基于CMMB标准的高效LDPC编码研究
浅谈CMMB的LDPC码技术

术 在 深 基坑 围护 中的 应 用【 J 】 . 探矿 工程
( 岩 土 钻 掘 工程 ) , 2 0 l 0 ( 7 ) 2 8 -3 4 .
2. 4 钢筋 笼 的吊装
【 3 】党 军 . 地 下 连 续 墙 在 深 层 地 下 室 围 护 工 程 中的 应 用 实例 [ J ] . 建设 监 理 , 2 0 1 1 ( 3 ) :
施进行 垂直度 的纠正 。 在 每 段 槽 段 成 槽 施 混 凝 土 C3 5 、 P 8 水 下混 凝 土 。 水 下 混 凝 土 的 [ 2 】刘 永 杰 , 左新明, 王建华 . 地 下连 续 墙 技
工结 束之后 , 应 立 即 将 挖 槽 机 驶 离 作 用 槽
段 。
浇 筑 开 始 时 间 应 在 钢 筋 笼 入 槽 之 后 的4 h 之内。 混 凝 土 的 下 料 应 采 用 混凝 土导 管 , 本 工 程 中 所 采 用 的 混 凝 土 导 管 直 径 为
28—34.
在本深 基坑 工程 中 , 进行钢 筋笼 的 吊
装 采 用 的 机 械 设 备 为 KH 1 8 0 履 带 式 起 重
对 于 导 管 的 拎 拔 拆 卸 采 用 的 机 械 为 履 带
吊。 在 进 行 地 下 连 续 墙 水 下 混 凝 土 的 浇 筑
机、 5 0 t 履 带 式 起 重机 。 在进行钢筋笼的 吊
2 . 3槽段 开挖
本 深 基 坑 工 程 进 行 槽 段 开 挖 采 用 的 主
要机 械 设 备为 B H~l 2 型液 压 抓 斗和 KH1 8 0 定。 在 吊 运钢 筋 笼 的过 程 中 , 只 能 单 独 使 用 例 , 对 该基 坑 采 取 地 下 连 续 墙 的 围护 方 式 。 履 带式 起 重 机 、 5 0 t 汽 车 吊配 套 的 槽 壁 挖 掘 主 吊 钩 进 行 吊运 , 同 时 应 确 保 钢 筋 笼 能 够 机。 在抓斗进入导墙时应保持缓慢的速度 , 轻提慢放 , 这 样 可 以 避 免 对 泥 浆 造 成 较 大
CMMB标准的LDPC码译码算法研究

( S a, col f o m nc i d no ao ni en, D P b Sh oo m ui t n n f m tn g er g L C ao a I r i E n i U i rt oEern i c ad e nl y f h aC egu 171C i ) n e i l t iS e en c o g Ci , hnd 13, h a v sy f c o c c n T h o o n 6 n
代次数也 可降低约 5 %。 0
关键词:中国移 动多媒体广播;低密度奇偶校验码;分层置信传播; 迭代
中图分类号: N9 2 T 1. 12 文献标识码: A 国家标准学科分类代码: 1. 509 9
R e e r h o c d ng a g rt fLDPC o e o s a c n de o i l o ihm 0 c d sf rCM M B
d c dn o lxt, Ota ei rt nn mb r a d c 0p re t eo igc mp e i S th eai u e nr u e5 ec n . y h t t o c e
K e w o ds y r :CM M B; LDPC; y r d b le r p g to ; tr tv La e e eifp o a ai n iea i e
Ab ta t hn bl ut daBra c s n tn ad a o t Hih Srcu e o -e st ai - h c sr c :C ia Mo i M l me i o d at g Sa d r d ps g t trd L w・ n i P rt ・ e k e i i u d y yC
CMMB系统中LDPC码的构造及编译码算法研究

