围长至少为8的QC-LDPC码的新构造:一种显式框架

 构造围长较大的校验矩阵,是提高二进制和多进制QC-LDPC码译码性能的一种有效手段.本文提出一种不需要借助于任何计算机搜索步骤,能够直接构造出围长至少为8的QC-LDPC码的显式构造框架.该框架所构造的QC-LDPC码不仅满足围长至少为8的条件,而且还具有循环置换矩阵(CPM)尺寸可以连续变化的优点.该框架可以分为两个步骤:第一步是在无穷大CPM尺寸条件下利用确定性方法构造一个围长至少为8的校验矩阵;第二步是根据本文新发现的一个围长性质,从该校验矩阵的移位矩阵直接精确地计算出CPM尺寸连续变化的紧致下界.     

Improved RB-HARQ scheme based on structured LDPC codes

Reliability-based hybrid automatic repeat request (ARQ) (RB-HARQ) is a recently introduced approach to incremental-redundancy ARQ. In RB-HARQ scheme, the bits that are to be retransmitted are adaptively selected at the receiver based on the estimated bit reliability. It could result in significant performance gain but requires huge overhead in the feedback channel. In this study, an improved RB-HARQ scheme (IRB-HARQ) for structured low-density parity-check codes is proposed, which simplifies the comparison operations needed to search the bits to be retransmitted and outperforms the RB-HARQ scheme in consideration of the bit transmission power for the requesting messages on the feedback link. Simulation results show that the IRB-HARQ scheme is more efficient and practical than the RB-HARQ scheme.     

对LDPC码的LLRBP算法研究

在LDPC译码时,使用IJLRBP算法其校验节点的计算复杂度十分高,而且当LDPC码中有许多的短环时,译码性能也会降低。基于以上的这些问题提出了一个新的混合校验变量过程,通过调整校验节点的处理振幅和变量节点的信息相关性来降低计算复杂度,其仿真过程表明在译码性能和运算复杂度上与LLRBP算法都有较大的提高。     

A high‐performance belief propagation decoding algorithm for codes with short cycles

The simplicity of decoding is one of the most important characteristics of the low density parity check (LDPC) codes. Belief propagation (BP) decoding algorithm is a well‐known decoding algorithm for LDPC codes. Most LDPC codes with long lengths have short cycles in their Tanner graphs, which reduce the performance of the BP algorithm. In this paper, we present 2 methods to improve the BP decoding algorithm for LDPC codes. In these methods, the calculation of the variable nodes is controlled by using “multiplicative correction factor” and “additive correction factor.” These factors are obtained for 2 separate channels, namely additive white Gaussian noise (AWGN) and binary symmetric channel (BSC), as 2 functions of code and channel parameters. Moreover, we use the BP‐based method in the calculation of the check nodes, which reduces the required resources. Simulation results show the proposed algorithm has better performance and lower decoding error as compared to BP and similar methods like normalized‐BP and offset‐BP algorithms.     

基于围长约束的非规则短码长LDPC码构造改进算法

本文提出了一种基于围长约束的非规则短码长LDPC编码的改进算法。在每次生成的列向量有多个最大平均围长的情况下,通过选择其中局部短环个数最少,及最小渐进环外消息度(ACE)最大的列向量,依次放入当前校验矩阵完成编码构造,能有效改善影响编码性能的环特性。其中,计算短环数和最小ACE值的方法,采用基于图论的深度优先算法。仿真结果表明:该算法构造的非规则短码长LDPC码的性能优于原基于围长约束的算法及PEG算法所构造的码字。     

窗口大小自适应的空间耦合LDPC码译码算法

空间耦合低密度奇偶校验（Spatially-Coupled Low-Density Parity-Check,SC-LDPC）码具有接近香农限性能,基于置信传播译码算法,窗口译码（Windowed Decoding,WD）能够获得较小延时的同时也存在一定的局限性。为了进一步提高WD的译码性能,对SC-LDPC码的窗口译码算法提出了提前终止译码和动态调整窗口大小相结合的改进方法。该方法监测窗口大小的动态变化及相应窗口的平均迭代次数,通过加性高斯白噪声信道下的仿真分析,与传统窗口译码相比,其误码率降低,且计算复杂度更低。     

基于PDA+LDPC迭代接收机的分布式协作通信策略

针对同步DS-CDMA协作通信系统,本文考虑在转发节点端和基站端使用随机数据联合检测算法(probabilistic data association algorithm,PDA)与LDPC码译码器级联的迭代接收机PDA+LDPC,基于该迭代接收机结构,给出了一种分布式协作通信策略,研究表明,该策略较集中式协作伙伴选择策略和传统的DAF协作通信策略可取得更好的系统性能.     

基于子集矩阵的LDLC短环消除方法

为了高效地译码,需要构造没有短环的LDLC(Low Density Lattice Codes)校验矩阵。应用一种基于子集矩阵的方法,在子集矩阵中去除4环及6环,然后结合Tanner图,得到需要的校验矩阵。利用子集矩阵,计算复杂度与码长无关并且没有新的短环生成,使用该方法可以灵活地构造各种码长的LDLC码。仿真结果表明,在高斯白噪声信道下,与只去除了4环的LDLC码相比,应用该方法去除了6环以后,译码性能具有较大提高。     

基于消息传播的LDPC码环统计算法

基于节点间的外部消息传播机制,提出一种新的LDPC码环统计算法,使用和积算法处理消息传播的过程,可有效地统计Tanner图中长度为g,g＋2,…,2g-2的环的数量,其中g为围长。与现有方法相比,本算法复杂度较低,特别适合于围长较长的LDPC码。     

基于变量节点可靠度的洗牌置信传播算法

提出了一种新的低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码串行译码策略.该方法基于原有的LDPC码串行译码策略,根据来自信道的初始消息的可靠度对变量节点或校验节点进行均匀分组.对所提方法的误码率与平均迭代次数进行了分析.仿真结果表明:该策略的性能比原来的LDPC码串行译码策略有很大提高.     

