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基于循环差集的LDPC码的快速编码实现

2017-03-21杨卫国于志军

中国电子科学研究院学报 2017年5期

杨卫国,于志军

(海军航空大学,烟台 264001)

0 引 言

低密度奇偶校验码(Low-Density Parity-Check,LDPC码)因其接近香农极限的译码性能,成为近年来信道编码研究的热点。LDPC码是Gallager博士在1962年提出的,但由于当时的条件所限,并没有引起人们足够的关注,在沉寂了几十年后,由Mackay和Neal证明了其在BP译码算法下,可以达到接近香农极限的性能,这之后,LDPC码爆发出了巨大的生命力[1-3]。以Gallager随机构造法和Mackay随机构造法为代表的随机构造法引领了LDPC码最初几年的发展,在Yu Kou和Shu Lin等人提出了利用有限域里的欧式几何和投影几何来构造LDPC码之后,循环和准循环LDPC码进入了人们的视线,这一类码字的校验矩阵具有循环或准循环特性,在编码过程中,编码器只需要使用简单的线性反馈移位寄存器来实现,大大降低了编译码复杂度,且有效缩减了需要的存储空间,是近几年来发展的重点。本文根据循环差集构造的检验矩阵自身的特点,采用快速编码的方法完成循环差集QC-LDPC码的构造,进一步降低了编码复杂度[4-8]。

1 循环差集的基本定义

1.1 循环差集的定义

定义一个循环差集由3个整数(v,k,λ)组成的整数对确定,记作D(v,k,λ),表示以正整数v为模的k个互不同余的整数所组成的集,具体如(1)式所示

D=(a1,a2, …,ak)(modv)

(1)

如果对于d≠0(modv),在D中恰好存在λ个有序对(ai,aj)能使等式(2)成立,

d=ai-aj(modv)

(2)

其中v称为循环差集的模,k称为循环差集的大小,3个参数之间满足k(k-1)=λ(v-1)的关系式。

当λ=1时,一个大小为k的循环差集的模v满足等式(3),我们称这样的循环差集为完备循环差集。

v=k2-k+1

(3)

在完备循环差集的差集表中,非零元素只出现一次。……

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