基于QR码和SPC码的双广义LDPC码构造及性能研究

为了降低低密度奇偶校验(low-density parity check, LDPC)码的错误平层,使其满足移动高清视频传输的极低误比特率(bit error rate, BER)要求,构造了一种基于平方剩余(quadratic residue, QR)码和单奇偶校验(single parity check, SPC)码的双广义LDPC(doubly-generalized LDPC, D-GLDPC)码。所构造的D-GLDPC码克服了有限码长的LDPC码性能不佳的问题以及广义LDPC(generalized LDPC, GLDPC)码的码率损失问题。基于QR码构造了准循环低密度奇偶校验(quasi cyclic LDPC, QC-LDPC)码,以QR码和SPC码作为分量码来构造D-GLDPC码,采用后验概率(a posteriori probability, APP)译码算法简化D-GLDPC码的译码。仿真结果表明,D-GLDPC码相比同码长同码率的LDPC码,在错误比特率和译码收敛速度上有明显的性能提升。     

基于QR码的广义LDPC码的设计与译码算法的研究

广义低密度奇偶校验(generalized low-density parity-check,GLDPC)码可以降低原始低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码的错误平层,但传统GLDPC码的构造方法会造成码率损失较大.鉴于此,采用平方剩余(quadratic residue,QR)码作为分量码,提出一种新颖的GLDPC码构造方法,并设计相应的译码算法.统计给定码字的陷阱集,并利用陷阱集挑选变量节点作为QR码的信息位;把QR码变量节点的校验位补全在原始LDPC码后,从而构造一种GLDPC码,设计出一种适合GLDPC码的两阶段译码算法.仿真结果表明,这种GLDPC码构造方法码率损失比较小,在BER为1×10-9时,GLDPC码与原始LDPC码相比,得到了约0.3 dB的增益.     

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。     

基于QC-LDPC码的联合信源信道编码研究

基于欧式几何构造的准循环LDPC码(quasi-cyclic LDPC,QC-LDPC)应用于联合信源信道编码(joint source and channel coding,JSCC)系统中,由于JSCC系统中信源码和信道码存在特殊的边连接关系,致使满足信源码字和信道码字之间特殊连接关系的QC-LDPC码字比较少,但至少QC-LDPC码可以用来作为JSCC系统中的信道码.仿真结果表明,双QC-LDPC码的JSCC系统纠错性能相比双随机LDPC码的JSCC系统有明显的改善,同时前者的译码迭代次数明显少于后者,从而提升了译码效率.仅使用QC-LDPC码作为信道码的JSCC系统也比双随机LDPC码的JSCC系统有更好的性能,且其迭代次数也更少.     

LDPC码高速译码器的设计与实现

通过对LDPC码(低密度奇偶校验码)的迭代译码算法的分析,提出了一种同时能够对两个码字进行译码,使得译码器中的变量节点和校验节点交替被两个码字使用的译码器结构。该结构不仅适用于全并行结构的LDPC码译码器,也适用于目前广泛采用的半并行结构译码器。以此结构为基础,实现了一个长度为1008bit,改进半并行结构的LDPC码译码器。此结构能够充分利用现有半并行结构译码器的逻辑资源,将译码器数据吞吐率提高近一倍。测试结果表明,本文实现的译码器的有效信息速率达到45Mbps。     

LDPC码高速译码器的设计与实现

通过对LDPC码(低密度奇偶校验码)的迭代译码算法的分析,提出了一种同时能够对两个码字进行译码,使得译码器中的变量节点和校验节点交替被两个码字使用的译码器结构。该结构不仅适用于全并行结构的LDPC码译码器,也适用于目前广泛采用的半并行结构译码器。以此结构为基础,实现了一个长度为1008bit,改进半并行结构的LDPC码译码器。此结构能够充分利用现有半并行结构译码器的逻辑资源,将译码器数据吞吐率提高近一倍。测试结果表明,该译码器的有效信息速率达到45Mbps。     

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...     

一种抑制LDPC码突发错误的软件方法

对低密度奇偶校验码(Low-Density Parity-Check Codes,LDPC)在AWGN(Additive White Gaussian Noise)信道下的译码算法进行了深入研究,分析了在译码过程中出现突发错误的原因,指出出现这种错误是由于在校验矩阵中存在环路,并提出了一种抑制突发错误出现的软件方法.在该方法中,只需对LDPC码的译码程序进行适当控制,就可有效抑制由于环路影响而出现的突发错误,进一步提高了LDPC码的译码性能和译码程序的稳定性,扩大了LDPC码的应用空间.     

基于Matlab的LDPC码的研究

LDPC码是一种接近香农限的线性分组码。在研究LDPC码的基本理论的基础上,利用计算机仿真码长、列重和迭代次数影响LDPC码的性能。仿真结果表明:LDPC码长码的误码性能优于短码的误码性能,但当码长达到一定值后,再增加码长,LDPC码的误码率降低的幅度将不大;当码长较小时,增加列重,LDPC码的性能将变差;但当码长足够大时,增加列重,LD-PC码的性能将得到改善。若列重达到一定值时,随着列重增加LDPC码的性能将变差。增加译码迭代次数,LDPC码的性能将得到改善;但当迭代次数足够大时,再增加迭代次数,LDPC码的误码率将不会再降低。     