CMMB系统中LDPC码的构造及编译码算法研究在众多类别的线性分组码中,虽然低密度奇偶校验码(LDPC)出现较晚,但在采用如置信传播(BP)等迭代译码算法时,其性能可以逼近Shannon限。
LDPC码还具有译码复杂度低、编码增益高和码率构造灵活等优势,可以实现并行译码结构,是目前信道编码领域中最受关注的话题之一。
本文详细分析了中国移动多媒体广播系统标准(CMMB)中定义的高度结构化的LDPC码,其校验矩阵具有类似于准循环特性的结构特征。
所以,利用了准循环LDPC(QC-LDPC)码的结构特性及编码方式为CMMB标准中的LDPC码给出了一种间接构造校验矩阵的方式,先将其构造成为具有规则准循环结构的标准矩阵,进行基于循环特性的编码,然后将得到的码字按照一定的变换规则转化为系统需要的输出码字。
在此过程中,不但降低了编码所需复杂度也大量减少了占用的存储空间。
另外,本文对LDPC码的译码算法做出了详细介绍,尤其是置信传播(BP)算法的基本模型及各种改进算法,如最小和积译码算法(MSA)和分层算法(LBP)。
针对CMMB系统标准中LDPC码的结构特点给出了现有LBP算法的改进方案,将CMMB-LDPC码的校验矩阵进行分块处理,串、并行结合的完成译码,提高了运算效率。
最后,给出了在高斯信道、BPSK调制、同等信噪比及不同迭代次数等条件下应用各种译码算法的计算机仿真,并分析了误码性能。
基于 CMMB 的 LDPC 分层算法研究及应用

基于 CMMB 的 LDPC 分层算法研究及应用
李佳;杨改改;赵志强
【期刊名称】《微电子学与计算机》
【年(卷),期】2015(32)9
【摘要】LDPC(Low-density Parity-check)分层译码算法能有效降低硬件复杂度并且显著减少译码迭代次数,因而被广泛应用于LDPC译码器设计.为了提高译码器性能,该算法根据可靠度大小对校验节点进行有序更新,同时把信息节点对数似然比绝对值的最小值与次小值的和作为可靠度判定方法.基于中国移动多媒体广播标准1/2码率的LDPC码对一般分层算法和改进的分层算法进行对比仿真,结果表明:在相同误比特率条件下,该译码算法的性能提高了近0.4dB,收敛速度明显加快.
【总页数】4页(P124-127)
【关键词】低密度奇偶校验码;译码器;分层译码;中国移动多媒体广播
【作者】李佳;杨改改;赵志强
【作者单位】电子科技大学,电子科学技术研究院,四川成都611731
【正文语种】中文
【中图分类】TN911
【相关文献】
1.基于CMMB标准准的LDPC码动态译码算法研究 [J], 姜小波;吴升
2.CMMB系统中LDPC码译码算法研究 [J], 宋兵;杨秀芝
3.基于CMMB标准的LDPC译码仿真 [J], 刘帅;何晶
4.基于电力线通信的LDPC码分层译码算法研究 [J], 蔡丽萍;马晓伟;李俊红
5.CMMB标准的LDPC码译码算法研究 [J], 谭太秋;李玉柏;武畅;苏征凯
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CMMB系统中LDPC码研究和性能分析

验 比特 p b 可 以通 过如下步骤计算 : .i t 首先 ,计算稀疏
(i 『 表示 除 j ) 、 外与校 验节点 相连 的变量 节点 的集合 ;
P P( l : = e y 接收到 后判 断发送变 量节点 为 q l ,  ̄F1 e = 的后
矩阵 的 月 乘 上信息 比特矢量 sb : ̄ _iz= t
矩 阵。 令 P× k , X h Z, i b UX SF i t 蛐 ,则奇 偶校
( u矩 阵 b )
图 3
表示与校验节点 相连的变量节点的集合 , (){ j ) R j=i F1; : h
cj ( l 表示除 j b ) \ # 与变量节点 i 相连 的校验节点的集合 ; 尺
s
_
验 概率 ; 估计值 满足包含 c的所有校验 方程 ; ) S: . q b: 表 示 当 e b时 , F 变量结点 X向校验结点 ‘ 传递 的信息 ; :
表示 当 c 时 ,变量结点 f向校验结点 x 递的信息 ; 传
