斐波那契-卢卡斯序列的Type-Ⅱ QC-LDPC码构造

针对Type-Ⅱ低密度奇偶校验(Type-Ⅱ QC-LDPC)码中存在着权重为2的循环矩阵而容易产生短环,从而影响译码收敛的问题,基于斐波那契-卢卡斯序列提出一种Type-Ⅱ斐波那契-卢卡斯准循环低密度奇偶校验(Type-Ⅱ F-L-QC-LDPC)码的构造方法.Type-Ⅱ F-L-QC-LDPC与Type-I QC-LDPC码相比不仅增大了码字间最小距离上限,同时还消除了环长为四的环,纠错性能优秀,译码收敛较快,所需存储元素少,计算复杂度低,硬件实现简单.仿真结果表明:当误码率(BER)为1×10~(-6)时,利用该构造方法所构造的码率为0.6的Type-Ⅱ F-L-QC-LDPC(3 650,2 192)码与利用完备循环差集数学思想构造的Type-Ⅱ CDS-QC-LDPC(3 650,2 192)码以及利用Sidon数列数学思想构造的Type-Ⅱ S-QC-LDPC(3 650,2 192)码相比,其净编码增益(NCG)分别提高了约0.21和0.1 d B.且在同样条件下,该方法构造的码率为0.5的码型与Type-Ⅱ CDS-QC-LDPC(3 652,1 826)码相比,NCG提高了约0.2 d B.     

基于Hoey序列的QC-LDPC码构造方法

基于Hoey序列提出了一种列重为3,并环长至少为8的准循环低密度奇偶校验(quasi-cyclic low-density parity-check,QC-LDPC)码的新颖构造方法,该构造方法能避免短环的产生,有较好的纠错性能,可通过改变参数值进而改变码长和码率.对提出的构造方法进行了环长至少为8的证明,用Matlab搭建了通信系统的仿真模型,并在此模型基础上对基于该构造方法构造的QC-LDPC(900,452)码进行了仿真分析,仿真平台是在高斯白噪声(additive white Gaussian noise,AWGN)信道下,调制方式为二进制相移键控(binary phase shift keying,BPSK)调制,译码算法为和积算法(sum product algorithm,SPA).仿真结果表明,当误码率(bit error rate,BER)相同时,利用该构造方法所构造的QC-LDPC(900,452)码的净编码增益(net coding gain,NCG)比基于等差数列(arithmetic progression sequence,APS)构造的QC-LDPC(896,452)码以及基于最大公约数(greatest common divisor,GCD)构造的QC-LDPC(900,453)码的NCG都提高了,且所有码的码率均为0.5.     

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。     

利用斐波那契数列构造QC-LDPC码的方法

利用斐波那契数列的特点,提出了一种准循环低密度奇偶校验码(QC-LDPC)码的编码器设计方法.该编码器设计利用了斐波那契数列的一种顺序排列方法,构造的校验矩阵H不含四线循环,具有准循环结构,节省了校验矩阵存储空间,对码长和码率参数的设计具有较好的灵活性.该编码器算法复杂度与码长成线性关系,易于编码.仿真结果表明,在加性高斯白噪声信道条件下,该编码方案具有优于阵列LDPC码的性能.     

QC-eIRA码的构造及其变码率编码器FPGA实现

针对非规则重复累积码(extended irregular repeat-accumulate, eIRA)校验矩阵中H_1矩阵的随机性,提出采用有限域构造H_1矩阵的方法,并构造出了几种高码率码型。新构造码型既保留了eIRA码特殊的结构,同时又具有准循环LDPC码(quasi-cyclic low density parity check codes, QC-LDPC)的特点。仿真结果表明,当码长达到8175时,新构造码型的性能明显优于QC-LDPC码,在中长码长时表现出较好的性能。基于新码型结构特点,设计通过读写随机存储器(random-access memory,RAM)实现校验位计算的编码器硬件架构,采用Verilog HDL在Virtex 4 xc4vlx60芯片上实现了编码器,结果显示,相比于基于移位累加器组的传统QC-LDPC码,新的编码架构占用的硬件资源大幅降低,且更利于灵活实现变码率编码。     

