原模图LDPC码的一种联合优化算法

合集下载

LDPC-Turbo级联码的优化设计

LDPC-Turbo级联码的优化设计摘要：在分析LDPC-Turbo级联码的性能、译码复杂性和时延性的基础上，提出了一种可以提高LDPC-Turbo级联码性能的优化设计，即在LDPC编码器和Turbo编码器之间使用交织器。

仿真结果表明,改进后LDPC-Turbo码不仅可以提高性能，而且可以有效地减少平均迭代次数和译码时延，尤其是在大信噪比时，效果更好。

关键词：交织器；Turbo码；LDPC码；级联码Optimal Design for LDPC-Turbo Concatenated CodeHUANG Wei1, HU Ji-wen2(1. The Graduate Management Brigade of Engineering College of APF, Xi’an 710086, China;2. Communication Engineering Department, Engineering College of APF, Xi’an 710086, China)Abstract：On the basis of analyzing the performance, decoding complexity and decoding delay of LDPC-Turbo concatenated code, an optimal design of improving the performance of LDPC-Turbo concatenated code is proposed, that is to say the interleaver is used between LDPC encoder and Turbo encoder. The simulation result shows that it can not only improve the performance, but also effectively reduce theaverage number of iterations and decoding delay, especially in large SNR.Keywords：interleaver; Turbo code; LDPC code; concatenated code收稿日期：2011-04-180 引言目前Turbo码已经成功应用到第三代移动通信的标准中，而低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check Codes,LDPC)则是下一代移动通信和深空通信纠错技术的研究热点。

用于图像传输的改进的LDPC码译码算法

（ＷＢＦ，ａｌｏｔｍａｅｎｔｅｃａａｔｒｔｓｆｐｒｌｌｂｔｆｐｉｇａｇｒｔｍｈｃｕｄｔｓｍｕｔｌｂｔｉａｈｉｒｔｎＩ）ｎａｇｒｈｂｓｄｏｈｈｒｃｅｓｉｏａａｌｉｌｐｎｌｏｈｗｉｈｐａｅｌｐｅｉｎｅｃｔａｉｉｉｃｅ —ｉｉｉｓｅｏ
【ｙｗｏｄ】ＬＰｏｅ；ｍｐｏｅｅｇｔｄｂｔｆｐｉｇａｇｒｈ；ｉｇｒｎｍｉｉＫｅｒｓＤＣｃｄｓｉｒｖｄｗｉｅｉｌｐｎｌｏｔｍｍａｅｔｓｓｏｈ－ｉｉａｓｎ
０引言
低密度奇偶校验码（ｏ — ｅｓｙＰｒｙＣｅｋＣｄ，ＬｗＤｎｉａｉ — ｈｃｏｅｔｔ
２… ，，，，ｖＺ的伴随式表示为＝（ｌ２… ，Ｍ＿・。ｍ）），，Ｓ）ｚ ⅣｒＮ（
ＤｉｉｌＴＶ｝ｇｔａ
数字电觎ｌ
文章编号：０２８９（０１）５００ — ３１０ — ６２２０ — ０５０１
用于图像传输的改进的ＬＰＤＣ码译码算法
于心乔，中训，王王兴成，郭栋
（台大学光电信息科学技术学院，东烟台２４０）烟山６０５
大大加快了译码进程，现了图像的高质量传输。实
１ＩＦ算法原理ＷＢ
假设ＬＰＤＣ码的校验矩阵为
＝
，信道接收序列为
（２… ，）接收到的二进制硬判决序列为ｚ（，ｙ，，，Ｙ＝ｚ

