CN105099615A - Ldpc码字的交织映射方法及解交织解映射方法 - Google Patents

Abstract

一种LDPC码字的交织映射方法及解交织解映射方法，包括将LDPC码字中的校验部分进行第一次比特交织得到校验比特流；将该码字中的信息比特部分与校验比特流拼接成第一次比特交织后的码字；将第一次比特交织后的码字按预定长度分成连续的多个比特子块按相应的比特交换图案变换比特子块的排列顺序形成第二次比特交织后的码字；将第二次比特交织后的码字分成两部分，将这两部分都按列顺序写入并按行顺序读出得到第三次比特交织后的码字；对第三次比特交织后的码字依照星座图进行星座映射以得到符号流；其中，针对不同码率的LDPC码表采用相同的比特交换图案和星座图进行交织映射处理。本技术方案降低了接收端的接收门限。

Description

LDPC码字的交织映射方法及解交织解映射方法

技术领域

本发明涉及数字电视技术领域，特别涉及一种LDPC码字的交织映射方法及解交织解映射方法。

背景技术

在现有的广播通信标准中，LDPC编码、比特交织和星座映射是最为常见的编码调制方式。在不同的发射系统中，LDPC编码、比特交织和星座映射都需要单独设计，并且联合调试，以取得最好的信道性能。因此，如何针对不同的LDPC码字，选择性能较佳的星座映射方式形成针对性的比特交织，以降低接收端的接收门限是本领域的一个技术难题。

发明内容

本发明解决的问题是降低接收端的接收门限。

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种LDPC码字的交织映射方法，包括如下步骤：将所述LDPC码字中的校验部分进行第一次比特交织以得到校验比特流；

将所述LDPC码字中的信息比特部分与所述校验比特流拼接成第一次比特交织后的LDPC码字；

将所述第一次比特交织后的LDPC码字按预定长度分成连续的多个比特子块，并按照相应的比特交换图案变换所述比特子块的排列顺序以形成第二次比特交织后的LDPC码字；

将所述第二次比特交织后的LDPC码字分成两部分，将第一部分按列顺序写入存储空间并按行顺序从该存储空间内读出，再将第二部分按列顺序写入存储空间并按行顺序从改存储空间读出，将两次读出的结果拼接，以得到第三次比特交织后的LDPC码字；

对所述第三次比特交织后的LDPC码字依照相应的星座图进行星座映射以得到符号流；其中，针对不同码率的LDPC码表采用相同的比特交换图案和星座图进行交织映射处理。

本发明实施例还提供了一种LDPC码字的解交织解映射方法，包括如下步骤：对符号流软值数据依照相应的星座图进行软解映射处理以得到比特软值数据；其中所述符号流软值数据是接收端接收到如上述的LDPC码字的交织映射方法得到的符号流；

将所述比特软值数据分成第一部分和第二部分，并将这两部分都按行顺序写入存储空间并按列顺序从该存储空间内读出以得到第一次比特解交织后的比特软值数据；

将所述第一次比特解交织后的比特软值数据按预定长度分成连续的多个比特软值数据子块，并按照相应的比特交换图案变换所述比特软值数据子块的排列顺序以形成第二次比特解交织后的比特软值数据；

将所述第二次比特解交织后的比特软值数据中对应于LDPC码字中的校验部分的比特软值数据进行第三次比特解交织以得到第三次比特解交织后的比特软值数据；

将所述第二次比特解交织后的比特软值数据中与所述第三次比特解交织后的比特软值数据拼接成比特软值数据流；

对所述比特软值数据流进行LDPC译码处理以得到解码后的比特流数据。

与现有技术相比，本发明技术方案具有以下优点：

针对不同码率及相应的LDPC码表，选择性能较佳的交织映射以及解交织解映射方法，降低接收端的接收门限，从而使系统性能得到更好的提升。

进一步地，本发明实施例还针对码率为3/15、4/15、5/15、6/15、7/15、8/15、9/15、10/15、11/15、12/15以及13/15的不同LDPC码表，分别提供了相应的比特交织图案及星座图，在实践中能有效降低接收端的接收门限，从而提升系统性能。