基于模数哥隆尺的新颖eALT-QC-LDPC码构造方法

基于模数哥隆尺,提出一种扩展近似下三角阵结构的准循环低密度奇偶校验（extending approximate lower triangular structure-quasi cyclic-low density parity check,eALT-QC-LDPC）码新颖构造方法,该方法无需计算机搜索即可完全消除长度为4,6,8的短环,通过设置不同的参数即可构造出多种码型。所提出的构造方法在确保线性编码复杂度前提下,大大改善了码字性能。仿真结果表明,所构造的码率0.66的eALT-QC-LDPC（5 913,3 952）码,码率0.63的eALT-QC-LDPC（3 648,2 289）,码率0.5的eALT-QC-LDPC（1 116,565）以及eALT-QC-LDPC（684,349）码的纠错性能比同码率码长度分布的渐进边增长（progress edge growth,PEG）码和围长至少为8的同码率码长的QC-LDPC码都得到了一定程度的改善。其中码率为0.5的eALT-QC-LDPC码与IS-GPS-800协议中随机构造的LDPC码误码率性能比较接近,但所构造的新eALT-QC-LDPC码编译码易实现,极大地降低了存储空间,对导航系统信道编码方案具有重要的参考价值。     

定码长多码率QC-LDPC码的构造

通信系统通常需要支持多种码率的信道编码以适应不同的信道条件。为了简化系统实现的复杂度,该文提出了一种码长固定、兼容多码率、准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的构造方法。该方法利用修正的渐进边增长(PEG)Reed-Solomon(RS)码算法生成母码的校验矩阵,结合校验矩阵的行合并得到具有相同结构的多码率QC-LDPC码的校验矩阵。在译码时多码率LDPC码可以共用同一个译码器,从而大大减少了译码的硬件资源。实验结果表明:该方法生成的多码率LDPC码的性能均优于第二代欧洲数字地面电视广播传输标准(DVB-T2)中对应码率的码,且译码器硬件资源与单码率的LDPC译码器相当。     

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。     

基于循环差集的(3,L)规则QC-LDPC码构造

针对准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码中准循环基矩阵移位系数构造的确定问题,利用循环差集(CDF)构造一种近似双对角结构的(3,L)规则QC-LDPC码,其围长至少为8,该码的基矩阵由四部分构成,其中一部分数据已知,其余可由简单的运算获得,所需存储空间少,降低了硬件实现的复杂度,根据循环差集个数t不同可灵活构造不同码长和码率的码字.仿真实验结果表明:当误码率为1×10~(-6),码率为0.5时,构造的基于循环差集的码比基于最大公约数(GCD)码、渐进边增长(PEG)码和西顿(SD)序列构造码的净编码增益分别提升了0.10,0.12和0.13dB.当码率为0.6时,比基于完备循环差集构造的type2码和PEG构造码的净编码增益分别有0.20和0.10dB的提升.     

基于等差数列的QC-LDPC码构造方法

提出了一种可进行快速编码的准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码构造方法.首先利用等差数列(AP)得出基矩阵,然后使用循环置换矩阵(CPM)行列循环移位和修饰技术对其进行改进,最后得到校验矩阵,且该矩阵具有大围长和新型准双对角线结构的特点.仿真结果表明:在相同条件下,当误码率(BER)为1×10~(-6)时,相比基于局部优化搜索(LOS)算法构造出的LOS-QC-LDPC(3112,1556)码、大列重(LCW)低复杂度的LCW-QC-LDPC(3110,1555)码、基于Mackay算法构造的Mackay(3110, 1555)码和基于最大公约数(GCD)算法构造的GCD-QCLDPC(3110,1555)码,所构造的码率为0.5的AP-QC-LDPC(3110,1555)码的净编码增益(NCG)分别提高了约0.29,0.37,0.54,0.65 dB,其纠错性能较好,且具有编码复杂度低和可快速编码的优点.     

