CN104518847B - 基于bch码与短ldpc码级联的信令编码方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码方法及系统。根据所述方法,先基于预设的LDPC码校验矩阵建立依次划分的各补零分组顺序与补零分组位置对应关系的补零组表、和基于预设的LDPC码校验矩阵建立依次划分的打孔分组顺序与打孔分组位置对应关系的打孔组表;按照所述补零组表将所输入的经过加扰处理的信令进行补零处理;基于预设的BCH码和LPDC码的纠错编码参数,依次计算补零后的所述信令所对应的BCH码校验比特和LPDC码校验比特;基于信令的码长与打孔比特数量之间预设的线性关系,来确定所述LDPC码校验比特的打孔比特数量,并按照所述打孔组表将所述LDPC码校验比特按照所述数量进行打孔。
Description
技术领域
本发明涉及一种信令的编码方法及系统,特别是涉及一种基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码方法及系统。
背景技术
随着世界经济文化的快速发展,用户对无线数据业务的需求量快速增长。单独依靠传统无线广播网或传统无线双向通信网,都无法实现数据业务的最优化传输。同时,人们已经不再满足于收看传统的无线广播电视业务,对新型无线广播电视业务的需求越来越强烈。而下一代广播电视网无线(NGB-W)系统,可实现无线广播和无线双向通信的融合共存,是解决移动信息业务数据量快速增长和无线网络传输容量受限之间矛盾的有效途径,也是支撑有线、无线融合创新业务的必要途径。
在下一代广播电视网无线系统中,信令的可靠传输是正确接收业务数据的前提条件,通常要求信令的传输可靠性高于业务数据的传输可靠性。而纠错编码是通信系统保证信令传输的可靠性、克服噪声和干扰的最有效技术之一,通常采用鲁棒性更高的纠错编码对信令进行保护。
目前,通常的做法是通过设计长度固定的信令来解决广播通信的信令传输。例如,在DVB-T2(第二代欧洲数字地面电视广播传输)标准中,采用BCH码作为内码,LDPC码作为外码对信令,如L1-pre信令(DVB-T2的一种信令,包含基本系统参数信息和解析其它信令所需的信息)进行保护。DVB-T2标准中L1-pre信令采用的BCH码校验比特数为168,LDPC码码长为16200,码率为1/5,BCH码与LDPC码级联后,支持最大L1-pre信令长度为3072比特。而DVB-T2的L1-pre信令的实际长度仅为200比特,需要在BCH码编码前对信息比特补零,补零数量为2872比特,LDPC码编码后对校验比特打孔,打孔数量为11488比特,以获得实际长度为1840比特的码字。大量的补零和打孔操作,破坏了LDPC码原有的校验矩阵的结构,使得其误码性能损失了约1.5dB。除此以外,DVB-T2标准仅支持一种L1-pre信令结构,其信令传输方案不能保证多种信令结构传输性能的相对稳定。
然而,随着无线广播电视业务需求的增加,信令长度的变化范围将更大,对传输可靠性和稳定性的要求将更高,采用16200长度的LDPC码,且无码率控制的信令传输方式已无法满足系统的需求。因此,本领域技术人员需要对现有的信令的编码方式,特别是信令长度变化范围较大、且小于BCH最大码长的编码方式进行改进。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码方法及系统,用于解决现有技术中的信令编码方式无法满足可变信令长度的信令编码的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码方法,其至少包括:预建立:基于预设的LDPC码校验矩阵建立依据BCH码信息比特所依次划分的各补零分组顺序与补零分组位置的对应关系的补零组表,和基于预设的LDPC码校验矩阵将LDPC码校验比特依次划分的打孔分组顺序与打孔分组位置的对应关系的打孔组表;按照所述补零组表将所获取的经过加扰处理的信令进行补零处理,以得到补零后的信令;基于预设的BCH码的纠错编码参数,计算补零后的所述信令所对应的BCH码校验比特,并将所得到的所述BCH码校验比特附加到补零后的所述信令后,再基于预设的LDPC码纠错编码参数计算附加所述BCH码校验比特的补零后的所述信令所对应的LDPC码校验比特,并将所得到的所述LDPC码校验比特附加到所述BCH码校验比特之后;基于信令的码长与打孔比特数量之间预设的线性关系,来确定所述LDPC码校验比特的打孔比特数量,再按照所述打孔组表将所述LDPC码校验比特按照所确定的打孔比特数量进行打孔,以得到包括所述信令、所述BCH码校验比特和所述LDPC码校验比特中除打孔之外的部分构成的信令编码块。
优选地,所述BCH码和LPDC码的纠错编码参数包括:
LDPC码率 | KBCH | NBCH | BCH纠错能力 | NBCH-KBCH | KLDPC | NLDPC | Z |
1/5 | 665 | 720 | 5 | 55 | 720 | 3600 | 60 |
其中Z为LDPC码校验矩阵基矩阵的扩展因子。
优选地,所述LDPC码校验矩阵的基矩阵为:
i | j | ω | i | j | ω | I | j | ω | ||
0 | 2 | 2 | 16 | 2 | 31 | 32 | 2 | 22 | ||
0 | 11 | 39 | 16 | 10 | 57 | 32 | 4 | 4 | ||
0 | 57 | 6 | 16 | 53 | 35 | 32 | 30 | 11 | ||
0 | 58 | 52 | 16 | 59 | 26 | 32 | 47 | 0 | ||
1 | 2 | 54 | 17 | 2 | 11 | 33 | 2 | 23 | ||
1 | 6 | 29 | 17 | 7 | 56 | 33 | 4 | 59 | ||
1 | 25 | 54 | 17 | 33 | 22 | 33 | 44 | 52 | ||
1 | 28 | 0 | 17 | 56 | 45 | 33 | 52 | 47 | ||
2 | 0 | 25 | 18 | 1 | 51 | 34 | 0 | 22 | ||
2 | 4 | 6 | 18 | 8 | 54 | 34 | 3 | 45 |
2 | 26 | 43 | 18 | 15 | 0 | 34 | 14 | 7 | ||
2 | 42 | 35 | 18 | 24 | 33 | 34 | 35 | 50 | ||
3 | 0 | 3 | 19 | 1 | 3 | 35 | 1 | 11 | ||
3 | 7 | 23 | 19 | 6 | 37 | 35 | 11 | 28 | ||
3 | 18 | 58 | 19 | 27 | 29 | 35 | 16 | 41 | ||
3 | 58 | 34 | 19 | 55 | 51 | 35 | 52 | 25 | ||
4 | 2 | 36 | 20 | 2 | 30 | 36 | 0 | 43 | ||
4 | 4 | 55 | 20 | 9 | 40 | 36 | 9 | 45 | ||
4 | 40 | 19 | 20 | 46 | 49 | 36 | 54 | 24 | ||
4 | 43 | 58 | 20 | 50 | 40 | 36 | 59 | 11 | ||
5 | 3 | 40 | 21 | 2 | 53 | 37 | 1 | 12 | ||
5 | 5 | 25 | 21 | 3 | 47 | 37 | 5 | 5 | ||
5 | 15 | 45 | 21 | 18 | 25 | 37 | 14 | 15 | ||
5 | 28 | 3 | 21 | 19 | 14 | 37 | 33 | 47 | ||
6 | 0 | 16 | 22 | 0 | 52 | 38 | 2 | 44 | ||
6 | 3 | 25 | 22 | 11 | 14 | 38 | 8 | 29 | ||
6 | 25 | 43 | 22 | 29 | 4 | 38 | 45 | 54 | ||
6 | 34 | 52 | 22 | 48 | 39 | 38 | 49 | 43 | ||
7 | 0 | 0 | 23 | 2 | 41 | 39 | 2 | 26 | ||
7 | 10 | 24 | 23 | 5 | 11 | 39 | 4 | 21 | ||
7 | 38 | 14 | 23 | 26 | 23 | 39 | 27 | 20 | ||
7 | 44 | 25 | 23 | 51 | 34 | 39 | 35 | 52 | ||
8 | 1 | 43 | 24 | 1 | 18 | 40 | 0 | 23 | ||
8 | 3 | 46 | 24 | 7 | 34 | 40 | 4 | 2 | ||
8 | 22 | 27 | 24 | 23 | 4 | 40 | 20 | 58 | ||
8 | 42 | 52 | 24 | 37 | 41 | 40 | 56 | 25 | ||
