(原標題:LDPC(低密度奇偶校驗碼))
LDPC碼即低密度奇偶校驗碼(Low Density Parity Check Code,LDPC),它是由Robert G.Gallager博士於1963年提出的一類具有稀疏校驗矩陣的線性分組碼,不僅有逼近Shannon限的良好性能,而且解碼複雜度較低、結構靈活,是近年信道編碼領域的研究熱點,目前已廣泛應用於深空通信、光纖通信、衛星數字視頻和音頻廣播等領域。LDPC碼已成為無線通信系統強有力的競爭者,而基於LDPC碼的編碼方案已經被下一代衛星數字視頻廣播標準DVB-S2所採納。
對同樣的LDPC碼來說,採用不同的解碼算法可以獲得不同的誤碼性能。優秀的解碼算法可以獲得很好的誤碼性能,反之,採用普通的解碼算法,誤碼性能則表現一般。
LDPC碼的解碼算法包括三大類:硬判決解碼、軟判決解碼和混合解碼。1. 硬判決解碼將接收的實數序列先通過解調器進行解調,再進行硬判決,得到硬判決0,1序列,最後將得到的硬判決序列輸送到硬判決解碼器進行解碼。這種方式的計算複雜度固然很低,但是硬判決操作會損失大部分的信道信息,導致信道信息利用率很低,硬判決解碼的信道信息利用率和解碼複雜度是三大類解碼中最低的。常見的硬判決解碼算法有比特翻轉算法、一步大數邏輯解碼算法。
2. 軟判決解碼可以看成是無窮比特量化解碼,它充分利用接收的信道信息(軟信息),信道信息利用率得到了極大的提高,軟判決解碼利用的信道信息不僅包括信道信息的符號,也包括信道信息的幅度值。信道信息的充分利用,極大地提高了解碼性能,使得解碼可以迭代進行,充分挖掘接收的信道信息,最終獲得出色的誤碼性能。軟判決解碼的信道信息利用率和解碼複雜度是三大類解碼中最高的。最常用的軟判決解碼算法是和積解碼算法,又稱置信傳播算法。
3. 與上述的硬判決解碼和軟判決解碼相比,混合解碼結合了軟判決解碼和硬判決解碼的特點,是一類基於可靠度的解碼算法,它在硬判決解碼的基礎上,利用部分信道信息進行可靠度的計算。常用的混合解碼算法有加權比特翻轉算法、加權OSMLG解碼算法。
日前,3GPP RAN1會議確定5G將使用LDPC碼作為移動寬帶(eMBB)業務數據信息的長碼塊編碼方案。這標誌著在問世53年之後,LDPC終於被主流移動通信系統接納了。
(原標題:LDPC(低密度奇偶校驗碼))