基于基矩阵排列优化算法的非规则准循环低密度奇偶校验码构造

为了提升非规则准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的误码率性能、降低构造算法的复杂度,该文提出一种基于基矩阵排列优化算法的非规则QC-LDPC码构造方法。首先,利用基于外部信息传递(EXIT)图的阈值分析算法得到满足码率和列重要求的非规则QC-LDPC码的最优度分布,然后将围长和短环数量作为新的约束条件对具有最优度分布的码集进行分析,得到具有最优度分布和最少短环数量的最优基矩阵排列结构,最后,根据得到的基矩阵对规则指数矩阵进行置零操作得到目标非规则QC-LDPC码。该构造方法相对于随机构造方法具有更低的实现复杂度,同时可以通过改变算法的参数值实现码长和码率的灵活设计。仿真结果表明,与现有的一些构造方法相比,所提方法构造的非规则QC-LDPC码在加性高斯白噪声(AWGN)信道上具有更好的误码率性能。

基于差分进化的非规则LDPC码优化设计

为优化非规则低密度奇偶校验(LDPC)码的度分布,引入差分进化(DE)极值搜索算法,根据差分进化后的最佳成员矢量,确定非规则LDPC码变量点的度分布。基于期望码率和变量点的度分布调整校验点的度分布,获得期望码率下的LDPC码。为提高优化搜索效率,改进差分进化停止准则,从而有效控制进化迭代次数。在此基础上,设计一组加性高斯白噪声(AWGN)信道下的非规则LDPC码。实验结果表明,该方法的译码复杂度低,设计的LDPC码具有较高的噪声门限。

基于自适应分割和非规则LDPC的图像编码

为了提高图像在无线信道上的传输效率和抵御误码的能力,提出了一种基于自适应分割和非规则低密度奇偶检验(low-density parity check,LDPC)码的联合信源信道编码(JSCC)方案.针对自适应分割能够把图像分割成不同重要级别的图像子块、非规则LDPC中高度数的比特节点比低度数比特节点有更强的纠错能力的特点,研究了把自适应图像分割和非规则LDPC结合起来的联合信源信道编码的算法;自适应分割后不同重要性级别的图像子块,采用非规则LDPC编码,获得了不等错误保护(unequal error protection,UEP).仿真结果表明,该方案能够显著地提高无线图像的传输质量和传输效率,与采用等错误保护(equal error protection,EEP)策略的JPEG图像相比,在信噪比Eb/N0=1.6 dB时,重建图像的峰值信噪比(PSNR)有17.78 dB的改善.

可快速编码的非规则LDPC码度分布优化

可快速编码的LDPC码校验矩阵的结构特殊,所以在其度分布优化时无法使用一般的优化方法。针对两种可快速编码的非规则LDPC码,提出了带有特定约束的差分进化度分布优化方法。首先分析了扩展非规则重复累积码构造法和循环置换矩阵构造法两种可快速编码LDPC码的构造方法,提出了两种LDPC码度分布序列设计的特定约束,然后阐述了非规则LDPC码的密度进化原理,分析了AWGN信道下密度进化的高斯近似,接着结合差分进化方法,将度分布的特定约束转化为度分布序列各分量的相关性描述以便利用差分进化实现度分布优化,最后给出了优化的度分布序列。仿真结果表明,优化的度分布序列优于先前文献的优化结果。

基于EETS与GC的非规则QC-LDPC码低错误平层构造方法

针对准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码在高信噪比区域可能出现的错误平层现象,提出了一种基于消除基本陷阱集(Eliminating Elementary Trapping Sets,EETS)和围长约束(Girth Constraints,GC)的非规则QC-LDPC码构造方法。该方法通过巧妙选取度分布,利用基本陷阱集搜索和围长约束改进渐进边增长(Progressive Edge Growth,PEG)算法构造基矩阵,然后通过等差(Arithmetic Progression,AP)序列扩展得到所需的校验矩阵。该方法仅需对简单环形式的ETS进行搜索和消除,就能确保构造的基矩阵中不存在设置范围内的绝大多数ETS,从而降低错误平层现象,且该方法计算复杂度相对较低,可灵活设计码长码率。仿真结果表明,由所提出构造方法构造的非规则QC-LDPC码比其他五种QC-LDPC码的纠错性能更为优越,且没有明显的错误平层现象。

