淺談CMMB的LDPC碼技術(shù)

祿博

摘 要：本文主要介紹了CMMB技術(shù)、LDPC碼的原理，以及在CMMB系統(tǒng)中LDPC碼的結(jié)構(gòu)特點，并針對LDPC碼應(yīng)用領(lǐng)域進行了一些探討。

關(guān)鍵詞：CMMB LDPC 應(yīng)用

中圖分類號：TN919 文獻標志碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（a）-0037-02

LDPC碼，低密度奇偶校驗碼（Low Density Parity Check Code，LDPC），最早由Gallager在1962年他的博士論文中提出，現(xiàn)在已成為信道編碼領(lǐng)域研究的熱點，但由于當時的技術(shù)條件，在此后的35年間基本上被人忽略。

20世紀80年代由Tanner提出LDPC碼并給出LDPC碼的圖表示，此后Berrou等人20世紀90年代發(fā)現(xiàn)了Turbo碼，MacKay和Neal等人對LDPC碼重新進行研究，并且提出可行的譯碼算法，LDPC碼具備良好性能，馬上引起極大關(guān)注和強烈反響。

1 應(yīng)用熱點

LDPC碼已被廣泛應(yīng)用于深空通信，光纖通信，衛(wèi)星數(shù)字視頻和音頻廣播，已經(jīng)成為基于該編碼方案的第四代通信系統(tǒng)（4G）的有力競爭者，并且LDPC碼已經(jīng)被衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播標準DVB-S2通過。

2 CMMB技術(shù)

中國移動多媒體廣播，CMMB（China Mobile Multimedia Broadcasting），是由國家廣播電影電視總局提出，并于2006年成為了中國移動多媒體廣播行業(yè)標準。

CMMB的傳輸利用了地面網(wǎng)絡(luò)和大功率S波段衛(wèi)星，增加變頻技術(shù)系統(tǒng)的雙向和單向互動相結(jié)合的一個方式，覆蓋全國的適用于多種類型的CMMB終端設(shè)備，實現(xiàn)全國漫游，無線電和電視接收任何地方節(jié)目和信息服務(wù)業(yè)務(wù)。

CMMB的核心技術(shù)是sTiMi（信道傳輸技術(shù)），采用LDPC編碼基于時隙的邏輯信道技術(shù)和幀結(jié)構(gòu)，邏輯序列OFDM的調(diào)制技術(shù)，用于快速同步的信標技術(shù)，由中國廣播科學(xué)研究院和北京泰美世紀有限公司歷時4年多的研究和開發(fā)，在CMMB系統(tǒng)中LDPC編碼的性能將影響整個系統(tǒng)性能。

3 LDPC碼技術(shù)

LDPC（Low Density Parity Check）低密度奇偶校驗，是先進的糾錯編碼技術(shù)。LDPC碼是校驗矩陣H只有很少元素為“1”，而大部分元素是“O”的一種線性分組碼。（見圖1）

為提高傳輸可靠性，數(shù)字多媒體廣播系統(tǒng)采用信道編碼用以增強糾錯能力。各系統(tǒng)均采用頻帶利用率高的調(diào)制方案而提高系統(tǒng)的傳輸速率：

（1）DVB-H采用了RS碼結(jié)合卷積碼作為級聯(lián)編碼，其調(diào)制的基本方式分為16 QAM，QPSK和64 QAM，常用的傳輸凈碼率為7.46 Mbit/s或者3.72 Mbit/s中的一個8MHz或6 MHz帶寬可傳輸6到20路不同的移動電視信號。

（2）T-DMB采用了RS（t=8，204，188）結(jié)合多碼率除刪卷積碼，作為單獨的級聯(lián)編碼，信道帶寬1.54 MHz，DQPSK調(diào)制，在一般常見的移動接收情況下，其個體主業(yè)務(wù)信道（Main Service Channel）的可用凈碼率為1.152 Mbit/s。

（3）CMMB采用LDPC和RS編碼，常用調(diào)制方式為16 QAM或QPSK調(diào)制，廣播信道物理層帶寬為2 MHz和8 MHz兩種，16 QAM則具有抗干擾能力強的特點，在30～3000 MHz進行數(shù)字多媒體廣播。

2001年S.Y.ChungT.與J.Richardson等所設(shè)計的1/2碼率在非正則LDPC碼AWGN信道中性能距Shannon極限不會超過 0.0045 db，提高著名的密度深化算法優(yōu)化非正則Tanner圖參數(shù)。因此DMB-TH，DVB-S2，CMMB等推出的數(shù)字多媒體廣播標準均采用LDPC。

LDPC碼最重要的原因是譯碼采用先迭代算法所以才能有如此優(yōu)異的性能，并且由校驗矩陣的稀疏性，使得碼長與譯碼復(fù)雜度成線性關(guān)系從而一定程度上克服了長分組碼所面臨計算復(fù)雜度問題。并且，在碼長很長時，實現(xiàn)相距很遠的信息能夠參endprint

