LDPC кодер

 
в палитре на схеме

LDPC коды – это класс линейных блоковых кодов, отличающихся превосходной эффективностью. LDPC код можно рассматривать как турбо-код, составными кодами которого является множество простейших кодов повторения и проверки на четность.

Как и любой другой линейный блочный код, LDPC код можно представить в виде специальной матрицы, содержащей единицы и нули – проверочной матрицы H , размером nldpc × mldpc, где - n ldpc определяет полный размер, а mldpc - размер проверочной части кодового слова LDPC кода. При этом mldpc строк H определяют соединения для каждого из mldpc проверочных узлов, а столбцы H определяют соединения для каждого из nldpc информационных узлов.

Как следует из названия, главным отличием LDPC кода от других линейных блочных кодов является низкая плот­ность проверок на четность, другими словами – проверочная матрица содержит крайне малое количество единиц. Невозможно дать четкого определения «низкой плотности» для LDPC кода. Однако, принято считать, что код, проверочная матрица которого содержит ≤1% единиц можно считать низкоплотностным.

Помимо размеров проверочной матрицы, одним из основных параметров блочных кодов является скорость кодирования R которая для LDPC кода ограничена следующим неравенством:

где dr - Хэммингов вес строки, dc - Хэммингов вес столбца и dc << mldpc.

Представленный LDPC кодер поддерживает матрицы трех типов: нерегулярные проверочные матрицы повторения-накопления (англ. IRA) [1, 2], нерегулярные квазициклические проверочные матрицы повторения-накопления (англ. QC-IRA) [3, 4, 5], а так же генераторные матрицы, с помощью соответствующего каноничного (англ. Canonical) алгоритма кодирования [6, 7].

Для представления LDPC матрицы в виде текстового файла используется формат AList [8].

Входы

  • Input Bits - кодируемое информационное сообщение в виде двоичного вектора длинной kldpc = nldpc - mldpc.

Выходы

  • Encoded Bits - кодовое слово LDPC в виде двоичного вектора длиной nldpc.

Свойства

  • EncoderType - тип используемого LDPC кода. Доступные типы: IRA и QC-IRA;
  • MaxtrixFilename - файл с проверочной матрицей LDPC кода. Путь к файлу с проверочной матрицей H , записанной в формате AList;
  • QuadrantSize - размер циркулянта квазициклической проверочной матрицы. Данный параметр доступен только при использовании квазициклических матриц QC-IRA.

Параметры

Нет.

Список источников

  1. European Telecommunications Standards Institute, “Digital Video Broadcasting (DVB); Second generation framing structure, channel coding and modulation systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications; Part 1: DVB-S2”, European Telecommunications Standards Institute, ETSI EN 302 307-1 V1.4.1, November 2014.
  2. Алгоритм кодирования IRA LDPC кодов.
  3. 802.11-2016 - IEEE Standard for Information technology — Local and metropolitan area networks — Specific requirements — Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications // IEEE, New-York, USA. - 2016, December.
  4. Алгоритм кодирования квазициклических QC-IRA LDPC кодов.
  5. Структура проверочной матрицы квазициклических QC-IRA LDPC кодов.
  6. Алгоритм кодирования LDPC кодов по генераторной матрице.
  7. Скляр Бернард. Цифровая связь : теоретические основы и практическое применение / Скляр Б. ; Гроза Е.Г. [и др.] (пер. с англ.). — 2-е изд. — М. [и др.] : Вильямс, 2016. — 1099 с. — Пер. изд.: Digital communications / Sklar Bernard. — 2d ed. Upper Saddle River (N.J.) : Prentice Hall, cop. 2001. — ISBN 978-5-8459-2071-3.
  8. Стандарт AList.
  9. Модель системы связи цифрового телевещания DVB.