基于RA结构的多元LDPC码编译码的实现

doi:10.3969/j.issn.1000-1565.2017.03.015

河北大学学报(自然科学版) ›› 2017, Vol. 37 ›› Issue (3): 316-321.DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2017.03.015

基于RA结构的多元LDPC码编译码的实现

田晓燕,蔡锁,张锁良

收稿日期:2016-04-28 出版日期:2017-05-25 发布日期:2017-05-25
通讯作者: 张锁良(1966—),男,河北藁城人,河北大学教授,主要从事高速数据通信方向的研究.E-mail:zhangsl@hbu.cn
作者简介:田晓燕(1980—),女,河北衡水人,河北大学讲师,主要从事信道编译码与信息处理方向的研究. E-mail:458664731@qq.com
基金资助:
河北省自然科学基金资助项目(F2011201045)

Encoder and decoder realization of non-binary LDPC codes based on RA structure

TIAN Xiaoyan,CAI Suo,ZHANG Suoliang

College of Electronic and Information Engineering, Hebei University, Baoding 071002, China

Received:2016-04-28 Online:2017-05-25 Published:2017-05-25

摘要/Abstract

摘要： 多元低密度奇偶校验(low density parity check,LDPC)码因具有比二元LDPC码更好的纠错性能、更强的抗突发错误能力及能与高阶调制相结合等特点而引起广泛关注.然而,多元LDPC码的诸多优点却被其高复杂度的编译码算法所限制.基于RA结构,构造出了具有快速编码算法的校验矩阵,采用双向递归流水线算法进行编码,并利用改进的EMS算法进行译码,降低了算法的复杂度和运算量,有利于硬件的实现.在加性高斯白噪声信道下,对GF(2)和GF(4)的LDPC码进行了性能比较,同时对GF(4)LDPC码在BPSK和4QAM调制下进行了对比.仿真结果证明了设计的正确性和可行性.

关键词: 多元LDPC码, 重复累积码, 双向递归快速流水算法, 扩展最小和算法

Abstract: Compared with binary LDPC codes,non-binary codes have better error correction performance,stronger burst-error-correcting capability,can also combine with higher-order modulations,which attracted a wide-spread attentiaon.However the advantages of non-binary LDPC codes are limited by the high complexity of encoding and decoding algorithm.Based on repeat accumulate structure,a check matrix with fast algorithm was constructed.By using fast double-recursion pipeline method and improved EMS decoding algorithm,complexity and calculation of the algorithm were reduced,which are beneficial for the realization of the hardwares.On Gaussian channel,the BER of GF(2)and GF(4)LDPC codes are compared,and the modulation performance of BPSK and 4QAM are compared for GF(4)LDPC.Simulation results prove the validity and feasibility of the design.

Key words: non-binary LDPC codes, repeat accumulate codes, fast double-recursion pipeline method, EMS algorithm

中图分类号:

TN919

田晓燕,蔡锁,张锁良. 基于RA结构的多元LDPC码编译码的实现[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2017, 37(3): 316-321.

TIAN Xiaoyan,CAI Suo,ZHANG Suoliang. Encoder and decoder realization of non-binary LDPC codes based on RA structure[J]. Journal of Hebei University (Natural Science Edition), 2017, 37(3): 316-321.