B P译码算法 的步骤如下 : Se 1初始化 : 1 ,o )l 。 t : p ) qO= - = (
砌
∞ 0 9 ∞ 0 0
图 21 / 率 的 H矩 阵 码 字 重 排 2码
由参考文献【】 5可知 , 以采取 L 可 U分解 的方法进 行 编码 ,大大降低编码 的复杂度。将图 3中前半部分 H P 进行 L U分解 ,如 图 3 所示 , 下三角矩 阵 , 是上三 是 角矩 阵 。本文采用 了基于最小行重 的 L U分解方法 , 使 存储量 大大减少 。即 L = ×U P×H , 中, P其 P是初等变换
彻 砷 姗 蛐
列 为信息 比特位 H , S 如图 2 所示 。
CMMB系统中LDPC码译码算法研究

有 线 电视 技 术
B 统中L 码译 法 系 C 码算 研究 D P
强 { 1 1囝 10 10 《0 10 1 10 10 10 10 10 0 10
宋 兵 杨秀 芝 福州大学数字电视工程研究中心
H17 2
H0
H1 6 2
下 降 得相 当快 , 以 ( 所
f∈R
( ) p 由其 中最 小 的 p ,
决定 , 因此 在硬 件实 现 时 , 将公 式 1 化为 : 简
H1 H2
I l
.. ..... .... ...... ..
-_ J
l
( i(i () s L , g q唆 n
列; 隔 3 每 6列 , l的位置 向下 循环 移位 1 。07 8行 . 5码 率 的 H每隔 1 8行 , 1的位 置 向 右循 环 移 位 7 2列 ; 每
隔7 2列 , 1的位置 向下循 环 移位 1 8行 。 05码 率 的 H是 4 0 x 2 6的矩 阵 ,取 出 前 l . 68 9 1 8 行 , 其 均 匀 划 分 为 2 6个 子 矩 阵 , 别 表 示 为 H , 将 5 分 0
面 向移 动多 媒 体广 播设 计 的无 线信 道传 输 技术 , 中 是 国 自主研 发 的 C MMB体 系架 构 中的核 心 部分 。这 项
H2 5 5
H0
H2 4 5
技 术采 用最 先进 的信 道 纠错编 码—— L P D C码 编码 技
术 , 高 了系统 的抗 干扰 能力 。 提
\
\
2 1年第 2期( 1 0 总第 2 4期) 5
有 线 电视 技 术
HO H1 H17 2
一种CMMB系统中LDPC编码改进方法
(中国洛阳电子装备试验中心,河南 洛阳
摘
471003)
要:针对 CMMB 系统中 LDPC 码长较长,传统 LDPC 编码方法复杂度较高的问题,研究了两种常用的基于 LU 分解的
LDPC 编码算法,并在此基础上对 LU 分解算法进行改进。仿真结果表明,改进算法能更有效地降低编码复杂度,节省存储空
间,提高编码速率,更适合硬件实现。
0
引
空间的最小行重乘列重法 [7]。Qin 提出了一种改进的 LU
言
1962 年,Gallager 首次提出了 LDPC 码(Low Density
Parity Check,LDPC)的 概 念 ,但 由 于 受 当 时 技 术 水 平
[1]
的 限 制 ,并 未 受 到 重 视 。 直 到 1996 年 ,MacKay 等 人 研
C = {c 0 , c1, ⋯, c 9 215},输 入 信 息 比 特 和 校 验 比 特 分 别 表 示
为 s = {s 0 , s1, ⋯, s k - 1} ,p = { p 0 , p1, ⋯, p 9 215 - k} 。
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不 适 用 于 CMMB 系统。在 CMMB 系统中,定义的 LDPC
长较长,传统的编码方式计算量太大,为降低编码复杂
两 种 码 率 。 文 献 [4]给 出 了 CMMB 系 统 中 LDPC 码 的 映
抗干扰能力 [4]。由于 CMMB 系统中采用的 LDPC 码的码
度,Wang 等将 LU 分解用于 CMMB 系统中的 LDPC 编码,