9 | 2 | 46 | 25 | 1 | 55 | 41 | 1 | 50 | ||
9 | 4 | 36 | 25 | 9 | 30 | 41 | 3 | 51 | ||
9 | 12 | 31 | 25 | 20 | 50 | 41 | 45 | 41 | ||
9 | 21 | 53 | 25 | 57 | 32 | 41 | 50 | 12 | ||
10 | 3 | 39 | 26 | 3 | 42 | 42 | 0 | 53 | ||
10 | 6 | 43 | 26 | 8 | 43 | 42 | 8 | 28 | ||
10 | 21 | 58 | 26 | 13 | 41 | 42 | 17 | 40 | ||
10 | 24 | 12 | 26 | 38 | 10 | 42 | 36 | 36 | ||
11 | 1 | 46 | 27 | 0 | 56 | 43 | 3 | 26 | ||
11 | 3 | 6 | 27 | 4 | 10 | 43 | 7 | 20 | ||
11 | 17 | 3 | 27 | 23 | 51 | 43 | 31 | 17 | ||
11 | 51 | 49 | 27 | 41 | 51 | 43 | 55 | 30 | ||
12 | 0 | 37 | 28 | 1 | 15 | 44 | 2 | 37 | ||
12 | 3 | 48 | 28 | 3 | 13 | 44 | 4 | 0 | ||
12 | 30 | 5 | 28 | 41 | 13 | 44 | 22 | 54 | ||
12 | 49 | 50 | 28 | 53 | 10 | 44 | 29 | 48 | ||
13 | 0 | 50 | 29 | 0 | 57 | 45 | 1 | 31 | ||
13 | 5 | 57 | 29 | 6 | 57 | 45 | 4 | 24 | ||
13 | 12 | 48 | 29 | 32 | 13 | 45 | 19 | 36 | ||
13 | 16 | 49 | 29 | 40 | 47 | 45 | 34 | 5 |
14 | 1 | 13 | 30 | 3 | 54 | 46 | 1 | 52 | ||
14 | 4 | 37 | 30 | 12 | 28 | 46 | 10 | 20 | ||
14 | 13 | 24 | 30 | 39 | 5 | 46 | 36 | 0 | ||
14 | 54 | 35 | 30 | 47 | 33 | 46 | 43 | 50 | ||
15 | 1 | 14 | 31 | 3 | 41 | 47 | 0 | 24 | ||
15 | 4 | 12 | 31 | 4 | 8 | 47 | 4 | 40 | ||
15 | 32 | 23 | 31 | 37 | 28 | 47 | 31 | 7 | ||
15 | 39 | 25 | 31 | 48 | 37 | 47 | 46 | 30 |
优选地,按照所述补零组表将所获取的经过加扰处理的信令进行补零处理的方式包括:基于所预设的BCH码长与所获取的经过加扰处理的信令长度之间的差值,来确定需要补零的比特数量,即Kzero_pad,PFS=KBCH-KPFS,CRC,并根据公式:确定所要补零的信息比特分组的数量;通过查询所述补零组表来将前Nzero_pad_group,PFS个补零分组位置所对应的信息比特分组中的各比特位予以置零,以及将所述补零组表中的第(Nzero_pad_group,PFS+1)个补零分组位置所对应的信息比特组中最后(Kzero_pad,PFS-60×Nzero_pad_group,PFS)个比特位置为零;将各所述信息比特分组中的剩余比特位由所获取的信令依次予以补充,由此得到补零后的信令,其中,所述信令的长度为KPFS,CRC,所述补零的比特数量为Kzero_pad,PFS,所述补零的比特数量所对应的分组数量为Nzero_pad_group,PFS,每个信息比特分组的比特数为60。
优选地,所述补零组表为:
补零分组顺序 | πs(0) | πs(1) | πs(2) | πs(3) | πs(4) | πs(5) |
补零分组位置 | 0 | 4 | 2 | 8 | 10 | 1 |
补零分组顺序 | πs(6) | πs(7) | πs(8) | πs(9) | πs(10) | πs(11) |
补零分组位置 | 7 | 6 | 9 | 3 | 5 | 11 |
优选地,所述线性关系包括:Kpunc,PFS=A×(KBCH-KPFS,CRC)-α,其中,Kpunc,PFS为打孔比特数量,A为系数,α为码率控制参数。
优选地,所述打孔组表为:
优选地,按照所述打孔组表将所述LDPC码校验比特按照所确定的打孔比特数量进行打孔的方式包括:利用公式来确定用于打孔的校验比特分组的数量;通过查询所述打孔组表,将所述打孔组表中前Npunc_group,PFS个打孔分组位置所对应的校验比特分组全部打孔,以及将校验比特组中最后的Kpunc,PFS-60×Npunc_group,PFS个比特打孔,其中,Kpunc,PFS为打孔比特数量。
基于上述目的,本发明还提供一种基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码系统,其至少包括:预处理模块,用于基于预设的LDPC码校验矩阵建立依据BCH码信息比特所依次划分的各补零分组顺序与补零分组位置的对应关系的补零组表,和基于预设的LDPC码校验矩阵建立依据LDPC码校验比特所依次划分的打孔分组顺序与打孔分组位置的对应关系的打孔组表;补零处理模块,用于按照所述补零组表将所获取的经过加扰处理的信令进行补零处理,以得到补零后的信令;纠错编码模块,用于基于预设的BCH码的纠错编码参数,计算补零后的所述信令所对应的BCH码校验比特,并将所得到的所述BCH码校验比特附加到补零后的所述信令后,再基于预设的LDPC码纠错编码参数计算附加所述BCH码校验比特的补零后的所述信令所对应的LDPC码校验比特,并将所得到的所述LDPC码校验比特附加到所述BCH码校验比特之后;打孔处理模块,用于基于信令的长度与打孔比特数量之间预设的线性关系,来确定所述LDPC码校验比特的打孔比特数量,再按照所述打孔组表将所述LDPC码校验比特按照所确定的打孔比特数量进行打孔,以得到包括所述信令、所述BCH码校验比特和所述LDPC码校验比特中除打孔之外的部分构成的信令编码块。
优选地,所述BCH码和LPDC码的纠错编码参数包括:
LDPC码率 | KBCH | NBCH | BCH纠错能力 | NBCH-KBCH | KLDPC | NLDPC | Z |
1/5 | 665 | 720 | 5 | 55 | 720 | 3600 | 60 |
其中Z为LDPC码校验矩阵基矩阵的扩展因子。
优选地,所述LDPC码校验矩阵的基矩阵为:
i | j | ω | i | j | ω | i | j | ω | ||
0 | 2 | 2 | 16 | 2 | 31 | 32 | 2 | 22 | ||
0 | 11 | 39 | 16 | 10 | 57 | 32 | 4 | 4 | ||
0 | 57 | 6 | 16 | 53 | 35 | 32 | 30 | 11 | ||
0 | 58 | 52 | 16 | 59 | 26 | 32 | 47 | 0 | ||
1 | 2 | 54 | 17 | 2 | 11 | 33 | 2 | 23 | ||
1 | 6 | 29 | 17 | 7 | 56 | 33 | 4 | 59 | ||
1 | 25 | 54 | 17 | 33 | 22 | 33 | 44 | 52 | ||
1 | 28 | 0 | 17 | 56 | 45 | 33 | 52 | 47 | ||
2 | 0 | 25 | 18 | 1 | 51 | 34 | 0 | 22 | ||
2 | 4 | 6 | 18 | 8 | 54 | 34 | 3 | 45 | ||
2 | 26 | 43 | 18 | 15 | 0 | 34 | 14 | 7 | ||
2 | 42 | 35 | 18 | 24 | 33 | 34 | 35 | 50 | ||
3 | 0 | 3 | 19 | 1 | 3 | 35 | 1 | 11 | ||
3 | 7 | 23 | 19 | 6 | 37 | 35 | 11 | 28 | ||
3 | 18 | 58 | 19 | 27 | 29 | 35 | 16 | 41 | ||
3 | 58 | 34 | 19 | 55 | 51 | 35 | 52 | 25 | ||
4 | 2 | 36 | 20 | 2 | 30 | 36 | 0 | 43 | ||
4 | 4 | 55 | 20 | 9 | 40 | 36 | 9 | 45 |