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...     

Tight lower bound of consecutive lengths for QC-LDPC codes with girth at least ten

For an arbitrary (3,L) quasi-cyclic(QC) low-density parity-check (LDPC) code with girth at least ten, a tight lower bound of the consecutive lengths is presented. For an arbitrary length above the bound the corresponding LDPC code necessarily has a girth at least ten, and for the length equal to the bound, the resultant code inevitably has a girth smaller than ten. This new conclusion can be well applied to some important issues, such as the proofs of the existence of large girth QC-LDPC codes, the construction of large girth QC-LDPC codes based on the Chinese remainder theorem, as well as the construction of LDPC codes with the guaranteed error correction capability.     

QC-LDPC网络编码协作技术

针对传统协作技术具有的局限性,将一种编码协作技术（基于QC-LDPC码的编码协作）与Alamouti空时码和网络编码技术相结合,提出了一种基于QC-LDPC码的网络编码协作通信技术．仿真结果表明：在系统带宽和发射功率不变的条件下,可以很好地对抗无线信道衰落,在较高的频谱利用率与较低的硬件成本条件下获得较好的编码增益和分集增益．     

一种构造八环准循环LDLC码的搜索算法

为了找到一种结构简单,又具有逼近香农限的线性码,应用构造准循环LDPC（low density parity check）码的算法思想,结合LDLC（low density lattice codes）的特点,对该算法进行改进,用以构造八环LDLC校验矩阵。保证LDLC生成序列在各行或各列中顺序和正负号的随机性以及在每行每列中元素分布的均匀性。同时分析了该算法的复杂度。在AWGN信道下仿真结果显示：用这种算法构造的八环LDLC的性能明显地好于现有的六环LDLC码的性能。     

Improving the structure of multiple dimension turbo codes using multiple identical component encoders

In this paper,we propose an improved structure for M-dimension ( M ≥ 2)turbo codes using M identical component encoders. The presented structure only applies single recursive convolutional encoder to encode M interleaved versions of infor-mation sequence and single tail sequence to operate termination. For the commonly used two-dimension (M = 2) turbo codes,two cascade soft input soft output (SISO) decoders are detailed to de-code the corresponding codes. With the two cascade SISO decod-ers,this coding structure obviously outperforms traditional turbo codes at high code rates,especially,about 0.3 dB gain can be ob-tained at code rate 0.9 in additive white Gaussian noise channel with quadrature phase shift keying modulation. This makes the proposed coding structure very attractive for future radio commu-nication systems with high throughput requirements.     

Efficient Helicopter-Satellite Communication Scheme Based on Check-Hybrid LDPC Coding

When implementing helicopter-satellite communications, periodical interruption of the received signal is a challenging problem because the communication antenna is intermittently blocked by the rotating blades of the helicopter. The helicopter-satellite channel model and the Forward Error Control(FEC) coding countermeasure are presented in this paper. On the basis of this model, Check-Hybrid(CH) Low-Density Parity-Check(LDPC)codes are designed to mitigate the periodical blockage over the helicopter-satellite channels. The CH-LDPC code is derived by replacing part of single parity-check code constraints in a Quasi-Cyclic LDPC(QC-LDPC) code by using more powerful linear block code constraints. In particular, a method of optimizing the CH-LDPC code ensemble by searching the best matching component code among a variety of linear block codes using extrinsic information transfer charts is proposed. Simulation results show that, the CH-LDPC coding scheme designed for the helicopter-satellite channels in this paper achieves more than 25% bandwidth efficiency improvement, compared with the FEC scheme that uses QC-LDPC codes.