王華龍（遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧錦州，121001）

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LDPC碼的高性能信道糾錯(cuò)碼理論

王華龍
（遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧錦州，121001）

摘要：自從上世紀(jì)60年代信道編碼理論提出至今，就如何構(gòu)建一個(gè)模擬通信信道容量問題成為了各國學(xué)者努力研究的主要課題，并且形成了通信能力體現(xiàn)的一個(gè)主要問題。半個(gè)世紀(jì)以來，各國科學(xué)通過構(gòu)造以兩條主線為基礎(chǔ)提出的香農(nóng)條件算法。提出的LDPC碼的優(yōu)異性能吸引人們不斷探討它在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用:在寬帶接入網(wǎng)中的應(yīng)用方面，基于二元LDPC的多電平編碼計(jì)算方法，通過仿真實(shí)驗(yàn)證明了該方法在信道傳輸過程中的高性能算法。在進(jìn)行算法記錄模型方面，用磁記錄中的高吞吐率和繁雜LDPC譯碼方案結(jié)合進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：LDPC碼；信道糾錯(cuò)碼；高性能

0 引言

自從上世紀(jì)60年代信道編碼理論提出至今，就如何構(gòu)建一個(gè)模擬通信信道容量問題成為了各國學(xué)者努力研究的主要課題，并且形成了通信能力體現(xiàn)的一個(gè)主要問題。半個(gè)世紀(jì)以來，各國科學(xué)通過構(gòu)造以兩條主線為基礎(chǔ)提出的香農(nóng)條件算法。文獻(xiàn)［3］提出一種信道糾錯(cuò)算法，該方法在一定程度上解決了干擾的問題，但是，該方法對算法預(yù)設(shè)了過多的約束條件。導(dǎo)致算法的效率較低，降低了應(yīng)用性。文獻(xiàn)［4］提出一種引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信道糾錯(cuò)算法，該方法在一定程度上解決了冗余的問題，但是，該方法對算法需要較多的預(yù)備知識。導(dǎo)致算法的效率較低，也大幅度的降低了應(yīng)用性。

1 LDPC碼的基本原理

LDPC（低密度奇偶校驗(yàn)碼）它是由上世紀(jì)七十年代由香農(nóng)（Shannon）提出的，該算法主要是通過矩陣的稀疏特性，1大于0的個(gè)數(shù)。根據(jù)稀疏矩陣的特點(diǎn)特征，將LDPC編碼規(guī)則分為（Regular）和（Irregular）規(guī)則碼。普遍情況下的LDPC編碼的檢驗(yàn)必須滿足以下幾個(gè)條件：

（3）H通信信號矩陣的任意兩行（或兩列）間共同為“1”的個(gè)數(shù)不超過1；

通過以上的幾個(gè)算法來對矩陣H進(jìn)行校驗(yàn)，與該矩陣對應(yīng)的LDPC碼用字母通過表示為

對于非規(guī)則LDPC碼，受到通信節(jié)點(diǎn)的影響，編碼規(guī)則計(jì)算函數(shù)表示，變量節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的度分布函數(shù)分別為：

2 LDPC碼的構(gòu)造方法

LDPC最初構(gòu)造方法是Gallager利用最不復(fù)雜的校驗(yàn)矩陣進(jìn)行自由組合變換和模擬。該方法簡單的表述為：

精準(zhǔn)矩陣構(gòu)造方式能夠有效的檢驗(yàn)通信信道，將該集合內(nèi)的所有通信信道隨機(jī)排列，形成規(guī)則矩陣，再將子集合中的矩陣組合成檢驗(yàn)矩陣集合。

MacKay基于二分圖提出了自己的構(gòu)造方案。通信信道在二分圖中長度為4的短環(huán)，

為了不在圖中出現(xiàn)長度為4的短環(huán)，MacKay計(jì)算方法主要就是在校驗(yàn)的過程中將重量為2的信道進(jìn)行，簡化校驗(yàn)矩陣的計(jì)算流程，構(gòu)造過程相對簡單，并在構(gòu)造規(guī)則的同時(shí)保證位置相同的1的個(gè)數(shù)不大于1。為此，提出了以下幾種常用的通信信道檢驗(yàn)方式：1A：基本構(gòu)造法，在滿足通信信道固定列重為，保持均勻值。矩陣集合重疊不能超過1，長度不超過4.

3 結(jié)論

提出的LDPC碼的優(yōu)異性能吸引人們不斷探討它在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用:在寬帶接入網(wǎng)中的應(yīng)用方面，基于二元LDPC的多電平編碼計(jì)算方法，通過仿真實(shí)驗(yàn)證明了該方法在信道傳輸過程中的高性能算法。在進(jìn)行算法記錄模型方面，用磁記錄中的高吞吐率和繁雜LDPC譯碼方案結(jié)合進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

［1］Sellathurai M.and Haykin S.Turbo-BLAST for high-speed wireless communications.IEEE WCNC’2000， Chicago. 2000：23-28

［2］Dakshi Agrawal，Valid Tarokh，Ayman Naguib， et.al，Space-Time Coded OFDM for High Data-Rate Wireless Communication Over Wideband Channels，IEEE VTC’98， May， 1998，2232-2236

High performance channel error correcting code theory for LDPC codes

Wang Hualong
（Liaoning Petrochemical College Liaoning，Jinzhou，121001）

Abstract：Since the 1960s channel coding theory has been put forward，how to construct the a analog communication channel capacity has become the main topic of scholars all over the world to study，and reflect the communication ability of a major problem. For half a century，the scientific construction of the Shannon condition algorithm based on two main lines is proposed.The superior performance of the proposed LDPC codes to attract people continue to explore its application in various fields:in broadband access network application， multilevel coding based on binary LDPC calculation method through the simulation experiment proved the method in the process of transmission channel of high performance algorithm.In the algorithm record model，the high throughput rate and the complex LDPC decoding scheme are combined in the magnetic recording.

Keywords：LDPC code；channel error correcting code；high performance

作者簡介

王華龍（1982年10月），男，民族：漢，籍貫：遼寧大連，職稱：講師，學(xué)位：碩士學(xué)位，研究方向：自動(dòng)化技術(shù) 通信技術(shù)。