一种改进的基于中国剩余定理的QC-LDPC码构造方法

为增大QC-LDPC码围长的同时减少码中包含的短环,提高其纠错性能,提出了一种基于中国剩余定理（CRT）的QC-LDPC码改进联合构造方法。该方法将设计围长为g的长码长的QC-LDPC码的问题简化为设计一个围长为g的短分量码的问题,然后通过对其余分量码校验矩阵的列块进行适当置换,使得构造出的QC-LDPC码具有更少的短环和更优的性能,更适于可靠性要求较高的通信系统。仿真结果表明,与已有的CRT联合构造方法设计的QC-LDPC码相比,新方法构造的QC-LDPC码具有更少的短环,在误码率为10-6时获得了1.2 dB的编码增益。     

基于中国剩余定理和贪婪算法扩展的QC-LDPC码

在缩短阵列码的基础上运用中国剩余定理（CRT）和贪婪算法提出了一种新颖的大围长、码长更加灵活的QC-LDPC构造方法,且所构造的码字的校验矩阵采用楼梯矩阵循环置换而成。与传统CRT构造方法相比,只需已知一个分量码——缩短阵列码,同时新构造QC-LDPC码码长与码率选择比较灵活,围长更大,如果围长一样,则使最短环数量尽可能地少。仿真分析表明：在误码率为10-6时,在相同码率和码长的条件下,利用所提出的构造方法所构造的girth-8(4,k)QC-LDPC码在加性高斯白噪声(AWGN)和瑞利衰落信道中分别与缩短阵列码相比可获得约1.2 dB和2.0 dB的净编码增益,与CRT码相比分别改善了0.3 dB和0.7 dB的净编码增益,且性能与Gallager随机码性能相似但编码复杂度大大降低。     

LDPC码的快速编码实现

LDPC码是一种定义在稀疏校验矩阵H上的线性分组码,矩阵H可以用称为Tanner图的二分图来表示。文中通过对快速编码的实现进行分析,给出了能够达到线性复杂度编码的码构造方法,同时分析采用这些方法构造的LDPC码在AWGN信道下的纠错性能不差于随机构造的LDPC码。     

一种新颖的低错误平层LDPC码构造方法

针对低密度奇偶校验(LDPC)码在高信噪比区域可能存在错误平层的缺点,提出了一种低错误平层LDPC码的新构造方法。该方法的基本矩阵由渐进边增长(PEG)算法与近似环额外信息度(ACE)算法相结合,目的是提升基本矩阵中环的连通性;然后将基于分割移位(PS)的循环移位系数矩阵对基本矩阵循环扩展,以此构造出校验矩阵。该方法除了能够改善高信噪比区域的错误平层,还具有码长、码率的任意可设性特点。仿真结果表明,PAP-LDPC(3 600,2 700)码在信噪比为4 dB以后并未出现明显的错误平层。     

一种可快速编码的QC-LDPC码构造新方法

为解决LDPC码的编码复杂度问题,使其更易于硬件实现,提出了一种可快速编码的准 循环LDPC码构造方法。该方法以基于循环置换矩阵的准循环LDPC码为基础,通过适当的打孔 和行置换操作,使构造码的校验矩阵具有准双对角线结构,可利用校验矩阵直接进行快速编 码,有效降低了LDPC码的编码复杂度。仿真结果表明,与IEEE 802.16e中的LDPC码相比,新 方法构造的LDPC码在低编码复杂度的基础上获得了更好的纠错性能。     

利用域间映射的多元QC-LDPC码构造

通过定义有限域间的映射关系,提出了一种低复杂度的多元准循环奇偶校验码（QC-LDPC）的构造方法。利用这种方法可将较高阶数有限域的校验矩阵映射到指定的较低有限域上,且能保持原矩阵的结构性与稀疏特性。所构造的多元LDPC码不仅具有较低的译码复杂度且具有准循环特性,在硬件上也易于用移位寄存器实现。在高斯白噪声（AWGN）信道下的仿真结果表明,所构造的多元QC-LDPC码具有良好的编译码性能。当误码率为10-6时,码率为0.765的QC-LDPC码在目标域GF(8)上能获得0.2 dB的性能增益。     

