递归构造低密度校验(LDPC)码的方法

针对Tanner图中圈的增加会影响码的性能的问题,提出了一种递归构造低密度校验(LDPC)码的方法。该方法利用一个短的LDPC码的校验矩阵作为其母矩阵,在此基础上采用循环置换矩阵构造一个长的LDPC码。通过对循环转置矩阵的参数进行约束,可以保证所构造的长码的Tanner图中指定长度的圈的个数等于或者小于其短码,且可以构造规则或者非规则的LDPC码。仿真结果表明,采用该方法构造的LDPC码具有较低的误码平台,其性能与好的随机LDPC码几乎相同。     

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...     

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.     

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.     

Multistep Linear Programming Approaches for Decoding Low-Density Parity-Check Codes

The problem of improving the performance of linear programming (LP) decoding of low-density parity-check (LDPC) codes is considered in this paper. A multistep linear programming (MLP) algorithm was developed for decoding LDPC codes that includes a slight increase in computational complexity. The MLP decoder adaptively adds new constraints which are compatible with a selected check node to refine the results when an error is reported by the original LP decoder. The MLP decoder result is shown to have the maximum-likelihood (ML) certificate property. Simulations with moderate block length LDPC codes suggest that the MLP decoder gives better performance than both the original LP decoder and the conventional sum-product (SP) decoder.     

适用于LDPC码的新颖自适应联合加权比特翻转译码算法

针对低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码采用单比特翻转算法译码可能出现比特循环翻转现象而导致译码收敛速度缓慢的问题,提出一种适用于LDPC码的新颖自适应联合加权比特翻转(self-adaption combined weighted bit-flipping,SCWBF)译码算法.该SCWBF算法结合了能高效实现的可靠率加权比特翻转(implementation-efficient reliability ratio based weighted bit-flipping,IRRWBF)算法与低复杂度加权比特翻转(low complexity weighted bit-flipping,LCWBF)算法的优点,在每次迭代过程中,能自适应翻转单比特或多比特,从而避免了单比特翻转算法在译码过程中产生的同一比特循环翻转现象.仿真结果表明,与加权比特翻转(weighted bit-flipping,WBF)算法、IRRWBF算法以及联合改进加权比特翻转(combined modified weighted bit-flipping decoding,CMWBF)算法相比,提出的SCWBF译码算法加快了LDPC码的译码速度,并且误码性能也得到明显改善.     

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.     

删余LDPC与OFDM联合编码调制算法

为了降低正交频分复用(OFDM)系统中信道的时变导致的高误码平台,提出一种联合编码调制算法。该算法利用低密度校验码(LDPC)对删除信道的优良特性,将LDPC编码删余比特进行预编码,映射为零调制符号,辅助调制解调器减轻子载波间干扰(ICI)自干扰。仿真结果表明:与分离的编码调制相比,在相同传输速率条件下,该方法降低时变信道导致的LDPC误码平台达3个数量级以上。该联合编码调制算法可明显提高宽带无线通信系统在高速移动环境下的性能。     

A deterministic construction of irregular LDPC codes

In order to solve high encoding complexities of irregular low-density parity-check (LDPC) codes, a deterministic construction of irregular LDPC codes with low encoding complexities was proposed. And the encoding algorithms were designed, whose complexities are linear equations of code length. The construction and encoding algorithms were derived from the effectively encoding characteristics of repeat-accumulate (RA) codes and masking technique. Firstly, the new construction modified parity-check matrices of RA codes to eliminate error floors of RA codes. Secondly, the new constructed parity-check matrices were based on Vandermonde matrices, this deterministic algebraic structure was easy for hardware implementation. Theoretic analysis and experimental results show that, at a bit-error rate of 10×10⁻⁴, the new codes with lower encoding complexities outperform Mackay’s random LDPC codes by 0.4–0.6 dB over an additive white Gauss noise (AWGN) channel. Foundation item: Supported by the National Natural Science Foundation of China(60496315, 60572050)     

级联低密度校验码的差分酉空频调制技术

提出了一种新的级联低密度校验码的“差分酉空频调制”方案,该方案适用于收发端均未知信道状态信息的多输入多输出(OFDM)系统.“差分酉空频调制”是在发送天线与OFDM子载波之间进行“空频”编码,而在相邻两个OFDM码字之间进行差分调制,它可以充分利用多径衰落信道所提供的频率分集资源,不需要任何信道状态信息就能够获得最大的频率分集增益.由于其具有最大化的频率分集增益和较高的编码增益,故该方案的系统误码率性能远远优于新近研究文献中所提出的“差分酉空时调制”OFDM技术.在接收端提出了非相干迭代译码方案,其性能良好,同时译码复杂度相对较低.相应的仿真研究表明,该方案在“时频双选”信道下具有很强的鲁棒性.     

