基于bch碼與長ldpc碼級聯(lián)的信令編碼方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于BCH碼與長LDPC碼級聯(lián)的信令編碼方法及系統(tǒng)。先預(yù)先基于LDPC碼校驗矩陣補零分組順序與相應(yīng)補零分組位置的補零組表、和基于LDPC碼校驗矩陣建立各打孔分組順序與相應(yīng)打孔分組位置的打孔組表;將所獲取的信令進行填充、分塊,并按照所述補零組表將各信令塊進行補零處理;基于BCH碼和LDPC碼的糾錯編碼參數(shù),對各信令塊進行糾錯編碼,并得到BCH碼校驗比特和LDPC碼校驗比特;基于信令塊長度與打孔比特數(shù)量之間預(yù)設(shè)的關(guān)系,確定信令塊的LDPC碼校驗比特打孔比特的數(shù)量,并按照所述打孔組表對各所述LDPC碼校驗比特進行打孔,得到當(dāng)前校驗比特與附加校驗比特;將各信令塊、BCH碼校驗比特、LDPC碼當(dāng)前校驗比特組成信令編碼塊組,將各信令塊的附加校驗比特組成附加校驗比特塊組,并分別進行星座映射。
【專利說明】基于BCH碼與長LDPC碼級聯(lián)的信令編碼方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種信令的編碼方法及系統(tǒng),特別是涉及一種基于BCH碼與長LDPC碼 級聯(lián)的信令編碼方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著世界經(jīng)濟文化的快速發(fā)展,用戶對無線信息業(yè)務(wù)的需求量快速增長。單獨依 靠傳統(tǒng)無線廣播網(wǎng)或傳統(tǒng)無線雙向通信網(wǎng),都無法實現(xiàn)信息業(yè)務(wù)的最優(yōu)化傳輸。同時,人們 已經(jīng)不再滿足于收看傳統(tǒng)的無線廣播電視業(yè)務(wù),對新型無線廣播電視業(yè)務(wù)的需求越來越強 烈。而下一代廣播電視網(wǎng)無線(NGB-W)系統(tǒng),可實現(xiàn)無線廣播和無線雙向通信的融合共存, 是解決移動信息業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量快速增長和無線網(wǎng)絡(luò)傳輸容量受限之間矛盾的有效途徑,也是 支撐有線、無線融合創(chuàng)新業(yè)務(wù)的必要途徑。
[0003] 在下一代廣播電視網(wǎng)無線系統(tǒng)中,信令的可靠傳輸是正確接收業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的前提條 件,通常要求信令的傳輸可靠性高于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸可靠性。而糾錯編碼是通信系統(tǒng)保證 信息傳輸?shù)目煽啃?、克服噪聲和干擾的最有效技術(shù)之一,通常采用魯棒性更高的糾錯編碼 對信令進行保護。
[0004] 目前,通常的做法是通過設(shè)計長度固定的信令來解決廣播通信的信息傳輸。例 如,在DVB-T2 (第二代歐洲數(shù)字地面電視廣播傳輸)標(biāo)準(zhǔn)中,采用BCH碼作為內(nèi)碼,LDPC碼 作為外碼對Ll-post信令(DVB-T2的一種信令,包含業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸參數(shù)和資源映射參數(shù)等 信息)進行保護。DVB-T2標(biāo)準(zhǔn)Ll-post信令采用的BCH碼校驗比特數(shù)為168,LDPC碼碼長 為16200,碼率為4/9,BCH碼與LDPC碼級聯(lián)后,支持最大Ll-post信令長度為7032比特。 Ll-post信令的長度與PLP(物理層管道)數(shù)有關(guān),例如當(dāng)PLP=1,Ll-post信令長度為278 比特;當(dāng)PLP=4,Ll-post信令長度為689比特。