附图说明

图1是本发明的一种LDPC码字的交织映射方法的具体实施方式的流程示意图；

图2是本发明的一种LDPC码字的解交织解映射方法的具体实施方式的流程示意图；

图3是本发明的一种LDPC码字的交织映射方法中对LDPC码字中的校验部分进行第一次比特交织以得到校验比特流的示意图；

图4是本发明的一种LDPC码字的交织映射方法中按照比特交换图案变换所述比特子块的排列顺序的示意图。

具体实施方式

发明人发现现有技术中，无法针对特定的LDPC码字和星座映射方式形成针对性的比特交织。

针对上述问题，发明人经过研究，提供了一种LDPC码字的交织映射方法及解交织解映射方法，针对不同码率及相应的LDPC码表，选择性能较佳的交织映射以及解交织解映射方法，降低接收端的接收门限，从而使系统性能得到更好的提升。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在本发明实施例中，发射机端为：首先将信源编码、BCH编码后的比特流输入到LDPC编码器进行特定码率码长的LDPC码字的编码，之后输入比特交织器，按照某种特定的比特交织图案方法进行交织处理，随后将比特交织处理后的数据进行对应码率的QPSK星座映射，之后进行调制，发射，经历信道。接收机端为：将经过信道后的数据进行解调，然后解调后的数据输入解映射模块，进行QPSK解映射。之后将解映射模块输出的比特软值信息输入到解交织模块进行解交织，之后输出到LDPC译码器，对其进行基于特定的LDPC码字的译码，最后解码输出比特流。

如图1所示的是本发明的一种LDPC码字的交织映射方法的具体实施方式的流程示意图。参考图1，LDPC码字的交织映射方法包括如下步骤：

步骤S11：将所述LDPC码字中的校验部分进行第一次比特交织以得到校验比特流；

步骤S12：将所述LDPC码字中的信息比特部分与所述校验比特流拼接成第一次比特交织后的LDPC码字；

步骤S13：将所述第一次比特交织后的LDPC码字按预定长度分成连续的多个比特子块，并按照相应的比特交换图案变换所述比特子块的排列顺序以形成第二次比特交织后的LDPC码字；

步骤S14：将所述第二次比特交织后的LDPC码字分成两部分，将第一部分按列顺序写入存储空间并按行顺序从该存储空间内读出，再将第二部分按列顺序写入存储空间并按行顺序从该存储空间读出，将两次读出的结果拼接，以得到第三次比特交织后的LDPC码字；

步骤S15：对所述第三次比特交织后的LDPC码字依照相应的星座图进行星座映射以得到符号流；其中，针对不同码率的LDPC码表采用相同的比特交换图案和星座图进行交织映射处理。

在本实施例中，所述步骤S11具体包括如下步骤：将所述LDPC码字中的校验部分按列顺序写入存储空间并按行顺序从该存储空间内读出以得到校验比特流。

具体地，对生成LDPC码字的检验部分进行比特交织：LDPC码字的校验部分共M个比特，按列写到一个存储空间内，每列Q个比特，共L列，也就是说M＝Q*L，接着按行顺序读出。其具体实施过程参考图3所示。

在所述步骤S13中，将所述第一次比特交织后的LDPC码字按预定长度分成连续的多个比特子块，其中所述预定长度为360。进一步地，按照相应的比特交换图案变换所述比特子块的排列顺序以形成第二次比特交织后的LDPC码字。其具体过程详见图4所示，在图4中，(m₀,m₁,...,m_N/360-1)是360长度比特子块的比特交换图案。

具体地，LDPC码表中的LDPC码字的码长为16200。针对不同码率的LDPC码字，提供相同的比特交换图案和星座图。

码率为3/15、4/15、5/15、6/15、7/15、8/15、9/15、10/15、11/15、12/15以及13/15。

相应的比特交换图案为：

02468101214161820222426283032343638404213579111315171921232527293133353739414344

需要说明的是，在本实施例中，所述比特交换图案中的各个数值是指未经过比特交换前所述比特子块的位置。例如，上述比特交换图案中的第二个数值2含义是指原来未经过比特交换前第3个比特子块的如今经过比特交换后变成了第二个比特子块。

相应的星座图为：

在所述步骤S14中，例如，对于码长为16200比特的LDPC码字(经第二次比特交织后的LDPC码字)，分成第一部分和第二部分，其中第一部分的长度为15840比特，第二部分的长度为360比特，并将这两部分都按列顺序写入存储空间并按行顺序从该存储空间内读出，其中每列8100比特，共二列。