4 | 40 | 19 | 20 | 46 | 49 | 36 | 54 | 24 | ||
4 | 43 | 58 | 20 | 50 | 40 | 36 | 59 | 11 | ||
5 | 3 | 40 | 21 | 2 | 53 | 37 | 1 | 12 | ||
5 | 5 | 25 | 21 | 3 | 47 | 37 | 5 | 5 | ||
5 | 15 | 45 | 21 | 18 | 25 | 37 | 14 | 15 | ||
5 | 28 | 3 | 21 | 19 | 14 | 37 | 33 | 47 | ||
6 | 0 | 16 | 22 | 0 | 52 | 38 | 2 | 44 | ||
6 | 3 | 25 | 22 | 11 | 14 | 38 | 8 | 29 | ||
6 | 25 | 43 | 22 | 29 | 4 | 38 | 45 | 54 | ||
6 | 34 | 52 | 22 | 48 | 39 | 38 | 49 | 43 | ||
7 | 0 | 0 | 23 | 2 | 41 | 39 | 2 | 26 | ||
7 | 10 | 24 | 23 | 5 | 11 | 39 | 4 | 21 | ||
7 | 38 | 14 | 23 | 26 | 23 | 39 | 27 | 20 | ||
7 | 44 | 25 | 23 | 51 | 34 | 39 | 35 | 52 | ||
8 | 1 | 43 | 24 | 1 | 18 | 40 | 0 | 23 | ||
8 | 3 | 46 | 24 | 7 | 34 | 40 | 4 | 2 | ||
8 | 22 | 27 | 24 | 23 | 4 | 40 | 20 | 58 | ||
8 | 42 | 52 | 24 | 37 | 41 | 40 | 56 | 25 | ||
9 | 2 | 46 | 25 | 1 | 55 | 41 | 1 | 50 | ||
9 | 4 | 36 | 25 | 9 | 30 | 41 | 3 | 51 | ||
9 | 12 | 31 | 25 | 20 | 50 | 41 | 45 | 41 | ||
9 | 21 | 53 | 25 | 57 | 32 | 41 | 50 | 12 | ||
10 | 3 | 39 | 26 | 3 | 42 | 42 | 0 | 53 | ||
10 | 6 | 43 | 26 | 8 | 43 | 42 | 8 | 28 | ||
10 | 21 | 58 | 26 | 13 | 41 | 42 | 17 | 40 | ||
10 | 24 | 12 | 26 | 38 | 10 | 42 | 36 | 36 | ||
11 | 1 | 46 | 27 | 0 | 56 | 43 | 3 | 26 | ||
11 | 3 | 6 | 27 | 4 | 10 | 43 | 7 | 20 | ||
11 | 17 | 3 | 27 | 23 | 51 | 43 | 31 | 17 | ||
11 | 51 | 49 | 27 | 41 | 51 | 43 | 55 | 30 | ||
12 | 0 | 37 | 28 | 1 | 15 | 44 | 2 | 37 | ||
12 | 3 | 48 | 28 | 3 | 13 | 44 | 4 | 0 | ||
12 | 30 | 5 | 28 | 41 | 13 | 44 | 22 | 54 | ||
12 | 49 | 50 | 28 | 53 | 10 | 44 | 29 | 48 | ||
13 | 0 | 50 | 29 | 0 | 57 | 45 | 1 | 31 | ||
13 | 5 | 57 | 29 | 6 | 57 | 45 | 4 | 24 | ||
13 | 12 | 48 | 29 | 32 | 13 | 45 | 19 | 36 | ||
13 | 16 | 49 | 29 | 40 | 47 | 45 | 34 | 5 | ||
14 | 1 | 13 | 30 | 3 | 54 | 46 | 1 | 52 | ||
14 | 4 | 37 | 30 | 12 | 28 | 46 | 10 | 20 | ||
14 | 13 | 24 | 30 | 39 | 5 | 46 | 36 | 0 | ||
14 | 54 | 35 | 30 | 47 | 33 | 46 | 43 | 50 | ||
15 | 1 | 14 | 31 | 3 | 41 | 47 | 0 | 24 | ||
15 | 4 | 12 | 31 | 4 | 8 | 47 | 4 | 40 | ||
15 | 32 | 23 | 31 | 37 | 28 | 47 | 31 | 7 | ||
15 | 39 | 25 | 31 | 48 | 37 | 47 | 46 | 30 |
优选地,所述补零处理模块包括:补零数量确定子模块,用于基于所预设的BCH码长与所获取的经过加扰处理的信令长度之间的差值,来确定需要补零的比特数量,即Kzero_pad,PFS=KBCH-KPFS,CRC,根据公式:确定所要补零的信息比特分组的数量;置零子模块,用于通过查询所述补零组表将前Nzero_pad_group,PFS个所对应的信息比特分组中的各比特位置为零,以及将所述补零组表中的第(Nzero_pad_group,PFS+1)个补零分组位置所对应的信息比特组中最后(Kzero_pad,PFS-60×Nzero_pad_group,PFS)个比特位置为零;补零信令处理子模块,用于将各所述比特分组中剩余比特位由所获取的信令依次予以补充,由此得到补零后的信令,其中,所述信令的长度为KPFS,CRC,所述补零的比特数量为Kzero_pad,PFS,所述补零的比特数量所对应的分组数量为Nzero_pad_group,PFS,每个信息比特分组的比特数为60。
优选地,所述补零组表为:
补零分组顺序 | πs(0) | πs(1) | πs(2) | πs(3) | πs(4) | πs(5) |
补零分组位置 | 0 | 4 | 2 | 8 | 10 | 1 |
补零分组顺序 | πs(6) | πs(7) | πs(8) | πs(9) | πs(10) | πs(11) |
补零分组位置 | 7 | 6 | 9 | 3 | 5 | 11 |
优选地,所述线性关系包括:Kpunc,PFS=A×(KBCH-KPFS,CRC)-α,其中,Kpunc,PFS为打孔比特数量,A为系数,α为码率控制参数。
优选地,所述打孔组表为:
优选地,所述打孔处理模块包括:打孔数量确定子模块,用于利用公式来确定被打孔的校验比特分组的数量;打孔处理子模块,用于通过查询所述打孔组表,将所述打孔组表中前Npunc_group,PFS个打孔分组位置所对应的校验比特分组全部打孔,以及将校验比特组最后的Kpunc,PFS-60×Npunc_group,PFS个比特打孔,其中,Kpunc,PFS为打孔比特数量。
如上所述,本发明的基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码方法及系统,具有以下有益效果:本发明针对下一代无线广播通信系统的信令提供了一种优良的传输方案和实现方式,包括具有合理结构和参数的前向纠错编码方案、支持可变信令长度的补零、码率控制和校验比特产生方案。
附图说明
图1显示为本发明的基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码方法的流程图。
图2显示为本发明的基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码方法中将所获取的信令进行补零处理的示意图。
图3显示为本发明的基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码方法中将LPDC校验比特进行打孔处理的示意图。
图4显示为本发明的基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码系统的结构示意图。
元件标号说明
1 编码系统
11 预处理模块
12 补零处理模块
13 纠错编码模块
14 打孔处理模块
S1~S4 步骤
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图4。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
如图1所示,本发明提供一种基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码方法。所述编码方法主要针对经过CRC校验之后的信令长度小于BCH码的最大长度的编码方法。其中,所述信令可以是物理帧信令、数据等。