有效降低了编码复杂度 [5]。谭太秋等提出了一种基于贪
心 策 略 的 LU 分 解 算 法 ,进 一 步 降 低 了 LDPC 编 码 复 杂
基于CMMB系统的LDPC译码器的设计与实现
f 北京 工业 大学 , 北 京
10 2 1 0 0 4
摘 要 :根 据C MMB中L P D C码 校 验矩 阵的 结构 特 点 ,提 出 了一种 部 分 并行 译码 结构 的 实现 方 法 . 并在XII X V ̄ xV的X 4 L 0 F G E实现 了这 种 结 构 。该 设 计 充分 利 用 了 LN ieI C V X8  ̄ P A_
L P 校验 矩 阵的规 律 .采 用 了一 种适 当的硬 件 结 构 和独 特 的存 储 器调 用控 制 策略 ,故 可在 DC 保 证 高性 能和 较 大吞 吐 率的情 况 下 .以较 少的硬 件 资 源实现 两种码 率 的复 用。
关 键词 :C MMB;中 国移 动 多媒 体 广播 ;L P  ̄ ;部 分并行 结 构 ;译 码 器 DC
收 稿 日期 :01 — 3 3 2 00— 1
失 。后 来 ,J g uC e 和F s f r 提 出 了修 正 i h hn osi 又 n oe 的r n sm算 法 。在码 长较 长 的情 况下 ,修 正 的 a —u i
.
ed  ̄ 2 1.0 电 子 元 嚣 件 主 硐 6 c, n 0 01  ̄ 9
就 是L P 纠 错 编码 。在 C D C MMB 准 中 。L P 码 标 D C
个 行 或列 子矩 阵 的非零 元 素 。则利 用 这些 非零
元 素 ,就可 以恢 复 出整个 校验 矩 阵 ,从 而进行 译
码 。而且 更 为重要 的是 ,对于 同种 码率 ,行子 矩
阵组 和列 子矩 阵组 之 间在 非零 元素 位置 上 有着 潜
一
L P 1码 是 由G l gr 士 在 1 6 年 首 次 提 出来 DC a a e博 l 92 的 ,由 于 L P 码 的 误 码 性 能 能 够 逼 近 香 农 限 , DC 因而在 无线通 信 、卫 星通 信等 领域 都得 到 了较 多 应 用 。 中国 移 动 多 媒 体 广播 ( MMB C )中使 用 的
基于改进LU分解的CMMB标准中LDPC编码器设计
度备 受关注 . 在通信 、 数字 电视广播 等领域得 到 了广泛
应用。
C MMB标 准 『 用 了 1 和 34两种 码 率 的 I P 1 ] 采 1 2 / 』 C码 D
作为前 向纠错技术 。虽然它们具 有一定 的循环特性[ 但 2 1 ,
不是准循环 L P D C码[ 需 要 采 用 通 用 的 编 码 方 法 , 编 3 t , 其 码 的硬 件 实 现 是 C B调 制 器 的 技 术难 点 。 MM 第 一 个 具 有 线 性 复 杂 度 的通 用 编 码 方 法 是 N a 提 el 出的 L U分 解 编 码 算 法 问 算 法 非 常 简 单 。笔 者 通 过 深 入 , 分析 C MMB标 准 中 L P D C码 校 验 矩 阵 的 特 点 , 用 改 进 采
De i n f LDPC sg o Enc d r n o e i CM M B Ba e I pr v d s d on m o e LU c mpo ii De o ston
Z HANG n ,YANG n ,YANG e ,L U Pe g Ga g F i I Ch n — i a g yn
E 3 10 F G 上 实现 了该 方案 。该 编 码 方 案 充 分 合 理地 利 用 了校 验 矩 阵 的循 环 特 性 , 约 了大 量 存储 器 资 源 。实验 结 果 表 明 , PC2 P A 节 该 编码 器 具 有 存 储 器 消耗 少 、 本低 等优 点 。 成
【 关键 词】L U分解 ;D C码 ; LP 编码器; MMB . C 【 中图分类号 】T 9 1 N 1 【 文献标识码】A