基于非规则LDPC码的图像传输性能

LDPC码性能非常逼近香农极限且实现复杂度低,具有很强的纠错抗干扰能力,几乎适用于所有信道。在此采用DVB-S2标准中LDPC码的构造和编码方案,重点研究了LDPC码的译码原理,并将其用于加性高斯白噪声信道(AWGN Channel)图像的传输中。仿真结果表明在非规则LDPC码在低信噪比情况下,能为图像传输带来显著性能提高,且系统复杂度低,译码时延短。

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。

不规则低复杂度LDPC码的编码

低密度奇偶校验(LDPC)码的编码复杂度和码字长度的平方值成比例关系,介绍了一种高效不规则的低密度奇偶校验(LDPC)码,这类代码容许低复杂度编码。它们的编码复杂度和码字长度是线性关系,代码的围长至少是6。仿真结果表明,它们的迭代解码性能很好(假定BPSK传送在AWGN信道上)。

不规则LDPC码在数字水印中的应用

数字水印在传播过程中会受到信道的干扰,而不规则LDPC码在信道纠错方面有不错的性能,可将不规则LDPC码与数字水印技术相结合,先对数字水印进行LDPC编码,然后对宿主图像进行小波变换和SVD分解,将水印嵌入。实验结果表明,该算法降低了水印在传输过程中的误码率,具有很强的鲁棒性和不可见性。

基于CUDA的任意非结构化LDPC码的高吞吐量并行译码设计与实现

由于非结构化的低密度奇偶校验码(LDPC)具有更优异的纠错性能而受到广泛关注,但其非零元素分布较不规律且没有循环或准循环的子矩阵的构造方式,增加了译码器实现的设计难度.本文提出了基于CUDA的译码器设计,用于支持任意非结构化LDPC码的高吞吐量并行译码.利用校验矩阵压缩重排、优化信息存储等手段,设计实现GPU上高效的并行译码内核进行多帧译码.在GTX1660Ti GPU平台上的结果表明,基于TPMP流程的LLR-BP和NMSA译码内核设计吞吐量可分别达到78.88~360.25 Mbps和174.38~1323.75 Mbps,实现了面向任意非结构化LDPC码的高效并行译码.

针对IRA-LDPC码类的半随机半代数结构设计

提出用半随机半代数结构的设计方法来构造IRA-LDPC码的信息位所对应的奇偶校验矩阵H d。与现有结构化LDPC码相比,所给出的H d矩阵的结构化紧凑表示阵列的独特优势在于:可使H d矩阵中每个1元素的位置坐标均能用数学表达式计算得到,不仅极大地降低了随机奇偶校验矩阵对存储资源的消耗,而且还为LDPC编解码器的低复杂度硬件实现提供了可能性。与现有工业标准中的LDPC码相比,所提出的IRA-LDPC码在误码率与信噪比的仿真性能方面也占有优势。

光传输系统中一种新颖的eIRA-QC-LDPC码构造方法

针对光传输系统的特点与要求,基于有限域提出了一种新颖的扩展非规则重复累积准循环低密度奇偶校验码(eIRA-QC-LDPC)构造方法,该构造方法可根据实际需要灵活地调整码长码率,利用此方法构造了一种码率为0.937的novel-eIRA-QC-LDPC(4 599,4 307)码。仿真结果表明:在误码率(BER)为10-7且码率均为0.937的情况下,该novel-eIRA-QC-LDPC(4 599,4 307)码比ITU-T G.975中RS(255,239)码和ITU-T G.975.1中LDPC(32 640,30 592)码的净编码增益(NCG)分别改善了约2.13和1.33dB,比用SCG构造方法构造的SCG-eIRA-LDPC(3 717,3 481)码和基于阵列码构造方法构造的Array-eIRA-QC-LDPC(4 560,4 275)码的净编码增益分别提高了约0.24和0.41dB,距离香农限约1.07dB。因而该构造方法所构造的eIRA-QCLDPC码具有更好的纠错性能,更适合高速长距离的光传输系统。

