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摘要：LDPC码是众所周知的优秀信道编码，性能接近香农信道容量的极限。讨论了在无线传感器网络中LDPC码的设计和实际应用，并提供了解决方案，以降低解码复杂度，节省内存占用量，提高了系统的误码率性能。结果表明，短码长的LDPC码可以在无线传感器网络节点上应用并能获得较为理想的性能，具有很好的应用前景。
关键词：无线传感器网络；低密度奇偶校验码；硬解码；误码率

0 引言
无线传感器网络(WSN)属于多学科高度交叉的前沿研究领域，综合了传感器、嵌入式计算、网络及通信、分布式信息处理等技术。由于无线传感器网络节点部署在恶劣的环境中，为了提高通信系统的可靠性，有必要进行信道编码。本文设计和实现的低密度校验(LDPC)码应用于无线传感器网络。选择了采用LDPC码的信道编码方案，方案中使用了Turbo解码器，解码复杂度低，有较出色的表现。
LDPC码是一种奇偶校验矩阵为稀疏矩阵的线性分组码，最初由Gallager发现。1996年，MacKay和Neal发现LDPC码的性能可以接近香农极限，校验矩阵含有“0”的个数远远大于非“0”元素，这是LDPC码性能优越的重要保证。LDPC码是渐进好码，其最小汉明距离随着码长的增加而线性增加。LDPC码的特点是，具有较大灵活性和较低的差错平底特性，描述简单，对严格的理论分析具有可验证性，且可实现完全的并行操作，硬件复杂度低，因而适合硬件实现，吞吐量大，极具高速译码潜力。
在无线传感器网络中，对LDPC码编码器而言，实现并不困难。在实施的LDPC解码算法的无线传感器网络需要考虑的问题是，选择合适的解码算法，采用串行或并行算法，此外还有LDPC码长度的选取。

1 LDPC简介
LDPC码可以由一个稀疏的校验矩阵来描述，如图1所示。

1．1 LDPC的编码
LDPC码可以由一个稀疏的校验矩阵来描述。
一个长度为N，信息位长为K的二进制低密度奇偶校验码表示为(N，K，λ，ρ)，它具有一个(N-K)×N的奇偶校验矩阵和一个生成矩阵G。校验矩阵H的平均列码重为λ，平均行码重为ρ。在校验矩阵H中，绝大多数位置上为0，极少数位置上为1，1的位置是随机分布的。相应的Tanner图(见图2)由N个变量节点和N-K个检查节点，以及一定数量的边组成。N个变量节点对应低密度奇偶校验码的码长N，N-K个检查节点对应的N-K个校验限制，一个变量节点和一个检查节点之间当且仅当校验矩阵相应的位置是1的时候，会有一条边存在。如果奇偶校验矩阵每一行包含相同数量的1，每一列包含相同数量的1，则被称为规则低密度奇偶校验码，否则，它就是不规则低密度奇偶校验码。相对于稀疏的校验矩阵H，生成矩阵G是稠密的。因此，低密度奇偶校验码的编码复杂度与代码长度的平方成正比。

关键词： 网络 应用 传感器 无线 设计 以及 LDPC