面向5G新空口技术的LDPC码标准化研究进展

第5代移动通信系统(5th generation mobile communication system,5G)业务需求的多样性以及各业务场景的典型特性给新空口(new radio,NR)的信道编码技术带来困难及挑战,信道编码方案成为通信业界及学术界的重要研究课题之一。因具备优越性能,低密度奇偶校验(low-density parity-check, LDPC)码被确定为5G增强移动宽带(enhanced mobile broadband, eMBB)场景数据信道编码方案。在对5G及LDPC码进行概述的基础上,阐述了包括码设计、译码算法、速率匹配和性能评估在内的面向NR的LDPC码标准化工作研究内容。此外,对近年来第3代合作伙伴计划(3rd generation partnership project, 3GPP)各成员机构在无线接入网层一(radio access network layer 1, RAN1)标准化工作组历次会议中提出的LDPC码编码方案进行分析和对比,并在此基础上对LDPC码标准化相关工作进行总结。     

基于Π旋转的LDPC码的性能研究

介绍低密度校验码（LDPC）的一种新型编码方案．用此方案构造的LDPC码与Turbo码进行计算机仿真比较,结果表明此方案是一种非常有实用价值的编码方案．     

LDPC码的分析和非正则图的设计

给出了正则LDPC码和非正则LDPC码的分析 ,并介绍了非正则LDPC码的设计方法     

LDPC码在二进制对称信道下的性能分析

低密度校验码(LDPC)是一类线性分组纠错码,和积传递算法是LDPC码迭代译码算法中的常用算法.在此基础上研究了二进制对称信道(BSC)下LDPC码的消息传递迭代译码算法,对其误码特性进行了仿真,并用密度进化方法仿真了校验节点、变量节点的概率密度在迭代过程中的收敛情况.结果表明在给定的信道门限下LDPC码具有良好的纠错性能.     

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。     

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。     

二元局部修复码的新构造

局部修复码(Locally Repairable Codes,简记为LRCs)是一种可以减小分布式存储系统修复带宽的新型纠删码。依据二元最优码的不同距离特性而改变校验矩阵的方法,提出了由奇距离局部修复码扩展构造偶距离局部修复码的一种方法;而且提出了通过删截的方法构造新的性能优良的局部修复码。利用这两种方法,构造出四组码长为n≤24,维数为k≥8且距离为6≤d≤8具有较小局部修复度的码,这些码都达到了C-M界。这些结果对于研究更大距离的二元最优局部修复码以及一般域上的最优局部修复码的构造,将具有借鉴意义。     

LDPC乘积码性能分析

提出了一种LDPC乘积码的编码和译码方法,在编码端,用误码性能好的LDPC码代替扩展的BCH码构成LDPC乘积码,提高用扩展的BCH码构成的Turbo乘积码(TPC)的误码性能;另一方面,用短的LDPC码以乘积码的编码方式构成长码,降低了LDPC码的编码复杂度。计算机仿真结果显示,LDPC乘积码在信噪比小于3.5dB时,其误码率低于BCH乘积码,但在信噪比大于3.5 dB时,其误码率高于BCH乘积码,与等长的LDPC码相比,LDPC乘积码在低信噪比时,性能较好,但在高信噪比性能较差。     

Goppa码一致校验位数目的下限

给定一个Ｇｏｐｐａ码，如何求出它的一致校验位数目问题，至今尚未解决。估计一致校验位数目，一般只用上限来估计．本文提出了不仅可用上限也可用下限来估计一致校验位数目的观点，并且给出了估计方法。用这种方法，某些特殊的Ｇｏｐｐａ码是能够求出它的一致校验位数目的。     

LDPC编码的MIMO-OFDM系统的双涡轮迭代检测译码方法

采用迭代检测译码接收方法的LDPC(low density parity check,低密度奇偶校验)编码MIMO-OFDM(multiple-input multiple-output orthogonal frequency division multiplexing,多天线正交频分复用)传输,是在宽带无线通信系统中逼近多输入多输出(MIMO)信道容量的一种简单而有效的方法.在迭代检测译码过程中,既存在检测器和译码器之间的迭代,也存在译码器内迭代.首先给出LDPC编码MIMO-OFDM系统的因子图分析,进而提出双涡轮迭代检测译码方法.在所提方法中,检测器与译码器并发工作且实时交互软信息.与传统的串行迭代检测译码方法相比,双涡轮迭代检测译码方法可有效地降低检测译码时延.仿真结果证实,采用双涡轮迭代检测译码方法的接收机能在给定运算复杂度的条件下改善误帧率性能,有助于实现"绿色通信".     

一种改进的QC-LDPC码及其编码器FPGA实现

为了提高低密度准循环奇偶校验码（quasi-cyclic low density parity check codes,QC-LDPC）的编码码率灵活性和降低该码的实现复杂度,提出了一种改进的 QC-LDPC 码构造方法,并通过构造校验矩阵设计出了几种高码率码型,仿真结果表明该码在中、长帧长时性能优于相近参数的传统 QC-LDPC 码;针对该码型设计了一种基于随机存取存储器（random-access memory,RAM）的编码器硬件架构,通过存储地址指针实现对校验矩阵的存储,使得编码器能灵活地实现变码率和变帧长编码。采用 verilog 硬件描述语言在 Spartan-3 XC3S1500芯片上实现了编码器。综合结果显示：新的硬件编码架构较基于移位寄存器的传统 QC-LDPC 码的编码器硬件架构,在编码延时保持相同而硬件资源大幅降低的情况下,编码器系统的最高频率达到了225．174 MHz,能满足高速编码需求。