所述编码方法主要有编码系统来执行,所述编码系统为安装在计算设备中的应用。所述计算设备为应用在无线广播通信中的电子设备,其包括但不限于:无线广播的发射设备等。
在步骤S1中,所述编码系统预先基于预设的LDPC码校验矩阵建立依据BCH码信息比特所依次划分的各补零分组顺序与补零分组位置的对应关系的补零组表,和基于预设的LDPC码校验矩阵建立将LDPC码校验比特所依次划分的打孔分组顺序与打孔分组位置的对应关系的打孔组表。
其中,BCH码和LPDC码的纠错编码参数包括:
LDPC码率 | KBCH | NBCH | BCH纠错能力 | NBCH-KBCH | KLDPC | NLDPC | Z |
1/5 | 665 | 720 | 5 | 55 | 720 | 3600 | 60 |
其中Z为LDPC码校验矩阵基矩阵的扩展因子。
其中,本实施例中的所述LDPC码校验矩阵H如表1所示:
表1
i | j | ω | i | j | ω | i | j | ω | ||
0 | 2 | 2 | 16 | 2 | 31 | 32 | 2 | 22 | ||
0 | 11 | 39 | 16 | 10 | 57 | 32 | 4 | 4 | ||
0 | 57 | 6 | 16 | 53 | 35 | 32 | 30 | 11 | ||
0 | 58 | 52 | 16 | 59 | 26 | 32 | 47 | 0 | ||
1 | 2 | 54 | 17 | 2 | 11 | 33 | 2 | 23 | ||
1 | 6 | 29 | 17 | 7 | 56 | 33 | 4 | 59 | ||
1 | 25 | 54 | 17 | 33 | 22 | 33 | 44 | 52 | ||
1 | 28 | 0 | 17 | 56 | 45 | 33 | 52 | 47 | ||
2 | 0 | 25 | 18 | 1 | 51 | 34 | 0 | 22 | ||
2 | 4 | 6 | 18 | 8 | 54 | 34 | 3 | 45 | ||
2 | 26 | 43 | 18 | 15 | 0 | 34 | 14 | 7 | ||
2 | 42 | 35 | 18 | 24 | 33 | 34 | 35 | 50 | ||
3 | 0 | 3 | 19 | 1 | 3 | 35 | 1 | 11 | ||
3 | 7 | 23 | 19 | 6 | 37 | 35 | 11 | 28 | ||
3 | 18 | 58 | 19 | 27 | 29 | 35 | 16 | 41 | ||
3 | 58 | 34 | 19 | 55 | 51 | 35 | 52 | 25 | ||
4 | 2 | 36 | 20 | 2 | 30 | 36 | 0 | 43 | ||
4 | 4 | 55 | 20 | 9 | 40 | 36 | 9 | 45 | ||
4 | 40 | 19 | 20 | 46 | 49 | 36 | 54 | 24 | ||
4 | 43 | 58 | 20 | 50 | 40 | 36 | 59 | 11 | ||
5 | 3 | 40 | 21 | 2 | 53 | 37 | 1 | 12 | ||
5 | 5 | 25 | 21 | 3 | 47 | 37 | 5 | 5 | ||
5 | 15 | 45 | 21 | 18 | 25 | 37 | 14 | 15 | ||
5 | 28 | 3 | 21 | 19 | 14 | 37 | 33 | 47 | ||
6 | 0 | 16 | 22 | 0 | 52 | 38 | 2 | 44 | ||
6 | 3 | 25 | 22 | 11 | 14 | 38 | 8 | 29 | ||
6 | 25 | 43 | 22 | 29 | 4 | 38 | 45 | 54 | ||
6 | 34 | 52 | 22 | 48 | 39 | 38 | 49 | 43 | ||
7 | 0 | 0 | 23 | 2 | 41 | 39 | 2 | 26 | ||
7 | 10 | 24 | 23 | 5 | 11 | 39 | 4 | 21 | ||
7 | 38 | 14 | 23 | 26 | 23 | 39 | 27 | 20 | ||
7 | 44 | 25 | 23 | 51 | 34 | 39 | 35 | 52 | ||
8 | 1 | 43 | 24 | 1 | 18 | 40 | 0 | 23 | ||
8 | 3 | 46 | 24 | 7 | 34 | 40 | 4 | 2 |
8 | 22 | 27 | 24 | 23 | 4 | 40 | 20 | 58 | ||
8 | 42 | 52 | 24 | 37 | 41 | 40 | 56 | 25 | ||
9 | 2 | 46 | 25 | 1 | 55 | 41 | 1 | 50 | ||
9 | 4 | 36 | 25 | 9 | 30 | 41 | 3 | 51 | ||
9 | 12 | 31 | 25 | 20 | 50 | 41 | 45 | 41 | ||
9 | 21 | 53 | 25 | 57 | 32 | 41 | 50 | 12 | ||
10 | 3 | 39 | 26 | 3 | 42 | 42 | 0 | 53 | ||
10 | 6 | 43 | 26 | 8 | 43 | 42 | 8 | 28 | ||
10 | 21 | 58 | 26 | 13 | 41 | 42 | 17 | 40 | ||
10 | 24 | 12 | 26 | 38 | 10 | 42 | 36 | 36 | ||
11 | 1 | 46 | 27 | 0 | 56 | 43 | 3 | 26 | ||
11 | 3 | 6 | 27 | 4 | 10 | 43 | 7 | 20 | ||
11 | 17 | 3 | 27 | 23 | 51 | 43 | 31 | 17 | ||
11 | 51 | 49 | 27 | 41 | 51 | 43 | 55 | 30 | ||
12 | 0 | 37 | 28 | 1 | 15 | 44 | 2 | 37 | ||
12 | 3 | 48 | 28 | 3 | 13 | 44 | 4 | 0 | ||
12 | 30 | 5 | 28 | 41 | 13 | 44 | 22 | 54 | ||
12 | 49 | 50 | 28 | 53 | 10 | 44 | 29 | 48 | ||
13 | 0 | 50 | 29 | 0 | 57 | 45 | 1 | 31 | ||
13 | 5 | 57 | 29 | 6 | 57 | 45 | 4 | 24 | ||
13 | 12 | 48 | 29 | 32 | 13 | 45 | 19 | 36 | ||
13 | 16 | 49 | 29 | 40 | 47 | 45 | 34 | 5 | ||
14 | 1 | 13 | 30 | 3 | 54 | 46 | 1 | 52 | ||
14 | 4 | 37 | 30 | 12 | 28 | 46 | 10 | 20 | ||
14 | 13 | 24 | 30 | 39 | 5 | 46 | 36 | 0 | ||
14 | 54 | 35 | 30 | 47 | 33 | 46 | 43 | 50 | ||
15 | 1 | 14 | 31 | 3 | 41 | 47 | 0 | 24 | ||
15 | 4 | 12 | 31 | 4 | 8 | 47 | 4 | 40 | ||
15 | 32 | 23 | 31 | 37 | 28 | 47 | 31 | 7 | ||
15 | 39 | 25 | 31 | 48 | 37 | 47 | 46 | 30 |
其中,所述补零组表由所述编码系统根据LDPC码校验矩阵预先建立。本实施例中,所述编码系统预设的BCH码长(KBCH)为665比特,预设的信息比特分组每组的比特数为60比特,则665/60的商为11、余数为5,则所述编码系统将KBCH长的BCH码信息比特依次分成:11个比特数为60的信息比特分组,和一个比特数为5的信息比特分组作为补零分组,并按照LDPC码校验矩阵将每个补零分组顺序对应补零分组位置,所形成的表即补零组表,如表2所示。优选地,所述编码系统按照表1中的LDPC码校验矩阵计算所述补零组表。
表2
补零分组顺序 | πs(0) | πs(1) | πs(2) | πs(3) | πs(4) | πs(5) |
补零分组位置 | 0 | 4 | 2 | 8 | 10 | 1 |
补零分组顺序 | πs(6) | πs(7) | πs(8) | πs(9) | πs(10) | πs(11) |
补零分组位置 | 7 | 6 | 9 | 3 | 5 | 11 |
同样,所述打孔组表根据LDPC码校验矩阵由所述编码系统预先建立。所述打孔组表中每个校验比特分组中的比特数优选为相同。
