基于准循环LDPC码的数字图像水印技术研究

文章在研究准循环LDPC码的基础上,结合离散小波变换的邻近值水印算法,给出了一种新的数字图像水印算法,该算法利用准循环LDPC码优异的纠错性能,在水印嵌入前对其进行编码,在提取水印后再进行解码。仿真实验结果表明,该算法能有效提高水印的抗攻击能力,具有很好的鲁棒性和较高的安全性。     

基于伪辛空间的LDPC码的构造

基于有限域Fq 上的（2v+2）维伪辛空间,根据子空间的包含关系,选取(m,0,0,1) 型全迷向子空间,构造出了点集和线集并定义了点、线之间的关联关系,根据图论知识构造出所对应的二分图的关联矩阵,得到LDPC码的校验矩阵, 最终构造出LDPC 码C (ν + 1,2ν + 2,q ), 求得围长为8, 最小距离为2q + 2. 对码C (ν + 1,2ν + 2,q ) 取固定参数,利用子空间的包含关系,得到LDPC 码C (3,6,2) 的校验矩阵,求得码率,并对码进行了译码仿真,发现码C (3,6,2) 比相同参数的随机码的码率高.     

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。     

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。     

基于准循环分量码构造的多进制PCGC码

PCGC码是一种以LDPC码作为分量码的级联码。它在继承LDPC码优越的误比特率性能的同时,还拥有比LDPC码更低的编码复杂度。对多进制PCGC码进行了研究,同时将采用准循环算法构造的校验矩阵引入其分量码的设计中。用准循环方法构造的PCGC码,在编码端采用一组移位寄存器即可完成编码,大大降低了PCGC码的编码复杂度。仿真结果表明：短帧情况下,通过准循环构造分量码矩阵编码,四进制PCGC码性能优于同进制LDPC码。因此,基于准循环分量码构造的多进制PCGC码在未来数字通信系统中具有重要的应用价值。     

基于FPGA的准循环LDPC码低时延译码器设计

针对准循环低密度奇偶校验码(LDPC码),提出一种基于FPGA的低延时译码器硬件实现结构. 该译码器基于最小和译码算法,充分利用FPGA的RAM存储结构及流水线运算方式提高译码吞吐量,降低译码时延. 该结构适用于大部分准循环LDPC码,且译码迭代一次只需约2倍缩放因子大小的时钟数量. 与非流水线译码结构相比,在不增加资源占有率的情况下,译码时延降低到原来的1/7.      

一种基于量子准循环LDPC码的McEliece公钥密码算法

量子公钥体制包括无条件安全的量子公钥和计算安全的量子公钥密码。以经典公钥算法为基础,结合量子密码特性,研究一种基于量子计算安全的公钥密码;在GF(4)域,量子低密度奇偶校码是一线性码,存在BP快速译码算法。由此提出基于量子准循环LDPC码的量子McEliece公钥体制,给出该公钥体制的加密和解密过程。并通过数值仿真方法,分析该体制的安全性。研究结果表明,与经典方法相比,基于准循环量子LDPC码的McEliece公钥体制极大地扩展了密钥空间,有效地提高了系统的安全性,相对于经典McEliece的工作因子(274),量子McE-liece的工作因子达到2270,传输效率为0.60,且可有效地抵抗量子Grover算法攻击。     

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。     

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。     

扩展比特填充算法与LDPC码的构造

短长度圈的存在会对LDPC码的译码算法性能产生重要影响，因此研究了一种易于实现的扩展比特填充算法，用于构造高girth的LDPC码，并对其构造的不同girth的码字进行了仿真，通过性能的分析比较，证实增大girth约束值可以较大地改善码字性能。     

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.     

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.     

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．     

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.     

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。     

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Matlab的LDPC码的研究

LDPC码是一种接近香农限的线性分组码。在研究LDPC码的基本理论的基础上,利用计算机仿真码长、列重和迭代次数影响LDPC码的性能。仿真结果表明:LDPC码长码的误码性能优于短码的误码性能,但当码长达到一定值后,再增加码长,LDPC码的误码率降低的幅度将不大;当码长较小时,增加列重,LDPC码的性能将变差;但当码长足够大时,增加列重,LD-PC码的性能将得到改善。若列重达到一定值时,随着列重增加LDPC码的性能将变差。增加译码迭代次数,LDPC码的性能将得到改善;但当迭代次数足够大时,再增加迭代次数,LDPC码的误码率将不会再降低。     

基于LDPC编码的交织分复用空时码系统

交织分复用空时码（IDM-ST）技术是第四代移动通信的关键技术之一,设计了一种基于LDPC编码的交织分复用空时码系统,并将它与传统的基于卷积码编码的IDM-ST系统在准静态的瑞利衰落信道下进行了比较。仿真结果表明,在不同帧长,不同天线数情况下,基于LDPC编码的IDM-ST系统和基于卷积码编码系统各有其优势。整个系统具有接收简单,复杂度低等优点。在实际应用中,适合于高速的数据传输业务。     

基于LDPC编码的交织分复用空时码系统

交织分复用空时码(IDM-ST)技术是第四代移动通信的关键技术之一,设计了一种基于LDPC编码的交织分复用空时码系统,并将它与传统的基于卷积码编码的IDM-ST系统在准静态的瑞利衰落信道下进行了比较。仿真结果表明,在不同帧长,不同天线数情况下,基于LDPC编码的IDM-ST系统和基于卷积码编码系统各有其优势。整个系统具有接收简单,复杂度低等优点。在实际应用中,适合于高速的数据传输业务。     

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。