扩展原模图LDPC短码的优化构造

为设计高纠错性能且低复杂度的准循环-低密度奇偶校验(QC-LDPC)短码,提出了扩展原模图的码优化构造方法.在优化的原模图基础上,通过优化删除节点及扩展该模板校验节点为复合线性分组码扩展节点,并提升子矩阵维度来构造高效短码长QC-LDPC码.采用针对准循环基矩阵渐进边增长(PEG)扩展和准循环-改进的渐进环外消息度(QC-IACE)算法,优化搜索循环置换子矩阵偏移量,联合优化与改善码字停止集、陷阱集及围长与环分布等关系,综合提高码性能.仿真表明:所构造的QC-LDPC短码具有较好的误比特率性能,接近现有高性能随机码字,但码长较短,复杂度和编译码延迟相对较低.     

构造速率兼容多元LDPC码的扩展方法

该文基于改进的扩展方法构造了一类速率兼容多元低密度校验(LDPC)码,其中低码率码的校验符号不仅与高码率码的码字有关,还与中间码率码的校验符号有关。构造过程涉及了掩模矩阵和基矩阵的优化设计、多元域元素的随机替换等具体步骤。该文还采用代数方法设计码的校验矩阵,进而降低了设计复杂度。所构造的码不仅具有速率兼容特性,还具有易于编译码器硬件实现的准循环结构。仿真结果表明:该码在较大的码率范围内都能够获得较好的瀑布区和平层区性能。     

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.     

滑动矩形窗式的QC-LDPC码设计

提出了一种滑动矩形窗式QC-LDPC码的构造方法,该方法无需计算机搜索便能消除4环,然后根据矩形窗在全矩阵中的滑动将其覆盖的元素取出作为基校验矩阵的原始部分,得到的矩阵具有不同的扩展系数及结构,并通过去对角线法改进矩阵的度分布.仿真结果表明:该方法在误码性能损失不多的情况下,可实现码率、码长的灵活变化,提高了可用QC-LDPC码的范围,更适合于自适应传输系统.同时,校验矩阵采用准双对角线结构,其编码算法具有线性复杂度,便于硬件实现.     

基于矩阵分解的有限几何LDPC码的研究

随机构造的LDPC（low density parity check codes）码长的增加,所需存储空间过大,编码复杂度过高.针对该问题,研究了具有代数结构的有限几何LDPC码.基于有限域几何空间的点和线来构造校验矩阵,并通过矩阵行列分解得到不同码率、码长的非规则QC-LDPC码.该类LDPC码是准循环码,其编码复杂度与码长成线性关系,对应的Tanner图没有4环存在.仿真结果表明：MSK调制、AWGN信道条件下,该类码与类似参数的随机码相比较,当信道误码率为10-6时,译码增益约为0.05～0.15dB.     

基于缩短RS码集合的低密度校验码的编码

提出了基于GF(q)上缩短RS码集合的低密度校验(lowerdensityparitycheck,LDPC)规则码生成方法.该方法能够从结构上避免校验矩阵中环4结构的出现,并且提出了码字矩阵、码字候选矩阵和码元候选矩阵的构造方法;给出了码字矩阵一些性质的构造性证明,这些性质对于消除环4结构至关重要.     

基于欧氏几何的量子CSS码的构造

利用有限几何中的点和线,构造出低密度奇偶校验(LDPC)码的校验矩阵.根据这种LDPC码的特点,通过对校验矩阵的行或列变换得到其对偶码,从而获得基于CSS码的量子LDPC码.以量子码(15,4)为例,验证了这种量子LDPC码构造算法的可行性.在仅考虑比特翻转信道下对该量子码进行性能分析,结果表明用这种方法易于得到其对偶码,并且得到的量子码比经典码有更好的性能.     

基于循环迭代的LDPC码环长扩展算法

为了易于DSP的硬件实现,提出了一种简单的较高码率的无4-环准规则LDPC(low-density parity-check)码的母矩阵构造方法,从理论上给出了母矩阵扩展因子L的下限值,并在此基础上通过循环迭代的环长扩展算法,使母矩阵大量的短环得到了消除,并且它们的编码复杂度和码长成线性关系。仿真结果表明,经过环长扩展的LDPC码略好于M ackay的随机构造同码率的码字性能,而比一次扩展的码字有0.4 dB左右的性能增益。采用循环迭代的环长扩展算法非常有利于硬件实现。     

基于杨辉三角结构的 QC-LDPC 码构造

针对准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码中准循环基矩阵的移位系数确定问题,提出基于杨辉三角结构的确定方法。该方法构造的校验矩阵不含四环,移位系数由简单的数学表达式确定,编码复杂度与码长呈线性关系,节省存储空间,对码长和码率参数的设计具有较好的灵活性。仿真结果表明:在加性高斯白噪声信道和BP译码算法下,该方法构造的码字在误比特率为10-4时,信噪比优于随机LDPC码接近0.3 dB,在误比特率为10-6时优于DVB-S2标准的LDPC码0.2 dB,并可以获得与IEEE 802.16e码相一致的性能。同时表明合理的选择循环移位矩阵的尺寸,可以改善码字的误比特率性能。     

