CN102457356B - 用于网格编码调制系统中的编码和解码的方法和系统 - Google Patents

用于网格编码调制系统中的编码和解码的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN102457356B
CN102457356B CN201110351166.4A CN201110351166A CN102457356B CN 102457356 B CN102457356 B CN 102457356B CN 201110351166 A CN201110351166 A CN 201110351166A CN 102457356 B CN102457356 B CN 102457356B
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
coset
code
encoding scheme
encoded
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201110351166.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102457356A (zh
Inventor
S·K·奇拉帕加里
阳学仕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mawier International Trade Co Ltd
Original Assignee
Mawier International Trade Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mawier International Trade Co Ltd filed Critical Mawier International Trade Co Ltd
Publication of CN102457356A publication Critical patent/CN102457356A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102457356B publication Critical patent/CN102457356B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/007—Unequal error protection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/0059—Convolutional codes
    • H04L1/006—Trellis-coded modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/0064—Concatenated codes
    • H04L1/0065—Serial concatenated codes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/0057—Block codes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)

Abstract

本发明的实施方式涉及一种用于网格编码调制系统中的编码和解码的方法和系统。具体地，提供用于利用经编码调制对通信或存储系统进行编码和解码的系统和方法。使用第一至少一个编码方案对数据的第一部分进行编码。使用第二编码方案对数据的第二部分进行编码。至少部分地基于数据的经编码第一部分从多个陪集中选择陪集，其中该多个陪集对应于信号星座图的分割。至少部分地基于数据的经编码第二部分在所选陪集内选择信号矢量。

