循环LDPC码由于兼具经典码和现代码的双重优点,因而特别具有研究价值。但是,目前已经构造出来的此类码数目还很少,而且迭代译码性能距离最大似然译码性能还有一定差距。本项目旨在研究构造具有良好代数结构的循环LDPC码,并设计可融合码结构信息的新型迭代译码算法。主要研究内容包括引入新的代数方法构造具有大的最小距离的循环LDPC码;研究利用乘积技术构造循环LDPC码;研究是否存在具有低密度校验矩阵的BCH码,以及如果存在,如何找到这样的码;设计结合码自同构群的迭代译码算法;研究迭代译码如何有效地使用诸如根特征,频域特征等的码结构信息。本项目的研究成果将极大地丰富循环LDPC码这一码类,提高迭代译码的性能,并期望能够获得逼近最大似然译码的性能。
cyclic LDPC codes;modular Golomb ruler;idempotent;automorphism group of code;cage graph
本课题的研究属于信道编码领域,通过结合经典代数编码理论和现代迭代可译码理论的方法,研究了一类特殊的低密度校验(LDPC)码,即循环LDPC码。研究主要集中在两个方面a)循环LDPC码的构造;b)循环LDPC码的迭代译码。所获得的主要研究成果概述如下(1)利用幂等(idempotent)模Golomb尺子,提出了一类新的循环LDPC码。该类码包含了文献中现有的两大类基于有限几何构造的循环LDPC码,同时还包含了更多的循环LDPC码。通过给出一种搜索算法,可以极大地降低搜索空间,从而快速找到了一些新的非二元循环LDPC码。此项成果极大地丰富了循环LDPC码这一码类。(2)结合循环码的自同构群特性,提出了一种可融合该信息的迭代译码方法。分析了该方法对提高迭代译码性能所需的必要条件。(3)构造了一类可利用码自同构群信息的循环LDPC码,仿真结果显示上述所提译码算法可以显著提高迭代译码性能。(4)研究了一类基于cage图的LDPC码的码结构。由于这类图的特殊性,使得所构造的码具有非常良好的代数结构,便于编码和译码。并通过分析Tanner图中子图结构和低重量码字之间的关系,给出了一种优化校验矩阵中非零元素的方法,该方法可以极大地提高所构造码的最小距离。