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2024-09-18
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更新時間：2024-09-18 18:01:15作者：未知
turbo什么意思中文（Turbo碼和LDPC碼哪個性能更好?）。本站來告訴相關(guān)信息，希望對您有所幫助。
LDPC碼能被選中在eMMB數(shù)據(jù)信道中使用，主要是LDPC碼在NR中的靈活性，如可變碼長、不同碼率以及IR-HARQ。以下是LG公司提出的LDPC架構(gòu)和性能數(shù)據(jù)比較。
QC-LDPC碼保證了簡單而并行的編解碼。用奇偶校驗矩陣H來描述QC-LDPC碼，它由少量的QxQ方陣組成，QxQ方陣可以是零矩陣，也可以是循環(huán)置換矩陣（CPM：Circulant Permutation Matrix）。利用QxQ單位矩陣的左、右循環(huán)移位矩陣對CPM進行辨識。
下圖提出的LDPC碼的H矩陣的結(jié)構(gòu)。它與高速率碼（類似QC-IRA）和單奇偶校驗碼（SPC：Single Parity Check）串行級聯(lián)，這是多邊緣LDPC碼的典型形式之一。多邊緣LDPC碼有兩個主要特點。一種是具有多個1階可變節(jié)點，這將有利于降低碼率。另一種是在信息部分總是屏蔽節(jié)點（不傳輸），第一個Q列（灰色）。矩陣形式如下：
其中A表示高速率碼的矩陣，O表示全零矩陣，C和I表示SPC碼的矩陣。圖1顯示了我們提出的LDPC碼的概念結(jié)構(gòu)。
QC-IRA like的部分進行LDPC碼并行編碼，其中奇偶校驗部分由具有階3變量節(jié)點的Q列（在本例中，最后的Q列）和用于另一個的階2變量節(jié)點組成。由于SPC碼具有1階可變節(jié)點，所提出的LDPC碼可以很容易地支持低碼率以及HARQ的增量冗余（IR：incremental redundancy）。
其中Q是新的lifting-size，是H矩陣的第i行、第j列索引。
在實際中，傳輸?shù)谋忍財?shù)是根據(jù)可用的物理資源來確定的，因此它應(yīng)該能夠生成任意的碼速率，稱為速率匹配。為了調(diào)整任意碼速率，縮短或穿孔是必要的。通過縮短信息量，可以降低編碼速率，通過穿孔也可以提高編碼速率。采用縮短和穿孔兩種方法可以根據(jù)可用的物理資源來調(diào)整任意的碼速率。如果LDPC編碼的比特小于可用的物理資源，則重復(fù)方案將用于速率匹配，從而再次傳輸先前傳輸?shù)谋忍亍?/p>
LG提出了從LDPC信息部分的末端進行縮短和從LDPC奇偶校驗部分的末端進行穿孔。
在這里，矩陣A和C描述如下，O和I分別是零矩陣、單位矩陣。A和C矩陣的第一個Q列總是被屏蔽（不傳輸）。
lifting-size根據(jù)具體代碼長度調(diào)整如下表。
支持新Q lifting-size的新HQ矩陣可由上式計算，式中表示已知矩陣H的（i，j）Q x Q-CPM的移位值。下面提供了H的具體矩陣，即A和C。
高速編碼: A =
單奇偶校驗碼信息部分: C =
信道編碼支持的IR-HARQ是可靠傳輸?shù)谋匾獥l件。隨著重傳的進行，IR-HARQ可以降低碼率，從而實現(xiàn)比第一次傳輸更健壯的數(shù)據(jù)傳輸。為了滿足這些要求，單信道編碼需要覆蓋廣泛的碼率。提出了SPC碼的奇偶擴展技術(shù)，即從高速率部分開始第一次傳輸，對低速率部分進行奇偶擴展作為下一次傳輸。圖2顯示了IR-HARQ的示例。在第一次傳輸時，傳輸高碼速率碼。如果高碼率部分的解碼失敗，則傳輸穿孔奇偶校驗位（圖2中的第二次傳輸），通過與第一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)相結(jié)合，使整個碼率降低。如果沒有穿孔奇偶校驗位，則再次傳輸先前傳輸?shù)奈弧?/p>
但是，NR系統(tǒng)為什么不繼續(xù)使用Trubo碼呢？下表是兩者編碼方式的性能對比，表1給出了兩者模擬的參數(shù)。
隨著碼率的降低，LDPC的性能在SPA和MSA之間表現(xiàn)出較大的差距，在1/3碼率時，差距可達2db。懷疑在任何簡化的HW解碼器中使用諸如MSA之類的高SNR近似會在較低的工作SNR下惡化LDPC性能。
Turbo碼和LDPC碼的幾個實現(xiàn)結(jié)果總結(jié)如表2。為了公平比較，表2中的面積和效能應(yīng)該按比例縮放，因為解碼器是使用不同的技術(shù)實現(xiàn)的。
圖1顯示了802.11ad LDPC解碼器具有最佳性能。802.11ad LDPC解碼器的面積效率和能量效率分別是完全并行turbo解碼器的8.17倍和16.1倍。在這種情況下，Turbo解碼器分別覆蓋從0.33到0.93的碼率和從48比特到6144比特的信息塊大小。另一方面，802.11ad LDPC僅覆蓋4種碼速率（1/2、5/8、3/4、13/16）和4種信息塊大?。?36、420、504、546）。因此，注意到turbo碼比802.11ad LDPC碼具有更高的靈活性階。
接下來，比較了LTE-Turbo碼和LDPC碼在不同參數(shù)下的譯碼復(fù)雜度，例如1/3碼率Turbo碼和1/2碼率LDPC碼，目標吞吐量20Gbps。這些LDPC碼被認為是部分擴展的LDPC碼。
在表3中，給出了表4中802.11ad LDPC的縮放結(jié)果，僅縮放20Gbps。
在表5中，給出了DVB-S2 LDPC的縮放結(jié)果，其中58320信息塊大小縮放20Gbps，6144信息塊大小縮放。支持64800和16200碼字大小的LDPC解碼器具有相同的功耗和面積。
結(jié)論是，在某些情況下，部分擴展LDPC解碼器在某些情況下比Turbo解碼器做得更好，例如在DVB-S2（58320信息大?。┑那闆r下，LDPC解碼器在使用大帶寬（=大塊大小和高編碼率）時，在能量效率方面比3GPP Turbo解碼器更有效。