Description

用于网格编码调制系统中的编码和解码的方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2010年11月1日提交的第61/409,023号美国临时申请的根据35U.S.C.§119(e)的权益，其在此通过引用整体并入本文。
背景技术
在此提供的背景描述是出于总体上展示本公开的上下文的目的。在本背景技术部分中描述的工作范围内的本发明人的工作以及说明书的可能不以其他方式适格为申请时现有技术的方面，既非明示地也非暗示地承认为针对本公开的现有技术。
本公开总体上涉及通信或存储系统和方法，并且更具体地，涉及用于使用经编码调制对通信或存储系统进行编码和解码的系统和方法。
为了改善通信和存储系统的可靠性，通常对被传输或存储的数据应用错误控制编码。可以对数据应用合适的纠错码(ECC)，这向数据流添加冗余。如果在通信/存储中期望相同的数据吞吐量或存储空间，则经常需要带宽扩展。带宽扩展是指增加信道宽度，典型地用于允许通过具有减少的符号周期或增加的存储密度的信道的传输或存储发生。对于某些信道而言，特别是针对那些低质量的信道而言，带宽扩展不太可能或是可能不是期望的。在这些情形中，并不增加所需带宽，而是通信或存储系统可以利用具有更大数目信号星座图点(signal constellation point)的调制方案。对于通信系统而言，这种技术允许在任何给定时间传输更多的数据。例如，将用于传输的信号星座图点的数目加倍并且因而将各个符号周期传输的数据量加倍的信令方案可以产生与维持调制方案并且将信道带宽加倍的信令方案基本相同的吞吐量。
为了全面利用通过增加信号星座图点的数目而提供的优势，调制类型和纠错码的类型应当被设计成一起有效地操作。数据编码的这种类型通常被称为经编码调制。当卷积代码被用做纠错码时，系统实施网格编码调制(TCM)。
如上所述，网格编码调制将编码和调制组合以实现几乎不具有或不具有信号带宽扩展的高数据率。然而，TCM方案可能遗留可能负面影响通信或存储系统性能的残留错误。
发明内容
提供了用于利用经编码调制对通信或存储系统进行编码和解码的系统和方法。
在本公开的一个实施方式中，公开了用于对数据进行编码的系统。该系统包括控制电路，其被配置成使用第一至少一个编码方案对数据的第一部分进行编码。在一些实施方式中，该第一至少一个编码方案包括第一编码方案和网格编码方案。控制电路还被配置成使用第二编码方案对数据的第二部分进行编码。控制电路还被配置成至少部分地基于数据的经编码第一部分，从多个陪集选择陪集。该多个陪集可以对应于信号星座图的分割。控制电路还被配置成至少部分地基于数据的经编码第二部分，在所选陪集内选择信号矢量。
在一些实现方式中，第一至少一个编码方案使用具有第一纠错能力的里德所罗门码(Reed-Solomon Code)对第一部分进行编码，并且第二编码方案使用具有第二纠错能力的里德所罗门码对第二部分进行编码。
在一些实现方式中，第一纠错能力强于第二纠错能力。
在一些实现方式中，第一至少一个编码方案使用具有第一纠错能力的里德所罗门码将数据的第一部分编码成第一多个码字。第二编码方案使用具有第二纠错能力的里德所罗门码将数据的第二部分编码成第二多个码字。
在一些实现方式中，第一多个码字内的码字彼此交织，并且第二多个码字内的码字彼此交织。
在一些实现方式中，第一至少一个编码方案包括网格编码方案，卷积编码方案或收缩(punctured)卷积编码方案。
在一些实现方式中，控制电路还被配置成在存储器中存储信号矢量，其中该存储器可以是多层单元闪速存储器。
在一些实施方式中，公开了用于对所接收数据进行解码的系统。该系统包括接收器电路，其被配置成使用第一至少一个解码方案对所接收数据的第一部分进行解码。经解码第一部分可以对应于多个陪集中的陪集，并且多个陪集可以对应于信号星座图的分割。在一些实施方式中，第一至少一个解码方案包括第一解码方案和网格解码方案。接收器电路还被配置成使用第一至少一个编码方案对经解码第一部分进行重编码。接收器电路还被配置成使用第二解码方案，至少部分地基于数据的重新编码的第一部分，对所接收数据的第二部分进行解码。经解码第二部分可以对应于陪集内的信号矢量。
在一些实现方式中，第一至少一个解码方案使用具有第一纠错能力的里德所罗门码对第一部分进行解码。第二解码方案使用具有第二纠错能力的里德所罗门码对第二部分进行解码。
在一些实现方式中，第一纠错能力强于第二纠错能力。
在一些实现方式中，该系统包括发射器电路，其被配置成使用第一至少一个编码方案对数据的第一部分进行编码。发射器电路还被配置成使用第二编码方案对数据的第二部分进行编码。发射器电路还被配置成至少部分地基于数据的经编码第一部分和数据的经编码第二部分生成所接收数据。
在一些实现方式中，生成所接收数据包括至少部分地基于数据的经编码第一部分，从多个陪集中选择陪集，以及至少部分地基于数据的经编码第二部分，在所选陪集内选择信号矢量。
在一些实现方式中，第一至少一个编码方案包括网格编码方案、卷积编码方案、或收缩卷积编码方案。
附图说明
本公开的进一步特征、其性质和各种优势将在结合所附附图考虑以下具体描述时变得显然，自始至终、在所附附图中类似的参考符号指代类似的部件，以及其中：
图1示出了根据本公开的实施方式的存储或通信系统；
图2示出了根据本公开的实施方式的编码系统；
图3示出了根据本公开的实施方式的又一编码系统；
图4示出了树状图400，其图示根据本公开的实施方式的集合分割；
图5示出了根据本公开的实施方式的解码系统；以及