基于LDPC码不等保护特性改进的混合重传算法

提出了一种基于非规则LDPC码的不等保护特性改进的混合重传算法UEPB-HARQ(Unequal Error Protection Based HARQ)。通过合理设计LDPC码的校验矩阵,提出了一种整体考虑不同度节点对应重传比例的基于不等保护特性的混合重传算法,从而获得更好的传输性能。

DVB-S2标准LDPC码编码算法研究

随着VLSI的高速发展,低密度奇偶校验码(LDPC)作为一种高效且易于实现的差错控制方法被DVB组织接纳为下一代数字视频广播标准(DVB S2)的信道编码方案。研究了用于DVB S2标准LDPC码的非规则重复累加(IRA)编码算法,重点探讨了该码的生成矩阵特点以及编码的一般步骤,用C语言编写了实现该算法的软件,并进行了性能仿真。仿真结果表明该LDPC码在AWGN信道中极低信噪比情况下仍具有较好的纠错性能。

利用LDPC码度分布的QAM方案

为改善通信质量,提高频谱效率,对非规则低密度奇偶校验(LDPC)码与高阶调制技术相结合进行研究,提出了一种简单而有效的结合方案.该方案充分考虑了非规则LDPC码的度分布影响和高阶调制技术的不均等错误保护(UEP)特性.在调制映射过程中,对不同度数的变量节点进行不同级别的保护.利用高斯近似(GA)算法证明,该方案能提升系统性能.仿真结果表明,本方案降低了系统出错率.

基于迭代填充法的LDPC码设计

提出一种构造低密度奇偶校验码（LDPC码）的新方法一迭代填充法（IF法），在此基础上构造了IF-LDPC码．研究证明了迭代填充法的相关性质，同时给出了一种规则和准规则IF-LDPC码编码器设计算法．IF-LDPC码的码长和码率取值灵活，可实现线性编码，做到O（M）的编码复杂度（M为信息位长度）．同时，该码结构易于部分并行译码器实现．仿真结果表明：IF—LDPC码与QC-LDPC码相比，编码增益有0．5～1.1dB的改善，可达到与Mackay随机码相比拟甚至更优的性能．

基本陷阱集优化的IRA-LDPC码设计

具有非规则重复积累结构的低密度奇偶校验(IRA-LDPC)码是一种编码简单、性能优异的信道编码方法。陷阱集是影响码字性能的重要因素,尤其是基本陷阱集。为了进一步提高IRALDPC码的纠错性能,针对该码校验矩阵的特殊结构,分析了基本陷阱集的分布特点,提出了一种陷阱集优化的IRA-LDPC码构造方法,该方法依据码字结构特点对基本陷阱集进行了搜索和消除,降低了错误平层。仿真结果显示,优化后的0.5码率、1 024码长的码字在加性高斯白噪声信道下2.2d B时误码率便达到10-7。

LDPC码及其研究进展

对低密度奇偶校验码(LDPC)的结构、编译码原理进行了介绍,并与turbo码进行了简单的比较,最后对目前LDPC码的几个研究方向及其进展作了较详细的论述,指出LDPC码具有很大的发展前景。

LDPC码的不等误差保护性能研究

非规则LDPC(low-density parity-check)码具有不等误差保护性能,但是随机编码过程却使这一特性很难实现。现将PEG(Progressive Edge-Growth)算法与信道编码的UEP(Unequal ErrorProtection)性能相结合,用于构造具有不等误差保护性能的校验矩阵H。AWGN和Rayleigh信道的仿真结果表明,采用PEG算法构造的具有UEP性能的非规则LDPC码能够有效提高系统性能。

LDPC码及其在Rayleigh信道上的性能

本文介绍低密度奇偶校验码(LDPC)的基本原理,包括它的基本特性、编码方式、译码算法原理。详细介绍了LOG域的和积译码算法在平坦瑞利衰落信道上的具体步骤,并仿真出1/2码率、不同信息序列长度的规则LDPC码在平坦瑞利衰落信道上的性能。