204,3105)码以及基于等差数列(arithmetic progression sequence,APS)构造的QC-LDPC(6200,3103)码的NCG分别提高了0.3d B和1.4d B。

光通信系统中基于BIBD对QC-LDPC码的研究

基于平衡不完全区组设计(BIBD),深入分析与研究了准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的一种新颖构造方法,并通过该构造方法构造了3种同码率不同码长的QC-LDPC码,通过对这3种QC-LDPC码的仿真分析表明,同码率下,码长越长性能越好。同时在BER=10-6时码率均为93.7%的情况下,所构造的BIBD-QC-LDPC(5392,5056)码的净编码增益(NCG)比已广泛应用于光通信系统中的经典RS(255,239)码和ITU-T G.975.1中的LDPC(32640,30592)码分别提高了约2.13dB和1.41dB。因而其纠错性能更强,更适用于高速长距离光通信系统。该新颖构造方法简单灵活且编译码更容易实现。

浅海水声信道中QC-LDPC码性能研究

针对大起伏、强多途、窄带宽的浅海水声信道需采用码长短、性能好、易于实时处理的信道纠错码技术才能提高水声通信系统可靠性的问题，提出了准循环低密度奇偶校验（QC-LDPC）码作为浅海水声信道的信道纠错编码方案。建立了QC—LDPC码在水声信道中的仿真模型，采用BP译码算法，在典型3径浅海水声信道中就码率、围长等参数对误码率的影响进行了仿真，比较了其在不同海洋信道条件下的性能，在厦门港浅海域典型水声信道模型下，仿真研究了QC-LDPC码的性能。结果表明编码复杂度较低的．QC—LDPC码，性能接近于复杂度高、随机构造的（3，6）-LDPC码，在水声通信中具有良好的应用前景。

NBJ抑制的QC-LDPC协同混沌DSSS方案

为改善低信噪比窄带干扰条件下的信息传输性能,在现阶段宽带数据链的基础上,提出了一种结合QC-LDPC和混沌DSSS的协同窄带干扰抑制方案。该方案在提出单位阵取反变换的直积构造方法来生成校验矩阵的基础上,采用Moore-Penrose逆——满秩分解方法完成了QC-LDPC的编码;针对直序扩频系统,在分析了改进型Logistic映射序列性能的基础上,使用混沌扩频序列提高抗干扰能力。仿真验证了该方案的有效性,结果表明:在JSR为20dB时,与现阶段传输标准相比,该方案可以获得8.2dB的信噪比增益。

基于Fibonacci-Lucas序列构造大围长QC-LDPC码的方法

基于斐波那契-卢卡斯序列并结合三角旋转法提出一种围长至少为8的斐波那契-卢卡斯准循环低密度奇偶校验(fibonacci-lucas quasi-cyclic low-density parity-check,F-L-QC-LDPC)码的构造方法。该方法所构造的F-LQC-LDPC码不存在四环和六环,计算复杂度低,硬件实现简单且节省硬件存储空间,具有优秀的纠错性能。仿真结果表明,当误码率(bit error rate,BER)为10-6时,该方法所构造的码长为2 700且码率为0.5的码型,相较于基于Fibonacci数列并结合三角旋转法构造的同码长码率的QC-LDPC(2 700,1 352)码,净编码增益(net coding gain,NCG)提高了约1.0 d B,相较于基于卢卡斯数列大围长构造方法构造的QC-LDPC(2 700,1 353)码,NCG提高了约1.6 d B。且同样条件下,该方法构造的码长为2 580且码率为0.5的码型与基于等差数列构造的QC-LDPC(2 580,1 292)码相比,NCG提高了约1.0 d B。

一种基于AP与消除基本陷阱集的低错误平层QC-LDPC码构造方法

针对准循环低密度奇偶校验(LDPC)码在高信噪比区域可能存在错误平层的问题,提出了一种基于等差数列(AP)和消除基本陷阱集(ETS)的低错误平层QC-LDPC码构造方法。该方法利用改进的ETS消除算法构造基矩阵,以减少基本矩阵中的小基本陷阱集。然后利用特殊性质的等差数列(AP)确定循环移位系数,扩展得到最终的校验矩阵。该构造方法的计算复杂度低且码字的码长、码率可灵活设计。并且仿真结果表明,所构造码率为0.5的PEG-Trap set-AP(PTAP)-QC-LDPC(1200,600)码,在误码率为10-6时,与IEEE 802.16标准中QC-LDPC(1200,600)码、利用PEG算法与AP的PEG-AP-QC-LDPC(1200,600)码、通过控制环(CC)的CC-QCLDPC(1200,600)码和基于等差数列的AP-QC-LDPC(1200,600)码相比较,其净编码增益分别提升了0.08,0.31,0.57和0.64dB,有效地改善了高信噪比区域的纠错性能,且未出现明显的错误平层。

QC-LDPC译码器的FPGA设计实现与分析

本文提出一种针对准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的双修正型最小和积译码算法,设计了一种基于FPGA平台低资源占用率、短处理时延的QC-LDPC译码器,并分析了该译码器的译码性能、资源占用率、处理时延等性能,该译码器在不增加实现复杂度和难度的情况下,能有效减少译码迭代过程中的信息损失,提高译码性能。

一种低密度奇偶校验码的几何构造方法

提出了一种新的QC-LDPC码的几何构造法,通过该方法构造出来的码字,其校验矩阵的最小环长为8,有效地保证了码字性能。由于校验矩阵是由一系列循环子矩阵组成的,编码器的硬件结构简单。通过仿真结果表明,这种码字在具有较低的编码复杂度的同时,拥有良好的译码性能。