LDPC编译码方法及应用

LDPC编译码方法及应用编译码是一种用于纠正或检测码字中错误的技术，在通信系统和存储系统中得到了广泛的应用。

LDPC (Low-Density Parity-Check)编码是一种性能优异的编译码方法，具有较低的复杂度和较高的纠错能力。

本文将介绍LDPC编码的原理、编码方法和在通信系统和存储系统中的应用。

一、LDPC编码原理LDPC码是一种线性块码，编码矩阵稀疏且低密度。

编码矩阵的特点是：每一行包含有k个‘1’，每一列包含有d个‘1’，其中d≥2k，通常d=k+m。

编码矩阵为M×N维，将k个信息位编码成N个码字。

编码过程：首先将k个信息位按照编码矩阵进行线性变换，得到N个码字。

然后，将码字通过信道传输或存储。

在接收端，利用LDPC的解码算法对收到的码字进行纠错。

解码过程：LDPC解码是一种迭代译码算法，基于图论的概念。

解码过程中，将码字作为节点，根据编码矩阵中的连接关系构建一个图，即Tanner图。

图中包含了从码字到校验位的连接和从校验位到码字的连接。

迭代解码算法基于概率图模型，通过消息传递的方式进行信息交换和校验。

解码过程中，每个节点将从相邻节点接收到的消息进行更新，直到满足停止准则为止。

二、LDPC编码方法1. Gallager的生成矩阵构造方法：Gallager提出了一种通过密度增长的方式生成LDPC码的方法，称为GCC（Gallager's construction class）码。

该方法包含三个参数：列重参数r，每列的非零元个数d，每行的非零元个数w。

通过调整这三个参数，可以生成不同性能和复杂度的LDPC码。

2. MacKay-Neal构造方法：MacKay-Neal构造方法是一种基于正交矩阵的构造方法。

首先利用Hadamard矩阵生成一个正交矩阵，然后通过调整行和列的顺序，得到具有良好性能的LDPC码。

3. Quasi-Cyclic（QC）构造方法：QC-LDPC码是一种结构化的LDPC 码，其编码矩阵具有循环性。

一种改进的LDPC码的PEG构造算法

2
0 . 41 592x ; 2 / 3误码率的 LDPC 码变量节点度分布服从 K( x ) = 0 . 251 05x + 0 . 309 38x + 0 . 001 04x
2 9 3
7
+ 0 . 438 53x . 从图中可以看出, 采用改进 PEG 构造方法与直接应用 PEG 构造方法构造出的 LDPC 码的误码率曲线基本重合, 即这 2 个 LDPC 码的纠错性能非常接近, 从而表明改进的 PEG 算法构造的
部分, 即信息位向量 s I F
n- m
和校验位向量 p I F ,
m
收稿日期 : 2007-09 -13 . 作者简介 : 赵旦峰 ( 1961 - ) , 男 , 教授 , 博士 , 主要研究方向 : 现代数字通信系统与通信技术 , E-m ai: l zhaodan feng @ hrb eu . edu . cn.
An improved PEG algorithm for construction of LDPC codes
ZHAO D an- feng , TONG N ing-n ing , WU Y u -ping
( Co llege of Infor m ation and Comm un ication, H arb in Eng inee ring U nivers ity , H a rb in 150001, Ch ina)
( 哈尔滨工程大学信息与通信工程学院黑龙江哈尔滨 150001) 摘要 : PEG 构造算法是迄今为止构造性能优异的中短码长 LD PC 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 M SK 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 . 关键词 : PEG 算法 ; 迭代编码 ; 下三角结构 ; 非规则 LDPC 码中图分类号 : TN 911. 22 文献标识码 : A

一种基于改进线性规划的LDPC码混合译码算法

译码延时。仿真结果表明，混合译码算法的误码性能和译码延时均优于传统ＬＰ译码算法。
２ＬＰ译码
法，而译码延时低于传统ＬＰ译码。关键词：ＬＤＰＣ码；线性规划译码；置信传播中图分类号ｔＴＮ９１１．２２文献标识码ｔＡ
１
引言
由于具有优秀的差错控制性能，ＬＤＰＣ码正成为数据传输和信息存储系统的一种主要错误控制码。
当码字足够长时，基于消息迭代的置信传播译码（ｂｅｌｉｅｆｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ，ＢＰ）的ＬＤＰＣ码可获得逼近香农限的性能，常用来分析对称二进制输入信道下无限长ＬＤＰＣ码的渐进性能。然而，由于泰勒图中存在大量环，ＢＰ译码算法无法有效分析有限长ＬＤＰＣ码的性能［ ¨ 。近年来，基于线性规划（１ｉｎｅａｒｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ，ＬＰ）的ＬＤＰＣ译码算法受到广泛关注［２］。由于考虑了校验矩阵的几何结构，ＬＰ译码更适合分析有限长码性能。然而，与ＢＰ译码相比，ＬＰ译码计算复杂度非常高。在Ｆｅｌｄｍａｎ等人提出的ＬＰ译码问题中，约束关系的数量与码长呈线性关系，与最大校验点度呈指数关系［。为了降低ＬＰ译码复杂度，文献［６］将ＬＰ问题转化为一系列小规模ＬＰ问题，提出自适应ＬＰ译码方法。文献［７］进一步改进自适应ＬＰ译码，在首次ＬＰ求解时，引入零个或者一个约束，随着迭代次数增加逐渐增加约束，直到获得最大释然码字或者不存在新约束，ＡＬＰ译码的误码性能与ＬＰ译码接近，而约束关系式的数量远少于ＬＰ译码，较大地降低了译码复杂度。文献［８］采用内点法设计了一种高效ＬＤＰＣ码ＬＰ译码器，引入障碍函数将ＭＬ译码的ＬＰ松弛问题转化为无约束优化问