图6示出了根据本公开的实施方式、用于对用户数据进行编码的说明性过程600。
具体实施方式
为了提供对本公开的全面理解，现在将描述某些说明性实施方式。然而，在此描述的系统和方法可以被适配和修改为适于被处理的应用，并且在此描述的系统和方法可以被运用在其他合适的应用中，并且此类其他添加和修改将不背离该系统和方法的范围。
如这里使用的那样，“信号矢量”是指使用具有一维(1D)星座图集合(例如，8PAM)或多维信号星座图集合(例如(8PAM)2、(8PAM)4、QAM)的调制方案来传输或接收的任何一个或多个信号。无论空间地、时间地、或按频率地实施维度，都将使用术语“信号矢量”。
“信号水平”指代与1D信号或多维信号矢量的1D信号分量相关联的幅度、相位或其他值。“信号星座图点”或“信号点”指代在1D信号星座图集合或多维信号星座图集合的1D分量中的信号水平。因此，8PAM信号星座图集合具有8个信号点，每个信号点具有不同的信号水平。
最后，“信号点矢量”指代多维信号矢量，其中多维矢量的每个分量与1D信号星座图集合相关联并且取该1D信号星座图集合中信号点的值。因此，针对(8PAM)4信号星座图集合的信号点矢量将包括4个维度，而每个维度将取8PAM信号点的值。此外，数字通信或存储系统中传输或接收的每个信号矢量可以基于被传输或存储的数字数据而从信号点矢量之一导出。
图1示出了根据本公开的实施方式的存储或通信系统100。系统100可以用于从源102向宿(sink)124传输用户数据103。源102可以是能够提供用户数据103的任何合适的源。从源102向宿124提供的用户数据103可以表示任何类型的待传送数据(例如模拟信号的经采样/量化版本、二进制数据等)并且可以采取任何合适的数字形式(例如经编码数据、未编码数据等)。
可以使用一个或多个数据承载信号将用户数据103从源102传输到宿124。可以通过使信号退化的传输或存储介质来传输数据承载信号。在图1中通过通道116表示这种信号改变介质的效果。
通道116可以表示在其中存储用户数据103的任何合适的存储介质，该存储介质诸如磁存储设备(例如硬盘)、电存储设备(例如闪速存储器、RAM)、或光学存储设备(例如CD-ROM)。在一些实施方式中，通道116可以表示多级单元(MLC)NAND闪速存储器系统。备选地，通道16可以表示任何合适的有线或无线传输介质，通过这些介质传输用户数据103。通信或存储介质还可以导致数据承载信号受附加的基于信号或与信号无关的噪声影响。
由于通道116对数据承载信号的影响，可以通过系统100的包括ECC编码器104和TCM编码器106的编码部分以及系统100的包括解码器120的解码部分获得可靠的数据传送。系统100的编码部分可以将从源102获得的用户数据103制备用于通过通道116来传输，从而输出数据承载信号或信号矢量114。
ECC编码器104可以基于任何合适的错误控制(即纠错和/或检错)码(例如卷积或块码)对用户数据103进行编码。例如，ECC编码器104可以使用卷积码、块码、里德所罗门码、循环纠错(CRC)码、低密度奇偶校验(LDPC)码、Turbo码、或任何其他合适的码对用户数据103进行编码。
如在此所使用的那样，里德所罗门(RS)码是通过向数据字符(symbol)的序列添加t个校验字符来对数据字符的序列进行编码的错误控制码。RS码可以检测高达t个错误字符的任何组合，并且纠正高达[t/2]个字符。作为抹除码的RS码可以纠正高达t个已知抹除(erasure)和/或检测和纠正错误和抹除的组合。此外，RS码适于作为多突发比特纠错码，这是因为b+1个连续比特错误的序列可以影响尺寸为b的至多两个字符。
ECC编码器104可以通过基于用户数据103的不同部分在TCM编码器106内的功能而使用不同的编码方案对用户数据103的不同部分进行编码，来从事与TCM编码器106的协同编码。将在以下结合图2更为详细地描述ECC编码器104。
TCM编码器106可以基于任何适合的网格或卷积码对由ECC编码器104提供的编码数据105的至少一部分进一步编码。例如，编码器106可以基于适合的码率1/2或码率2/3卷积码对用户数据103进行编码。TCM编码器106的这一功能在编码器108中体现，编码器108产生经编码数据序列110。在一些实施方式中，编码器108可以利用卷积编码方案或收缩卷积编码方案。在一些实施方式中，经编码数据序列110被划分成码字(即TCM码字)。应该注意，经编码数据序列110的至少一部分可以通过编码器108而未被卷积编码。未编码部分可以在编码器108的输出处与已应用卷积编码的部分组合，以便产生TCM码字。
除了编码之外，TCM编码器106可以包括用于对经编码数据序列110(即TCM码字)进行调制的调制器112。调制器112可以基于合适的调制方案将经编码数据序列110转换成信号或信号矢量114。调制器112所应用的用于产生信号或信号矢量114的调制方案可以是二进制级别的方案(诸如2PAM)、或是多级别的方案(诸如4PAM、8PAM、16PAM或64PAM)。TCM编码器106可以利用的其他合适调制方案包括M级QAM、PSK、或ODFM方案。总体而言，TCM编码器106可以基于一个或多个维度的信号星座图集合(例如2D(8PAM)2集合、4D(8PAM)4集合)来对经编码数据110进行调制。可以空间地(例如针对MIMO系统)、按频率地(例如正交载波频率)、按时间地(例如顺序地)、或使用这些的组合来实施维度。
