基于校验节点的LDPC码的消息加权均值串行译码算法

中短长度LDPC码在采用BP算法译码时,由于短环的存在会导致某些比特LLR值出现振荡现象,从而影响了译码性能.针对这一现象,提出了一种采用消息加权均值来修正校验节点到变量节点消息传递的改进译码算法.该译码算法将上次校验节点到变量节点的消息和本次计算所得的校验节点到变量节点的消息进行加权求和后作为当前最新的消息.通过对本次计算所得的校验节点到变量节点的消息赋予比上次校验节点到变量节点消息更高的权值,从而减弱消息加权均值对正常BP消息传递的影响,有效抑制比特LLR值的振荡.仿真结果表明,与传统的串行迭代译码算法相比,改进的译码算法在计算复杂度增加极少的情况下,有效提高了中高信噪比区的译码性能.     

基于LDPC码校验节点度的分类修正最小和算法

为了减小低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码的译码算法复杂度,提高译码性能,该文针对致信传播(belief propagation,BP)译码算法及其简化算法的分析,提出了一种基于校验节点度的分类修正最小和译码算法。该算法将最小和译码算法中校验节点输入外信息绝对值的最小值和次小值分类,并根据该节点的度计算与BP算法的偏移量,分别选择不同的阈值和修正因子对外信息进行补偿。仿真结果表明,该算法在高信噪比区域的译码性能高于BP算法,并且计算复杂度大大低于BP算法,是一种适用于各种校验节点度分布,而且是能较好兼顾性能与实现复杂度的译码算法。     

压缩型QC—LDPC码的编码构造

提出了一种压缩构造准循环低密度奇偶校验（QC-LDPC）码的方法,它利用一个圈长（girth）较大的QC-LDPC码作为基准码,对其校验矩阵中的循环置换矩阵进行压缩,从而构造出较短的码字．通过优化,可使这些码字具有较大的圈长和较少的环,且可以保证它们的码长是在较大范围内连续变化的．分析和仿真结果表明,采用这种方法构造出的码字具有优越的误码性能,并可大大地节约码字的存储空间．     

低密度校验(LDPC)码的构造及编码 

分析了当前编码领域中低密度校验码的2种相对好的编码方法——化奇偶校验矩阵〖WTHX〗H〖WT〗〖HT5”K〗为相似三角形和基于有限几何的编码方法。同时还分析了低密度校验码的一般及在有限几何域中的构造和特征，最后仿真了3种不同低密度校验码在相同译码方法下的性能     

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。     

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     

基于(17,9)平方剩余码的广义LDPC码构造及性能研究

低密度奇偶校验(low-density parity check, LDPC)码的校验节点通常采用单奇偶校验(single parity check, SPC)码,然而当采用一种具有更强纠错能力分量码替换LDPC码中的SPC码时可以构造出一种性能更好的广义LDPC(generalized LDPC, GLDPC)码。鉴于此,采用一个(17,9)平方剩余(quadratic residue, QR)码作为分量码来替换LDPC中的SPC码构造出了一种基于QR码的GLDPC码。通过研究GLDPC码和QR码的构造以及GLDPC码的译码算法,提出了一种基于(17,9) QR码的GLDPC码构造方法,研究了该GLDPC码的性能,并对该GLDPC码与传统的LDPC码、同码率不同码长的GLDPC码以及同码长不同码率的GLDPC码进行了性能仿真。仿真结果表明,基于(17,9)QR码的GLDPC码相比同码率下的LDPC码,在错误比特率和译码收敛速度上都取得了更优异的表现。     

基于校验节点的LDPC码的消息加权均值串行译码算法

 中短长度LDPC码在采用BP算法译码时,由于短环的存在会导致某些比特LLR值出现振荡现象,从而影响了译码性能。针对这一现象,提出了一种采用消息加权均值来修正校验节点到变量节点消息传递的改进译码算法。该译码算法将上次校验节点到变量节点的消息和本次计算所得的校验节点到变量节点的消息进行加权求和后作为当前最新的消息。通过对本次计算所得的校验节点到变量节点的消息赋予比上次校验节点到变量节点消息更高的权值,从而减弱消息加权均值对正常BP消息传递的影响,有效抑制比特LLR值的振荡。仿真结果表明,与传统的串行迭代译码算法相比,改进的译码算法在计算复杂度增加极少的情况下,有效提高了中高信噪比区的译码性能。     