LDPC码的构造与编码算法

LDPC码的构造与编码算法2.1 LDPC码的定义及描述我们用一个生成矩阵G来定义一个码长为N,信息位个数为k的线性分组码，信息序列s通过G映射成发送序列，即码字v=s·G，线性分组码也可由一个一致校验矩阵H来等效描述，所有的码字均满足H·V T=0。

每一个校验约束c i对应于校验矩阵的一行，用一个校验方程表示由所有的非零元素对应的码元变量构成的一个校验集；而校验矩阵的每一列表示一个码元变量参与的校验约束，当列矩阵不为0时，表示该码元变量参与了该行的校验约束。

LDPC码是一种线性分组码，它具有校验矩阵的稀疏的特点，即校验矩阵中只有“1”的数量很少，而“0”占了绝大部分。

Gallager最早给出了正则LDPC码的定义，正则LDPC码的校验矩阵H满足下面三个条件：(1)H的每行有d c个1；*；(2)H的每行有d v个1，且d c>d v；(3)与码长和H矩阵的行数相比，d c和d v均很小。

2.2 LDPC码的表示方法若一个线性分组码满足检验矩阵H的每一行有d c个1，每一列有d v个1且d c>d v，那么我们称之为二进制正规LDPC码。

LDPC码之所以称之为基于稀疏校验矩阵的码是因为其校验矩阵中大多数为0，仅包含少数的1，而非正规LDPC码的校验矩阵则不严格满足上述特征，单其校验矩阵满足某种特定规律。

由于LDPC码本质上属于二进制线性分组码，因此LDPC码可以用校验矩阵H或生成矩阵G以矩阵的形式来表示，但由于LDPC码比较复杂，在分析中更多的利用Tanner图来表示，这三种方法是等效的，下面对其进行说明。

2.2.1 LDPC码的校验矩阵表示法LDPC码，若其校验矩阵中码长为n，每一列包含d v个非零元素即码字中每个比特位都参与了d v个校验等式的检验，每一行包含d c个非零元素即每个校验等式包含了码字中的d c个不同的比特位，则其可以表示为A（n,d v,d c），其校验等式个数(2.1)m=(nd v)/d c (2.1) 而编码效率r=(n-m)/n=1-d v/d v (2.2) 需注意该式只有在H是满秩矩阵的时候成立。

基于LDPC优化图结构的ACE改进算法

基于LDPC优化图结构的ACE改进算法
王立新;刘跃军;吴亮
【期刊名称】《河南科技大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2010(031)004
【摘要】为了进一步提高LDPC码的性能,利用外在信息度(EMD)能准确表示环外节点的情况,构造了优化的LDPC码.同时,对构造过程中出现连通性较差的短环,采用破环(Cycle Removal)操作来改善二部图局部的连通性.实验结果证明:在码长、码率和度分布相同的情况下,它较好的提高了码的性能.
【总页数】4页(P46-48,52)
【作者】王立新;刘跃军;吴亮
【作者单位】安阳师范学院,计算机学院,河南,安阳,455000;安阳师范学院,计算机学院,河南,安阳,455000;安阳师范学院,计算机学院,河南,安阳,455000
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.对基于EXIT图的LDPC码优化算法的改进 [J], 徐华;徐澄圻
2.基于G.729A的CS-ACELP语音编码算法的优化改进 [J], 宋钦梅;黄冰;杨召青
3.基于改进最小和算法的LDPC解码器的优化 [J], 戴剑臻;韩泽耀
4.基于遗传算法的高铁列车运行图结构优化研究 [J], 袁才清
5.基于PageRank实现顾及地理概念图结构的语义标注算法优化 [J], 梁汝鹏;李宏伟;于美娇;李文娟
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