當(dāng)Ll-post信令長度大于7032比特,需要 將Ll-post信令分塊;同時,當(dāng)Ll-post信令或分塊后的Ll-post信令長度小于7032比特, 則需要對BCH碼編碼前的信息比特進行補零操作。為了維持相對穩(wěn)定的碼率,補零后,需要 對LDPC碼校驗比特打孔。由于LDPC碼碼長為16200,大量的補零和打孔操作,破壞了LDPC 碼原有的校驗矩陣結(jié)構(gòu),使得其實際誤碼性能損失較大。除此以外,由于Ll-post信令長度 隨著PLP數(shù)不同而不同,DVB-T2標(biāo)準(zhǔn)采用了碼率控制技術(shù),其原理是短信令長度適當(dāng)降低 實際碼率,長信令長度適當(dāng)增加實際碼率,以保證信令的傳輸可靠性隨著信令長度的變化 而基本穩(wěn)定。DVB-T2標(biāo)準(zhǔn)通過簡單地控制校驗比特數(shù)量實現(xiàn)對碼率的控制,其打孔比特數(shù) 是補零比特數(shù)的5/6。這種碼率控制方法無法兼顧信令長度在278?7031之間的大范圍變 化。
[0005] 因此,本領(lǐng)域技術(shù)人員需要對現(xiàn)有的信令的編碼方式,特別是信令長度的變化范 圍較大的編碼方式進行改進。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點,本發(fā)明的目的在于提供一種基于BCH碼與長LDPC 碼級聯(lián)的信令編碼方法及系統(tǒng),用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的信令編碼方式對信令長度的變化范 圍較大的編碼支持較差的問題。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的,本發(fā)明提供一種基于BCH碼與長LDPC碼級聯(lián)的 信令編碼方法,其至少包括:預(yù)先基于預(yù)設(shè)的LDPC碼校驗矩陣建立依據(jù)BCH碼信息比特所 依次劃分的補零分組順序與補零分組位置對應(yīng)關(guān)系的補零組表,和基于預(yù)設(shè)的LDPC碼校 驗矩陣建立依據(jù)LDPC碼校驗比特所依次劃分的打孔分組順序與打孔分組位置對應(yīng)關(guān)系的 打孔組表;獲取包含至少一個子信令的信令,并按照預(yù)設(shè)的BCH碼長將所述信令中各子信 令進行填充,再將填充后的所述信令分成長度相等的信令塊,并對每個信令塊分別進行加 擾處理,其中,每個信令塊中均勻分配補零后的各子信令;按照所述補零組表和各所述信息 比特分組將每一個信令塊進行補零處理,以得到補零后的信令塊;基于預(yù)設(shè)的BCH碼的糾 錯編碼參數(shù),計算各所述信令塊所對應(yīng)的BCH碼校驗比特,并將所得到的相應(yīng)BCH碼校驗比 特附加到所述信令塊后,再基于預(yù)設(shè)的LDPC碼糾錯編碼參數(shù)計算附加所述BCH碼校驗比 特的所述信令塊所對應(yīng)的LDPC碼校驗比特,并將所得到的所述LDPC碼校驗比特附加到所 述BCH碼校驗比特之后,并與所述信令塊、BCH碼校驗比特組成信令編碼塊;通過計算LDPC 碼校驗比特中的當(dāng)前檢驗比特的長和附加校驗比特的長度KAP#S,得到打孔比特 的數(shù)量,并根據(jù)所述打孔組表將所述LDPC碼校驗比特按照所述打孔比特數(shù)量進行打孔,并 確定所述LDPC碼校驗比特中未打孔的前KpaHtyi個比特構(gòu)成當(dāng)前校驗比特,未打孔的后 KAP#S個比特構(gòu)成附加校驗比特;將所述信令塊及相應(yīng)的所述BCH碼校驗比特、所述LDPC碼 當(dāng)前校驗比特組成信令編碼塊,各所述信令編碼塊依次級聯(lián)成編碼塊組,將各所述信令塊 的附加校驗比特級聯(lián)成附加校驗比特塊組,并將所述編碼塊組和附加校驗比特塊組分別進 行星座映射。
[0008] 優(yōu)選地,所述BCH碼和LDPC碼的糾錯編碼參數(shù)為:
[0009]
【權(quán)利要求】