由编码器108和调制器112分别实施的编码和调制技术可以被设计为有效地一起操作。这种设计方式通常称为编码调制，并且是一种带宽高效通信。即，编码调制即使在向数据流添加冗余的情况下，也可以不需要带宽扩展来维持与传送未编码用户数据相同的吞吐量。在一些实施方式中，TCM编码器并不具有如图1中所示的分离的卷积编码器和调制器，而是可以将这些功能集成在单个组件中。此外，虽然TCM编码器106被示出为利用网格编码调制，但是应该理解编码器106可以备选地利用另一带宽高效技术。
继续参照图1，由于通道116的影响，由解码器120接收的信号或信号矢量118可以是信号或信号矢量114的失真或噪声版本。解码器120可以解译信号矢量118并且可以试图根据信号矢量118恢复用户数据103。将结合图5进一步描述根据本公开的实施方式的解码器。
图2示出了根据本公开的实施方式的编码系统200。系统200包括格式化器204、编码器206和208、以及可选的交织器210和212。在一些实施方式中，系统200可以用于实施图1中所示的ECC编码器104。在这些实施方式中，系统200可以接收用户数据103作为数据流202，并且输出编码数据105作为数据流214和216的组合。
ECC编码器104(其可以由系统200表示)可以通过基于用户数据103的不同部分在TCM编码器106内的不同功能，使用不同的编码方案对用户数据103的不同部分进行编码，来从事与TCM编码器106的协同编码。例如，TCM编码器106可以运用被称为集合分割的通信或存储方式。集合分割可以指代将调制方案中的信号点或信号点矢量(即，统称为信号矢量)(例如8PAM中的8个点)划分成单独的群组的技术。这些群组可以称为陪集。对于8PAM而言，例如，TCM编码器106可以基于各自包括两个信号点的4个陪集进行操作。为了对经编码用户数据105(即特定TCM码字)进行编码，TCM编码器106可以首先选择经编码用户数据105所属于的陪集，并且继而可以从该陪集内选择特定信号点(即陪集内的点)。
当ECC编码器104和TCM编码器106从事于协同编码时，ECC编码器104可以用于使用一种编码方案对用户数据的用于选择陪集的部分进行编码，并且用于使用另一编码方案分别对用户数据的用于选择这些陪集内的特定信号矢量的部分进行编码。具体而言，当系统200用于实施ECC编码器104时，系统200可以接收用户数据103作为数据流202。格式化器204可以将数据流202格式化以供编码。格式化器204还可以将经格式化数据流分为供TCM编码器106使用以选择陪集的第一部分，以及供TCM编码器106使用以选择这些陪集内特定信号矢量的第二部分。格式化器204可以继而将第一数据部分传送给编码器208并且将第二数据部分传送给编码器206。
编码器206和208对它们的所接收的各自的第二数据部分和第一数据部分进行编码。应该注意，虽然图2的编码器206和208在此将被描述为里德所罗门编码器，但是编码器206和208中的每个编码器可以实施任何合适的错误控制(即纠错和/或检错)编码方案。例如，编码器206和208中的每个编码器可以使用卷积码、块码、CRC码、LDPC码、Turbo码、或任何其他合适的码对它们所接收的各自的第二数据部分和第一数据部分进行编码。
如上所述，里德所罗门码是通过向数据字符的序列添加t个校验字符来对数据字符的序列进行编码的错误控制码。编码器208可以使用添加t1个校验字符的RS方案，而编码器206可以使用添加t2个校验字符的RS方案。有利地，对于K个校验(即冗余)字符的给定总分配而言，系统200可以将t1个校验字符分配给编码器208，并且将t2＝K-t1个校验字符分配给编码器206，从而对用户数据的第一部分和第二部分提供不同级别的错误保护。在一些实施方式中，t1大于t2，并且因而提供给第一部分的错误包括强于提供给第二部分的错误保护。
编码器208可以将用户数据的若干个第一部分编码为一个RS码字，其有时将被称为类型1的RS码字(其提供第一纠错能力)。类似地，编码器206可以将用户数据的若干个第二部分编码成一个RS码字，其有时将被称为类型2的RS码字(其提供第二纠错能力)。应该注意，用户数据的每个相应的第一部分和第二部分由编码器106使用以生成相应的TCM码字110。可选地，可以使用交织器212将若干个类型1的RS码字彼此交织。类似地，可以使用交织器210将若干个类型2的RS码字彼此交织。可选地交织的类型1的RS码字被输出作为数据流216，并且可选地交织的类型2的RS码字被输出为数据流214。
图3示出了根据本公开的实施方式的编码系统300。在一些实施方式中，编码系统300可以用于实施图1中所示的TCM编码器106。
在一些实施方式中，编码系统300可以接收由系统200输出的用户数据214的经编码第二部分以作为输入数据302。编码系统300还可以接收由系统200输出的用户数据216的经编码第一部分作为输入数据304。编码系统300可以将输入数据302和304转换成一个或多个对应信号矢量326。可以由调制器328使用单个或多个维度的调制方案来调制信号矢量326。编码系统300还可以包括分组元件303和305、网格编码器310和信号匹配器(signal mapper)320，其中信号匹配器320继而可以包括陪集选择器322和信号矢量选择器324。
