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。     

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     

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ACE值构造QC-LDPC码

为进一步提升中短码长下准循环低密度奇偶校验(Quasi-cyclic Low-density Parity-check,QC-LDPC) 码的纠错性能，提出了一种综合短环数目和环连通性的QC-LDPC码构造方法。首先，采用Golomb规则构造QC-LDPC码，对基矩阵中的部分元素进行替换预处理，初步降低短环数目；其次，采用所提的利用近似环外信息度（Approximate Cycle Extrinsic message degree，ACE）的消环掩模算法来优化QC-LDPC码，使得掩模后的校验矩阵具有较大的ACE平均值，最终完成QC-LDPC码的构造。该构造方法简单、通用性强，在短环数目和连通性间进行了平衡。与只考虑减少短环数目、增大围长等方法相比，该方法构造的QC-LDPC码有更加优异的纠错性能。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。