误码条件下的LDPC码盲识别算法

为解决误码条件下信道编码校验矩阵难以逆向重建的问题,提出了一种新颖的LDPC码盲识别算法,简称迭代筛选(IS)算法。首先,由被截获数据构造含错矩阵,通过实施列消元运算获取其对偶向量;接着,利用校验向量判定准则从对偶向量中筛选出LDPC码的有效校验向量;进而再对被截获数据中的含错码组进行辨识和剔除;迭代进行以上操作,不断提高被截获数据内无误码码组的比例,直至将原问题退化为无误码时的简单场景;最终使用渐进行变换算法,实现LDPC码校验矩阵的稀疏化。仿真和实测均显示,IS算法对于802.16e、802.11n、DVB-S2、GJB7296、GB20600等公开标准均有效,能够在误码率不高于10~(-4)条件下的非合作场合实现LDPC码的盲识别,LDPC码校验矩阵获得了完整重建。     

扩展比特填充算法与LDPC码的构造

短长度圈的存在会对LDPC码的译码算法性能产生重要影响,因此研究了一种易于实现的扩展比特填充算法,用于构造高girth的LDPC码,并对其构造的不同girth的码字进行了仿真,通过性能的分析比较,证实增大girth约束值可以较大地改善码字性能.     

扩展比特填充算法与LDPC码的构造

短长度圈的存在会对LDPC码的译码算法性能产生重要影响，因此研究了一种易于实现的扩展比特填充算法，用于构造高girth的LDPC码，并对其构造的不同girth的码字进行了仿真，通过性能的分析比较，证实增大girth约束值可以较大地改善码字性能。     

规则LDPC码构造的论述

LDPC码是一种线性分组码,它的校验矩阵是稀疏矩阵。如果校验矩阵的每列含有j个非0元素(一般要求j大于等于3),每行含有k个非0元素,则称这种含非0元素数目固定的校验矩阵所对应的LDPC码称为规则码。如果含非0元素数目不固定,则称为非规则码。规则码具有规则的二分图结构,即每个变量节点和恒定数目的校验节点相连并且每个校验节点又和恒定数目的变量节点相连,利用和积译码算法可以得到较好的性能。本章构造的LDPC码均是规则LDPC     

一种改进的LDPC码的PEG构造算法

PEG构造算法是迄今为止构造性能优异的中短码长LDPC码的一种有效的构造方法,然而直接采用该算法构造LDPC码的编码复杂度正比于码长的平方,使其成为实用化过程中的一个瓶颈.针对该问题,基于具有线性编码复杂度的迭代编码算法,提出了一种改进的PEG构造算法.仿真结果表明,在MSK调制情况下,虽然改进的PEG构造算法构造的LDPC码码字与PEG构造算法构造的码字的纠错性能基本一致,但是其最大的优势在于具有更低的硬件实现复杂度.     

基于QR码构造的广义LDPC码

在低密度奇偶校验(low density parity check, LDPC)码的图形表示中,存在着一种陷阱集结构,其对性能的影响表现在,陷阱集中变量节点所对应的比特在迭代过程中如果发生错误,就不容易被纠正回来。因此,结合平方剩余(quadratic residue, QR)码来设计一种新颖的广义LDPC码的编译码方案。该方案利用QR码这一性能优良的码型,为LDPC码的某些变量节点提供额外的保护,在损失少许码率的情况下,以期消除某些陷阱集的影响,并获得比原始LDPC码更好的性能。在仿真模拟中,通过统计原始LDPC码的错误比特位置,发现某些比特位置的出错频率较高,为此,从陷阱集的角度分析了其中的原因,并根据这些变量节点,构造广义LDPC码。仿真结果表明,该方案能够有效地降低某些LDPC码的错误平层。     

LDPC码的译码算法

介绍了LDPC(低密度奇偶校验码)码的BP算法和基于BP的简化译码算法,并在AWGN(加性白高斯噪声)环境下进行了各自的仿真。通过误码性能和译码复杂度两方面的比较表明BP算法的性能更优越,但简化算法的复杂度相对来说有大幅的下降。     

构造准循环LDPC码生成矩阵的块高斯消元法

为构造准循环LDPC码的生成矩阵,提出了块高斯消元的方法.该方法通过用多项式来表示QC-LDPC码中的循环扩展矩阵,大大地降低了需要计算矩阵逆阵的维数.当QC-LDPC码奇偶校验矩阵的循环扩展矩阵长度为质数时,给出了判别需要求逆矩阵是否存在的方法,并为多项式矩阵在进行块高斯消元过程中进一步加快搜索速度提供了途径.理论分析及仿真的结果均表明:提出的块高斯消元方法降低了为构造QC-LDPC码的生成矩阵时计算内存的需求,其计算复杂度也大大地低于通常的高斯消元方法.     

一种RS码与LDPC码的交织迭代编译码方案

为了提高通用战术数据链的信道纠错能力,同时降低编译码时延,设计了一种RS码与LDPC码的交织迭代编译码方案。该方案通过RS码与LDPC码的交织编码,有效提高码字相关性;通过RS码硬判决译码和联合迭代软译码相结合,能在保证译码性能前提下降低译码时延。仿真结果表明,该方案在一定译码时延下,明显提高译码性能。     

一种基于图论的LDPC码构造算法的研究

在对低密度奇偶校验(LDPC)码进行分析的基础上,提出了一种基于图论的构造算法.该算法从对LDPC码的校验矩阵进行图论分析入手,分析了组成校验矩阵中的圈的校验点之间的关系,得出了由这些校验点对应的结构图是彼此同构的欧拉图的定理,利用这个定理以及根据定理得到的性质,可以通过构造一个辅助的校验点结构图的邻接矩阵,渐进地生成LDPC码的校验矩阵,在生成的过程中避免短长度圈的出现.仿真实验表明提出的算法对中短码长的LDPC码构造具有良好的性能.     

