CN105872605B - 基于叠加编码的信令编码调制方法及解调译码方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于叠加编码的信令编码调制方法及信令解调译码方法,其特征在于，包括以下步骤：信令信号的前M_H个元素是通过高级信令信号和低级信令信号相正交叠加得到的，而后部M_L‑M_H个元素直接采用低级信令信号，在发送端中低级信令信号的前段部采用能与高级信令信号的元素相正交叠加的一维调制方式，接收端利用预定分离规则可分离出与前M_H个元素相对应的高级信令信号和第一部分低级信令信号，通过由高级信令信号解析出的低级信号的比特数和编码解调方式，再与提取出的第二部分低级信令信号进行拼接组合译码得到低级信令，因此不需要重构高级信令信号又再将其消除即可分离、再拼接译码实现对低级信令的解调译码，有效地降低复杂度。

Description

基于叠加编码的信令编码调制方法及解调译码方法

技术领域

本发明涉及编码传输领域，特别涉及一种基于叠加编码的信令编码调制方法及解调译码方法。

背景技术

随着业务运营的要求越来越高，在需要同时广播不同服务质量(QoS)的业务的场景下，叠加编码(superposition coding)是一种有效提高总体信道容量的技术。

叠加编码技术的通常应用为：在发射端的调制编码方法为，首先对有不同服务质量的若干个业务分别进行编码调制，然后给这若干个经过编码调制的信号分别乘以不同的功率因子，最后叠加在一起。相对应的，在接收端的解调译码方法为，首先将具有最大功率因子的那一层信号视为数据，而将其他层信号视为噪声，因而先对具有最大功率因子的一层进行解调译码，得出其信息比特，随后恢复出这一层经过编码调制的信号，再将所恢复出的信号其从接收到的信号中减去，这样就得到了除了具有最大功率因子的那一层信号之外的其他所有层的信号的叠加。以此类推，就可以对所有层的信号进行解调译码。

所以，叠加编码技术在实际应用中存在着如下限制：

为了对某一层业务进行解调译码，接收端必须首先对功率因子大于该层业务的所有业务进行解调、译码和消除，随之而来引起了进一步的问题，也就是，针对大于该层的所有业务信号的重构和消除步骤，显然增加了额外复杂度。

另外，在现有DVB-T2标准中，广播业务是由一个个DVB-T2帧来承载的。而每一个DVB-T2帧都包含有信令信号以指示其承载的业务的参数。DVB-T2采用了分级的信令结构，每个DVB-T2帧包含前导信令P1、高级信令L1-Pre和低级信令L1-Post。前导信令包含了接收端为了成功对高级信令进行解调译码所必须的信息，而前导信令与高级信令包含了接收端为了成功对低级信令进行解调译码所必须的信息。针对这高级信令L1-Pre和低级信令L1-Post的编码，现有的处理方法仅是将这二者进行直接地顺次拼接，并且由于高级信令L1-Pre需要极低的接收门限因而会较固定地采用类似BPSK的一维调制方式，存在着这样一种前提条件，然而已有技术中却忽略了，从未考虑利用这前提条件来减少复杂度。

发明内容

本发明解决的问题是：现有高级信令和低级信令的叠加编码方式忽略了高级信令会较固定地采用一维调制方式这样一种前提条件，那么，在为了对某一层业务进行解调译码时针对大于该层的所有业务信号的重构和消除步骤，会显然增加额外的复杂度。

可选的，物理帧中还含有用于指示高级信令b_H和低级信令b_L是否进行叠加编码的叠加指示字段S_SP。

可选的，当物理帧承载有前导信令并且叠加指示字段S_SP被设置在该前导信令中时，则高级信令信号在未进行叠加编码情况下和在进行叠加编码情况下的编码调制方式可相同或可不同。

可选的，当物理帧未承载有前导信令时或者当物理帧承载有前导信令但叠加指示字段S_SP未被设置在前导信令中时，则叠加指示字段S_SP被设置在高级信令中且高级信令信号在未进行叠加编码情况下和在进行叠加编码情况下一定采用相同编码调制方式。

可选的，高级信令信号具有的长度、调制方式是固定的；前段部所具有的长度是基于高级信令信号而固定，所具有的一维调制方式的具体阶数由低级信令信号的比特数和门限值来确定，后段部所具有的长度、调制方式是可变的，该后段部采用的调制方式与前段部的可相同或不相同。

可选的，低级信令信号的前段部所采用的一维调制方式和高级信令信号所采用的一维调制方式是以下：互相正交叠加的BPSK和BPSK、BPSK和4PAM、BPSK和8PAM以及BPSK和16PAM中任意一个组合。