摘 要：本文主要介紹了CMMB技術(shù)、LDPC碼的原理，以及在CMMB系統(tǒng)中LDPC碼的結(jié)構(gòu)特點，并針對LDPC碼應(yīng)用領(lǐng)域進行了一些探討。

關(guān)鍵詞：CMMB LDPC 應(yīng)用

中圖分類號：TN919 文獻標志碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（a）-0037-02

LDPC碼，低密度奇偶校驗碼（Low Density Parity Check Code，LDPC），最早由Gallager在1962年他的博士論文中提出，現(xiàn)在已成為信道編碼領(lǐng)域研究的熱點，但由于當時的技術(shù)條件，在此后的35年間基本上被人忽略。

20世紀80年代由Tanner提出LDPC碼并給出LDPC碼的圖表示，此后Berrou等人20世紀90年代發(fā)現(xiàn)了Turbo碼，MacKay和Neal等人對LDPC碼重新進行研究，并且提出可行的譯碼算法，LDPC碼具備良好性能，馬上引起極大關(guān)注和強烈反響。

1 應(yīng)用熱點

LDPC碼已被廣泛應(yīng)用于深空通信，光纖通信，衛(wèi)星數(shù)字視頻和音頻廣播，已經(jīng)成為基于該編碼方案的第四代通信系統(tǒng)（4G）的有力競爭者，并且LDPC碼已經(jīng)被衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播標準DVB-S2通過。

2 CMMB技術(shù)

中國移動多媒體廣播，CMMB（China Mobile Multimedia Broadcasting），是由國家廣播電影電視總局提出，并于2006年成為了中國移動多媒體廣播行業(yè)標準。

CMMB的傳輸利用了地面網(wǎng)絡(luò)和大功率S波段衛(wèi)星，增加變頻技術(shù)系統(tǒng)的雙向和單向互動相結(jié)合的一個方式，覆蓋全國的適用于多種類型的CMMB終端設(shè)備，實現(xiàn)全國漫游，無線電和電視接收任何地方節(jié)目和信息服務(wù)業(yè)務(wù)。

CMMB的核心技術(shù)是sTiMi（信道傳輸技術(shù)），采用LDPC編碼基于時隙的邏輯信道技術(shù)和幀結(jié)構(gòu)，邏輯序列OFDM的調(diào)制技術(shù)，用于快速同步的信標技術(shù)，由中國廣播科學(xué)研究院和北京泰美世紀有限公司歷時4年多的研究和開發(fā)，在CMMB系統(tǒng)中LDPC編碼的性能將影響整個系統(tǒng)性能。

3 LDPC碼技術(shù)

LDPC（Low Density Parity Check）低密度奇偶校驗，是先進的糾錯編碼技術(shù)。LDPC碼是校驗矩陣H只有很少元素為“1”，而大部分元素是“O”的一種線性分組碼。（見圖1）

為提高傳輸可靠性，數(shù)字多媒體廣播系統(tǒng)采用信道編碼用以增強糾錯能力。各系統(tǒng)均采用頻帶利用率高的調(diào)制方案而提高系統(tǒng)的傳輸速率：

（1）DVB-H采用了RS碼結(jié)合卷積碼作為級聯(lián)編碼，其調(diào)制的基本方式分為16 QAM，QPSK和64 QAM，常用的傳輸凈碼率為7.46 Mbit/s或者3.72 Mbit/s中的一個8MHz或6 MHz帶寬可傳輸6到20路不同的移動電視信號。

（2）T-DMB采用了RS（t=8，204，188）結(jié)合多碼率除刪卷積碼，作為單獨的級聯(lián)編碼，信道帶寬1.54 MHz，DQPSK調(diào)制，在一般常見的移動接收情況下，其個體主業(yè)務(wù)信道（Main Service Channel）的可用凈碼率為1.152 Mbit/s。

（3）CMMB采用LDPC和RS編碼，常用調(diào)制方式為16 QAM或QPSK調(diào)制，廣播信道物理層帶寬為2 MHz和8 MHz兩種，16 QAM則具有抗干擾能力強的特點，在30～3000 MHz進行數(shù)字多媒體廣播。

2001年S.Y.ChungT.與J.Richardson等所設(shè)計的1/2碼率在非正則LDPC碼AWGN信道中性能距Shannon極限不會超過 0.0045 db，提高著名的密度深化算法優(yōu)化非正則Tanner圖參數(shù)。因此DMB-TH，DVB-S2，CMMB等推出的數(shù)字多媒體廣播標準均采用LDPC。

LDPC碼最重要的原因是譯碼采用先迭代算法所以才能有如此優(yōu)異的性能，并且由校驗矩陣的稀疏性，使得碼長與譯碼復(fù)雜度成線性關(guān)系從而一定程度上克服了長分組碼所面臨計算復(fù)雜度問題。并且，在碼長很長時，實現(xiàn)相距很遠的信息能夠參endprint