本实施例中,所述编码系统根据预设的附加有BCH码校验比特的补零后的信令长度KLDPC为720比特,附加LPDC校验比特之后的信令总长度NLDPC为3600比特,则得到LPDC校验比特的长度为(NLDPC-KLDPC),按照预设的每个校验比特分组中60个比特,将所述LPDC校验比特依次分为48个校验比特分组作为打孔分组,并按照LDPC码校验矩阵将每个打孔分组顺序对应打孔分组位置,所形成的表即打孔组表,如表3所示。优选地,所述编码系统按照表1中的LDPC码校验矩阵计算所述打孔组表。
表3
打孔分组顺序 | πp(0) | πp(1) | πp(2) | πp(3) | πp(4) | πp(5) | πp(6) | πp(7) |
打孔分组位置 | 1 | 32 | 8 | 34 | 11 | 28 | 18 | 14 |
打孔分组顺序 | πp(8) | πp(9) | πp(10) | πp(11) | πp(12) | πp(13) | πp(14) | πp(15) |
打孔分组位置 | 22 | 0 | 15 | 10 | 25 | 47 | 33 | 24 |
打孔分组顺序 | πp(16) | πp(17) | πp(18) | πp(19) | πp(20) | πp(21) | πp(22) | πp(23) |
打孔分组位置 | 26 | 7 | 23 | 42 | 20 | 37 | 30 | 31 |
打孔分组顺序 | πp(24) | πp(25) | πp(26) | πp(27) | πp(28) | πp(29) | πp(30) | πp(31) |
打孔分组位置 | 3 | 44 | 46 | 36 | 43 | 41 | 5 | 13 |
打孔分组顺序 | πp(32) | πp(33) | πp(34) | πp(35) | πp(36) | πp(37) | πp(38) | πp(39) |
打孔分组位置 | 39 | 45 | 19 | 29 | 9 | 6 | 2 | 38 |
打孔分组顺序 | πp(40) | πp(41) | πp(42) | πp(43) | πp(44) | πp(45) | πp(46) | πp(47) |
打孔分组位置 | 12 | 17 | 21 | 16 | 40 | 35 | 27 | 4 |
在步骤S2中,所述编码系统按照所述补零组表和各所述信息比特分组将所获取的经过CRC校验和加扰处理的信令进行补零处理,以得到补零后的信令。具体地,所述步骤S2包括:步骤S21、S22、S23。
在步骤S21中,所述编码系统基于所预设的BCH码长与所获取的经过加扰处理的信令长度之间的差值,来确定需要补零的比特数量,即Kzero_pad,PFS=KBCH-KPFS,CRC,并根据公式:确定所要补零的信息比特分组的数量。
在步骤S22中,所述编码系统通过查询所述补零组表来将前Nzero_pad_group,PFS个补零分组位置所对应的信息比特分组中的各比特位予以置零,以及将所述补零组表中的第(Nzero_pad_group,PFS+1)个补零分组位置所对应的信息比特组中最后Kzero_pad,PFS-60×Nzero_pad_group,PFS个比特位置为零。
在步骤S23中,所述编码系统将各所述比特分组中剩余比特位由所获取的信令依次予以补充,由此得到补零后的信令,其中,所述信令的长度为KPFS,CRC,所述补零的比特数量为Kzero_pad,PFS,所述补零的比特数量所对应的分组数量为Nzero_pad_group,PFS,每个信息比特分组的比特数为60。
例如,结合表2所对应的示例,所述编码系统所获取的信令的码长为351比特,通过计算,得到需要补零的比特数为(665-351)=314比特,再确定该314比特所对应的补零的分组数量为314/60=5组+14比特,通过查询所述表2,得到前5个需要补零的信息比特分组的位置依次为0、4、2、8、10,则所述编码系统将所要构建的补零后的信令的第0、4、2、8、10个信息比特分组均予以置零,以及将所述补零组表中第6个补零顺序所对应的补零分组位置1中的最后14个比特位置零,将所获取的信令依次填入包括信息比特分组1中的(60-14)个比特位在内的剩余的各比特位置中,由此得到补零后的所述信令。如图2所示。
在步骤S3中,所述编码系统基于预设的BCH码的纠错编码参数,计算所述补零后的信令所对应的BCH码校验比特,并将所得到的所述BCH码校验比特附加到补零后的所述信令后,再基于预设的LDPC码纠错编码参数计算附加所述BCH码校验比特的补零后的所述信令所对应的LDPC码校验比特,并将所得到的所述LDPC码校验比特附加到所述BCH码校验比特之后。其中,所述BCH码的纠错编码参数包括但不限于:码率、BCH纠错能力、所述基于BCH信息比特长度、所述BCH码校验比特的长度等。所述LDPC码的纠错编码参数包括但不限于:码率、校验矩阵、所述LDPC码校验比特的长度等。
本实施例中,预设的纠错编码参数列于表4。
表4
LDPC码率 | KBCH | NBCH | BCH纠错能力 | NBCH-KBCH | KLDPC | NLDPC | Z |
1/5 | 665 | 720 | 5 | 55 | 720 | 3600 | 60 |
其中Z为LDPC码校验矩阵基矩阵的扩展因子。
例如,所述编码系统采用的BCH码为定义在域GF(213)上最多能纠正5个比特错误的本原BCH系统码作为外码,其生成多项式十六进制表示为:D52A8400919ECD
所述编码系统采用长度为3600比特的LDPC码作为内码,码率为1/5,其校验矩阵H具有分块准循环的形式,定义校验矩阵H如下:
其中 Hi,j是一个Z×Z维的矩阵,Z、与LDPC码校验矩阵的行数MLDPC、列数NLDPC有如下对应关系:
LDPC码的校验矩阵采用等效基矩阵的形式描述,定义维度为的基矩阵为:
其中, Hb中元素Hi,j为整数,其取值范围为-1≤Hi,j≤Z-1,与校验矩阵H的元素Hi,j一一对应。当Hi,j=-1时,Hi,j为Z×Z维的全零阵0Z×Z;当Hi,j=0时,Hi,j为Z×Z维的单位阵IZ×Z;当Hi,j=ω时,0≤ω≤Z-1,示Hi,j为循环右移ω位后的IZ×Z,即该矩阵的第0行的第ω个元素为1,其余元素为0,矩阵的其它各行均可以由上一行向右循环移位1位得到。
所述编码系统的具体纠错编码过程如下:
补零后的所述信令构成基于BCH码的信息比特
对m进行BCH编码,将得到的BCH码校验比特附加在m之后,得到长度为KLDPC的LDPC码信息比特:
所述编码系统将长度为KLDPC的信息比特Λ编码成长度为NLDPC的LDPC码系统码字其中,所得到的LDPC码校验比特
在步骤S4中,所述编码系统基于信令的码长与打孔比特数量之间预设的线性关系,来确定所述LDPC码校验比特的打孔比特数量,再按照所述打孔组表,将所述LDPC码校验比特按照所确定的打孔比特数量进行打孔,以得到包括所述信令、BCH码校验比特和所述LDPC码校验比特中除打孔之外的部分构成的信令编码块。
本实施例中,所述步骤S4包括:步骤S41、S42。
在步骤S41中,所述编码系统根据公式Kpunc,PFS=A×(KBCH-KPFS,CRC)-α,其中,Kpunc,PFS为打孔比特数量,A为系数,α为码率控制参数。
在步骤S42中,所述编码系统利用公式来确定用于打孔的校验比特分组的数量,校验比特分组然后通过查询所述打孔组表,将所述打孔组表中前Npunc_group,PFS个打孔分组位置所对应的校验比特分组全部打孔,以及将校验比特组最后的Kpunc,PFS-60×Npuncgroup,PFS个比特打孔,其中,Kpunc,PFS为打孔比特数量。
例如,以表3所示的打孔组为例,所述编码系统预设的KBCH为665比特,所获取的经过加扰处理的信令的码长为351比特,则所述编码系统根据公式Kpunc,PFS=A(KBCH-KPFS,CRC)-α确定需要打孔的比特数量为1256比特,所述表2中每个分组的比特数量预设为60比特,则利用公式得到的值为20,则所述编码系统通过查询表3来确定将所述LPDC码校验比特的前20个打孔分组位置各自所对应的校验比特组打孔,即将第1、32、8、34、11、28、18、14、22、0、15、10、25、47、33、24、26、7、23、42个校验比特分组打孔,以及将第20个打孔分组位置所对应的校验比特分组中的最后56个比特位进行打孔。如图3所示。
经过上述步骤,所述编码系统得到包括所述信令、BCH码校验比特和所述LDPC码校验比特中除打孔之外的部分构成的信令编码块。所述编码系统将所述信令编码快进行星座映射,得到所获取的信令的调制符号。
如图4所示,本发明还提供一种基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码系统。所述编码系统1包括:预处理模块11、补零处理模块12、纠错编码模块13、打孔处理模块14。
