一种低复杂度速率兼容极化码

针对现有极化码速率匹配算法的复杂度问题,提出了一种低复杂度的速率兼容极化码设计算法。汲取了现有打孔方案在不同打孔数量下的优势,使用一个分段速率匹配交织器,极大地改善了大量打孔下的性能下滑现象。信息比特的选择只是跳过被打孔比特位置而不需要重新估计子信道的可靠性,在极大降低算法复杂度的同时一定程度上保证了性能。通过一个虚拟环形缓存器,将容量-0和容量-1这2种打孔模式用同一结构实现,既提升了不同码率下的译码性能,又使得打孔结构简单明确,更加有利于硬件设计。仿真结果表明,该低复杂度速率兼容极化码无论在何种码率、打孔数目下都可以获得与高复杂度打孔算法相当的误块性能,是一种复杂度和性能综合较优的速率匹配方案。     

一种RS码与LDPC码的交织迭代编译码方案

为了提高通用战术数据链的信道纠错能力,同时降低编译码时延,设计了一种RS码与LDPC码的交织迭代编译码方案。该方案通过RS码与LDPC码的交织编码,有效提高码字相关性;通过RS码硬判决译码和联合迭代软译码相结合,能在保证译码性能前提下降低译码时延。仿真结果表明,该方案在一定译码时延下,明显提高译码性能。     

短LDPC码和RS码基于BP算法的性能比较

LDPC码和RS码是目前2种较为常见的纠错编码,在深空通信方面有着广泛的应用.在相同码长和码率的情况下,对短LDPC码和RS码2种线性分组码在AWGN信道下进行了基于BP算法的性能比较.短LDPC码使用LLR-BP算法,RS码使用自适应置信度传播(ABP)算法.仿真结果表明,基于相同条件下,短LDPC码比较RS码表现出优越的译码性能.     

短LDPC码和RS码基于BP算法的性能比较

LDPC码和RS码是目前2种较为常见的纠错编码,在深空通信方面有着广泛的应用。在相同码长和码率的情况下,对短LDPC码和RS码2种线性分组码在AWGN信道下进行了基于BP算法的性能比较。短LDPC码使用LLR-BP算法,RS码使用自适应置信度传播(ABP)算法。仿真结果表明,基于相同条件下,短LDPC码比较RS码表现出优越的译码性能。     

一种抑制短环的LDPC码软件构造方法

LDPC码是一种具有优秀纠错性能的信道编码方式,已成为第四代通信系统强有力的竞争者.Gallager提出的正则LDPC码中由于编码中短长度圈的存在,编码性能会在某种程度上降低.研究了Tanner图中的短环对编码性能的影响,在Gallager构造方法的基础上,提出一种可抑制长度为4的短环的软件构造方法,通过半随机的方法构造各行位置向量,并检验是否存在长度为4的短环,给出了算法的软件流程图,仿真结果表明:抑制短环的软件方法构造的LDPC码,其误码性能和Gallager构造法相比,误码性能得到了很好的改善.     

基于单位阵的循环移位构造LDPC码的研究

高码率LDPC码的性能研究正日益受到信道编码界的关注，在许多带宽受限的信道环境下提高码率是提高信息传输速率的有效途径之一．这里通过对基于单位阵的循环移位矩阵构造LDPC码方法的研究，从理论上系统分析了此种构造方法．仿真结果表明，该LDPC码的构造方法能有效规避指定长度环，并在高码率下具有很好的编译码性能．     

一种改进的LDPC码的PEG构造算法

PEG构造算法是迄今为止构造性能优异的中短码长LDPC码的一种有效的构造方法,然而直接采用该算法构造LDPC码的编码复杂度正比于码长的平方,使其成为实用化过程中的一个瓶颈.针对该问题,基于具有线性编码复杂度的迭代编码算法,提出了一种改进的PEG构造算法.仿真结果表明,在MSK调制情况下,虽然改进的PEG构造算法构造的LDPC码码字与PEG构造算法构造的码字的纠错性能基本一致,但是其最大的优势在于具有更低的硬件实现复杂度.     

具有较大围长的(n,3,k)LDPC码构造方法

消除短环已成为提高低密度奇偶校验(LDPC)码译码性能的重要措施。基于不含短环的(n,2,k)规则LDPC码,提出了一种更具实用价值的(n,3,k)规则LDPC码的构造方法。利用该方法可以完全消除(n,3,k)规则LDPC码中存在的4-环、6-环及8-环。在AWGN信道下仿真结果证明了该方法的有效性,所产生围长为10的码达到了非常优越的性能。     

基于卷积码、LDPC码、Turbo码的BICM—ID性能的研究

比特交织编码调制迭代译码（BICM—ID）是一种编码、调制和迭代译码相结合的技术,主要应用于无线通信中的信道编译码．BICM—ID在结构设计上加入了比特交织器和软输入软输出（SISO）译码器,结合迭代译码,最终实现次优译码．不同的编码方法在BICM—ID系统中也有着很大的性能差异,针对几种常见纠错编码方法——卷积码、Turbo码、LDPC码,在BICM—ID系统下的误码率性能进行比较．仿真得到系统在AWGN信道和Rayleigh衰落信道下的误码率曲线,表明不同纠错编码的BICM-ID系统性能与理论分析相一致．     

一种有利于硬件实现的LDPC码的研究

本文根据LDPC的编译码原理,提出一种新颖的有利于硬件实现的编译码结构。这种译码结构采用准循环的编码构造方法,对于在计算和存储方面较为便利,采用简化的译码算法,硬件实现简单,且编码增益较高,所有的性能在BPSK调制和AWGN信道中得到估值。     

码率自适应QC-LDPC码的研究

采用码率自适应分割和部分行合并2种方法来构造码率自适应准循环低密度奇偶校验（QC-LDPC）码,将一定码率的QC-LDPC码作为母码,得到一系列不同码率的子码。仿真结果表明,2种方法构造的码率自适应QC-LDPC码均表现出良好的性能,与基于有限几何直接构造出来的单个码率QC-LDPC;码相比,性能并没有损失。     

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.     

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)     

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。     

基于EXIT图的非规则LDPC码的优化设计

好的非规则LDPC码具有接近香农限的性能,构造好的LDPC码的难点在于非规则LDPC码的度分布对的优化,通过在AWGN信道下用EXIT图优化用密度进化得到的不规则LDPC码的收敛门限值,并用EXIT图分析检验该门限值的准确性,这种优化方法计算量小,与密度进化方法相比表明采用EXIT图优化得到的度分布对构成的LDPC码,其性能具有接近香农限的特性,这对于如何构造好的LDPC码具有重要的指导意义.     

基于数据打孔混合ARQ方案的低密度奇偶校验码构造方法

为了在不增加低密度奇偶校验码编译码复杂度的条件下,改善数据打孔混合重传请求的系统吞吐量,给出了一种改进的矩阵构造和打孔方案,增强了校验比特的可靠度并提高了打孔译码的性能.由于每次重传接收端要做2次迭代译码,所以同时优化这2次迭代译码的噪声门限值,用密度演变算法给出了一种更加适合该协议的非规则分布.数据吞吐量的仿真结果显示,改进分布和构造的码字明显优于原有的码字.     

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.     

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.