删余LDPC与OFDM联合编码调制算法

为了降低正交频分复用(OFDM)系统中信道的时变导致的高误码平台,提出一种联合编码调制算法。该算法利用低密度校验码(LDPC)对删除信道的优良特性,将LDPC编码删余比特进行预编码,映射为零调制符号,辅助调制解调器减轻子载波间干扰(ICI)自干扰。仿真结果表明:与分离的编码调制相比,在相同传输速率条件下,该方法降低时变信道导致的LDPC误码平台达3个数量级以上。该联合编码调制算法可明显提高宽带无线通信系统在高速移动环境下的性能。     

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...     

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.     

自适应码率QC-LDPC码编码器的FPGA实现

准循环低密度奇偶校验码(QC-LDPC codes)相比其他的LDPc码具有简单的编码结构,拥有较好的应用前景.通过构造校验矩阵设计了不同码率和不同帧长的具有系统结构的QC-LDPC码,并分析了这些码的性能,随后将编码过程分阶段引入主从控制模块及复用基本SRAA组,设计了变码率和变帧长的编码器,并用Verilog HDL语言在Spartan 3 3s1500fg676芯片上实现了编码器的设计.综合报告表明:在使用适中的硬件资源情况下,系统最大频率达到了174.856 MHz,能满足高速编码的要求.     

Hybrid hard-/soft-decision LDPC decoding strategy for NAND flash memory

This paper concerns a decoding strategy to improve the throughput in NAND flash memory using low- density parity-check （LDPC） codes. As the reliability of NAND flash memory continues degrading, conventional error correction codes have become increasingly inadequate. LDPC code is highly desirable, due to its powerful correction strength. However, in order to maximize the correction strength, LDPC codes demand fine-grained memory sensing, leading to a significant read latency penalty. To address the drawbacks caused by soft-decision LDPC decoding, this paper proposes a hybrid hard-/soft-decision LDPC decoding strategy. Simulation results show that the proposed approach could reduce the read latency penalty and hence improve the decoding throughput up to 30 %, especially in early lifetime of NAND flash memory, compared with the conventional decoding with equivalent area.     

基于Stanley序列的QC-LDPC码新颖构造方法

针对准循环低密度奇偶校验(quasi-cyclic low-density parity-check,QC-LDPC)码的短环结构会严重影响码字纠错性能的问题,基于Stanley序列(Stanley sequence,SS)提出一种围长至少为8的QC-LDPC码新颖构造方法。从Stanley序列中选取某些特定元素构成一个呈递增关系的集合,利用穷举算法搜索出满足无环4和环6条件的元素得到另一个递增集合,构造相应的指数矩阵,得到其奇偶校验矩阵。仿真结果表明,在误码率(bit error rate,BER)为10^-6时,所构造的SS-QC-LDPC码与同码率码长的其他QC-LDPC码码型相比,其净编码增益均有一定提升,因而其纠错性能较好,且无错误平层现象。此外,该构造方法的计算复杂度较低。     

一种基于最小区域选择的LDPC码迭代译码算法

提出一种基于最小区域选择的LDPC(low-density parity-check)码迭代译码算法(min-zone selection decoding algorithm,MZS decoding).MZS算法把最小区域选择和近似计算的思想结合起来,针对传统的置信度传递译码算法(belief propagation decoding algorithm,BP decoding)中的Q(x)函数提出了一种有效的简化处理方式,而这种简化处理只产生少许的性能损失.仿真结果证明,通过合理的参数设置,MZS算法几乎可以提供和BP算法同样优秀的性能.     

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(extrinsicmessage 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.