LDPC码简介(一)

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目录

一、LDPC码背景

二、LDPC码的定义

三、LDPC码的分类


一、LDPC码背景

低密度奇偶校验码(LDPC)是一种高效的前向信道纠错码,也是一种线性分组码。它最早由麻省理工学院的Gallager于1962年提出,LDPC码校验矩阵有一定的稀疏性。稀疏性主要体现在其校验矩阵的‘1’的个数很少。由于当时的集成电路和计算能力受限,LDPC码的译码迭代算法电路无法实现,因此LDPC码并没有得到广泛的应用于研究。1981年由Tanner使用Tanner图对LDPC编码译码过程分析,对LDPC的译码过程有了更直观清晰的理解,极大推动了LDPC码的发展。直到上世纪90年代,MacKay和Neal等人对LDPC码深入研究改进了LDPC的译码算法,以及集成电路计算能力的快速发展,LDPC码重新得到编译码专家的关注。

二、LDPC码的定义

       提到LDPC码的定义,先介绍一下稀疏矩阵:稀疏矩阵数值为0的元素数目要远远多于非零元素的数目,且非零元素分布是无规律的。

       LDPC码通常由(n-k)​n的校验矩阵定义,这个H矩阵必须是稀疏的。

  1. H矩阵的每行都有dc个元素“1” ;
  2. H矩阵的每列都有dv个元素“1”;
  3. 其中dc和dv都很小;

dc可表示H矩阵的行重即每行对应的dc个码字之间存在约束。

dv可表示H矩阵的列重即每列对应的码字参与到dv个约束中。

dc和dv数值很小对应H矩阵的稀疏性。

三、LDPC码的分类

根据GF(q)  Galois Fields(伽罗华域)定义:

封闭性:集合内任意两元素相加仍属于该集合。

模运算:模q运算。

从码字方面分类:

  1. 二元码:q=2  码字为二元码
  2. 多元LDPC码:q>2 码字为多元码

从元素1的个数分类

  1. 正则LDPC码:H矩阵中每行/每列元素“1”的个数相同,记作(n,dv,dc)
  2. 非正则LDPC码:H矩阵的每行/每列元素“1”的个数不同

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