准循环LDPC码的构造和性能分析

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LDPC(Low Density Parity Check,低密度奇偶校验)码是一类基于稀疏校验矩阵的线性分组码。由于其结构、性能和实现的复杂性是由其校验矩阵确定的,所以LDPC码的构造关键是其校验矩阵的构造。LDPC码按其构造方法可分为随机码和结构码。随机构造可以构造出性能很好的LDPC码,码字参数选择灵活,但没有确定的码结构,编码复杂度高,需要较大的存储空间来存储校验矩阵,这些缺陷不利于随机LDPC码的应用。结构码是基于代数、几何、组合设计等方法构造的码,具有良好的结构,简化了编码和译码过程,克服了随机LDPC码的缺陷。准循环LDPC(Quasi-Cyclic Low Density Parity Check)码属于结构LDPC码,在中短码时具有很强的纠错能力,性能接近随机最优LDPC码。QC-LDPC码相对随机LDPC码而言结构上具有规律性和非常好的硬件实现性,而且在码长、码率方面也有较大的灵活性,性能上还保持逼近香农限的特性。本文分别基于组合数列和有限域构造QC-LDPC码。首先根据校验矩阵不含环长为4的环的充要条件,利用组合数列的特殊性质,给出了六种二元QC-LDPC码的校验矩阵的构造方法。然后基于有限域的本原元和加法子群构造二元与q元QC-LDPC码。所构造的QC-LDPC码的基矩阵的循环移位系数可由简单的数学表达式确定,节省了校验矩阵的存储空间,且围长至少为6。仿真结果显示,所构造的QC-LDPC码具有良好的性能。
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