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。     

一种围数为八的低密度校验码校验矩阵设计

提出了一种低密度校验（IDPC）码的规则校验矩阵设计算法．首先设计3个不同的子矩阵,每个子矩阵通过对单位矩阵进行不同的移位运算后组合生成,然后将这3个子矩阵组合生成所需要的低密度校验矩阵,最后利用文中提到的短环检验算法搜索出使得生成的校验矩阵四环数、六环数均为零的移位算子．用该校验矩阵所对应的生成矩阵对随机信息进行编码,AWGN信道下的仿真结果表明,具有逼近MacKay随机码的误码率性能．     

Circulant矩阵构造准循环LDPC码的旋转环长分析法

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...     

一种改进的确定性准规则LDPC码

提出了一种确定性准规则LDPC码的设计方法,通过双对角矩阵以及迭代生成的线性同余序列构造校验矩阵.推导了为避免四边以及更少边的循环,迭代参数所需要满足的条件.该方法主要优点是编码仅具有线性复杂度,并且校验矩阵可通过迭代和双对角矩阵生成,在译码端不需要存储整个校验矩阵,这对于译码器的硬件实现是有利的.仿真结果表明该方法具有优于伪随机方法的性能.     

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.     

基于改进PEG算法的多元RA码交织器设计

在理想度分布的条件下,交织器是重复累积(repeat accumulate,RA)码性能优异的关键因素.在设计交织器时,应该避免短环的存在,特别是环4,而渐进边增长(progressive edge growth,PEG)算法是一种简单有效的避免短环的构造法.将PEG算法运用到q元RA(q-RA)码交织器的设计,首先构造出无4环的校验矩阵,通过校验矩阵得到对应的q-RA码交织器.仿真了q-RA码采用设计的交织器和随机交织器时的性能,得到采用改进的PEG算法构造交织器的q-RA码性能优于采用随机交织器的码,且对于高码率的q-RA码,其性能改善更加明显.     

一种基于稀疏序列的量子CSS码的构造

量子CSS码是一种简单、有效的量子码构造方法,已被应用到各类特性的量子码的构造之中.针对低密度奇偶校验码(LDPC)的优异性能,利用稀疏序列构造LDPC码校验矩阵的方法,提出了一种构造量子低密度奇偶校验码校验矩阵构造方法,采用快速编码算法,获得相应的量子码.最后,以(3,8)(16,6)量子码为例给出量子低密度奇偶校验...     

基于有限域的LDPC卷积码构造算法

采用有限域方法研究获得具有快速编码特性的规则、时不变LDPC（Low-Density Parity-Check,低密度奇偶校验）卷积码的构造算法. 首先给出基于有限域GF(q)所构造的准循环(QC)LDPC码的基矩阵结构特性;然后提供了一种新的代数构造及其对应的修正的矩阵结构;最后,根据QC与LDPC卷积码之间的环同构关系,获得了具有快速编码特性的LDPC卷积码的多项式矩阵结构. 代数构造方法简化了整个构造过程. 而LDPC卷积码的快速编码特性减小了编码复杂度,简化了编码器结构. 用基于置信传播(BP)的译码算法在加性高斯白噪声(AWGN)信道上获得的仿真结果表明,与其他结构化LDPC卷积码相比,文中所构造的码具有更好的性能.     

基于等差数列与原模图的QC-LDPC码构造方法

针对准循环低密度奇偶校验 (quasi-cyclic low-density parity-check, QC-LDPC)码循环置换矩阵的移位次数确定问题,提出一种基于等差数列与原模图(arithmetic progression and protograph, APP)构造QC-LDPC码的新方法。该方法通过特殊等差算法得出等差数列,原模图结合该等差数列得到待扩展的基矩阵。该方法所构造的QC-LDPC码可灵活地选择码长和码率,而且其校验矩阵的围长至少为8。使用Matlab搭建了通信系统仿真模型,并在此模型基础上基于该构造方法构造的APP-QC-LDPC(4000,2000)码进行了模拟仿真。仿真结果表明,在相同条件下,当误比特率(bit error rate, BER)为10-6时,所构造码率为0.5的APP-QC-LDPC(4000,2000)码相对于基于渐进边增长(progressive edge growth, PEG)算法构造的PEG-QC-LDPC(4000,2000)码、基于等差数列(arithmetic progression, AP)算法构造的AP-QC-LDPC(4000,2000)、基于修饰(masking, M)技术所构造的M-QC-LDPC(4000,2000)码和基于最大公约数(greatest common divisor,GCD)算法所构造的GCD-QC-LDPC(4000,2000)码分别能改善约0.46,0.55,0.9和1.06 dB的净编码增益(net coding gain, NCG),具有较好的纠错性能。