所述预处理模块11用于预先基于预设的LDPC码校验矩阵建立依据BCH码信息比特所依次划分的各补零分组顺序与补零分组位置的对应关系的补零组表,和基于预设的LDPC码校验矩阵建立依据LDPC码校验比特所依次划分的打孔分组顺序与打孔分组位置的对应关系的打孔组表。
其中,本实施例中的所述LDPC码校验矩阵H如表1所示:
表1
i | j | ω | i | j | ω | i | j | ω | ||
0 | 2 | 2 | 16 | 2 | 31 | 32 | 2 | 22 | ||
0 | 11 | 39 | 16 | 10 | 57 | 32 | 4 | 4 | ||
0 | 57 | 6 | 16 | 53 | 35 | 32 | 30 | 11 | ||
0 | 58 | 52 | 16 | 59 | 26 | 32 | 47 | 0 | ||
1 | 2 | 54 | 17 | 2 | 11 | 33 | 2 | 23 | ||
1 | 6 | 29 | 17 | 7 | 56 | 33 | 4 | 59 | ||
1 | 25 | 54 | 17 | 33 | 22 | 33 | 44 | 52 | ||
1 | 28 | 0 | 17 | 56 | 45 | 33 | 52 | 47 | ||
2 | 0 | 25 | 18 | 1 | 51 | 34 | 0 | 22 | ||
2 | 4 | 6 | 18 | 8 | 54 | 34 | 3 | 45 | ||
2 | 26 | 43 | 18 | 15 | 0 | 34 | 14 | 7 | ||
2 | 42 | 35 | 18 | 24 | 33 | 34 | 35 | 50 | ||
3 | 0 | 3 | 19 | 1 | 3 | 35 | 1 | 11 | ||
3 | 7 | 23 | 19 | 6 | 37 | 35 | 11 | 28 | ||
3 | 18 | 58 | 19 | 27 | 29 | 35 | 16 | 41 | ||
3 | 58 | 34 | 19 | 55 | 51 | 35 | 52 | 25 | ||
4 | 2 | 36 | 20 | 2 | 30 | 36 | 0 | 43 | ||
4 | 4 | 55 | 20 | 9 | 40 | 36 | 9 | 45 | ||
4 | 40 | 19 | 20 | 46 | 49 | 36 | 54 | 24 | ||
4 | 43 | 58 | 20 | 50 | 40 | 36 | 59 | 11 | ||
5 | 3 | 40 | 21 | 2 | 53 | 37 | 1 | 12 | ||
5 | 5 | 25 | 21 | 3 | 47 | 37 | 5 | 5 | ||
5 | 15 | 45 | 21 | 18 | 25 | 37 | 14 | 15 | ||
5 | 28 | 3 | 21 | 19 | 14 | 37 | 33 | 47 | ||
6 | 0 | 16 | 22 | 0 | 52 | 38 | 2 | 44 | ||
6 | 3 | 25 | 22 | 11 | 14 | 38 | 8 | 29 | ||
6 | 25 | 43 | 22 | 29 | 4 | 38 | 45 | 54 | ||
6 | 34 | 52 | 22 | 48 | 39 | 38 | 49 | 43 | ||
7 | 0 | 0 | 23 | 2 | 41 | 39 | 2 | 26 | ||
7 | 10 | 24 | 23 | 5 | 11 | 39 | 4 | 21 | ||
7 | 38 | 14 | 23 | 26 | 23 | 39 | 27 | 20 | ||
7 | 44 | 25 | 23 | 51 | 34 | 39 | 35 | 52 | ||
8 | 1 | 43 | 24 | 1 | 18 | 40 | 0 | 23 | ||
8 | 3 | 46 | 24 | 7 | 34 | 40 | 4 | 2 | ||
8 | 22 | 27 | 24 | 23 | 4 | 40 | 20 | 58 | ||
8 | 42 | 52 | 24 | 37 | 41 | 40 | 56 | 25 | ||
9 | 2 | 46 | 25 | 1 | 55 | 41 | 1 | 50 | ||
9 | 4 | 36 | 25 | 9 | 30 | 41 | 3 | 51 | ||
9 | 12 | 31 | 25 | 20 | 50 | 41 | 45 | 41 | ||
9 | 21 | 53 | 25 | 57 | 32 | 41 | 50 | 12 | ||
10 | 3 | 39 | 26 | 3 | 42 | 42 | 0 | 53 |
10 | 6 | 43 | 26 | 8 | 43 | 42 | 8 | 28 | ||
10 | 21 | 58 | 26 | 13 | 41 | 42 | 17 | 40 | ||
10 | 24 | 12 | 26 | 38 | 10 | 42 | 36 | 36 | ||
11 | 1 | 46 | 27 | 0 | 56 | 43 | 3 | 26 | ||
11 | 3 | 6 | 27 | 4 | 10 | 43 | 7 | 20 | ||
11 | 17 | 3 | 27 | 23 | 51 | 43 | 31 | 17 | ||
11 | 51 | 49 | 27 | 41 | 51 | 43 | 55 | 30 | ||
12 | 0 | 37 | 28 | 1 | 15 | 44 | 2 | 37 | ||
12 | 3 | 48 | 28 | 3 | 13 | 44 | 4 | 0 | ||
12 | 30 | 5 | 28 | 41 | 13 | 44 | 22 | 54 | ||
12 | 49 | 50 | 28 | 53 | 10 | 44 | 29 | 48 | ||
13 | 0 | 50 | 29 | 0 | 57 | 45 | 1 | 31 | ||
13 | 5 | 57 | 29 | 6 | 57 | 45 | 4 | 24 | ||
13 | 12 | 48 | 29 | 32 | 13 | 45 | 19 | 36 | ||
13 | 16 | 49 | 29 | 40 | 47 | 45 | 34 | 5 | ||
14 | 1 | 13 | 30 | 3 | 54 | 46 | 1 | 52 | ||
14 | 4 | 37 | 30 | 12 | 28 | 46 | 10 | 20 | ||
14 | 13 | 24 | 30 | 39 | 5 | 46 | 36 | 0 | ||
14 | 54 | 35 | 30 | 47 | 33 | 46 | 43 | 50 | ||
15 | 1 | 14 | 31 | 3 | 41 | 47 | 0 | 24 | ||
15 | 4 | 12 | 31 | 4 | 8 | 47 | 4 | 40 | ||
15 | 32 | 23 | 31 | 37 | 28 | 47 | 31 | 7 | ||
15 | 39 | 25 | 31 | 48 | 37 | 47 | 46 | 30 |
其中,所述补零组表由所述预处理模块11根据LDPC码校验矩阵预先建立。本实施例中,所述预处理模块11预设的BCH码长(KBCH)为665比特,预设的信息比特分组每组的比特数为60比特,则665/60的商为11、余数为5,则所述预处理模块11将KBCH长的BCH码信息比特依次分成:11个比特数为60的信息比特分组,和一个比特数为5的信息比特分组作为补零分组,并按照表1所提供的LDPC码校验矩阵计算各补零分组依次所对应的补零分组位置,即得到补零组表,如表2所示。
表2
补零分组顺序 | πs(0) | πs(1) | πs(2) | πs(3) | πs(4) | πs(5) |
补零分组位置 | 0 | 4 | 2 | 8 | 10 | 1 |
补零分组顺序 | πs(6) | πs(7) | πs(8) | πs(9) | πs(10) | πs(11) |
补零分组位置 | 7 | 6 | 9 | 3 | 5 | 11 |
同样,所述打孔组表根据LDPC码校验矩阵由所述预处理模块11预先建立。所述打孔组表中每个校验比特分组中的比特数优选为相同。
本实施例中,所述预处理模块11根据预设的附加有BCH码校验比特的补零后的信令长度KLDPC为720比特,附加LPDC校验比特之后的信令总长度NLDPC为3600比特,则得到LPDC校验比特的码长为(NLDPC-KLDPC),按照预设的每个校验比特分组中60个比特,将所述LPDC校验比特依次分为48个校验比特分组作为打孔分组,并按照表1所提供的LDPC码校验矩阵计算打孔分组依次所对应的打孔分组位置,即得到打孔组表,如表3所示。
表3
