GPS中基于PEG与CRT的一种LDPC码新颖构造方法

为降低全球定位系统(GPS)中低密度奇偶校验(LDPC)码的编码复杂度,基于渐进边增长(PEG)算法提出了一种新的中国剩余定理(CRT)扩展构造方法。该构造方法不仅码型参数选择灵活,编码存储资源也大大降低。并利用该构造方法构造了适用于GPS的新PEG-CRT-LDPC码。仿真结果表明:在码率均为0.5时,该PEG-CRT-LDPC码与PEG算法所构造的LDPC码具有非常接近的纠错性能,而比IS-GPS-800协议中采用随机构造的LDPC码在高信噪比(SNR)区域大约改善了0.06d B的净编码增益(NCG)。但其编码存储量仅约为后者的1/3,简化了硬件实现。因而用该构造方法所构造的LDPC码更适用于GPS。

一种改进的码率兼容QC-LDPC码构造算法

针对现有用于无人机上的QC-LDPC码的码率兼容性性能较差的问题,提出了一种改进的QC-LDPC码校验矩阵的改进构造算法。该算法首先采用PEG算法构造出具有下三角形式的高码率QC-LDPC校验矩阵的基矩阵,然后利用逆向PEG算法进行矩阵拓展,最后使用循环移位矩阵对基矩阵进行扩展,形成的校验矩阵可以兼容多个码率。该方法构造矩阵所兼容的码字的性能均近似或优于同参数下的仅使用准循环法构造的码,且硬件实现更为简单,码率控制更为灵活。

一种低错误平层LDPC码构造方法

针对低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码在高信噪比区域可能存在错误平层的缺点,提出一种具有低错误平层LDPC码的新颖构造方法。在该方法中,基本矩阵由渐进边增长(progressive edge growth,PEG)算法搜索构造,通过在基本矩阵相应的Tanner图中增加校验节点,并将其与拥有最小额外信息度(extrinsic message degree,EMD)短环的变量节点相连来增大短环的连通性。另外,提出了一种基于伽罗华域的循环移位系数矩阵设计方案,无需计算机搜索即可完全避免4环的出现,降低算法复杂度。为了对该方法的可行性进行验证,分别对变量节点的度分布是规则和非规则的基本矩阵进行改进,在高斯白噪声(additive white gaussian noise,AWGN)信道下,采用置信传播(belief propagation,BP)迭代译码算法对改进后的码型进行仿真分析,仿真结果表明,利用该法所构造的码型可有效改善在高信噪比区域的错误平层。

有限长不规则LDPC码的构造和编码的优化

该文分析了影响有限长低密度校验(LDPC)码性能的主要因素,在此基础上从度分布参数的优选为起点,结合改进的循序边增长(PEG)算法构造出初步的校验矩阵,提出一种实用的编码优化算法对该校验矩阵进一步优化,最终得到错误平底低且编码复杂度准线性的有限长不规则LDPC码。该优化方法可以容易地推广到一般的信道条件下。

短长度非规则重复累积码的构造

为了构造高性能的短长度非规则重复累积(IRA)码,分析了影响其性能的主要因素,在此基础上,对循序边增长(PEG)算法进行了改进。改进算法对度为2的变量节点施加了更多的保护,同时还减小了低码重码字出现的概率。仿真结果表明,用改进的PEG算法构造出的短长度IRA码,不但具有很低的错误平底,而且没有损失低信噪比区域的误码率性能。

用于实现并行行列联合译码的QC-LDPC码构造方法

针对普通低密度校验（LDPC）码制约行列联合（JRC）译码算法并行度提高的问题，基于块渐进边增长（BPEG）算法，提出了一种用于并行JRC译码的LDPC码构造方法。该方法构造的准循环LDPC码（QC-LDPC）基矩阵由含r（r为大于1的整数）行的行组构成，允许一个行组内的r 行进行并行JRC运算。仿真结果表明，用上述构造方法构造的LDPC码与BPEG码的误码性能相当。硬件实现表明，用此构造码的并行译码器的速率能达到典型传统准循环译码器的3倍以上，为面向译码器的LDPC码构造提供了范例。

基于围长约束与EMD的低错误平层LDPC码构造方法

针对低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码在高信噪比区域可能存在错误平层的缺点,利用渐进边增长(progressive edge growth,PEG)算法的思想,基于围长约束和额外信息度(extrinsic message degree,EMD)提出了一种围长为8的LDPC码构造方法,该方法所构造的PEG-GA-EMD(PGAE)-LDPC码不存在四环和六环且具有优越的纠错性能。仿真结果表明,该方法所构造的码率分别为0.5和0.67的PEG-GA-EMD(PGAE)-LDPC(3024,1512)码和PGAE-LDPC(1200,800)码能有效改善高信噪比区域的纠错性能,且未出现明显的错误平层。

定码长多码率QC-LDPC码的构造

通信系统通常需要支持多种码率的信道编码以适应不同的信道条件。为了简化系统实现的复杂度,该文提出了一种码长固定、兼容多码率、准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的构造方法。该方法利用修正的渐进边增长(PEG)Reed-Solomon(RS)码算法生成母码的校验矩阵,结合校验矩阵的行合并得到具有相同结构的多码率QC-LDPC码的校验矩阵。在译码时多码率LDPC码可以共用同一个译码器,从而大大减少了译码的硬件资源。实验结果表明:该方法生成的多码率LDPC码的性能均优于第二代欧洲数字地面电视广播传输标准(DVB-T2)中对应码率的码,且译码器硬件资源与单码率的LDPC译码器相当。