1. 一種基于BCH碼與長LDPC碼級聯(lián)的信令編碼方法,其特征在于,至少包括: 預(yù)先基于預(yù)設(shè)的LDPC碼校驗矩陣建立依據(jù)BCH碼信息比特所依次劃分的補零分組順 序與補零分組位置對應(yīng)關(guān)系的補零組表,以及基于預(yù)設(shè)的LDPC碼校驗矩陣建立依據(jù)LDPC 碼校驗比特所依次劃分的打孔分組順序與打孔分組位置對應(yīng)關(guān)系的打孔組表; 獲取包含至少一個子信令的信令,并按照預(yù)設(shè)的BCH碼長將所述信令中各子信令進行 填充,再將填充后的所述信令分成長度相等的信令塊,并對每個信令塊分別進行加擾處理, 其中,每個信令塊中均勻分配補零后的各子信令; 按照所述補零組表將每一個信令塊進行補零處理,以得到補零后的信令塊; 基于預(yù)設(shè)的BCH碼的糾錯編碼參數(shù),計算各所述信令塊所對應(yīng)的BCH碼校驗比特,并 將所得到的相應(yīng)BCH碼校驗比特附加到所述信令塊后,再基于預(yù)設(shè)的LDPC碼糾錯編碼參數(shù) 計算附加所述BCH碼校驗比特的所述信令塊所對應(yīng)的LDPC碼校驗比特,并將所得到的所述 LDPC碼校驗比特附加到所述BCH碼校驗比特之后,并與所述信令塊、BCH碼校驗比特組成信 令編碼塊; 通過計算LDPC碼校驗比特中的當(dāng)前檢驗比特的長度Kpmity. ^和附加校驗比特的長度 Kai^fs,得到打孔比特的數(shù)量,并根據(jù)所述打孔組表將所述LDPC碼校驗比特按照所述打孔比 特數(shù)量進行打孔,并確定所述LDPC碼校驗比特中未打孔的前K paHty.m個比特構(gòu)成當(dāng)前校驗 比特,未打孔的后ΚΑΡΛΚ個比特構(gòu)成附加校驗比特; 將所述信令塊及相應(yīng)的所述BCH碼校驗比特、所述LDPC碼當(dāng)前校驗比特組成信令編碼 塊,各所述信令編碼塊依次級聯(lián)成編碼塊組,將各所述信令塊的附加校驗比特級聯(lián)成附加 校驗比特塊組,并將所述編碼塊組和附加校驗比特塊組分別進行星座映射。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于BCH碼與長LDPC碼級聯(lián)的信令編碼方法,其特征在于, 所述BCH碼和LDPC碼的糾錯編碼參數(shù)為:
其中Z為LDPC碼校驗矩陣基矩陣的擴展因子。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于BCH碼與長LDPC碼級聯(lián)的信令編碼方法,其特征在于, 所述LDPC碼校驗矩陣的基矩陣為:
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的基于BCH碼與長LDPC碼級聯(lián)的信令編碼方法,其特征在 于,所述補零組表為:
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的基于BCH碼與長LDPC碼級聯(lián)的信令編碼方法,其特征在 于,所述打孔組表為:
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于BCH碼與長LDPC碼級聯(lián)的信令編碼方法,其特征在于, 按照預(yù)設(shè)的BCH碼長將所述信令中各子信令進行填充和分塊的方式包括: 計算所述信令所需要的分塊數(shù),
?中是所述信令的長度, Kra為預(yù)設(shè)的BCH碼信息比特長度; 利用
對所述信令中的每個子信令分別填充 零比特,其中,填充零比特的總長度為&充后的所述信令的總長度為 ? Klfs, padded - Kljs, CRC+Kpad,^fs,其中 Ksub_sig,i 是子令 i 的長度; 將填充后的子信令分別均勻地分配到Nsub blk ljs個信令塊中,其中,每個信令塊的長度