基于GPU的高吞吐量QC-LDPC码编码器实现

目前准循环低密度奇偶校验(quasi-cyclic low-density parity-check,QC-LDPC)码快速编码普遍采用现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array,FPGA)、专有电路(application-specific integrated circuit,ASIC)等硬件方案,其通用性差,编码吞吐量不够高。对此,基于图形处理单元(graphics processing unit,GPU)平台提出了一种针对不同码型不同码率的QC-LDPC码通用的高吞吐量并行编码方案。根据QC-LDPC码校验矩阵的准循环结构,先引入其同样具有准循环结构的生成矩阵,再基于生成矩阵的准循环特性以及GPU的线程和内存结构,设计了一种能达到吉比特速率的编码方案。仿真结果表明,该编码器对测试的3个码长从几百到一万多比特的高码率QC-LDPC码均达到了10 Gbit/s的编码速率。其编码速度优于文中对比的QC-LDPC码GPU方案。在对802.11ac标准中的(1944,1620)QC-LDPC码编码时,吞吐量比(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)编码器提高了1.9 Gbit/s。在对WIMAX标准中的4种码编码时,吞吐量是FPGA编码器的3.94~7.73倍。

Circulant矩阵构造准循环LDPC码的旋转环长分析法(英文)

低密度奇偶检验(QC-LDPC:Quasi-Cyclic Low-Density Parity-Check)码的环长分布影响决定着LDPC码的解码效果和编码复杂度,但其分析较困难。为此,首次提出旋转距离分析法,用于分析基于Circulant矩阵构造的准循环低密度奇偶校验码(QC-LDPC码)的环分布,并给出了任何一个基于Circulant矩阵构造出的QC-LDPC码中的最小环长(girth)的上限(12)。同时,运用该方法,分析出一种权重为(3,5)的QC-LD-PC码的译码效果与该码环分布的关系。由于LDPC码奇偶校验矩阵中的Circulant子矩阵,可以被当成1个矩阵节点的单一节点看待,从而简化了整个码的特纳图,使寻找QC-LDPC码中闭环的方法变得简单。

基于QC-LDPC编码的多载波IDMA系统研究

将多载波技术应用于交织分多址接入(IDMA)系统被认为是未来移动通信中很有优势的一种候选方案。为了分析该系统的编码性能,本文建立了一个基于"准循环"(QuasiCyclic)结构的低密度奇偶校验码(LowDensityParityCheck,LDPC)编码的多载波IDMA系统,并在高斯信道环境下与基于卷积码的系统进行了仿真比较分析,结果表明,在相同的条件下,随着信噪比的增加,准循环结构的LDPC码比卷积码的性能曲线下降更快,更加接近多址接入的信道容量限,能够获得更多的编码增益,并使系统具有更优的性能。

一种高速长距离光通信系统中QC-LDPC码的构造方法

提出了一种新的准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的构造方法,给出了用该方法构造无环四QC-LDPC码的充分条件。并针对光通信系统的传输特点,用此方法构造了适用于高速长距离光通信系统的QC-LDPC(4 221,3 956)码。仿真结果分析表明:在码率为93.7%、误码率BER为10-6时,与广泛用于光通信系统中的经典RS(255,239)码相比,其净编码增益(NCG)提高了约1.8dB;比SCG-LDPC(3 969,3 720)码的NCG提高了约0.2dB,距离香农极限约1.4dB,且远低于PEG-LDPC(4 221,3 956)码的错误平层,这正满足光通信系统中低错误平层的要求。

QC-LDPC码在数字语音通信系统中的性能分析

采用Wimax标准下的准循环LDPC码与抗干扰能力较强的QPSK调制的信道方案对数字语音通信系统的信道译码性能进行仿真研究.采用TDMP-NMS为准循环LDPC码的信道译码算法,并将其与对数域BP算法及卷积码译码进行误码性能对比.仿真结果表明,在高斯白噪声信道下QC-LDPC码的TDMP-NMS算法的误码性能较对数域BP算法和卷积码译码性能好,较好地抑制了噪声干扰,满足语音通信要求,对实际的数字语音通信有一定的参考意义.

几种LDPC码的性能比较

重点比较基于MacKay方法构造的随机LDPC码、具有准循环特点的LDPC码,以及π-旋转LDPC码的性能。通过计算机仿真比较可看出,这几种码在构造中都未考虑优化情况下,其性能差异不大。但是从编译码复杂度角度来看,π-旋转LDPC码和准循环LDPC码可以分别利用其奇偶校验矩阵中的双对角结构和移位循环结构来简化编译码,因而这两种较随机构造的码更易于硬件实现,更具有实际应用价值。

空间光通信APD接收机下LDPC码译码方法及性能分析

准循环-低密度奇偶校验(QC-LDPC)码具有优异的性能,但在译码时需根据具体的信道模型修正对应的译码算法。本文分析了QC-LDPC码在空间光通信中的雪崩光电二极管(APD)接收机下的译码方法及译码性能,提出了在APD接收机信道下计算译码初始化所需的对数似然比(LLR)的方法。仿真结果表明,对APD接收机信道下的译码进行修正后,基本上不增加额外复杂度情况下,QC-LDPC码在精确的韦伯-高斯(Webb-Gaussian)模型下译码性能优于近似的非对称高斯模型;在信道比较理想的条件下,误码率(BER)为10-6时,韦伯-高斯模型与非对称高斯模型译码性能相比有1dB以上的净编码增益。