之后对上述比特交织后的比特流数据(b₀,b₁,...,b_N-1)，根据QPSK星座图，每二个二进制比特序列所对应的十进制数映射到某一个星座点，得到符号流(每个复数符号对应一个星座点)。以6/15码率为例，输入的二个比特‘10’对应十进制数为2，则对应到QPSK星座图中6/15码率的-1+i的星座点，该星座点在实数轴和虚数轴上的显示为，实数轴-1、虚数轴1。然后在调制模块利用符号流进行生成OFDM符号，最后发射。

在本实施例中，所述LDPC码字是对信源编码后的比特流经特定的LDPC编码后得到，其中所述特定的LDPC编码可以采用现有技术来实现。

具体地，特定LDPC码字为五个中的一个，该五个LDPC的码字是以L×L(Ｌ通常为360)为子块大小，码表分别为如下：

表1码率3/15N_ldpc＝16200,L×L＝360×360

表2码率4/15N_ldpc＝16200,L×L＝360×360

表3码率5/15N_ldpc＝16200,L×L＝360×360

表4码率6/15N_ldpc＝16200,L×L＝360×360,Q＝27

表5码率7/15N_ldpc＝16200,L×L＝360×360,Q＝24

表6码率8/15N_ldpc＝16200,L×L＝360×360,Q＝21

表7码率9/15N_ldpc＝16200,L×L＝360×360,Q＝18

表8码率10/15N_ldpc＝16200,L×L＝360×360,Q＝15

表9码率11/15N_ldpc＝16200,L×L＝360×360,Q＝12

表10码率12/15N_ldpc＝16200,L×L＝360×360,Q＝9

表11码率13/15N_ldpc＝16200,L×L＝360×360,Q＝6

其编码方法如下：

将信源编码后的比特流，拆分为一个个信息块，每个信息块由Ｋ个信息比特组成，表示为S＝(s₀,s₁,...,s_K-1)。按图1中的特定LDPC编码，是要根据S＝(s₀,s₁,...,s_K-1)生成M个校验比特P＝(p₀,p₁,...,p_M-1)。即得到Ｎ个比特的码字Λ＝(λ₀,λ₁,...,λ_N-1)，其中N＝K+M。Λ又可以表示为，Λ＝(s₀,s₁,...,s_K-1,p₀,p₁,...,p_M-1)。

编码的步骤为：

1)初始化λ_i＝s_i，i＝0,1,...,K-1。p_j＝0，j＝0,1,...,M-1

2)对信息比特λ₀，对以码表中的第一行数字为地址的校验比

特进行累加，举表4码率6/15，码长16200的码表为例：

$\begin{array}{c}{p}_{27}=p_{27}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{430}=p_{430}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{519}=p_{519}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{828}=p_{828}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{1897}=p_{1897}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,\\ p_{1943}=p_{1943}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{2513}=p_{2513}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{2600}=p_{2600}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{2640}=p_{2640}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{3310=}\\ p_{3310}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{3415}=p_{3415}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{4266}=p_{4266}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{5044}=p_{5044}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{5100}=p_{5100}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,\\ p_{5328}=p_{5328}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{5483}=p_{5483}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{5928}=p_{5928}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{6204}=p_{6204}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{6392}=\\ p_{6392}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{6416}=p_{6416}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{6602}=p_{6602}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{7019}=p_{7019}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{7415}=p_{7415}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,\\ p_{7623}=p_{7623}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{8112}=p_{8112}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{8485}=p_{8485}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{8724}=p_{8724}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{8994}=\\ p_{8994}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{9445}=p_{9445}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{9667}=p_{9667}\⊕{\mathrm{\λ}}_0.\end{array}$

3)对于接下来的L-1个信息比特，(通常L＝360)，λ_m,m＝1,2,....,L-1，将每个信息比特分别与按照如下ｙ为地址的校验比特进行累加：

y＝{x+(mmod360)×Q}modM

其中，x是指与λ₀相关的校验位地址，举表4为例，x即码表中第一行的数字：

2743051982818971943251326002640331034154266504451005328548359286204639264166602701974157623811284858724899494459667。

而其中M是校验比特的数量，也是校验矩阵行的数量，L是校验矩阵中子块的大小，通常为360.