基于有限域的QC-LDPC码编码协作通信及其联合迭代译码技术

为了提高系统的性能和易于工程实现,提出了基于有限域加群构造的QC-LDPC码,通过特殊的构造方法构造出满秩的QC-LDPC码并将之应用于编码中继协作通信系统的源节点和中继节点处,并由此构成了总体校验矩阵,导出了双层Tanner图,目的节点处采用基于双层Tanner图的联合迭代译码算法。仿真结果表明,误码率为10-5、迭代5次时,理想中继协作通信系统的性能好于非协作和非理想中继协作系统的性能,分别为1.3 dB和1 dB;并且S-D与R-D信道的信噪比相等时,S-R信道信噪比越高,非理想中继协作通信系统的性能越好。     

利用遗传算法构造QC-LDPC码

考虑到围长(girth)对低密度奇偶校验（LDPC）码的影响,提出了一种利用遗传算法构造大girth的准循环LDPC(QC-LDPC)码的新方法。该方法借助于计算机搜索,多次运用遗传算法,分步提高girth,在得到大girth 的同时,构造出具有准循环结构的LDPC码。分析发现,该构造方法的复杂度与码长成线性关系。仿真结果表明：在误码率(BER)为10-6时,新方法构造的QC-LDPC码比基于欧式几何构造方法、Gallager和Mackay构造法分别获得约0.15 dB、0.5 dB和0.2 dB的净编码增益(NCG),且因具有准循环结构更易于存储和硬件实现。     

利用完备差集构造QC-LDPC码

针对准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码中循环置换矩阵的移位次数的确定问题,提出了一种利用组合设计中完备差集(PDF)构造QC-LDPC码的新颖方法。当循环置换矩阵的维度大于一定值时,该方法所构造的规则QC-LDPC码围长至少为6,具有灵活选择码长和码率的优点,且所需的存储空间更少,降低了硬件实现的复杂度。仿真结果表明：在误码率为10-5时,所构造的码率为3/4的PDF-QC-LDPC(3136,2352)与基于最大公约数(GCD)构造的GCD-QC-LDPC(3136,2352)码和基于循环差集(CDF)构造的CDF-QC-LDPC(3136,2352)码相比,其净编码增益(NCG)分别有0.41 dB和0.32dB的提升;且在码率为4/5时,所构造的PDF-QC-LDPC(4880,3584)码比GCD-QC-LDPC(4880,3584)码和CDF-QC-LDPC(4880,3584)码的NCG分别改善了0.21dB和0.13dB     

基本陷阱集优化的IRA-LDPC码设计

具有非规则重复积累结构的低密度奇偶校验(IRA-LDPC)码是一种编码简单、性能优异的信道编码方法。陷阱集是影响码字性能的重要因素,尤其是基本陷阱集。为了进一步提高IRA-LDPC码的纠错性能,针对该码校验矩阵的特殊结构,分析了基本陷阱集的分布特点,提出了一种陷阱集优化的IRA-LDPC码构造方法,该方法依据码字结构特点对基本陷阱集进行了搜索和消除,降低了错误平层。仿真结果显示,优化后的0.5码率、1 024码长的码字在加性高斯白噪声信道下2.2 dB时误码率便达到10-7。     

不等长包的CRC约束Turbo译码

约束Turbo译码方法的编码方案是由Turbo码及错误检测码级联而成.该译码方法可以降低Turbo译码的复杂度,同时可以节省译码时间.遗憾的是,由于不正确包满足校验检测导致错误信息的传播,在中低信噪比时,译码性能有所降低.为了减小此类错误包的出现,文中采用不等长包构成一个长帧,在迭代之初,仅对短包进行检测,当不满足校验的短包数量小于给定值时,才对长包进行检测.仿真结果表明,文中给出的方案有效地减小了错误检测的包的数量,在中低信噪比下,译码性能也得到了提高.     

