CN102611649A

CN102611649A - 一种ldpc码自适应调制编码装置

Info

Publication number: CN102611649A
Application number: CN2011100254752A
Authority: CN
Inventors: 李刚
Original assignee: Shanghai Huahong Integrated Circuit Co Ltd
Current assignee: Shanghai Huahong Integrated Circuit Co Ltd
Priority date: 2011-01-24
Filing date: 2011-01-24
Publication date: 2012-07-25

Abstract

一种LDPC码自适应调制编码装置，包含发射机和接收机。发射机由LDPC码编码器、调制器、射频发射模块和自适应调节模块构成；接收机由射频接收模块、信号检测器、信道估计器、解调器，LDPC码解码器和迭代次数调整模块构成。本发明提出的LDPC码自适应调制编码装置通过根据信道估计结果在发射机端调节编码、调制方案，在接收机端通过调整LDPC译码器的迭代次数的实现方式，在不损失系统带宽效率的前提下，降低系统的运算量。

Description

一种LDPC码自适应调制编码装置

技术领域

本发明涉及通信领域的一种自适应调制编码装置，尤其涉及一种LDPC码自适应调制编码装置。

背景技术

随着高速数据通信和多媒体业务的发展，无线通信系统的频谱资源越来越匮乏。宽带无线通信系统必须要解决如何提高带宽效率的问题。链路自适应就是一种优化的提高带宽效率与传输速率的技术。链路自适应的思想是通过接收机监测信道信息并反馈到发射机，发射机可以通过实时调整传输参数来提高带宽效率与传输速率。在保证一定系统可靠性的前提下，链路自适应最大限度地利用了无线信道资源。链路自适应技术中最主要的部分就是自适应调制编码技术。

目前自适应调制编码技术已成为一种最主要的链路自适应技术被多个无线通信标准所采用。例如，3GPP(第3代合作伙伴计划)中的高速下行分组接入(HSDPA)系统在传输数据业务时采用了自适应调制编码和混合重传。IEEE的802.11和802.16等宽带无线接入标准中均采用了自适应调制编码作为其主要的链路自适应技术，来克服无线信道的时变性和衰落性。自适应调制编码技术的核心思想是在保证系统性能的前提下，根据通信环境和具体的业务要求，动态地改变发送端的调制和编码机制，以提高系统的带宽效率或传输速率。

在通信系统中，高阶调制可以提供更高的带宽效率，其代价是恶化的误码性能。信道编码的码率越低，带宽效率也相应降低。在保证通信系统性能的前提下，为了充分利用带宽效率，自适应调制编码系统动态地调整调制编码方案(MCS)。MAC层(介质访问控制层)根据用户瞬时信道质量状况和目前资源选择最合适的链路调制和编码方式，使用户达到尽量高的数据吞吐率。

MCS的数量被称为调制编码级数。当无线信道变化时，系统根据切换算法在不同调制编码方案之间切换。调制编码级数越大，各个调制编码方案之间的过渡就越平滑，链路自适应的效果就越好，链路性能就越接近信道容量。但是调制编码级数越大，系统的复杂性就越高。因此选取适当的调制编码级数就需要在链路性能和系统复杂度之间取得折中。

MCS的核心是其所采用的信道编码技术。在同样的码率下，所提供的纠错能力越强，系统的带宽效率越高。LDPC(低密度奇偶校验)码是一种能够逼近香农(Shannon)限的性能优异的信道编解码方法，纠错能力优于Turbo码。与目前采用卷积码和Turbo码的自适应调制编码系统相比较，采用LDPC纠错码可以显著提高自适应调制编码系统的性能。在同样的信噪比和误码率要求条件下，LDPC-AMC系统可以达到更高的系统的带宽效率。但是，LDPC-AMC系统在的一个缺点是译码实现复杂度高，运算量大。

基于上述问题，提出一种能够降低运算量的LDPC码自适应调制编码装置及其实现方法是本发明要解决的技术问题。

发明内容

本发明目的提供一种LDPC码自适应调制编码装置，根据信道估计结果在发射机端调节编码、调制方案，在接收机端通过调整LDPC译码器的迭代次数的实现方式，在不损失系统带宽效率的前提下，降低系统的运算量。