( frai nie r gS ho,C m n  ̄in U i ri hn,B On 00 4 hn ) I om t n E gnei c ol o mu & o nv st o C ia e ig 10 2,C i n o n e yf a
浅谈CMMB的LDPC码技术
信 息 技 术37科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON L D P C 码,低密度奇偶校验码(L o w Density Parity Check Code,LDPC),最早由Gallager在1962年他的博士论文中提出,现在已成为信道编码领域研究的热点,但由于当时的技术条件,在此后的35年间基本上被人忽略。
20世纪80年代由Tanner提出LDPC码并给出LDPC码的图表示,此后Berrou等人20世纪90年代发现了Turbo码,MacKay和Neal 等人对LDPC码重新进行研究,并且提出可行的译码算法,LD PC 码具备良好性能,马上引起极大关注和强烈反响。
1 应用热点LDPC码已被广泛应用于深空通信,光纤通信,卫星数字视频和音频广播,已经成为基于该编码方案的第四代通信系统(4G)的有力竞争者,并且LDPC码已经被卫星数字视频广播标准DV B-S2通过。
2 CMMB 技术中国移动多媒体广播,C M M B (C h i n a Mobile Multimedia Broadcasting),是由国家广播电影电视总局提出,并于2006年成为了中国移动多媒体广播行业标准。
CM MB 的传输利用了地面网络和大功率S波段卫星,增加变频技术系统的双向和单向互动相结合的一个方式,覆盖全国的适用于多种类型的C M M B 终端设备,实现全国漫游,无线电和电视接收任何地方节目和信息服务业务。
CM MB 的核心技术是s Ti M i(信道传输技术),采用LD PC 编码基于时隙的逻辑信道技术和帧结构,逻辑序列O F D M 的调制技术,用于快速同步的信标技术,由中国广播科学研究院和北京泰美世纪有限公司历时4年多的研究和开发,在CM MB 系统中L D P C 编码的性能将影响整个系统性能。
3 LDPC 码技术LDPC(Low Density Parity Check)低密度奇偶校验,是先进的纠错编码技术。
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O 引
言
具有超 越 Tu b 的趋 势 。从 此 , D C码 的研究 才进 入 ro码 LP 了一个新 的 阶段 。 j
现代通信 系统 中 , 号 在 传 输 过 程 中会 引 入 一 些 错 信 误 。信道 编码 可 以检测并 纠 正这 些错误 , 它是 保证数 据 传
输可靠性 的一 个重要部 分 。多 年 以来 , 着通信 技术 的发 随 展 和实际应 用 的增 加 , 人们 一 直 努 力 寻 找 能 够更 加 接 近 码、 卷积码 , 到今 天 的 Tub 直 r o码 、 D C码 , 统 性 能 与 LP 系
目前 的研 究表 明 L P D C码是 信 道 编码 中纠 错 能力 最
强的一 种码 , 由于其译 码 器结 构 简单 , 以用较 少 的 资源 可
获得极高 的吞 吐量 。近 年来受 到越 来越 多 的关 注 , 成 功 并 地应 用于多个行业 标准 , 如第 二代 欧 洲数 字 电视卫 星广 播 标准 ( S ) 中国地面数字 电视广播 标 准 ( DV 2 和 DTMB , ) 以及我 国 2 0 0 6年提 出的拥 有 自主 知识产 权 的 中国移 动多
C MMB系统 中的 L P D C码 是高度结构 化的码 , 码长为 91 比特 , 供 两种 码 率 (/ 26 ]提 12和 34 。对 于 12 率 /) /码
的L P D C码 , 验矩 阵 H 为 40 x91 ; 于 34 率 其校 68 6对 2 /码 的 L C码 , 校 验矩 阵 H 为 2 0 x 9 1 。两 种码 率 的 DP 的分布 情况如 图 】 所示 。