LDPC码的编译码算法研究及优化

LDPC码的编译码算法研究及优化
随着光通信系统对于传输距离、信道容量和传输速度的要求越来越高,单靠光纤自身的低损耗特性已很难满足系统对低误码率的要求,使得通信系统中的有效性和可靠性这对矛盾再次凸显,因此在光通信系统中引入有效且可靠的前向纠错技术(FEC)显的非常必要。

低密度奇偶校验码(LDPC码)凭借其优异的纠错性能和较低的译码复杂度为光通信系统中前向纠错所使用。

本课题研究的目的在于通过对LDPC码编译码技术的研究,找到LDPC码的效率编码方法和性能更加优异的译码算法,为LDPC码在光通信系统中的实际应用提供理论依据和解决方案。

本文对LDPC的常见编译码算法进行了详细的理论推导及程序实现,然后结合仿真结果分析相应算法的优缺点,通过对不同译码算法的性能和复杂度进行综合分析得出最小和译码算法是最适合应用在实际通信系统中的。

修正最小和译码算法的译码性能已非常接近BP算法,不过为了在基本不增加译码复杂度的前提下能够有效的进一步改进译码性能,使得最小和译码算法在特定系统下的译码性能进一步接近BP译码算法,本文提出了两种基于最小和译码的改进算法;最后给出了LDPC码性能分析的和设计优化中常用的三种方法,通过这三种方法可以分析设计好的LDPC码是否满足通信系统的要求,从而反过来指导LDPC码的设计构造。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