编码系统300可以基于集合分割方式将输入数据302和304转换成信号。可以使用分组元件303和305分别适当地将输入数据302和304分组。具体而言，分组元件303和305可以基于网格编码器310的操作参数(例如码率、经编码比特对未编码比特的比率等等)将输入数据分组为具有不同尺寸的组。可以由网格编码器310对经分组比特308(对应于用户数据的经编码第一部分)进行编码，网格编码器310可以基于任何合适的卷积码(例如1/2码率、2/3码率、3/5码率卷积码、等等)对数据进行编码。在一些实施方式中，网格编码器310可以基于收缩卷积码对数据进行编码。所得的经编码数据312以及经分组数据306(对应于用户数据的经编码第一部分)可以被提供给信号匹配器320。一同提供给信号匹配器320的比特形成上述的TCM码字。
陪集选择器322可以基于从网格编码器310获得的经编码比特312来标识陪集。因此，提供给陪集选择器322的经编码比特的数目越大，则可以供陪集选择器322选择的陪集的数目越大。使用由陪集选择器322选择的陪集，信号点选择器324可以从比特306中标识陪集中的信号点或信号点矢量。因而，类似地，比特306中未被网格编码器310编码的比特数目越大，则在每个陪集中可能存在的信号点/信号点矢量的数目越大。信号点选择器324继而可以提供可以矢量输出，其被称为位于通道域中。信号点选择器324可以提供多矢量数据，其中每个输出可以对应于不同的二进制或多级信号。例如，每个矢量输出可以是三比特输出，该三比特输出可以由调制器326转换为经调制信号330，诸如例如8PAM信号或一维的(8PAM)4信号矢量。
图4示出了图示根据本公开的实施方式的集合分割方案的树状图400。树状图400可以表示由图3的编码系统300运用以用于获得信号矢量326的集合分割方式。虽然将参考8PAM信号论述集合分隔方式，但是应该理解，如上所述，可以向任何合适的调制方案应用集合分隔方式。
在一些实施方式中，树状图400可以表示由图3的编码器300运用以用于获得8PAM信号的集合分割方式。在这些实施方式中，树状图400图示了比特v(0)和v(1)(对应于卷积编码器310的输出312，即用户数据的经编码第一部分)被用于选择陪集，并且比特v(2)(对应于数据306，即用户数据的第二部分)被用于选择所选陪集内的信号点的情形。树状图400可以包括4个等级，等级0至等级3。等级0包括8PAM信号集合的所有的8个信号点，从最左侧的信号点到最右侧的信号点被标记为信号点0至7。8PAM信号集合在连续的等级中被重复地划分，从而在每个阶段产生增加的陪集数目并且在信号点之间具有增加的欧几里得(Euclidean)距离(或平方的欧几里得距离)。例如，级别0的陪集中的相邻点0和1之间的陪集内距离可以是||1-0||2＝1，而级别1的相邻点0和2之间的陪集内距离可以是||2-0||2＝4。
v(0)和v(1)的值可以是图3的卷积码编码器310的输出，其可以指定通过树状图400到级别2中的特定陪集的特定路径。因此，基于这些值，可以从陪集0到陪集3的四个陪集中选择一个陪集。例如，如果v(0)＝0并且v(1)＝1，则可以选择陪集1。如果v(0)＝1并且v(1)＝0，则可以选择陪集2。这个选择过程可以表示由图3的陪集选择器322执行的操作。因此，如上所述，陪集选择器322可以通过遍历通过树状图(诸如树状图400)的路径高效地选择图4中的四个陪集中的一个。
继续参照图4，比特v(2)可以用于从所选陪集中选择信号点。即，v(0)和v(1)的值可以带来通过树状图400到等级2中陪集的路径，而v(2)的值可以允许路径延伸到等级3中的信号点。这种选择操作可以表示如以上结合图3描述的由信号点选择器324执行的操作。因此，如上所述，信号点选择器324可以通过完成穿过树状图(诸如树状图400)的路径来高效地选择信号点。每个所选信号点因而对应于唯一的三元组(triplet){v(0)，v(1)，v(2)}(即TCM码字)。
在解码期间，解码器120可能产生三种类型的错误：陪集错误、陪集内错误、以及陪集+陪集内错误。陪集错误是由于比特v(0)和v(1)(即陪集比特)而产生，其可以用于针对特定信号星座图选择陪集。在解码期间，使用诸如维特比解码器(Viterbi decoder)之类的卷积解码器对已使用卷积编码器310编码的陪集比特v(0)和v(1)进行解码。卷积解码器因其结构而可能产生突发错误(即涉及多个连续经解码比特的错误)。相对而言，陪集内错误是由于v(2)(即陪集内比特)而产生，其用于选择陪集内的信号点。陪集内错误趋于在经解码数据的范围内随机地分布。如上所述，由于信号点匹配的增加的距离属性，陪集错误可能在错误统计中占首要地位。此外，陪集错误还可能导致陪集内错误，从而导致陪集+陪集内错误。
有利地，如结合图4描述的那样，由于分别使用编码器208和206独立于对应于陪集内比特的用户数据比特(即用户数据的第二部分)而对对应于陪集比特的用户数据比特(即用户数据的第一部分)进行编码，所以可以分配K比特的总允许冗余(以及因此的错误保护的总允许的量)以支持陪集比特。这种分配可以减少陪集错误的数目，并且随后减少陪集+陪集内错误的数目。由于陪集错误可能在错误统计中占首要地位，因此通过绝对度量以及与在TCM编码之前使用K个比特的相同冗余共同地对陪集和陪集内比特进行编码的方案相比，这种减少都可以改进系统性能。
图5图示了根据本公开的实施方式的解码系统500。在一些实施方式中，解码系统500可以被用于实施图1中所示的解码器120。