一种LDPC码自适应调制编码装置，包含发射机和接收机。发射机由LDPC码编码器、调制器、射频发射模块和自适应调节模块构成。接收机由射频接收模块、信号检测器、信道估计器、解调器，LDPC码解码器和迭代次数调整模块构成。

发射机端，发射信号经过LDPC码编码器编码、调制器调制后，通过射频发射模块送入无线通道。初始传输时，发射机采用带宽效率最低的调制编码方案(MCS)。此后根据接收机反馈的信息，发射机自适应调节模块实现调制编码方案(MCS)切换，MCS切换采用基于误码率准则的切换方法，切换LDPC码编码方式、调制模式。

接收机端，接收信号经过射频接收模块变频为基带信号或者中频信号，经信号检测器进行信号检测、解调器进行解调，LDPC码解码器解码后输出。解调方式和LDPC解码的码率由发射机提供。接收机端信道估计器对接收信号进行信道估计，并反馈到发射机。根据信噪比所处区间及调制、编码方式，迭代次数调整模块调节LDPC译码器的最大迭代次数。

本发明通过调整LDPC译码器的迭代次数的方式，在保证目标误帧率和不损失系统带宽效率的前提下，实现降低系统的运算量。

附图说明

图1本发明提供的LDPC码自适应调制编码装置结构图

具体实施方案

以下结合附图和实施例对本发明提出的LDPC码自适应调制编码装置进行详细的描述。

发射机主通路：发射信号经过LDPC码编码器编码、调制器调制后，通过射频发射模块送入无线通道。

发射机控制通路：根据接收机反馈信息，切换LDPC码编码方式，切换调制模式。其中自适应调节模块实现MCS切换。MCS切换采用基于误码率准则的切换方法，具体如下：

假设目标误码率为E，自适应调制编码系统有m种MCS。对于无线通信信道，分别确定m种MCS要达到设定误码率E所需的最小信噪比门限值{γ₁，γ₂，...，γ_m}。这些门限值将信噪比划分为m+1个区间。对于接收到的无线传输信号Y进行信道估计，当估计信噪比落在某个信噪比区间上时，就选择相应的调制编码方案。可以表示如下：

其中NoTx表示不传输，当估计信噪比

小于最小信噪比门限值时系统使用NoTx方式。

接收机主通路：接收信号经过射频接收模块变频为基带信号或者中频信号，经信号检测器进行信号检测，解调器进行解调，LDPC码解码后，最终输出。

接收机控制通路：根据接收信号经信道估计器进行信道估计，并反馈到发射机端。同时迭代次数调整模块可以调节LDPC译码器的最大迭代次数。迭代次数调节的方法如下：

在每个[γ_i+1，γ_i]区间内再增加一个门限值γ_ia，当信噪比大于γ_ia时适当降低BP算法的最大迭代次数，这时误码率FER会相应增大，但是仍然可以小于目标误码率。与原来只使用一种迭代次数的自适应调制编码相比，LDPC使用标准迭代次数在同样的信噪比门限γ_i切换到本级的编码调制方案，保证了同样的高带宽效率。但在确保目标FER的前提下，在信噪比进一步增加时，降低了译码迭代次数，减少了硬件实现时的运算量。

Claims

1.一种LDPC码自适应调制编码装置，包含发射机和接收机，其特征在于所述发射机由LDPC码编码器、调制器、射频发射模块和自适应调节模块构成，所述接收机由射频接收模块、信号检测器、信道估计器、解调器，LDPC码解码器和迭代次数调整模块构成。

2.如权利要求1所述的一种LDPC码自适应调制编码装置，其特征在于所述发射机的自适应调节模块实现调制编码方案切换。

3.如权利要求1或2所述的一种LDPC码自适应调制编码装置，其特征在于所述调制编码方案切换采用基于误码率准则的切换方法。

4.如权利要求1所述的一种LDPC码自适应调制编码装置，其特征在于所述接收机端信道估计器对接收信号进行信道估计并反馈到发射机端。

5.如权利要求1所述的一种LDPC码自适应调制编码装置，其特征在于所述接收机的迭代次数调整模块根据信噪比所处区间、调制及编码方式，调节LDPC译码器的最大迭代次数。