摘 要：本文主要介紹了CMMB技術(shù)、LDPC碼的原理，以及在CMMB系統(tǒng)中LDPC碼的結(jié)構(gòu)特點，并針對LDPC碼應(yīng)用領(lǐng)域進行了一些探討。

關(guān)鍵詞：CMMB LDPC 應(yīng)用

中圖分類號：TN919 文獻標志碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（a）-0037-02

LDPC碼，低密度奇偶校驗碼（Low Density Parity Check Code，LDPC），最早由Gallager在1962年他的博士論文中提出，現(xiàn)在已成為信道編碼領(lǐng)域研究的熱點，但由于當時的技術(shù)條件，在此后的35年間基本上被人忽略。

20世紀80年代由Tanner提出LDPC碼并給出LDPC碼的圖表示，此后Berrou等人20世紀90年代發(fā)現(xiàn)了Turbo碼，MacKay和Neal等人對LDPC碼重新進行研究，并且提出可行的譯碼算法，LDPC碼具備良好性能，馬上引起極大關(guān)注和強烈反響。

1 應(yīng)用熱點

LDPC碼已被廣泛應(yīng)用于深空通信，光纖通信，衛(wèi)星數(shù)字視頻和音頻廣播，已經(jīng)成為基于該編碼方案的第四代通信系統(tǒng)（4G）的有力競爭者，并且LDPC碼已經(jīng)被衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播標準DVB-S2通過。

2 CMMB技術(shù)

中國移動多媒體廣播，CMMB（China Mobile Multimedia Broadcasting），是由國家廣播電影電視總局提出，并于2006年成為了中國移動多媒體廣播行業(yè)標準。

CMMB的傳輸利用了地面網(wǎng)絡(luò)和大功率S波段衛(wèi)星，增加變頻技術(shù)系統(tǒng)的雙向和單向互動相結(jié)合的一個方式，覆蓋全國的適用于多種類型的CMMB終端設(shè)備，實現(xiàn)全國漫游，無線電和電視接收任何地方節(jié)目和信息服務(wù)業(yè)務(wù)。

CMMB的核心技術(shù)是sTiMi（信道傳輸技術(shù)），采用LDPC編碼基于時隙的邏輯信道技術(shù)和幀結(jié)構(gòu)，邏輯序列OFDM的調(diào)制技術(shù)，用于快速同步的信標技術(shù)，由中國廣播科學(xué)研究院和北京泰美世紀有限公司歷時4年多的研究和開發(fā)，在CMMB系統(tǒng)中LDPC編碼的性能將影響整個系統(tǒng)性能。

3 LDPC碼技術(shù)

LDPC（Low Density Parity Check）低密度奇偶校驗，是先進的糾錯編碼技術(shù)。LDPC碼是校驗矩陣H只有很少元素為“1”，而大部分元素是“O”的一種線性分組碼。（見圖1）

為提高傳輸可靠性，數(shù)字多媒體廣播系統(tǒng)采用信道編碼用以增強糾錯能力。各系統(tǒng)均采用頻帶利用率高的調(diào)制方案而提高系統(tǒng)的傳輸速率：

（1）DVB-H采用了RS碼結(jié)合卷積碼作為級聯(lián)編碼，其調(diào)制的基本方式分為16 QAM，QPSK和64 QAM，常用的傳輸凈碼率為7.46 Mbit/s或者3.72 Mbit/s中的一個8MHz或6 MHz帶寬可傳輸6到20路不同的移動電視信號。

（2）T-DMB采用了RS（t=8，204，188）結(jié)合多碼率除刪卷積碼，作為單獨的級聯(lián)編碼，信道帶寬1.54 MHz，DQPSK調(diào)制，在一般常見的移動接收情況下，其個體主業(yè)務(wù)信道（Main Service Channel）的可用凈碼率為1.152 Mbit/s。

（3）CMMB采用LDPC和RS編碼，常用調(diào)制方式為16 QAM或QPSK調(diào)制，廣播信道物理層帶寬為2 MHz和8 MHz兩種，16 QAM則具有抗干擾能力強的特點，在30～3000 MHz進行數(shù)字多媒體廣播。

2001年S.Y.ChungT.與J.Richardson等所設(shè)計的1/2碼率在非正則LDPC碼AWGN信道中性能距Shannon極限不會超過 0.0045 db，提高著名的密度深化算法優(yōu)化非正則Tanner圖參數(shù)。因此DMB-TH，DVB-S2，CMMB等推出的數(shù)字多媒體廣播標準均采用LDPC。

LDPC碼最重要的原因是譯碼采用先迭代算法所以才能有如此優(yōu)異的性能，并且由校驗矩陣的稀疏性，使得碼長與譯碼復(fù)雜度成線性關(guān)系從而一定程度上克服了長分組碼所面臨計算復(fù)雜度問題。并且，在碼長很長時，實現(xiàn)相距很遠的信息能夠參endprint