解码系统500可以接收由通道/存储器116传输或存储在通道/存储器116内的信号矢量118以作为输入数据502和520。由于通道116的影响，由解码系统500接收的信号矢量118可以是信号矢量118的失真或噪声版本。解码系统500可以解译信号矢量118并且可以试图根据信号矢量118恢复用户信息103。解码系统500的估算526可以是用户信息103的任何合适的估算。为了获得估算526，解码系统500可以包括量化器(未示出)和网格解码器504。量化器和网格解码器504可以匹配到它们在图1的解码器106中的对应组件。例如，如果网格编码器108是1/2码率卷积码编码器，则网格解码器504可以是匹配到1/2码率卷积码的基于维特比的解码器。
量化器可以将所接收的经调制信号矢量118量化，以获得信号的数字表示。附加的电路(未示出)可以将量化器的输出分成对应于所传输TCM码字的陪集比特的数据502，以及对应于所传输TCM码字的陪集内比特的数据520。网格解码器504对所接收数据502进行解码。由网格解码器504输出的经解码陪集比特可能在由图2的编码器208进行的编码期间已被编码为类型1的RS码字。相应地，可以由分组元件506基于类型1的RS码字的块长度将经解码陪集比特分组为群组。由分组元件506输出的经分组陪集比特继而可选地可以由解交织器506进行解交织，如果在编码期间执行了交织(例如经由交织器212)的话。陪集比特继而由解码器510进行解码，解码器510可以匹配到对应的编码器208。网格解码器504和解码器510可以联合纠正在传输/存储期间引入到数据中的错误。相应地，可以获得对用户数据的经传输第一部分的估算。由系统500的元件504、506、508和510对所接收数据502(即所接收的经编码陪集比特)进行的处理可以被统称为根据本公开的实施方式的多阶段解码方案的阶段1。
继而，可以使用编码器512对用户数据的经传输第一部分的估算进行再编码，编码器512可以使用与图2的编码器208相同的编码方案。经再编码数据继而可选地可以被交织，并由分组元件516分组成适于卷积编码的比特分组，并且由卷积编码器518进行卷积编码，以便产生所接收的经编码陪集比特502的被应用了纠错的版本。系统500的元件512、514、516和518对用户数据(即解码器510的输出)的经估算第一部分的处理可以统称为根据本公开的实施方式的多阶段解码方案的阶段2。
陪集内解码元件522可以使用由编码器518输出的经纠错陪集比特，以便对所接收的经解码陪集内比特520进行解码。由陪集内解码元件522输出的经解码陪集内比特可能在由图2的编码器206进行的编码期间已被编码为类型2的RS码字。相应地，可以由分组元件524基于类型2的RS码字的块长度而将经解码陪集内比特分组为群组。由分组元件524输出的经分组陪集内比特继而可选地可以由解交织元件526进行解交织，如果在编码期间执行了交织(例如经由交织器210)的话。解码器528继而对陪集内比特进行解码，解码器528可以匹配到对应的编码器206。陪集内解码元件522和解码器528可以联合地对在传输或存储期间引入到数据中的错误进行纠错。相应地，可以获得对用户数据的经传输第二部分的估算。系统500的元件522、524、526和528对所接收陪集内比特520的处理可以被统称为根据本公开的实施方式的多阶段的解码方案的阶段3。
由解码器510和528分别输出的用户数据的经估算第一部分和第二部分可以被传送到解格式化器530。解格式化器530可以被匹配到图2的对应的格式化器204。解格式化器530可以将用户数据的经估算第一部分和第二部分组合、使用任何合适的方案将它们格式化，并且将它们输出以作为用户数据103的估算532。
有利地，如结合图4描述的那样，由于分别使用编码器208和206独立于对应于陪集内比特的用户数据比特(即用户数据的第二部分)而对对应于陪集比特的用户数据比特(即用户数据的第一部分)分别编码，所以可以分配K个冗余比特的总允许冗余(以及因此的错误保护的总允许量)以支持陪集比特。例如，由于针对陪集内错误的字符错误率可能非常小，所以对于大范围的TCM编码率而言，具有约10个校验比特t2的类型2的RS码可以是足够的。相应地，可以将t1＝K-t2(其中K可以大于20比特)个校验/冗余比特分配给类型1的码字。这种分配可以减少陪集错误的数目，并且随后减少陪集+陪集内错误的数目。由于陪集错误可能在错误统计中占首要地位，因此通过绝对度量以及与在TCM编码之前使用K个比特的相同冗余共同地对陪集和陪集内比特进行编码的方案相比，这种减少都可以改进系统性能。
图6示出了根据本公开的实施方式的用于根据用户数据产生网格编码调制数据的说明性过程600。
在602处，控制电路被用于使用第一编码方案对用户数据的第一部分进行编码。在一些实施方式中，第一编码方案可以是RS编码方案。
在604处，使用第二方案和网格编码方案对用户数据的第二部分进行编码。在一些实施方式中，第二编码方案可以是RS编码方案，并且网格编码方案可以是卷积编码方案。在一些实施方式中，可以在使用第二编码方案对用户数据的第二部分进行编码之后进一步使用网格编码方案对经编码第二部分进行编码。
在606处，至少部分地基于用户数据的经编码第一部分从多个陪集中选择陪集。多个陪集可以对应于之后用于传输用户数据的信号星座图的分割。
在608处，至少部分地基于用户数据的经编码第二部分选择所选陪集内的信号矢量。
图6的过程600仅是说明性的。在不偏离本公开的范围的前提下，过程600中的任何步骤可以被修改(例如按照不同的顺序执行)、组合或移除，并且可以向过程600添加任何附加步骤。
前述内容仅说明本公开的原理，并且在不偏离本公开的范围的前提下可以做出各种修改。出于说明而非限制的目的而展示本公开的上述实施方式，并且本公开仅由随附的权利要求书限制。