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于BCH碼與長LDPC碼級聯(lián)的信令編碼方法,其特征在于, 根據(jù)所述補零組表將每一個信令塊進行補零處理的方式包括: 基于預(yù)設(shè)的BCH碼長與所述信令塊長度之間的差值,來確定需要補零的信息比特數(shù) 量,即Kz__pa(UFS = KBCH-Ksub blk』FS,以及根據(jù)公式
癰定所要補 零的信息比特分組的數(shù)量; 通過查詢所述補零組表將前Nzm〇)admFS個補零分組位置所對應(yīng)的信息比特分組中 …,1+丨比特全部直為零,以及將弟(Nzeroj^g^upM + l)個補零分組位 置所對應(yīng)的信息比特組、/: .中最后(K__pa(UFS-120XNzeM_ padKFS)個比特置為 零; 將各所述信息比特分組中的剩余比特位由所述信令塊依次予以補充,以得到補零后的 信令塊;其中,所述信令塊的長度為Ksub blk#s,所述補零的比特數(shù)量為Kzm〇)a(UFS,所需補零 的信息比特分組數(shù)量為Nzmojad gMUgFS,每個信息比特分組的比特數(shù)為120。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于BCH碼與長LDPC碼級聯(lián)的信令編碼方法,其特征在于, 從所附加的LDPC碼校驗比特中得到打孔比特的數(shù)量的方式包括: 按照預(yù)設(shè)的調(diào)制方式所對應(yīng)的調(diào)制階數(shù),利用包含所述調(diào)制階數(shù)的函數(shù),從所得到的 LDPC碼校驗比特中取得當(dāng)前校驗比特的長度和附加校驗比特的長度; 從所述LDPC碼校驗比特的長度中減去所述當(dāng)前校驗比特的長度和附加校驗比特的長 度,以得到打孔比特的數(shù)量。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于BCH碼與長LDPC碼級聯(lián)的信令編碼方法,其特征在于, 利用包含所述調(diào)制階數(shù)的函數(shù),從所得到的LDPC碼校驗比特中取得當(dāng)前校驗比特的數(shù)量 的方式還包括: 按照公式:
來從所得到的LDPC碼校驗比特中取得當(dāng)前校驗比特長度,其中,所述當(dāng)前校驗比特的 長度Kpmity^s為調(diào)制階數(shù)的整數(shù)倍,所述調(diào)制階數(shù)的取值與調(diào)制方式相關(guān),信令 塊長度為 Ksub-blk,LFS ' Kparity,LFS,temp 為中間參數(shù),H2為預(yù)設(shè)的分段值,Mra為BCH碼校驗比特 數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于BCH碼與長LDPC碼級聯(lián)的信令編碼方法,其特征在于, 利用包含所述調(diào)制階數(shù)的函數(shù),從所得到的LDPC碼校驗比特中取得附加校驗比特的長度 的方式包括:利用公式:
來計算所述附加校驗比特的長度,其中,LFS_AP_RATIO_CURRENT=0, 1,2或3,用于指示 所述附加校驗比特的長度與所述當(dāng)前校驗比特長度的比例關(guān)系。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于BCH碼與長LDPC碼級聯(lián)的信令編碼方法,其特征在于, 按照所述打孔組表將所述LDPC碼校驗比特按照所確定的打孔比特數(shù)量進行打孔的方式包 括: 利用公另 來確定被打孔的校驗比特分組的數(shù)量; 查詢所述打孔組表將所述打孔組表中前Npm。gMup#s個打孔分組位置所對應(yīng)的校驗 比特分1(全部打孔,以及將校驗比特分組1^v", _,"丨最后的 Kpunc,LFS-12〇XNpune gr()up,LFS個比特打孔,其中,Kpune,LFS為打孔比特數(shù)量。
