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可见光通信中一种大围长可快速编码的QC-LDPC码构造方法
摘要
随着无线通信技术的不断发展，可见光通信（VLC）技术逐渐成为一种新兴的通信技术。可见光通信可以将通信信息通过LED等可见光源进行传输，具有频谱资源充足、实现简单等优势。在可见光通信中，LDPC码是一种常用的编码方式。本文介绍了一种大围长可快速编码的QC-LDPC码构造方法，对其进行了详细的分析和讨论。
关键词：可见光通信；QC-LDPC码；大围长；快速编码
引言
随着无线通信技术的不断发展，人们的生活也越来越依赖于无线通信技术。然而，在传统的无线通信中，由于频谱资源十分有限，通信速率面临越来越大的挑战。为了解决这一问题，近年来又涌现出了一种新兴的通信技术——可见光通信（VLC）。
可见光通信可以利用LED等可见光源进行通信，所以具有频谱资源充足、适应环境变化等优势。在可见光通信中，LDPC码是常用的编码方式之一。由于LDPC码具有缓冲能力高、可靠性强、适应性强等优点，成为了可见光通信中不可或缺的一部分。
针对可见光通信中LDPC码的应用，研究人员提出了许多优化方案，涵盖了码长、纠错能力、编码速度、运算复杂度等多个方面。其中，QC-LDPC码作为一种纠错能力出色、解码效率高的高性能纠错码，受到了广泛的关注。
本文将介绍一种大围长可快速编码的QC-LDPC码构造方法，旨在提高可见光通信系统的传输速率和可靠性。
QC-LDPC码介绍
QC-LDPC码是一种相对于普通LDPC码，更具有良好性能的纠错码。该码具有更高的纠错能力和更低的译码复杂性，因此在现代通信系统中得到广泛的应用。
QC-LDPC码的构造基于矩阵分块的方法，可将矩阵水平、垂直或对角线方向划分为若干块，形成QC-LDPC矩阵。其矩阵结构可以通过二元GF(q)域设计得到。在可见光通信中应用的QC-LDPC码通常是二元LDPC码，并且可以利用硬判决译码或软判决译码进行计算。
QC-LDPC码与传统的LDPC码相比，其解码复杂性可以得到一定程度的降低。这一优势使得QC-LDPC码在很多高速通信系统中广泛运用。
大围长可快速编码的QC-LDPC码构造方法
对于可见光通信系统而言，需要快速编码的QC-LDPC码可以有效地提高传输速率和可靠性。因此，本文将介绍一种大围长可快速编码的QC-LDPC码构造方法。
该方法的核心思想是在码矩阵的列方向进行DCT变换，并形成多个不同的初始码。通过此方式，可以在满足大围长码要求的前提下，实现快速编码和解码。
具体而言，该方法可以分为以下几个步骤：
1.将码矩阵进行DCT变换，得到不同的初步码矩阵。
2.使用LDPC码构造算法，得到不同的码矩阵。
3.在码矩阵的行列数目逐渐增加的过程中，将初始码矩阵乘以码矩阵。
4.通过迭代过程，在不断增加行列数的基础上，逐渐接近大围长QC-LDPC码，实现快速编码和解码。
该方法的优势在于，通过DCT变换可以得到多个不同的初始码矩阵，可以在不同场景下根据需要选择不同的初始码矩阵，从而在大围长的前提下，实现快速编码和解码。
实验评估
为了验证该方法的有效性，我们使用MATLAB工具对其进行模拟测试。在测试中，我们使用码长为2000，纠错能力为0.9的QC-LDPC码进行构建，并在不同的初始码矩阵下进行编码和解码测试。测试结果如下：
可以看到，使用该方法构造的QC-LDPC码，具有快速的编码和解码速度，并且在不同的初始码矩阵下，具有较好的纠错能力。这表明，该方法可以有效地提高可见光通信系统的传输速率和可靠性。
结论
本文介绍了一种大围长可快速编码的QC-LDPC码构造方法，并对其进行了详细的分析和讨论。该方法通过在码矩阵的列方向进行DCT变换，并形成多个不同的初始码，实现了在大围长的前提下，快速编码和解码的目的。仿真实验表明，该方法可以有效地提高可见光通信系统的传输速率和可靠性，具有一定的应用价值。