MIMO系统中一种低复杂度联合检测算法

本文改进了概率数据辅助(probabilistic data association,PDA)算法,将其应用于MIMO(multiple-input multi- ple-output)系统中,并提出了一种partial-PDA LDPC联合检测算法,比PDA LDPC联合检测算法的计算复杂度更低。计算机仿真结果显示,partial-PDA LDPC联合检测算法能够取得非常接近于PDA LDPC联合检测算法的系统性能。     

基于AGC方法的软判决LDPC译码器输入匹配电路

针对低密度奇偶校验码(LDPC)译码器性能受输入软信息电平抖动影响较大的问题,本文提出一种基于自动增益控制(AGC)方法的输入匹配电路,能够跟踪输入的信号电平变化动态调整信号幅度,使解调器与LDPC译码器始终工作在最佳匹配状态.此方法及AGC结构匹配电路模块已用于实现高速超宽带(MBOK-UWB)无线通信系统接收机的LDPC译码器,系统仿真和实际测试结果均表明,上述方法有效提高了系统的误比特性能.     

状态网格图的LDPC码在OFDM系统中的应用

介绍了LDPC码的编译码技术,提出了一种新颖的2状态网格图译码算法,研究了该码在OFDM系统中的性能,对不同的译码算法进行了比较.仿真结果表明,LDPC码在OFDM基带传输系统中用2状态网格图对其译码能够更好的对错误码进行纠错,提高码字性能,信息传输速率会大大提高.     

DVB-S2中LDPC码生成法解析

文章在详细分析DVB-S2标准的基础上,研究了DVB-S2中LDPC码的码字构造法则,推导出校验矩阵结构并进行分析,得出DVB-S2中LDPC码的相关参数。同时对标准中的一类码在AWGN信道中进行了仿真,仿真结果表明,这类码性能优异,具有很强的纠错能力。     

基于振荡迭代的修正BP译码算法

针对中高信噪比(SNR)下低密度奇偶校验(LDPC)译码错误振荡迭代不收敛,提出了基于置信传播(BP)算法的修正LDPC译码算法,即软值归零BP算法。该算法通过将振荡迭代的变量节点传递的外信息置零,减少错误信道消息对迭代译码的影响,较大地改善了译码性能。而且,还给出了振荡迭代节点的判定准则,提高了振荡迭代节点判定的准确性。仿真结果表明,在中高信噪比区且译码迭代次数相同的情况下,该算法能比BP算法获得更好的译码性能。     

基于 Q -矩阵的LDPC码编码器设计

本文给出 Q 矩阵的定义,在此基础上提出由 Q 矩阵构造的LDPC码新码族;研究 Q 矩阵的性质,根据 Q 矩阵的性质和变化形式,提出一种构造稀疏奇偶校验矩阵 H 的算法,同时给出一种基于 Q 矩阵的LDPC码编码器设计算法.模拟仿真表明,采用和积迭代解码算法,在0.5码率,6144码长,10^-5以下误码率时, Q 矩阵LDPC码目前的最好性能达到离香农限1.5dB.本文还研究了快速搜索 Q 矩阵的算法.如果对 Q 矩阵采用离线搜索,在线存储 Q 矢量的方式,可使构造 H 矩阵的计算复杂度为零,编码器算法复杂度与编码长度N成线性关系. Q 矩阵LDPC码不同于现有其它结构LDPC码的独特之处在于,对码长和码率参数的设计具有高度灵活性,使其能与现有标准兼容.     

任意列重大围长QC-LDPC码的确定性构造

针对准循环低密度奇偶校验（Quasi-Cyclic Low-Density Parity-Check,QC-LDPC）码中准循环基矩阵的移位系数确定问题,提出基于等差数列的确定方法.该方法构造的校验矩阵围长为8,列重可任意选取,移位系数由简单的数学表达式确定,编码复杂度与码长呈线性关系,节省了编解码存储空间.研究结果表明,列重和围长是影响码字性能的重要因素.在加性高斯白噪声（Additive White Gauss Noise,AWGN）信道和置信传播（Belief Propagation,BP）译码算法下,该方法构造的码字在短码时可以获得与IEEE 802.11n、802.16e码相一致的性能,在长码时误比特率性能接近DVB-S2码.同时表明该方法对码长和码率参数的设计具有较好的灵活性.     

一种低密度奇偶校验码的环数统计方法

对于Tanner图中给定码长的序列,LDPC码的短环对码的性能有重要影响.本文在分析LDPc码在Tanner图中的环在校验矩阵中的形状的基础上,提出了一种统计LDPC码中不同环长的环数的方法.首先对校验矩阵中一定数目的行组合中的环数进行统计,然后将所有行组合中的环数相加即得到校验矩阵中的环数.该方法可根据LDPC码的短环分布情况对其性能进行评估.应用提出的方法分别对MacKay的随机码和Fossorier的准循环码进行了环数统计.BER性能显示,尽管随机码环数特性比准循环码要差,但它的误码率性能比准循环码要好.     

基于非规则LDPC码的图像传输性能

LDPC码性能非常逼近香农极限且实现复杂度低,具有很强的纠错抗干扰能力,几乎适用于所有信道。在此采用DVB-S2标准中LDPC码的构造和编码方案,重点研究了LDPC码的译码原理,并将其用于加性高斯白噪声信道（AWGN Channel）图像的传输中。仿真结果表明在非规则LDPC码在低信噪比情况下,能为图像传输带来显著性能提高,且系统复杂度低,译码时延短。