打孔分组顺序 | πp(0) | πp(1) | πp(2) | πp(3) | πp(4) | πp(5) | πp(6) | πp(7) |
打孔分组位置 | 1 | 32 | 8 | 34 | 11 | 28 | 18 | 14 |
打孔分组顺序 | πp(8) | πp(9) | πp(10) | πp(11) | πp(12) | πp(13) | πp(14) | πp(15) |
打孔分组位置 | 22 | 0 | 15 | 10 | 25 | 47 | 33 | 24 |
打孔分组顺序 | πp(16) | πp(17) | πp(18) | πp(19) | πp(20) | πp(21) | πp(22) | πp(23) |
打孔分组位置 | 26 | 7 | 23 | 42 | 20 | 37 | 30 | 31 |
打孔分组顺序 | πp(24) | πp(25) | πp(26) | πp(27) | πp(28) | πp(29) | πp(30) | πp(31) |
打孔分组位置 | 3 | 44 | 46 | 36 | 43 | 41 | 5 | 13 |
打孔分组顺序 | πp(32) | πp(33) | πp(34) | πp(35) | πp(36) | πp(37) | πp(38) | πp(39) |
打孔分组位置 | 39 | 45 | 19 | 29 | 9 | 6 | 2 | 38 |
打孔分组顺序 | πp(40) | πp(41) | πp(42) | πp(43) | πp(44) | πp(45) | πp(46) | πp(47) |
打孔分组位置 | 12 | 17 | 21 | 16 | 40 | 35 | 27 | 4 |
所述补零处理模块12用于按照所述补零组表和各所述信息比特分组将所获取的经过CRC校验和加扰处理的信令进行补零处理,以得到补零后的信令。具体地,所述补零处理模块12包括:补零数量确定子模块、置零子模块、补零信令处理子模块(均未予图示)。
所述补零数量确定子模块用于基于所预设的BCH码长与所获取的经过加扰处理的信令长度之间的差值,来确定需要补零的比特数量,即Kzero_pad,PFS=KBCH-KPFS,CRC,并根据公式:确定所要补零的信息比特分组的数量。
所述置零子模块用于通过查询所述补零组表来将前Nzero_pad_group,PFS个补零分组位置所对应的信息比特分组中的各比特位予以置零,以及将所述补零组表中的第(Nzero_pad_group,PFS+1)个补零分组位置所对应的信息比特组中最后Kzero_pad,PFS-60×Nzero_pad_group,PFS个比特位置为零。
所述补零信令处理子模块用于将各所述比特分组中剩余比特位由所获取的信令依次予以补充,由此得到补零后的信令,其中,所述信令的长度为KPFS,CRC,所述补零的比特数量为Kzero_pad,PFS,所述补零的比特数量所对应的分组数量为Nzero_pad_group,PFS,每个信息比特分组的比特数为60。
例如,结合表2所对应的示例,所述补零数量确定子模块所获取的信令的码长为351比特,通过计算,得到需要补零的比特数为(665-351)=314比特,再确定该314比特所对应的补零的分组数量为314/60=5组+14比特,再由所述置零子模块通过查询所述表2,得到前5个需要补零的信息比特分组的位置依次为0、4、2、8、10,则所述置零子模块将所要构建的补零后的信令的第0、4、2、8、10个信息比特分组均予以置零,以及将所述补零组表中第6个补零顺序所对应的补零分组位置1中的最后14个比特位置零,接着,所述补零信令处理子模块将所获取的信令依次填入包括信息比特分组1中的(60-14)个比特位在内的剩余的各比特位置中,由此得到补零后的所述信令。如图2所示。
所述纠错编码模块13用于基于预设的BCH码的纠错编码参数,计算所述补零后的信令所对应的BCH码校验比特,并将所得到的所述BCH码校验比特附加到补零后的所述信令后,再基于预设的LDPC码纠错编码参数计算附加所述BCH码校验比特的补零后的所述信令所对应的LDPC码校验比特,并将所得到的所述LDPC码校验比特附加到所述BCH码校验比特之后。其中,所述BCH码的纠错编码参数包括但不限于:码率、BCH纠错能力、所述基于BCH信息比特长度、所述BCH码校验比特的长度等。所述LDPC码的纠错编码参数包括但不限于:码率、校验矩阵、所述LDPC码校验比特的长度等。
本实施例中,预设的纠错编码参数列于表4。
表4
LDPC码率 | KBCH | NBCH | BCH纠错能力 | NBCH-KBCH | KLDPC | NLDPC | Z |
1/5 | 665 | 720 | 5 | 55 | 720 | 3600 | 60 |
其中Z为LDPC码校验矩阵基矩阵的扩展因子。
例如,所述纠错编码模块13采用的BCH码为定义在域GF(213)上最多能纠正5个比特错误的本原BCH系统码作为外码,其生成多项式十六进制表示为:D52A8400919ECD
所述纠错编码模块13采用长度为3600比特的LDPC码作为内码,码率为1/5,其校验矩阵H具有分块准循环的形式,定义校验矩阵H如下:
其中 Hi,j是一个Z×Z维的矩阵,Z、与LDPC码校验矩阵的行数MLDPC、列数NLDPC有如下对应关系:
LDPC码的校验矩阵采用等效基矩阵的形式描述,定义维度为的基矩阵为:
其中, Hb中元素Hi,j为整数,其取值范围为-1≤Hi,j≤Z-1,与校验矩阵H的元素Hi,j一一对应。当Hi,j=-1时,Hi,j为Z×Z维的全零阵0Z×Z;当Hi,j=0时,Hi,j为Z×Z维的单位阵IZ×Z;当Hi,j=ω时,0≤ω≤Z-1,示Hi,j为循环右移ω位后的IZ×Z,即该矩阵的第0行的第ω个元素为1,其余元素为0,矩阵的其它各行均可以由上一行向右循环移位1位得到。
所述纠错编码模块13的具体纠错编码过程如下:
补零后的所述信令构成基于BCH码的信息比特
对m进行BCH编码,将得到的BCH码校验比特附加在m之后,得到长度为KLDPC的LDPC码信息比特:
所述纠错编码模块13将长度为KLDPC的信息比特Λ编码成长度为NLDPC的LDPC码系统码字其中,所得到的LDPC码校验比特
所述打孔处理模块14用于基于信令的码长与打孔比特数量之间预设的线性关系,来确定所述LDPC码校验比特的打孔比特数量,再按照所述打孔组表,将所述LDPC码校验比特按照所确定的打孔比特数量进行打孔,以得到包括所述信令、BCH码校验比特和所述LDPC码校验比特中除打孔之外的部分构成的信令编码块。
本实施例中,所述打孔处理模块14包括:打孔数量确定子模块、打孔处理子模块(均未予图示)。
所述打孔数量确定子模块用于根据公式Kpunc,PFS=A×(KBCH-KPFS,CRC)-α,其中,Kpunc,PFS为打孔比特数量,A为系数,α为码率控制参数。
所述打孔处理子模块用于利用公式来确定用于打孔的校验比特分组的数量,校验比特分组然后通过查询所述打孔组表,将所述打孔组表中前Npunc_group,PFS个打孔分组位置所对应的校验比特分组全部打孔,以及将校验比特组最后的Kpunc,PFS-60×Npunc_group,PFS个比特打孔,其中,Kpunc,PFS为打孔比特数量。
例如,以表3所示的打孔组为例,所述打孔数量确定子模块预设的KBCH为665比特,所获取的经过加扰处理的信令的码长为351比特,则所述打孔数量确定子模块根据公式Kpunc,PFS=A(KBCH-KPFS,CRC)-α确定需要打孔的比特数量为1256比特,所述表2中每个分组的比特数量预设为60比特,则所述打孔处理子模块利用公式得到的值为20,则所述打孔处理模块14通过查询表3来确定将所述LPDC码校验比特的前20个打孔分组位置各自所对应的校验比特组打孔,即将第1、32、8、34、11、28、18、14、22、0、15、10、25、47、33、24、26、7、23、42个校验比特分组打孔,以及将第20个打孔分组位置所对应的校验比特分组中的最后56个比特位进行打孔。如图3所示。经过执行上述各模块,所述编码系统1得到包括所述信令、BCH码校验比特和所述LDPC码校验比特中除打孔之外的部分构成的信令编码块。所述编码系统将所述信令编码块进行星座映射,得到所获取的信令的调制符号。
综上所述,本发明的基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码方法及系统,本发明针对下一代无线广播通信系统的信令提供了一种优良的传输方案和实现方式,包括具有合理结构和参数的前向纠错编码方案、支持可变信令长度的补零、码率控制和校验比特产生方案。采用本发明所提供的传输方案,可以保护可变长度的信令,并确保信令的传输可靠性在BPSK调制、Es/N0=-5.5dB时稳定在误帧率在0.0001左右。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (16)
