วงจรเข้ารหัสแอลดีพีซี

รหัสแอลดีพีซีเป็นรหัสที่ถูกใช้งานในการสื่อสารไร้สายยุค 5G

รายละเอียดของรหัสแอลดีพีซี อ่านเพิ่มเติมตรงนี้

รหัส LDPC มีบทบาทสำคัญในการสื่อสารยุค 5G โดยได้รับการยอมรับให้เป็นรูปแบบการเข้ารหัสช่องสัญญาณบนช่องสัญญาณข้อมูลสำหรับการสื่อสารไร้สาย ในการประชุมมาตรฐาน 3GPP ได้ข้อสรุปว่าโครงสร้างเมทริกซ์ฐานของรหัส LDPC ที่ใช้สำหรับการสื่อสารไร้สาย 5G มีลักษณะดังรูปที่ 2 ประกอบด้วยเมทริกซ์ย่อย 5 เมทริกซ์คือ \(\text{A}\), \(\text{B}\), \(\text{O}\), \(\text{C}\), และ \(\text{I}\) โดย เมทริกซ์ย่อย  \(\text{A}%%EDITORCONTENT%%nbsp; เกี่ยวข้องกับบิตข้อมูล เมทริกซ์ย่อย \)latex \text{B}$ เกี่ยวข้องกับบิตพาริตี้ (Parity Bits) เมทริกซ์ย่อย O เป็นเมทริกซ์ศูนย์ เมทริกซ์ย่อย \(\text{C}\) สอดคล้องกับแถว SPC (Single Parity check) และเมทริกซ์ย่อย \(\text{I}\) เป็นเมทริกซ์เอกลักษณ์ โดยเมทริกซ์ย่อย \(\text{A}\) และเมทริกซ์ย่อย \(\text{B}\) รวมกันเรียกว่าเคอร์เนล (Kernel) และเมทริกซ์ย่อยส่วนอื่น ๆ (\(\text{O}\), \(\text{C}\), และ \(\text{I}\)) เรียกว่าส่วนขยาย

กระบวนการเข้ารหัส LDPC:   กระบวนการการเข้ารหัส LDPC สำหรับช่องสัญญาณข้อมูลในมาตรฐาน release 15 เริ่มต้นจากการพิจารณาค่า MCS (Modulation and Coding Scheme) เพื่อให้ทราบอัตรารหัสที่ต้องใช้ในการเข้ารหัส แล้วทำการเลือกกราฟฐานของรหัส LDPC ซึ่งกราฟฐาน 1 ใช้สำหรับบล็อกข้อมูลขนาดใหญ่ \((44\le K\le 8448)\) และอัตรารหัสสูงในช่วง \((1/3\le R\le 8/9)\) ในขณะที่กราฟฐาน 2 ใช้สำหรับบล็อกข้อมูลขนาดเล็ก \((20\le K\le 3840)\) และอัตรารหัสที่ต่ำในช่วง \((1/5\le R\le 10/13)\) โดยมีเงื่อนไขในการพิจารณาเลือกดังนี้

1) กรณีข้อมูลเท่ากับ \(K\le 308\) บิต ใช้กราฟฐาน 2

2) กรณีอัตรารหัสเท่ากับ \(R<1/4\) ใช้กราฟฐาน 2

3) กรณีอัตรารหัสเท่ากับ \(R<2/3\) และขนาดข้อมูล \(K<3840\) บิต ใช้กราฟฐาน 2

4) กรณีอื่น ๆ ใช้กราฟฐาน 1

รายละเอียดกราฟฐาน ของรหัส LDPC :  โครงสร้างของรหัส LDPC ในมาตรฐาน release 15 หรือ มาตรฐาน 5G phase 1 แสดงได้โดยใช้เมทริกซ์พาริตี้เช็คกราฟฐาน 1 ดังรูปที่ 3 และกราฟฐาน 2 ดังรูปที่ 4 ซึ่งมีรายละเอียดของเมทริกซ์ฐานของทั้งกราฟฐาน 1 และกราฟฐาน 2 แสดงดังตารางที่ 3 โดยช่องสีขาวคือเมทริกซ์ศูนย์ขนาด \(Z\times Z\) และช่องสีอื่นๆ คือเมทริกซ์ที่มีการสลับเปลี่ยนแบบเวียนหนุน (Circular Permutation Matrix) ขนาด \(Z\times Z\) สามารถหาได้ตามสมการด้านล่าง

$latex Z=K/22%%EDITORCONTENT%%nbsp; สำหรับกราฟฐาน 1

\(Z=K/10\) สำหรับกราฟฐาน 2

เมื่อทราบค่า \(Z\) แล้วจึงสามารถสร้างเมทริกซ์ที่มีการสลับเปลี่ยนแบบเวียนหนุนได้จากการนำเมทริกซ์เอกลักษณ์มาดำเนินการหมุนแบบวนกลับ โดยจำนวนครั้งของการหมุนสามารถหาได้ตามสมการ

\({{P}_{{i,j}}}={{V}_{{i,j}}}\oplus Z\)

โดยค่า \({{V}_{{i,j}}}\) ขึ้นอยู่กับค่าดัชนีเซต (Set index) และกราฟฐานของ LDPC