不等错误保护LDPC码的构造

采用了近似下三角校验阵的形式,构造了一类具有不等错误保护的非规则LDPC码.由于校验阵和生成阵满足一定的关系,因此可以采用修正的译码算法来实现对码字的不等错误保护.这种结构的LDPC码的子码是伪循环码,其编码可以简单地使用线性移位寄存器实现.     

不等错误保护LDPC码的构造

采用了近似下三角校验阵的形式，构造了一类具有不等错误保护的非规则LDPC码。由于校验阵和生成阵满足一定的关系，因此可以采用修正的译码算法来实现对码字的不等错误保护。这种结构的LDPC码的子码是伪循环码，其编码可以简单地使用线性移位寄存器实现。     

代数方法构造准循环LDPC码

介绍了利用代数方法构造的准循环LDPC码的一般方法，然后具体研究其中的一种特例：Tanner-LDPC构造，给出具体的编码实现算法，最后，用该算法实现该编码，并仿真其性能。     

基于LDPC编码的交织分复用空时码系统

交织分复用空时码(IDM-ST)技术是第四代移动通信的关键技术之一,设计了一种基于LDPC编码的交织分复用空时码系统,并将它与传统的基于卷积码编码的IDM-ST系统在准静态的瑞利衰落信道下进行了比较。仿真结果表明,在不同帧长,不同天线数情况下,基于LDPC编码的IDM-ST系统和基于卷积码编码系统各有其优势。整个系统具有接收简单,复杂度低等优点。在实际应用中,适合于高速的数据传输业务。     

LDPC码的一种低复杂度归一化最小和译码算法

为了满足5G新无线对标准低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码纠错译码器的要求,提出一种基于归一化最小和算法的单最小值算法。利用一次绝对最小值计算和近似第二最小值代替两次最小值计算,减少译码器的运算复杂度。通过密度进化理论计算归一化因子α,利用加权平均修正出最优的α值提前存储,可以在不消耗额外计算资源的前提下改善由于使用单最小值而损失的性能。提出一种分层译码器结构,利用值重用技术实现减少内存和计算资源消耗。仿真结果证明,在比特错误率(bit error ratio,BER)为10-5时,所提算法比现有的单最小值算法有大约0.2dB的增益,也比传统归一化最小和算法拥有更好的译码性能和收敛速度。     

基于LDPC编码的交织分复用空时码系统

交织分复用空时码（IDM-ST）技术是第四代移动通信的关键技术之一,设计了一种基于LDPC编码的交织分复用空时码系统,并将它与传统的基于卷积码编码的IDM-ST系统在准静态的瑞利衰落信道下进行了比较。仿真结果表明,在不同帧长,不同天线数情况下,基于LDPC编码的IDM-ST系统和基于卷积码编码系统各有其优势。整个系统具有接收简单,复杂度低等优点。在实际应用中,适合于高速的数据传输业务。     

基于伪辛空间的LDPC码的构造

基于有限域Fq 上的（2v+2）维伪辛空间,根据子空间的包含关系,选取(m,0,0,1) 型全迷向子空间,构造出了点集和线集并定义了点、线之间的关联关系,根据图论知识构造出所对应的二分图的关联矩阵,得到LDPC码的校验矩阵, 最终构造出LDPC 码C (ν + 1,2ν + 2,q ), 求得围长为8, 最小距离为2q + 2. 对码C (ν + 1,2ν + 2,q ) 取固定参数,利用子空间的包含关系,得到LDPC 码C (3,6,2) 的校验矩阵,求得码率,并对码进行了译码仿真,发现码C (3,6,2) 比相同参数的随机码的码率高.     

基于无标度网络的LDPC码的构造

基于无标度网络的幂律分布特性来优化不规则低密度奇偶校验(LDPC)码的变量节点和校验节点度的分布,使其具有最短的迭代译码长度。根据节点度的分布,采用渐进添边算法和短环删除算法设计出无四环的新LDPC校验矩阵。利用Matlab对所构造的SF-LDPC码进行仿真分析。结果表明,在保证误码率性能的前提下,SF-LDPC码的平均译码长度和运算复杂度得以降低。     

LDPC 码改进型LBP 译码算法研究

针对LDPC(Low Density Parity Check) 码分层( LBP: Layered Belief Propagation) 译码算法计算复杂度高、不易于硬件实现的问题, 提出一种改进算法。该算法首先引入函数f(x)使LBP译码算法的计算复杂度大大降低; 同时引入具体参数校正因子和偏移因子, 提升译码性能。仿真结果表明, 改进后的算法相比LBP 算法在计
算复杂度降低的同时, 也提升了译码性能, 从而达到了易于硬件实现的目的。     

具有高速并行译码结构LDPC码的构造

针对可实现高速并行译码的低密度校验(LDPC)码,提出了一种LDPC码的构造方法.该方法用代数的方法构造一个校验矩阵,适当地选择构造时的参数,可以消除校验矩阵中的小环,以保证所构造码字的性能;再按照一定的规则对所构造校验矩阵的行进行重新排列,可使得重排后的矩阵具有分块结构.仿真结果表明,采用这种分块结构,使得LDPC码的部分并行译码在工程实现上成为可能,按照该方法构造的LDPC码的性能与随机构造的码字相当.