1.一种基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码方法,其特征在于,至少包括:
预先基于预设的LDPC码校验矩阵建立依据BCH码信息比特所依次划分的各补零分组顺序与补零分组位置的对应关系的补零组表,和基于预设的LDPC码校验矩阵建立依据LDPC码校验比特所依次划分的打孔分组顺序与打孔分组位置的对应关系的打孔组表;
按照所述补零组表将所获取的经过加扰处理的信令进行补零处理,以得到补零后的信令;
基于预设的BCH码的纠错编码参数,计算补零后的所述信令所对应的BCH码校验比特,并将所得到的所述BCH码校验比特附加到补零后的所述信令后,再基于预设的LDPC码纠错编码参数计算附加所述BCH码校验比特的补零后的所述信令所对应的LDPC码校验比特,并将所得到的所述LDPC码校验比特附加到所述BCH码校验比特之后;
基于信令的码长与打孔比特数量之间预设的线性关系,来确定所述LDPC码校验比特的打孔比特数量,再按照所述打孔组表将所述LDPC码校验比特按照所确定的打孔比特数量进行打孔,以得到包括所述信令、所述BCH码校验比特和所述LDPC码校验比特中除打孔之外的部分构成的信令编码块。
2.根据权利要求1所述的基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码方法,其特征在于,所述BCH码和LPDC码的纠错编码参数包括:
其中Z为LDPC码校验矩阵基矩阵的扩展因子
其中,所述NLDPC为LDPC校验比特之后的信令总长度;所述KLDPC为BCH码校验比特的补零后的信令长度;NBCH为BCH码的码长;KBCH为BCH码编码前的信息比特长度。
3.根据权利要求1所述的基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码方法,其特征在于,所述LDPC码校验矩阵的基矩阵为:
4.根据权利要求1或3所述的基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码方法,其特征在于,所述补零组表为:
5.根据权利要求1或3所述的基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码方法,其特征在于,所述打孔组表为:
6.根据权利要求1所述的基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码方法,其特征在于,按照所述补零组表将所获取的经过加扰处理的信令进行补零处理的方式包括:
基于所预设的BCH码长与所获取的经过加扰处理的信令长度之间的差值,来确定需要补零的比特数量,即Kzero_pad,PFS = KBCH-KPFS,CRC 并H根P据公式:确定所要补零的信息比特分组的数量;
通过查询所述补零组表来将前Nzero_pad_group,PFS个补零分组位置所对应的信息比特分组中的各比特位予以置零,以及将所述补零组表中的第(Nzero_pad_group,PFS+1)个补零分组位置所对应的信息比特组中最后(Kzero_pad,PFS-60×Nzero_pad_group,PFS)个比特位置为零;
将各所述信息比特分组中的剩余比特位由所获取的信令依次予以补充,由此得到补零后的信令,其中,所述信令的长度为KPFS,CRC,所述补零的比特数量为Kzero_pad,PFS,所述补零的比特数量所对应的分组数量为Nzero_pad_group,PFS,每个信息比特分组的比特数为60。
7.根据权利要求1所述的基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码方法,其特征在于,所述线性关系包括:Kpunc,PFS=A×(KBCH-KPFS,CRC)-α,其中,Kpunc,PFS为打孔比特数量,A为系数,α为码率控制参数。
8.根据权利要求1所述的基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码方法,其特征在于,按照所述打孔组表将所述LDPC码校验比特按照所确定的打孔比特数量进行打孔的方式包括:
利用公式来确定被打孔的校验比特分组的数量;
通过查询所述打孔组表,将所述打孔组表中前Npunc_group,PFS个打孔分组位置所对应的校验比特分组全部打孔,以及将校验比特组中最后的Kpunc,PFS-60×Npunc_group,PFS个比特打孔,其中,Kpunc,PFS为打孔比特数量。
9.一种基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码系统,其特征在于,至少包括:
预处理模块,用于基于预设的LDPC码校验矩阵建立依据BCH码信息比特所依次划分的各补零分组顺序与补零分组位置的对应关系的补零组表,和基于预设的LDPC码校验矩阵建立依据LDPC码校验比特所依次划分的打孔分组顺序与打孔分组位置的对应关系的打孔组表;
补零处理模块,用于按照所述补零组表将所获取的经过加扰处理的信令进行补零处理,以得到补零后的信令;
纠错编码模块,用于基于预设的BCH码的纠错编码参数,计算补零后的所述信令所对应的BCH码校验比特,并将所得到的所述BCH码校验比特附加到补零后的所述信令后,再基于预设的LDPC码纠错编码参数计算附加所述BCH码校验比特的补零后的所述信令所对应的LDPC码校验比特,并将所得到的所述LDPC码校验比特附加到所述BCH码校验比特之后;
打孔处理模块,用于基于信令的长度与打孔比特数量之间预设的线性关系,来确定所述LDPC码校验比特的打孔比特数量,再按照所述打孔组表将所述LDPC码校验比特按照所确定的打孔比特数量进行打孔,以得到包括所述信令、所述BCH码校验比特和所述LDPC码校验比特中除打孔之外的部分构成的信令编码块。
10.根据权利要求9所述的基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码系统,其特征在于,所述BCH码和LPDC码的纠错编码参数包括:
其中Z为LDPC码校验矩阵基矩阵的扩展因子。
11.根据权利要求9所述的基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码系统,其特征在于,
所述LDPC码校验矩阵的基矩阵H为:
12.根据权利要求9或11所述的基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码系统,其特征在于,所述补零组表为:
13.根据权利要求9或11所述的基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码系统,其特征在于,所述打孔组表为:
14.根据权利要求9所述的基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码系统,其特征在于,所述补零处理模块包括:
补零数量确定子模块,用于基于所预设的BCH码长与所获取的经过加扰处理的信令长度之间的差值,来确定需要补零的比特数量,即Kzero_pad,PFS=KBCH-KPFS,CRC,根据公式:确定所要补零的信息比特分组的数量;
置零子模块,用于通过查询所述补零组表将前Nzero_pad_group,PFS个所对应的信息比特分组中的各比特位置为零,以及将所述补零组表中的第(Nzero_pad_group,PFS+1)个补零分组位置所对应的信息比特组中最后(Kzero_pad,PFS-60×Nzero_pad_group,PFS)个比特位置为零;
补零信令处理子模块,用于将各所述比特分组中剩余比特位由所获取的信令依次予以补充,由此得到补零后的信令,其中,所述信令的长度为KPFS,CRC,所述补零的比特数量为Kzero_pad,PFS,所述补零的比特数量所对应的分组数量为Nzero_pad_group,PFS,每个信息比特分组的比特数为60。
15.根据权利要求9所述的基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码系统,其特征在于,
所述线性关系包括:Kpunc,PFS=A×(KBCH-KPFS,CRC)-α,其中,Kpunc,PFS为打孔比特数量,A为系数,α为码率控制参数。
16.根据权利要求9所述的基于BCH码与短LDPC码级联的信令编码系统,其特征在于,
所述打孔处理模块包括:
打孔数量确定子模块,用于利用公式来确定打孔的校验比特分组的数量;
打孔处理子模块,用于通过查询所述打孔组表,将所述打孔组表中前Npunc_group,PFS个打孔分组位置所对应的校验比特分组全部打孔,以及将校验比特组最后的Kpunc,PFS-60×Npunc_group,PFS个比特打孔,其中,Kpunc,PFS为打孔比特数量。
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