举表1的码字为例子，

$Q=\frac{M}{L}=\frac{9720}{360}=27.$

$p_{54}=p_{54}\⊕{\mathrm{\λ}}_1,p_{457}=p_{457}\⊕{\mathrm{\λ}}_1,p_{546}=p_{546}\⊕{\mathrm{\λ}}_1,......,p_{9472}=p_{9472}\⊕{\mathrm{\λ}}_1,$ $p_{9694}=p_{9694}\⊕{\mathrm{\λ}}_1.$

4)对于第L个信息比特λ_L，按照码表中的第二行数字地址对校验比特进行累加。同样的对于第L个信息比特λ_L接下来的L-1个信息比特，继续按照步骤3)中的公式对校验比特进行累加，这时候步骤三种的公式的x即码表中第二行的数字。

5)同理，对于第2L、3L、4L…iL…个信息比特，按照码表中分别第3、4、5、…、(i+1)L….行的地址对校验比特进行累加，而其信息比特之后的L-1个信息比特则分别按照步骤3)中的公式对校验比特进行累加，注意这时候步骤三种的公式的x对应的是当前第iL个信息比特所对应的码表中的行，比如第iL个信息比特之后的L-1个比特，其应用步骤3)中的公式的时候对应的x的地址为码表中的第(i+1)行。

6)做完步骤5)之后，做如下操作：

其中i＝1,2,3,……，M-1。

本发明实施例还提供了一种LDPC码字的解交织解映射方法。如图2所示的是本发明的一种LDPC码字的解交织解映射方法的具体实施方式的流程示意图。参考图2，LDPC码字的解交织解映射方法包括如下步骤：

步骤S21：对符号流软值数据依照相应的星座图进行软解映射处理以得到比特软值数据；其中所述符号流软值数据是接收端接收到上述的LDPC码字的交织映射方法得到的符号流；

步骤S22：将所述比特软值数据分成第一部分和第二部分，并将这两部分都按行顺序写入存储空间并按列顺序从该存储空间内读出以得到第一次比特解交织后的比特软值数据；

步骤S23：将所述第一次比特解交织后的比特软值数据按预定长度分成连续的多个比特软值数据子块，并按照相应的比特交换图案变换所述比特软值数据子块的排列顺序以形成第二次比特解交织后的比特软值数据；

步骤S24：将所述第二次比特解交织后的比特软值数据中对应于LDPC码字中的校验部分的比特软值数据进行第三次比特解交织以得到第三次比特解交织后的比特软值数据；

步骤S25：将所述第二次比特解交织后的比特软值数据中与所述第三次比特解交织后的比特软值数据拼接成比特软值数据流；

步骤S26：对所述比特软值数据流进行LDPC译码处理以得到解码后的比特流数据。

在本实施例中，所述步骤S24具体包括：将所述第二次比特解交织后的比特软值数据中对应于LDPC码字中的校验部分的比特软值数据按行顺序写入存储空间并按列顺序从该存储空间内读出以得到第三次比特解交织后的比特软值数据。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (19)

1.一种LDPC码字的交织映射方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所述LDPC码字中的校验部分进行第一次比特交织以得到校验比特流；

将所述LDPC码字中的信息比特部分与所述校验比特流拼接成第一次比特交织后的LDPC码字；

将所述第一次比特交织后的LDPC码字按预定长度分成连续的多个比特子块，并按照相应的比特交换图案变换所述比特子块的排列顺序以形成第二次比特交织后的LDPC码字；

将所述第二次比特交织后的LDPC码字分成两部分，将第一部分按列顺序写入存储空间并按行顺序从该存储空间内读出，再将第二部分按列顺序写入存储空间并按行顺序从该存储空间读出，将两次读出的结果拼接，以得到第三次比特交织后的LDPC码字；