Claims (26)

1.一种用于对数据进行编码的方法，所述方法包括：
利用控制电路使用第一至少一个编码方案对所述数据的第一部分进行编码；
使用第二编码方案对所述数据的第二部分进行编码，其中使用比所述数据的所述第二部分的里德所罗门编码更高级别的里德所罗门编码对所述数据的所述第一部分进行编码，其中所述数据的所述第一部分和所述数据的所述第二部分是互斥的；
至少部分地基于所述数据的经编码第一部分，从具有相同陪集内距离多个陪集中选择陪集，其中所述多个陪集对应于信号星座图的分割；以及
至少部分地基于所述数据的经编码第二部分在所选陪集内选择信号矢量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第一至少一个编码方案使用具有第一纠错能力的里德所罗门码对所述第一部分进行编码；以及
所述第二编码方案使用具有第二纠错能力的里德所罗门码对所述第二部分进行编码。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一纠错能力强于所述第二纠错能力。
4.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第一至少一个编码方案使用具有第一纠错能力的里德所罗门码将所述数据的所述第一部分编码成第一多个码字，以及
所述第二编码方案使用具有第二纠错能力的里德所罗门码将所述数据的所述第二部分编码成第二多个码字。
5.根据权利要求4所述的方法，其中：
所述第一多个码字内的码字彼此交织，以及
所述第二多个码字内的码字彼此交织。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一至少一个编码方案包括网格编码方案、卷积编码方案或收缩卷积编码方案。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括在存储器中存储所述信号矢量，其中所述存储器是多级单元闪速存储器。
8.一种用于对数据进行编码的系统，所述系统包括：
用于使用第一至少一个编码方案对所述数据的第一部分进行编码的装置；
用于使用第二编码方案对所述数据的第二部分进行编码的装置，其中使用比所述数据的所述第二部分的里德所罗门编码更高级别的里德所罗门编码对所述数据的所述第一部分进行编码，其中所述数据的所述第一部分和所述数据的所述第二部分是互斥的；
用于至少部分地基于所述数据的经编码第一部分从具有相同陪集内距离多个陪集中选择陪集的装置，其中所述多个陪集对应于信号星座图的分割；以及
用于至少部分地基于所述数据的经编码第二部分在所选陪集内选择信号矢量的装置。
9.根据权利要求8的系统，其中：
所述第一至少一个编码方案使用具有第一纠错能力的里德所罗门码对所述第一部分进行编码；以及
所述第二编码方案使用具有第二纠错能力的里德所罗门码对所述第二部分进行编码。
10.根据权利要求9的系统，其中所述第一纠错能力强于所述第二纠错能力。
11.根据权利要求8的系统，其中：
所述第一至少一个编码方案使用具有第一纠错能力的里德所罗门码将所述数据的所述第一部分编码成第一多个码字，以及
所述第二编码方案使用具有第二纠错能力的里德所罗门码将所述数据的所述第二部分编码成第二多个码字。
12.根据权利要求11的系统，其中：
所述第一多个码字内的码字彼此交织，以及
所述第二多个码字内的码字彼此交织。
13.根据权利要求8的系统，其中所述第一至少一个编码方案包括网格编码方案、卷积编码方案或收缩卷积编码方案。
14.根据权利要求8的系统，还包括用于在存储器中存储所述信号矢量的装置，其中所述存储器是多级单元闪速存储器。
15.一种用于对所接收数据进行解码的方法，所述方法包括：
使用第一至少一个解码方案对所接收数据的第一部分进行解码，其中：
经解码第一部分对应于多个陪集中的陪集，以及
所述多个陪集对应于信号星座图的分割；
使用第一至少一个编码方案对所述经解码第一部分进行再编码；以及
使用第二解码方案，至少部分地基于所述数据的经再编码第一部分，对所接收数据的第二部分进行解码，其中：
所接收数据的所述第一部分和所接收数据的所述第二部分是互斥的，
使用比所接收数据的所述第二部分的里德所罗门编码更高级别的里德所罗门编码对所接收数据的所述第一部分进行编码，以及
经解码第二部分对应于所述陪集内的信号矢量。
16.根据权利要求15所述的方法，其中：
所述第一至少一个解码方案使用具有第一纠错能力的里德所罗门码对所述第一部分进行解码；以及
所述第二解码方案使用具有第二纠错能力的里德所罗门码对所述第二部分进行解码。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一纠错能力对应于冗余比特的第一数目并且所述第二纠错能力对应于少于所述冗余比特的第一数目的冗余比特的第二数目。
18.根据权利要求15所述的方法，还包括：
使用所述第一至少一个编码方案对数据的第一部分进行编码；
使用第二编码方案对所述数据的第二部分进行编码；以及
至少部分地基于所述数据的经编码第一部分和所述数据的经编码第二部分生成所述所接收数据。
19.根据权利要求18所述的方法，其中生成所述所接收数据包括：
至少部分地基于所述数据的所述经编码第一部分，从所述多个陪集中选择所述陪集；以及
至少部分地基于所述数据的所述经编码第二部分在所选陪集内选择信号矢量。
20.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一至少一个编码方案包括网格编码方案、卷积编码方案或收缩卷积编码方案。
21.一种用于对所接收数据进行解码的系统，所述系统包括：
用于使用第一至少一个解码方案对所接收数据的第一部分进行解码的装置，其中：
经解码第一部分对应于多个陪集中的陪集，以及
所述多个陪集对应于信号星座图的分割；
用于使用第一至少一个编码方案对所述经解码第一部分进行再编码的装置；以及
用于使用第二解码方案，至少部分地基于所述数据的经再编码第一部分，对所接收数据的第二部分进行解码的装置，其中：
所接收数据的所述第一部分和所接收数据的所述第二部分是互斥的，
使用比所接收数据的所述第二部分的里德所罗门编码更高级别的里德所罗门编码对所接收数据的所述第一部分进行编码，以及
经解码第二部分对应于所述陪集内的信号矢量。
22.根据权利要求21所述的系统，其中：
所述第一至少一个解码方案使用具有第一纠错能力的里德所罗门码对所述第一部分进行解码；以及
所述第二解码方案使用具有第二纠错能力的里德所罗门码对所述第二部分进行解码。
23.根据权利要求22所述的系统，其中所述第一纠错能力对应于冗余比特的第一数目并且所述第二纠错能力对应于少于所述冗余比特的第一数目的冗余比特的第二数目。
24.根据权利要求21所述的系统，还包括：
用于使用所述第一至少一个编码方案对数据的第一部分进行编码的装置；
用于使用第二编码方案对所述数据的第二部分进行编码的装置；以及
用于至少部分地基于所述数据的经编码第一部分和所述数据的经编码第二部分生成所述所接收数据的装置。
25.根据权利要求24所述的系统，其中用于生成所述所接收数据的装置包括：
用于至少部分地基于所述数据的所述经编码第一部分，从所述多个陪集中选择所述陪集的装置；以及
用于至少部分地基于所述数据的所述经编码第二部分在所选陪集内选择信号矢量的装置。
26.根据权利要求21所述的系统，其中所述第一至少一个编码方案包括网格编码方案、卷积编码方案或收缩卷积编码方案。
CN201110351166.4A 2010-11-01 2011-11-01 用于网格编码调制系统中的编码和解码的方法和系统 Expired - Fee Related CN102457356B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US40902310P 2010-11-01 2010-11-01
US61/409,023 2010-11-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102457356A CN102457356A (zh) 2012-05-16
CN102457356B true CN102457356B (zh) 2015-08-19

