LDPC简介LDPC的BP译码算法各参数对LDPC码性能的影响.ppt

1、LDPC简介 LDPC的BP译码算法 各参数对LDPC码性能的影响,主要内容,LDPC历史,LDPC码最早在20世纪60年代由Gallager在他的博士论文中提出，但限于当时的技术条件，缺乏可行的译码算法，此后的35年间基本上被人们忽略，其间由Tanner在1981年推广了LDPC码并给出了LDPC码的图表示，即后来所称的Tanner图。1995年前后MacKay和Neal等人对LDPC码重新进行了研究，提出了可行的译码算法，从而进一步发现了LDPC码所具有的良好性能，迅速引起强烈反响和极大关注。经过十几年来的研究和发展，研究人员在各方面都取得了突破性的进展，LDPC码的相关技术也日趋成熟，甚

2、至已经开始有了商业化的应用成果，并进入了无线通信等相关领域的标准。,什么是LDPC码？,定义：LDPC规则码(N,p,q)定义为具有如下特性的校验矩阵 的零空间： 每一行含有q个1； 每一列含有p 个1； q N ，p M (低密度） 密度r = q/N = p/M,Tanner图,描述LDPC码基本工具之一是二分图,二分图是一种无向图，基本元素是节点(node)和边(edge)。节点分成两类(class),一条边所连接的两个节点必须分属不同的两类。 Tanner图是二分图的具体化。Tanner图里有两类节点:消息比特(message bit)节点和校验(check)节点，节点间连线表示关联。

3、,H（n，p，q）=（8，2，4）,LDPC译码,BP译码算法,建立在Tanner上的LDPC码，其BP译码的每次迭代包括两步：校验节点的处理和变量节点的处理 。在每次迭代中 ,所有校验节点从其相邻的变量节点处接收消息 ,处理后 ,再传回到相邻的变量节点；然后所有的变量节点进行同样的过程 。最后变量节点收集所有可以利用的消息进行判决。在LDPC码的译码过程中 ,每一个校验或变量节点可以看作是一个处理器 ,所有校验或变量节点的处理可以同时进行 ,因此利用并行结构可以构造高速LDPC码的译码器,BP算法,BP算法,符号的定义：,BP算法,BP算法,BP算法,BP算法,BP算法,各参数对LDPC码性

4、能的影响,码长对LDPC码的影响 迭代次数对LDPC码的影响 列重对LDPC码性能的影响,码长对LDPC码的影响 （列重为2，最大迭代次数为20）,码长对LDPC码的影响,从仿真结果可以看出，在同样的信噪比条件下，随着码长的增加，LDPC码的性能不断提高。在小信噪比区域，码长的增加对误码率的改进不大，但随着信噪比的增大，LDPC码的误码率得到了明显的改善。在误码率为10e-4时，码长为1000的LDPC码比码长为500和300的LDPC码，信噪比分别降低了约0.3dB和0.6dB。但随着码长的增加，LDPC码性能的提高是相对的，当达到一定码长后，性能有一定的极限，随着码长的增大，编码和译码的复

5、杂度也增加，编码的性能就会更接近极限，性能随码长增加改善的就更少了。,迭代次数对LDPC码的影响 （列重为2，码长为500）,迭代次数对LDPC码的影响,从仿真结果可以看出，在同样的信噪比条件下，LDPC码的性能随着迭代次数的增加而不断提高。在误码率为10e-4时，译码迭代次数为40的LDPC码比迭代次数为20和10的LDPC码，信噪比分别降低了约0.16dB和0.5dB。但是LDPC码的误码率并不能随迭代次数的增加无限地减小，当迭代次数足够大的时候，再增加LDPC码的迭代次数，只能增加系统的时延和复杂度，而LDPC码的性能不会再有提高。,列重对LDPC码性能的影响 （码长为500，最大迭代次数为20）,列重对LDPC码性能的影响,从仿真结果可以看出，在相同的信噪比条件下，随着列重的增加，LDPC码的误码率增大。这是因为仿真过程中所用的码长不够大，校验矩阵不是足够稀疏，增加列重，会在一定程度上降低检验矩阵的稀疏性，在校验矩阵不是足够稀疏的情况下，稀疏性的一定提高会给编码对应的Tann