参考文献

[1] GALLAGER R G.Low-density parity-check codes [J].IRE Trans Information Theory,1962,8(1):21-28.
[2] DAVEY M C,MACKAY D J C.Low density parity check codes over GF(q)[J].IEEE Commun Lett,1998,2(6):165-167.
[3] JOHNSO S J,WELLER S R.Combinatorial interleavers for systematic regular repeat-accumulate codes [J].IEEE Transactions on Communications,2008,56(8):1201-1206.
[4] 袁瑞佳,白宝明,童胜.10 Gbps LDPC编码器的FPGA设计[J].电子与信息学报,2011,33(12):2942-2947.DOI:10.3724/SP.J.1146.2010.01338. YUAN R J,BAI B M,TONG S.FPGA-based design of LDPC encoder with throughput over 10 Gbps [J].Journal of Electronics & Information Technology,2011,33(12):2942-2947.DOI:10.3724/SP.J.1146.2010.01338.
[5] 张博,林伟,刘春元,等.突发错误信道下的多元LDPC码设计与性能分析[J].通信学报,2013,34(7):98-104.DOI:10.3969/j.issn.1000-436x.2013.07.011. ZHANG B,LIN W,LIU C Y,et al.On the designand performance of nonbinary LDPC codes on burst errorchannels [J].Journal on Communications,2013,34(7):98-104.DOI:10.3969/j.issn.1000-436x.2013.07.011.
[6] ZHAO S C,LU Z F,MA X,et al.A variant of the EMS decoding algorithm for nonbinary LDPC Codes [J].IEEE Communications Letters,2013,17(8):1640-1643.
[7] 张红泰,刘宏立,刘述刚.基于满二叉树的RA码交织器设计[J].计算机工程与科学,2015,37(4):699-703.DOI:10.3969/J.issn.1007-130X.2015.04.012. ZHANG H T,LIU H L,LIU S G.Interleaver design for RA codes based on full binary tree [J].Computer Engineering & Science,2015,37(4):699-703.DOI:10.3969/J.issn.1007-130X.2015.04.012.
[8] 吕岩,李劲.通用PSK和QAM解调接收机[J].河北大学学报(自然科学版),2013,33(2):204-209.DOI:10.3969/j.issn.1000-1565.2013.02.017. LU Y,LI J.Universal PSK and QAM demodulation receiver [J].Journal of Hebei University(Natural Science Edition),2013,33(2):204-209.DOI:10.3969/j.issn.1000-1565.2013.02.017.

[1]	郝真鸣,李召,郝晋渊,苏娇. 基于安卓音频接口的多参健康检测终端设计[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2016, 36(5): 529-534.
[2]	李彩霞,郑晓坤,韩晓霞,田晓燕,黄永平. OFDM定时同步算法[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2011, 31(6): 653-657.
[3]	于欣,郭娟. 面向3G的H.264/AVC压缩视频通信技术[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2010, 30(3): 333-336.
[4]	王兰勋,张庆顺,黄亚丽,宋铁锐. 一种基于CPLD的二值数字化4DPSK解调器设计方案[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2006, 26(3): 310-314.
[5]	高振斌,苏彦莽. 基于CPLD的并行多路数据采集控制器[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2005, 25(4): 424-430.
[6]	王兰勋,彭景芹,辛儒. 一种基于单片机通用口实现串行通信的方法[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2005, 25(4): 431-433.
[7]	王兰勋,潘立冬,郑晓昆. 一种用CPLD实现的2DPSK调制解调器[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2004, 24(5): 532-535.
[8]	孙毅,程晓荣. PLC接入技术及其网络管理模式与功能设计[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2004, 24(5): 546-549.
[9]	王兰勋,张锁良. 一种帧同步码检测方案及实现[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2004, 24(2): 180-183,190.
[10]	王兰勋,邸英杰. 一种基于CPLD的数字滤波器[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2003, 23(4): 418-421.
[11]	王兰勋,常铁原. 一种用CPLD实现的CPFSK调制解调器[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2003, 23(1): 67-70.
[12]	王兰勋,郭宝增. 一种BCH码编译码的实现[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2002, 22(2): 161-164,207.
[13]	叶青,刘斌. 改进的静态图像压缩技术[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2001, 21(4): 422-426.
[14]	王兰勋,张锁良. 单片机串行通信中纠突发错误的软件实现[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2001, 21(1): 85-89.
[15]	郝真鸣,马征,郝晋渊,张祐齐,张利娜. 基于STM32与图像复原技术的红外报警装置[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2017, 37(6): 667-672.

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Encoder and decoder realization of non-binary LDPC codes based on RA structure

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