极化码的参数捷变技术及性能仿真

极化码是首个能够从理论上证明接近信道容量的纠错码，于2016年11月和低密度奇偶校验码一并作为第5代移动通信的标准。针对极化码特有的蝶形结构采用Trellis对其进行了重新描述，详细分析了串行抵消列表译码算法。同时，基于密度进化理论给出了极化码的码参数捷变技术，能够在不改变编译码器硬件结构与程序的情况下实时、快速地改变编译码参数。仿真结果表明，在编码参数近似相同的情况下极化码的性能要优于低密度奇偶校验码。     

采用STFT幅度值的长信号相位恢复算法

针对以往基于短时傅里叶变换(STFT)幅度值的相位恢复（STFTMPR）算法仅能处理一组较短的信号,并且信号的STFT幅度测量值的长度只能是质数的情况,提出了一种基于STFT幅度值的长信号相位恢复（LS-STFTMPR）算法。把一组长信号变化成几组较短的数组信号,通过改进的最小二乘（LS）法获取梯度下降（GD）法的迭代初始值,然后最小化各数组信号的非凸损失函数,并最终收敛到全局最小值。实验结果表明,在恢复一组较长信号的时候,所提算法的性能明显优于STFTMPR算法,并且具有较强的抗噪声能力。     

基于多种调制方式的空时OFDM系统多用户检测技术

建立了基于空时分组码的多输入多输出(MIMO)-正交频分复用(OFDM)系统模型,研究 了基于最小均方误差的串行干扰消除（MMSE-SIC）多用户检测算法,通过优化排序迭代结构 ,使得接收算法具有较好的性能。仿真结果表明,该算法在误码率方面能够取得优于常规线 性MMSE算法的性能,而且得出星座图中映射点间距也影响着检测算法的性能,随着间距的缩 小,误码概率会上升。     

MIMO系统中线性弥散空时码的优化设计

MIMO系统的大部分空时编码方法在设计时单一强调对传输分集性能或传输复用性能的提高,为了联合提高分集性能和复用性能,在LDC编码基础上提出了线性正交弥散空时码(OLDC),LDC编码的优化中利用遗传算法来构造OLDC的空时正交调制基矩阵.优化的编码方法设计简单,便于调制解调.仿真结果表明,OLDC码比传统的LDC编码在误码性能、分集性能、复用性能等方面均有大幅度提高.     

LT码新型度分布及其在电力线通信中的应用

Luby变换(Luby Transform,LT)码作为信道编码应用于电力线通信(Power Line Communication,PLC)，可实现电信号的可靠传输。度分布对LT码编译码性能的影响至关重要。为了得到更优的度分布，首先调整二进制指数分布(Binary Exponential Distribution,BED)中的度数比例，获得一种译码性能更优的改进的二进制指数分布(Improved BED,IBED)。然后，根据IBED在冗余度较小时译码成功率高，而冗余度增大后鲁棒孤子分布(Robust Soliton Distribution,RSD)的译码性能表现更佳的特点，通过求和归一化的方式将IBED与RSD两种度分布的优势进行有机结合，提出一种新型二进制鲁棒孤子分布(Binary RSD,BRSD)。仿真结果表明，与其他方法及传统的RSD相比，采用新度分布进行LT编码，可明显降低译码开销，并节约编译码耗时。将新型度分布应用于基于LT码的PLC系统中，能有效地抑制PLC信道中各种噪声对电信号的干扰，并提高通信效率。     

比特级码率兼容多元LDPC码打孔算法

多元低密度奇偶校验（Non-binary Low-density Parity-check，NB-LDPC）码在中短码情况下性能优于传统二元LDPC码，更接近香农限。针对多元LDPC码码率兼容（Rate-compatible）的问题，提出了一种基于比特级的新型多元打孔算法。首先采用二进制镜像矩阵概念对多元校验矩阵进行映射处理，再根据变量节点的度分布选择合适的打孔节点，从而实现比特级多元LDPC码码率兼容的打孔方案。仿真结果证明与基于符号级的多元打孔算法相比，所提方案的误码率性能在各个码率分别有0.2~0.4 dB的增益。     

BIBD循环置换矩阵的多进制LDPC码构造

提出了基于均衡不完全区组设计（Balanced Incomplete Block Design,BIBD）的 多进制准循环LDPC（Low Density Parity Check）码代数构造方法。在该构造方法 中提出了广义多进制位置向量的概念,并根据广义多进制位置向量和BIBD法对指数矩阵进行 广义二维扩展,构造出具有循环置换子矩阵的多进制校验矩阵,由此得到girth不小于6的多 进制LDPC码。仿真结果表明,采用FFT-QSPA（基于快速傅里叶变换的多进制和积算法）对构 造出 的LDPC码进行译码,在AWGN信道下相比 于同参数的RS码来说可以取得明显的编码增益,并且优于多进制Mackay码。