基于LDPC码校验节点度的分类修正最小和算法

为了减小低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码的译码算法复杂度,提高译码性能,该文针对致信传播(belief propagation,BP)译码算法及其简化算法的分析,提出了一种基于校验节点度的分类修正最小和译码算法。该算法将最小和译码算法中校验节点输入外信息绝对值的最小值和次小值分类,并根据该节点的度计算与BP算法的偏移量,分别选择不同的阈值和修正因子对外信息进行补偿。仿真结果表明,该算法在高信噪比区域的译码性能高于BP算法,并且计算复杂度大大低于BP算法,是一种适用于各种校验节点度分布,而且是能较好兼顾性能与实现复杂度的译码算法。     

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.     

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)     

基于迭代填充法的LDPC码设计

提出一种构造低密度奇偶校验码(LDPC码)的新方法-迭代填充法(IF法),在此基础上构造了IF-LDPC码.研究证明了迭代填充法的相关性质,同时给出了一种规则和准规则IF-LDPC码编码器设计算法.IF-LDPC码的码长和码率取值灵活,可实现线性编码,做到O(M)的编码复杂度(M为信息位长度).同时,该码结构易于部分并行译码器实现.仿真结果表明:IF-LDPC码与QC-LDPC码相比,编码增益有0.5～1.1 dB的改善,可达到与Mackay随机码相比拟甚至更优的性能.     

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.     

联合LDPC码和网络编码的协作通信技术

结合信道编码和网络编码的思想,提出了一种在两用户协作情况下联合LDPC(low-density parity-check)码和网络编码的协作分集方案,该方案在接收端通过基于整体H矩阵的置信传播算法实现LDPC码和网络编码的联合译码,并对该方案在瑞利慢衰落信道下的性能进行了MATLAB仿真.仿真结果表明:与编码协作和不协...     

联合LDPC码和网络编码的协作通信技术

结合信道编码和网络编码的思想,提出了一种在两用户协作情况下联合LDPC(low-density parity-check)码和网络编码的协作分集方案,该方案在接收端通过基于整体H矩阵的置信传播算法实现LDPC码和网络编码的联合译码,并对该方案在瑞利慢衰落信道下的性能进行了MATLAB仿真。仿真结果表明:与编码协作和不协作方案相比,所提方案在系统误码率性能上有着明显地改善。     

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。     

一种无短停止距离及短环的准循环LDPC码构造方法

短停止距离及短环的存在使准循环LDPC(QC-LDPC)码的BER性能比随机构造的LDPC码的性能差,然而现有的准循环LDPC(QC-LDPC)码设计方法并没有同时考虑消除短停止距离和短环.为此,本文给出构造准循环LDPC码无短停止距离(停止距离为2和3)和无短环(4环和6环)的充要条件,解决了构造任意长度无短停止距离且无短环的QC-LDPC码的设计问题,为系统分析法构造校验矩阵提供了理论依据.在有效消除了短停止距离和短环的同时,使QC-LDPC码具有较大的最小汉明距离.实验结果表明,在中短码和长码时按照本文所提出定理设计的QC-LDPC码具有明显优于随机构造的LDPC码性能,且无错误平层.     

低密度奇偶校验码及其应用研究

阐述了LDPC码的发展、定义、构造方法及其译码思想.在此基础上,对LDPC码与Turbo码在编译码方面以及性能方面作了分析和比较,结果表明LDPC码的整体性能要优于Turbo码.最后,探讨了LDPC码的应用,特别是LDPC码在OFDM系统中的应用.     

Code Design and Shuffled Iterative Decoding of a Quasi-Cyclic LDPC Coded OFDM System

In multipath environments,the error rate performance of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is severely degraded by the deep fading subcarriers.Powerful error-correcting codes must be used with OFDM.This paper presents a quasi-cyclic low-density parity-check (LDPC) coded OFDM system,in which the redundant bits of each codeword are mapped to a higher-order modulation constellation.The optimal degree distribution was calculated using density evolution.The corresponding quasi-cyclic LDPC code was then constructed using circulant permutation matrices.Group shuffled message passing scheduling was used in the iterative decoding.Simulation results show that the system achieves better error rate performance and faster decoding convergence than conventional approaches on both additive white Gaussian noise (AWGN) and Rayleigh fading channels.