12. -種基于BCH碼與長LDPC碼級聯(lián)的信令編碼系統(tǒng),其特征在于,至少包括: 預(yù)處理模塊,用于預(yù)先基于預(yù)設(shè)的LDPC碼校驗矩陣建立依據(jù)BCH碼信息比特所依次劃 分的補零分組順序與補零分組位置對應(yīng)關(guān)系的補零組表,以及基于預(yù)設(shè)的LDPC碼校驗矩 陣建立依據(jù)LDPC碼校驗比特所依次劃分的打孔分組順序與打孔分組位置對應(yīng)關(guān)系的打孔 組表; 分塊模塊,用于獲取包含至少一個子信令的信令,并按照預(yù)設(shè)的BCH碼長將所述信令 中各子信令進行填充,再將填充后的所述信令分成長度相等的信令塊,并對每個信令塊分 別進行加擾處理,其中,每個信令塊中均勻分配補零后的各子信令; 補零處理模塊,用于按照所述補零組表將每一個信令塊進行補零處理,以得到補零后 的信令塊; 糾錯編碼模塊,用于基于預(yù)設(shè)的BCH碼的糾錯編碼參數(shù),計算各所述信令塊所對應(yīng)的 BCH碼校驗比特,并將所得到的相應(yīng)BCH碼校驗比特附加到所述信令塊后,再基于預(yù)設(shè)的 LDPC碼糾錯編碼參數(shù)計算附加所述BCH碼校驗比特的所述信令塊所對應(yīng)的LDPC碼校驗比 特,并將所得到的所述LDPC碼校驗比特附加到所述BCH碼校驗比特之后,并與所述信令塊、 BCH碼校驗比特組成信令編碼塊; 打孔處理模塊,用于通過計算LDPC碼校驗比特中的當(dāng)前檢驗比特的長度Kpmity. ^和附 加校驗比特長度Kai^fs,得到打孔比特的數(shù)量,并根據(jù)所述打孔組表將所述LDPC碼校驗比特 按照所述打孔比特數(shù)量進行打孔,并確定所述LDPC碼校驗比特中未打孔的前K paHty.m個比 特構(gòu)成當(dāng)前校驗比特,未打孔的后ΚΑΡΛΚ;個比特構(gòu)成附加校驗比特; 級聯(lián)模塊,用于將所述信令塊及相應(yīng)的所述BCH碼校驗比特、所述LDPC碼當(dāng)前校驗比 特組成邏輯幀信令編碼塊,各所述信令編碼塊依次級聯(lián)組成編碼塊組;將各所述信令塊的 附加校驗比特級聯(lián)成附加校驗比特塊組,并將所述編碼塊組和附加校驗比特塊組分別進行 星座映射。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的基于BCH碼與長LDPC碼級聯(lián)的信令編碼系統(tǒng),其特征在 于,所述BCH碼和LDPC碼的糾錯編碼參數(shù)為 :
其中Z為LDPC碼校驗矩陣基矩陣的擴展因子。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的基于BCH碼與長LDPC碼級聯(lián)的信令編碼系統(tǒng),其特征在 于,所述LDPC碼校驗矩陣的基矩陣為:_
15. 根據(jù)權(quán)利要求12或^4所述的基于BCH
碼與長LDPC碼級聯(lián)的信令編碼系統(tǒng),其特 征在于,所述補零組表為:
16. 根據(jù)權(quán)利要求12或14所述的基于BCH碼與長LDPC碼級聯(lián)的信令編碼系統(tǒng),其特 征在于,所述打孔組表為:
17. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的基于BCH碼與長LDPC碼級聯(lián)的信令編碼系統(tǒng),其特征在 于,所述分塊模塊包括: 分塊數(shù)確定子模塊,用于計算所述信令所需要的分塊數(shù):
其中 I是所述信令的長度,Kra為預(yù)設(shè)的BCH碼信息比特長度; 填充子模塊,用于利用
^對所述信令中的每 個子信令分別填充零比特,其中,填充零比特的總長度為〃填充后的所述 信令的總長度為 KlFS,padded - KLFS,CRC+Kpad, LFS,其中 K sub_sig, i 是子信令i的長度; 分塊子模塊,用于將填充后的子信令分別均勻地分配到Nsub blk#s個信令塊中,其中,每 個信令塊的長度戈
18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的基于BCH碼與長LDPC碼級聯(lián)的信令編碼系統(tǒng),其特征在 于,所述補零處理模塊包括: 補零數(shù)量確定子模塊,用于基于預(yù)設(shè)的BCH碼長與所述信令塊長度之間的差 值,來確定需要補零的信息比特數(shù)量,即Kz__pa(UFS = KBCH-Ksub_bll^FS,以及根據(jù)公式:
