LDPC кодер

 
в палитре на схеме

Блок выполняет кодирование данных в соответсвии с заданным LDPC (англ. Low-density parity-check) кодом.

LDPC коды – это класс линейных блоковых кодов, отличающихся высокой 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.

Доступно использование проверочных матриц LDPC кодера трех типов:
  1. Нерегулярные проверочные матрицы повторения-накопления (англ. IRA) [1, 2].
  2. Нерегулярные квазициклические проверочные матрицы повторения-накопления (англ. QC-IRA) [3, 4, 5].
  3. Генераторные матрицы, соответсвующие каноничному (англ. Canonical) алгоритму кодирования [6, 7].
Для представления LDPC матрицы в виде текстового файла используется формат AList [8]. Доступен автоматический подбор проверочной матрицы LDPC кода по размеру кадра и скорости кодирования. Доступны следующие сочетания типа кадра и скорости кодирования: Файлы матриц LDPC кода для описанных выше сочетаний типа кадра и скорости кодирования находятся в директории …\SimInTech\bin\DataBase\digcomm. Также доступно ручное задание матрицы LDPC кода в виде файла.

Подробное описание алгоритмов кодирования приведено в [9].

Входные порты

  • in bits – кодируемое информационное сообщение в виде двоичного вектора длинной kldpc = nldpcmldpc.

Выходные порты

  • out bits – кодовое слово LDPC в виде двоичного вектора длиной nldpc.

Свойства

  • Тип LDPC кодера – тип используемого LDPC кода (IRA, QC-IRA, Canonical);
  • Задать матрицу LDPC кода вручную – указывает необходимость задания проверочной матрицы LDPC кода вручную в виде файла в формате AList;
  • Тип кадра – размер кадра для автоматического подбора проверочной матрицы: Normal Frame – 64800 бит, Medium frame – 32400 бит, Short Frame – 16200 бит (свойство доступно только при отключенном пункте «Задать матрицу LDPC кода вручную»);
  • Скорость кодирования – скорость кодирования для автоматического подбора проверочной матрицы (свойство доступно только при отключенном пункте «Задать матрицу LDPC кода вручную»);
  • Файл с проверочной матрицей LDPC кода – путь к файлу с проверочной матрицей H , записанной в формате AList (свойство доступно только при активированном пункте «Задать матрицу LDPC кода вручную»);
  • Размер циркулянта – размер циркулянта квазициклической проверочной матрицы. Свойство доступно, если выбран тип LDPC кодера «QC-IRA».

Параметры

Нет

Сопутствующие материалы

  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. Алгоритмы работы блоков помехоустойчивого кодирования.