Family

ID=45998019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110351166.4A Expired - Fee Related CN102457356B (zh) 2010-11-01 2011-11-01 用于网格编码调制系统中的编码和解码的方法和系统

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8875000B2 (zh)
CN (1) CN102457356B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103427943A (zh) * 2012-05-25 2013-12-04 华为技术有限公司 用于高阶调制的编码调制及解调方法以及装置
WO2014154271A1 (en) * 2013-03-27 2014-10-02 Irdeto B.V. Data processing
EP2963829B1 (en) * 2013-05-07 2018-07-11 Huawei Technologies Co., Ltd. Coding and decoding method, device and system
US10038456B1 (en) 2014-03-25 2018-07-31 Marvell International Ltd. Decoders with look ahead logic
WO2015180186A1 (zh) * 2014-05-30 2015-12-03 华为技术有限公司 一种高阶调制、解调装置、方法及系统
CN104022848B (zh) * 2014-06-19 2017-04-19 西安电子科技大学 逼近信道容量的无速率tcm码的编译码方法
US9883485B2 (en) * 2015-01-08 2018-01-30 Qualcomm Incorporated Evolved multimedia broadcast multicast service on enhanced component carriers
US9942005B2 (en) 2016-08-30 2018-04-10 International Business Machines Corporation Sequence detector
US10243591B2 (en) 2016-08-30 2019-03-26 International Business Machines Corporation Sequence detectors
CN115276906B (zh) * 2022-07-25 2024-04-05 哲库科技(上海)有限公司 数据帧传输方法、装置、芯片、存储介质和蓝牙设备

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5914988A (en) * 1996-04-09 1999-06-22 Thomson Multimedia S.A. Digital packet data trellis decoder
KR20030036227A (ko) * 2000-06-16 2003-05-09 어웨어, 인크. Ｌｄｐｃ 코드형 변조를 위한 시스템 및 방법
US7613985B2 (en) * 2003-10-24 2009-11-03 Ikanos Communications, Inc. Hierarchical trellis coded modulation
US7395490B2 (en) * 2004-07-21 2008-07-01 Qualcomm Incorporated LDPC decoding methods and apparatus
CN101444060B (zh) * 2006-02-01 2013-03-20 Lg电子株式会社 在无线通信系统中使用叠加调制来发送和接收数据的方法
US8396142B2 (en) * 2007-05-04 2013-03-12 Qualcomm Incorporated System, method, and computer-readable medium for multilevel shaping for wireless communication systems
CN101123439A (zh) 2007-07-10 2008-02-13 华为技术有限公司 一种网格编码调制码的编码调制、译码方法及装置
EP2213063B1 (en) * 2007-11-16 2012-08-01 Broadcom Corporation Low density parity check (ldpc) encoded higher order modulation
US8245092B2 (en) 2008-11-03 2012-08-14 Apple Inc. Method for efficient control signaling of two codeword to one codeword transmission

Also Published As

Publication number Publication date
US8875000B2 (en) 2014-10-28
CN102457356A (zh) 2012-05-16
US20120110410A1 (en) 2012-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102457356B (zh) 用于网格编码调制系统中的编码和解码的方法和系统
US11916666B2 (en) Transmitter and method for generating additional parity thereof
CN102292917B (zh) 利用二元删除替代信道在awgn信道条件下将比特交织器适配于ldpc码和调制的方法和装置
CN100454766C (zh) 解码用ldpc码编码的数据的解码装置和方法
CN1102813C (zh) 用两个分组码纠错
CN112054807B (zh) 发送方法和接收方法
US11128319B2 (en) Transmitter and method for generating additional parity thereof
US8792469B2 (en) Coding a control message with determined data code block repetition
KR101900353B1 (ko) 인터리빙 전에 반복을 수행하고 인터리빙 후에 펑처링을 수행하는 전송기 및 수신기 및 그 방법
CN102246450A (zh) 利用可变首标调制来传送和接收前向纠错帧首标的方法和装置
CN102077472A (zh) 格栅编码调制和内部非二进制低密度奇偶校验码的串行级联
CN111865499B (zh) 接收设备和接收方法
CN112165332B (zh) 发送方法和接收方法
CN112234999B (zh) 发送方法和接收方法
KR100924526B1 (ko) 부분적 코히어런트 시스템을 위한 부호화 적용 변조기법
CN103516465A (zh) 编码调制和解调译码方法、装置及系统
CN101262307B (zh) 一种含有星座图旋转调制方式的串行级联编译码系统
Chou et al. Turbo coded trellis-based constructions for data embedding: channel coding with side information
US6611940B1 (en) Decoding symbols representing digital words
CN112398580B (zh) 一种调制方法和装置
Kumawat et al. An implementation of a forward error correction technique using convolution encoding with viterbi decoding
EP2406908B1 (en) Mimo communication method and devices
JP5153588B2 (ja) 無線通信装置
CN104937870A (zh) 用于特别地针对帧的报头生成信道码的方法和系统
Vandana et al. A Review of Constellation Shaping and BICM-ID of Ldpc Codes for DVB-S2 Systems

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150819

Termination date: 20191101