CN105376020A - Ldpc码字的交织和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LDPC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LDPC码字；将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LDPC码字；将第二次比特交织后的LDPC码字按列顺序写入并按行顺序读出得到第三次比特交织后的LDPC码字；对第三次比特交织后的LDPC码字依照星座图进行星座映射以得到符号流。针对不同的LDPC码表选择交织映射和解交织解映射方法使系统性能得到更好的提升。

Description

LDPC码字的交织和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码字的交织和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，如何针对特定的LDPC码字和星座映射方式形成针对性的比特交织，是本领域的一个技术难题。

发明内容

本发明解决的问题是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。

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种LDPC码字的交织和映射方法，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。

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：

针对特定的LDPC码表选择相应的交织映射以及解交织解映射方法以使系统性能得到更好的提升。

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，针对不同的LDPC码表选择相应的交织映射以及解交织解映射方法以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16QAM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16QAM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。

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320。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/320-1)是320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57600,相应的比特交换图案为：3882656421164881096568171145125150591407173119342628176961102235451241659127630137785179154163331166711260171274013510410349201361024710017744161061553216953524310792175057466614125111117146120951581551301219386311591442419729481877314581281129915468156138126621422741142168971701317498108129122771813416637152118370998915390113161105143151806116713917914752310113263394869151042115149501331727585368441178711231317483160157162148

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82含义是指原来未经过比特交换前第83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：

星座点	复数符号
		0	0.3793+0.5685i
1	0.5685+0.3793i
		2	0.5940+1.0863i
3	1.0863+0.5940i
		4	-0.3793+0.5685i
5	-0.5685+0.3793i
		6	-0.5940+1.0863i
7	-1.0863+0.5940i
		8	0.3793-0.5685i
9	0.5685-0.3793i
		10	0.5940-1.0863i
11	1.0863-0.5940i
		12	-0.3793-0.5685i

13	-0.5685-0.3793i
		14	-0.5940-1.0863i
15	-1.0863-0.5940i

在所述步骤S14中，例如，对于码长为57600比特的LDPC码字(经第二次比特交织后的LDPC码字)，将其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14400比特，共4列。

之后对上述比特交织后的比特流数据(b₀,b₁,...,b_N-1)，根据16QAM星座图，每四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)。例如，输入的四个比特‘1101’对应十进制数为13，则对应到16QAM星座图中的-0.5685-0.3793i的星座点，该星座点在实数轴和虚数轴上的显示为，实数轴-0.5685、虚数轴-0.3793。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，该LDPC的码字以L×L(L通常为320)为子块大小，码表如下：

表1码率1/4N_ldpc＝57600,L×L＝320×320,

Q＝135,M1＝1600,M2＝41600

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M₁+M₂个校验比特即得到N个比特的码字Λ＝(λ₀,λ₁,...,λ_N-1)，其中N＝K+M₁+M₂。Λ又可以表示为， $\mathrm{\Λ}=(s_0,s_1,...,s_{K-1},p_0,p_1,...,p_{M_1+M_2-1}).$

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,...,M₁+M₂-1

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1码率1/4，码长57600的码表为例：

由于其第一行数字为：

42649712257755113121736717888218922396825071360193901739063

$p_{426}=p_{426}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{497}=p_{497}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{1225}=p_{1225}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,......,$

$p_{39017}=p_{39017}\⊕{\mathrm{\λ}}_0,p_{39063}=p_{39063}\⊕{\mathrm{\λ}}_0.$

3)对于接下来的L-1个信息比特，(通常L＝320)，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：

$y=\left\{\begin{array}{c}(x+m\&times;Q_1)\mathrm{mod}{M}_1\mathrm{ifx}<M_1\\ M_1+\left\{(x-M_1+m\&times;Q_2)\mathrm{mod}{M}_2\right\}\mathrm{ifx}>M_1\end{array}\right.$

其中，x是指与λ₀相关的校验位地址，举表1为例，x即码表中第一行的数字42649712257755113121736717888218922396825071360193901739063。而

举表1的码字为例子，

$Q_1=\frac{M_1}{L}=\frac{1600}{320}=5,Q_2=\frac{M_2}{L}=\frac{41600}{320}=130.$

$p_{431}=p_{431}\&CirclePlus;{\mathrm{\&lambda;}}_1,p_{502}=p_{502}\&CirclePlus;{\mathrm{\&lambda;}}_1,p_{1230}=p_{1230}\&CirclePlus;{\mathrm{\&lambda;}}_1,......,$

$p_{39147}=p_{39147}\&CirclePlus;{\mathrm{\&lambda;}}_1,p_{39193}=p_{39193}\&CirclePlus;{\mathrm{\&lambda;}}_1.$

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,...,M₁-1

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；

步骤S22：将所述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。

通过上述的LDPC的编码、交织及调制方式，可以使系统在AWGN信道下的门限达到1.07，在瑞利衰落信道下的门限达到2.30，可以有效地增加覆盖率。

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 (7)

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码字按列顺序写入存储空间并按行顺序从该存储空间内读出，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，所述比特交换图案和所述星座图都与不同码率的LDPC码表相对应。

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320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57600比特、码率为1/4；码表为：

相应的比特交换图案为：3882656421164881096568171145125150591407173119342628176961102235451241659127630137785179154163331166711260171274013510410349201361024710017744161061553216953524310792175057466614125111117146120951581551301219386311591442419729481877314581281129915468156138126621422741142168971701317498108129122771813416637152118370998915390113161105143151806116713917914752310113263394869151042115149501331727585368441178711231317483160157162148

相应的星座图为：

星座点 复数符号 0 0.3793+0.5685i 1 0.5685+0.3793i 2 0.5940+1.0863i 3 1.0863+0.5940i 4 -0.3793+0.5685i 5 -0.5685+0.3793i 6 -0.5940+1.0863i 7 -1.0863+0.5940i 8 0.3793-0.5685i 9 0.5685-0.3793i 10 0.5940-1.0863i 11 1.0863-0.5940i 12 -0.3793-0.5685i 13 -0.5685-0.3793i

14 -0.5940-1.0863i 15 -1.0863-0.5940i

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，所述按列顺序的数目为4列。

6.一种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。

7.如权利要求6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，所述按行写入并按列顺序读出的列数为4列，得到第三次比特解交织后的比特软值数据。