对所述第三次比特交织后的LDPC码字依照相应的星座图进行星座映射以得到符号流；其中，针对不同码率的LDPC码表采用相同的比特交换图案和星座图进行交织映射处理。

2.如权利要求1所述的LDPC码字的交织映射方法，其特征在于，将所述LDPC码字中的校验部分进行第一次比特交织以得到校验比特流包括：

将所述LDPC码字中的校验部分按列顺序写入存储空间并按行顺序从该存储空间内读出以得到校验比特流。

3.如权利要求1所述的LDPC码字的交织映射方法，其特征在于，所述预定长度为360比特。

4.如权利要求1所述的LDPC码字的交织映射方法，其特征在于，所述LDPC码表中LDPC码字的码长为16200比特、码率为3/15；码表为：

5.如权利要求1所述的LDPC码字的交织映射方法，其特征在于，所述LDPC码表中LDPC码字的码长为16200比特、码率为4/15；码表为：

6.如权利要求1所述的LDPC码字的交织映射方法，其特征在于，所述LDPC码表中LDPC码字的码长为16200比特、码率为5/15；码表为：

7.如权利要求1所述的LDPC码字的交织映射方法，其特征在于，所述LDPC码表中LDPC码字的码长为16200比特、码率为6/15；码表为：

8.如权利要求1所述的LDPC码字的交织映射方法，其特征在于，所述LDPC码表中LDPC码字的码长为16200比特、码率为7/15；码表为：

9.如权利要求1所述的LDPC码字的交织映射方法，其特征在于，所述LDPC码表中LDPC码字的码长为16200比特、码率为8/15；码表为：

10.如权利要求1所述的LDPC码字的交织映射方法，其特征在于，所述LDPC码表中LDPC码字的码长为16200比特、码率为9/15；码表为：

11.如权利要求1所述的LDPC码字的交织映射方法，其特征在于，所述LDPC码表中LDPC码字的码长为16200比特、码率为10/15；码表为：

12.如权利要求1所述的LDPC码字的交织映射方法，其特征在于，所述LDPC码表中LDPC码字的码长为16200比特、码率为11/15；码表为：

13.如权利要求1所述的LDPC码字的交织映射方法，其特征在于，所述LDPC码表中LDPC码字的码长为16200比特、码率为12/15；码表为：

14.如权利要求1所述的LDPC码字的交织映射方法，其特征在于，所述LDPC码表中LDPC码字的码长为16200比特、码率为13/15；码表为：

15.如权利要求4至14中任一项所述的LDPC码字的交织映射方法，其特征在于，针对不同码率的LDPC码表所采用的比特交换图案都为：

02468101214161820222426283032343638404213579111315171921232527293133353739414344

采用的星座图都为：

星座点 复数符号 0 1+i 1 1-i 2 -1+i 3 -1-i

16.如权利要求1所述的LDPC码字的交织映射方法，其特征在于，所述第二次比特交织后的LDPC码字的长度为16200比特、第一部分为15840比特、第二部分为360比特。

17.如权利要求1所述的LDPC码字的交织映射方法，其特征在于，所述按列顺序的数目为2列。

18.一种LDPC码字的解交织解映射方法，其特征在于，包括如下步骤：

对符号流软值数据依照相应的星座图进行软解映射处理以得到比特软值数据；其中所述符号流软值数据是接收端接收到如权利要求1所述的LDPC码字的交织映射方法得到的符号流；

将所述比特软值数据分成第一部分和第二部分，并将这两部分都按行顺序写入存储空间并按列顺序从该存储空间内读出以得到第一次比特解交织后的比特软值数据；

将所述第一次比特解交织后的比特软值数据按预定长度分成连续的多个比特软值数据子块，并按照相应的比特交换图案变换所述比特软值数据子块的排列顺序以形成第二次比特解交织后的比特软值数据；

将所述第二次比特解交织后的比特软值数据中对应于LDPC码字中的校验部分的比特软值数据进行第三次比特解交织以得到第三次比特解交织后的比特软值数据；

将所述第二次比特解交织后的比特软值数据中与所述第三次比特解交织后的比特软值数据拼接成比特软值数据流；

对所述比特软值数据流进行LDPC译码处理以得到解码后的比特流数据。

19.如权利要求18所述的LDPC码字的解交织解映射方法，其特征在于，所述将所述第二次比特解交织后的比特软值数据中对应于LDPC码字中的校验部分的比特软值数据进行第三次比特解交织以得到第三次比特解交织后的比特软值数据包括：

将所述第二次比特解交织后的比特软值数据中对应于LDPC码字中的校验部分的比特软值数据按行顺序写入存储空间并按列顺序从该存储空间内读出以得到第三次比特解交织后的比特软值数据。