ｉｉｔｔａｔｅｅｅｔｃｕｕａｅ（Ａａｄａｃｍｌｅｅｅｔｃｕｕａｅ（Ｒ）ｏｅｄｓｎｄｂｓｇｎｃｅｈｔｈｐａｃｍｌＲ）ｎｃｕｕａｐａａｃｍｌＡＡｃｄｓｅｉｅｙｕｉｄａｒａｔｔｒｔｇｎ
摘要：根据深空通信的特点及需求，ＪＬ实验室提出了性能比常规奇偶校验码更优的ｄｎｉａｉ —ｈｃ）．ＤＣ１．ｅｓｙｐｒｙｃｅｋ码该文提出一种原模图ＬＣｏｔｔＤＰ码的联合优化算法，在不增加编译
ＤＯ：０９９ｊｓｎ０５—２７０１６０Ｉ１．６／．ｓ．５８９．１．．１３ｉ２２００
原模图ＬＤＰＣ码的一种联合优化算法
方毅王琳陈平平肖曼，，，
１．厦门大学通信工程系，福建厦门３１０６０５２．厦门大学电子工程系，福建厦门３１０６０５
码复杂度的前提下能兼顾瀑布区性能，设计出地板区性能更好的码型．理论分析和仿真结果表明，用该算法设计出的新型重复积累码与新型重复一累一积重复码与传统码型（重复积累码和ＡＲ４Ａ码）比，可在高信噪比区域获得显Ｊ相著的编码增益，降低了错误地板．关键词：原模图ＬＤＰＣ；化算法；编码增益；码优误码率；错误地板
ＦＡＮＧ，ＷＡＮＧｎ，ＣＨＥＮｎｇｐｉ，ＸＩＹｉＬｉＰｉ — ｎｇＡＯｎＭｉ
１．ＤｅａｔｎｆＣｍｍｕｉａｉｎＥｎｉｅｒｎ，ａｎＵｉｅｓｔＪＸｉｍｅ６５ＦｊａｒｖｎｅｈｎｐｒｍｅｔｏｏｎｃｔｇｎｅｉｇＸｉｍｅｎｖｒｉａｎ３１０，ｕｉｎＰｏｉｃＣｉａｏｙ０２．ＤｅａｔｎｆＥｅｔｏｉＥｇｎｅｎ，ａｎＵｉｅｓｔ，Ｘｉｍｅ６５ＦｊａｒｖｎｅｈｎｐｒｍｅｔｏｌｒｎｃｎｉｅｒｇＸｉｍｅｎｖｒｉｃｉｙａｎ３１０，ｕｉｎＰｏｉｃ，Ｃｉａ０
Ａｂｓｒｃ：Ａｃｏｄｉｇｔｈｅｕｒｍｅｔｎｈａａｔｒｓｉｆｓｃｏｍｕｉａｉｎ，ｒｔｇａｈｌｗ— ｅｓｔｔａｔｃｒｎｏｔｅｒｑｉｅｎｓａｄｃｒｃｅｉｔｃｏｐａｅｃｍｎｃｔｏｐｏｏｒｐｏｄｎｉｙ
ｐｒｙｃｅｋ（ＤＣｃｄｓａｅｅｎｐｏｏｅｔｒｐｌｏａｏａｏｙ（Ｐ）ｗｉａｅｅｔｅｆ — ａｉ — ｃＬＰ）ｏｅｈｖｅｒｐｓｄｂＪｏｕｓｎＬｂｒｔｒＪＬ，ｈｃｈｖｔｒｒｒｔｈｂｙｅＰｉｈｂｅｐｏ
第２９卷
第６期
应
用
科
学
学
报
Ｖ０．２ＮＯ．６１９
Ｎｏｖ．２０１１
２１年１月０１１
ＪＵＲＮＡＬＯＦＰＰＬＩＯＡＥＤＣＩＮＣＥＳ — ＥｌｃｒｎｉｓａｄＩｏｍａｉｎＥｎｉｅｉＳＥ — ｅｔｏｃｎｎｆｒｔｏｇｎｅｒｎｇ
ａｔｒａｌｒｇｏｔｏｔｉｃｅｓｎｎｏｉｇａｄｄｃｄｎｏｐｅｉ．Ｔｈｏｅｉａｎａｙｓｓａｄｓｍｕａｉｎｔｗａｅｆｌｅｉｎｗｉｈｕｎｒａｉｇｅｃｄｎｎｅｏｉｇｃｍｌｘｔｙｅｒｔｃｌａｌｉｎｉｌｔｏ
ｍａｃｈｎｃｎｅｔｏａＤＰｏｅ．ｎｔｉｐｐｒｗｅｐｏｏｅｉｔｐｉｚｔｎａｏｉｍｒｒｔｇａｈｎｅｔａｏｖｎｉｎｌＬＣｃｄｓＩｈｓａｅ，ｒｐｓｊｎｔａｏｏｍｉａｉｌｒｈｆｏｏｒｐｏｇｔｏｐ
ｔｎｌＡａｄａｃｍｕｔｄｒｐａｙ４ｊｇｅｃｕｌｅ（ＲＪ）ｏｅａｔｅｉＮｇｎｉａＲｎｃｕｌｅｅｅｔ一－ｇｄａｃｍｕｔＡ４ＡｃｄｓｔｈｇＳＲｒｉ．ｏａｂａａｈｈｅｏ
ｔｒｐｏｅｌｏｉｈｍａｅａｒｍａｋｂｌｏｉｇｇｉａｄａｌｗｅｒｏｏｒｓｏｐｒｄｗｉｈｔｅｃｎｅ — ｈｅｐｏｓｄａｇｒｔｈｖｅｒａｅｃｄｎ－ａｎ，ｎｏｒｅｒｒｆｏ，ａｃｍａｅｔｈｏｖｎｌ
中图分类号：Ｎ１Ｔ９１
文章编号：２５８９（１）６０５—８０５—２７２１０—５１００
ＪｉｔＯｐｔｍｉａｉｎＡｌｏｉｈｏｏｏｒｐｈＬＤＰＣｏｎｉｚｔｏｇｒｔｍｆｒＰｒｔｇａＣｏｄｓｅ
ＬＰＣｏｅ，ｉｉｇａｗｅｉｇｔｅｅｒｒｆｏｆｒｔｇａｈＬＤＰＣｏｅ，Ｄｃｄｓａｍｎｔｌｏｒｎｈｒｏｏｒｏｏｒｐｌｏｐｃｄｓｗｈｉｉｔｉｉｇｇｏｒｏｍａｃｌｍａｎａｎｎｏｄｐｅｆｒｎｅｅ