確定所要補零的信息比特分組的數(shù)量; 通過查詢所述補零組表將前Nzmojad gMup#s個補零分組位置所對應(yīng)的信息比特組中 - ,丨的比特全部置為零,以及將第個補零分組 位置所對應(yīng)的信息比特組<5,_丨中最后(KzeM_pa(UFS-120XN zeM_pad gMU_)個比特置 為零; 補零處理子模塊,用于將各所述信息比特分組中的剩余比特位由所述信令塊依次予以 補充,以得到補零后的信令塊;其中,所述信令塊的長度為Ksub blk#s,所述補零的比特數(shù)量 ^zero_pad, LFS? 所需補零的信息比特分組數(shù)量為 Nzero_pad-group, LFS ? 每個信息比特分組的比特數(shù) 為 120。
19. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的基于BCH碼與長LDPC碼級聯(lián)的信令編碼系統(tǒng),其特征在 于,打孔處理模塊包括: 當(dāng)前校驗比特和附加校驗比特確定子模塊,用于按照預(yù)設(shè)的調(diào)制方式所對應(yīng)的調(diào)制階 數(shù),利用包含所述調(diào)制階數(shù)的函數(shù),從所得到的LDPC碼校驗比特中取得當(dāng)前校驗比特的長 度和附加校驗比特的長度; 打孔數(shù)量確定子模塊,用于從所述LDPC碼校驗比特的長度中減去所述當(dāng)前校驗比特 的長度和附加校驗比特的長度,以得到打孔比特的數(shù)量。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的基于BCH碼與長LDPC碼級聯(lián)的信令編碼系統(tǒng),其特征在 于,當(dāng)前校驗比特和附加校驗比特確定子模塊還用于按照公式:
來從所得到的LDPC碼校驗比特中取得當(dāng)前校驗比特長度,其中,所述當(dāng)前校驗比特的 長度Kpmity^s為調(diào)制階數(shù)的整數(shù)倍,所述調(diào)制階數(shù)的取值與調(diào)制方式相關(guān),信令 塊長度為 Ksub-blk,LFS ' Kparity,LFS,temp 為中間參數(shù),KpK2為預(yù)設(shè)的分段值,Mra為BCH碼校驗比特 數(shù)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的基于BCH碼與長LDPC碼級聯(lián)的信令編碼系統(tǒng),其特征在 于,當(dāng)前校驗比特和附加校驗比特確定子模塊還用于利用公式:
來計算所述附加校驗比特的長度,其中,LFS_AP_RATI0_CURRENT=0, 1,2或3,用于指示 所述附加校驗比特的長度與所述當(dāng)前校驗比特長度的比例關(guān)系。
22. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的基于BCH碼與長LDPC碼級聯(lián)的信令編碼系統(tǒng),其特征在 于,打孔處理模塊包括: 打孔處理子模塊,用于利用公式
來確定被打孔的校驗比特分組 的數(shù)量,并查詢所述打孔組表將所述打孔組表中前Npum smui^fs個打孔分組位置所對應(yīng)的校 驗比特分組,丨全部打孔,以及將校驗比特分組^^^丨最后的 Kpunc,LFS-120XNpune gr()up,LFS個比特打孔,其中,Kpune,LFS為打孔比特數(shù)量。
【文檔編號】H04L1/00GK104518846SQ201310455340
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】王芳, 寇亞軍, 田金鳳, 王曉妮, 李明齊, 繆軍, 封松林, 姜明 申請人:中國科學(xué)院上海高等研究院