一
一
电
子
测
量
技
术
第3 3卷 第 2期 2 1 年 2月 00
EL ECTRONI M EAS C URE ENT TECHN0L0GY M[
基于 C MMB标 准 的 高效 L C编 码研 究 DP
谭太秋 李 玉柏 武 畅
成都 6 13 ) 1 7 1 ( 电子科 技 大 学通信 与信 息工 程 学院 T S I P技 术 中心 D
S a n n极 限问的差距越 来越小 。 hn o
LP D C码校 验矩 阵 的稀 疏特 性 , 得 它的 编解 码算 法 使
较之 RS 卷积码 、 ro码 等 都有 很 大 的不 同 。从译 码 性 、 Tub
能 来看 , 现 出极 大 的 优越 性 , h n 等 人基 于 不 规则 又表 C ug 双 向 图 , 造 的 码 率 为 12 码 长 为 1 比特 的 不 规 则 构 /, O
用率低 , 编码速度快 。
关 键 词 :中 国移 动 多媒 体 广 播 ; 密 度 奇偶 校 验 码 ; U 分 解 ; 验 矩 阵 低 L 校 中图 分 类 号 :T 1 N9 1 文 献标 识 码 :A
Hih e fce tLDPC n o r f rCM M B g fiin e c de o
Ab ta t Ch n o i u t da B o d a t g c n i e s sr c : ia M b l M li e me i r a c s i o sd r Hi h S r c u e L w- e s t rt - e k c d s a t n g t u t r d o d n iy Pa i Ch e o e s i y s Ch n e o e a e n t es r c u eo ti ,ag e d a n lc d .B s d o t u t r fma r H h x r e y LU e o o i o l o i m o M B i p e e t d wh c d c mp st n ag rt i h f rCM r s n e ih s c n s v u h me r n mp o e e c d n a e a a em c mo y a d i r v n o i g r t.Be ie ,t e ag rt m st s i e o u e . sd s h lo ih i e tf d i c mp t r i n Ke wo d :CM MB; y rs LDP LU c mp st n Ch c a rx C; De o o i o ; e k M t i i
能距 S a n n极 限仅 为 0 0 4 d E hn o . 0 5 B 。这是 目前 已知 的最
接 近 S a n n限 的 码 。 hn o
S an n hn o 极限的信道编码方案。从早 期的分组码, R L P 到 S D C码 , 真得 到在 误 码 率 为 1 时 , 码 的译码 性 经仿 O 该
Ta ii L b i W uCh n nTaqu i Yu a ag
( L b。S h o fC mmu iaina dIfr t nEn ier g Unvri fEet ncS e e n T cn lg fC ia,  ̄n d 1 7 1 Dc a c o lo o nct n nomai o o gnei , iest o lcri n y o d n ea d eh oo y o hn O e g u6 1 3 )
摘
要 :中国移动多媒体广播 ( MMB 标 准采用高度结构化 的低密度奇偶 校验码 ( - D C) C ) HSL P 作为其信道 编码的 内
码 。根据该 L P D C码 的校验矩阵的结构特性 , 提出了一种基于贪心策 略的 I u分解方法实现编码, 可有效降低存储资 源消耗 , 提高编码速率 , 满足系统实时性要求 。最后对该算法进行 了仿真 , 通过验证 , 证明 了该 编码 结果正确 , 资源利