可选的，当后段部所采用的调制方式与前段部不相同时，则后段部采用二维调制方式。

本发明实施例还提供了一种基于叠加编码的信令解调译码方法，其特征在于，包括以下步骤：从上述信令编码调制方法的基带波形中提取出与信令信号中前M_H个元素相一一对应的第一部分信令信号和相应的第一信道信息以及第一噪声方差估计值；将第一部分信令信号、第一信道信息和第一噪声方差估计值按照预定分离规则分离为分别与前M_H个元素相对应的高级信令信号和第一部分低级信令信号；将高级信令信号解映射为相对应的高级对数拟然比LLR_H，再译码得到高级信令；将所分离得到的第一部分低级信令信号和第一信道信息、第一噪声方差估计值进行解映射为第一对数似然比从高级信令中获得的低级信令的比特数M_L和编码调制方式；从上述信令编码调制方法的基带波形中提取出与信令信号的后M_L-M_H个元素相一一对应的第二部分信令信号和相应的第二信道信息以及第二噪声方差估计值；将第二部分信令信号、第二信道信息和第二噪声方差估计值进行解映射，得到第二对数似然比将所得的第一对数似然比和第二对数似然比进行拼接，得到组合对数似然比LLR_L；以及对组合对数似然比LLR_L进行译码得到低级信令b_L。

可选的，预定分离规则为：针对所提取出的第一部分信令信号中第k个元素第一信道信息h_A中第k个元素h_k、和第一噪声方差估计值中第k个元素第一部分信令信号中的噪声部分n_k表示为将h_k ^*乘以得到

可分离开与前M_H个元素相对应的高级信令信号s_H,k和第一部分低级信令信号s_L,k。

与现有技术相比，本发明技术方案具有以下有益效果：

根据本发明所涉及的基于叠加编码的信令编码调制方法及解调译码方法，因为发送端按照预定叠加编码公式进行叠加编码能有效地提高频谱效率，且进一步的有益效果是，由于信令信号的前M_H个元素是通过高级信令信号和低级信令信号相正交叠加得到的，而后部M_L-M_H个元素直接采用低级信令信号，在发送端中低级信令信号的前段部采用能与高级信令信号的元素相正交叠加的一维调制方式，在接收端中则利用预定分离规则可较直接简单地分离出与前M_H个元素相对应的高级信令信号和用于低级信令信号的第一部分低级信令信号，通过由高级信令信号解析出的低级信号的比特数和编码解调方式，再与提取出的第二部分低级信令信号进行拼接组合译码得到低级信令，因此，在此过程中，接收端不需要重构高级信令信号然后又转而再将其消除就可以直接分离、再拼接译码实现对低级信令的解调译码，大大有效地降低了复杂度。

附图说明

图1是本发明的具体实施方式中基于叠加编码的信令编码调制方法的流程示意图；

图2是本发明的具体实施方式中发射端的信令编码调制的示意框图；

图3(a)是本发明的具体实施方式的物理帧中高级信令信号和模式一下低级信令信号的叠加结构示意图；

图3(b)是本发明的具体实施方式的物理帧中高级信令信号和模式二下低级信令信号的叠加结构示意图；

图3(c)是本发明的具体实施方式的物理帧中高级信令信号和模式三下低级信令信号的叠加结构示意图；

图4(a)是本发明的具体实施方式中存在前导信令情况下采用叠加编码时高级信令信号和低级信令信号的结构示意图；

图4(b)是本发明的具体实施方式中存在前导信令情况下不采用叠加编码时高级信令信号和低级信令信号的结构示意图；

图5(a)是本发明的具体实施方式中不存在前导信令情况下采用叠加编码时高级信令信号和低级信令信号的结构示意图；

图5(b)是本发明的具体实施方式中不存在前导信令情况下不采用叠加编码时高级信令信号和低级信令信号的结构示意图；

图6是本发明的具体实施方式中基于叠加编码的信令解调译码方法的流程示意图；以及

图7是本发明的具体实施方式中接收端的信令编解调译码的示意框图。

具体实施方式

发明人发现现有技术中，现有高级信令和低级信令的叠加编码方式忽略了高级信令会较固定地采用一维调制方式这样一种前提条件，那么，在为了对某一层业务进行解调译码时针对大于该层的所有业务信号的重构和消除步骤，会显然增加额外的复杂度。

针对上述问题，发明人经过研究，提供了一种基于叠加编码的信令编码调制方法及解调译码方法，由于信令信号的前M_H个元素是通过高级信令信号和低级信令信号相正交叠加得到的，而后部M_L-M_H个元素直接采用低级信令信号，在发送端中低级信令信号的前段部采用能与高级信令信号的元素相正交叠加的一维调制方式，在接收端中则利用预定分离规则可较直接简单地分离出与前M_H个元素相对应的高级信令信号和用于低级信令信号的第一部分低级信令信号，通过由高级信令信号解析出的低级信号的比特数和编码解调方式，再与提取出的第二部分低级信令信号进行拼接组合译码得到低级信令，因此，在此过程中，接收端不需要重构高级信令信号然后又转而再将其消除就可以直接分离、再拼接译码实现对低级信令的解调译码，大大有效地降低了复杂度。

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。

本发明实施例提供了一种基于叠加编码的信令编码调制方法。如图1所示是本发明的具体实施方式中信令编码调制方法的流程示意图。

参考图1，基于叠加编码的信令编码调制方法，每一个物理帧(例如DVB-T2系统中的DVB-T2帧)中都需要承载有一组高级信令b_H以及一组低级信令b_L，该信令的编码调制方法包括如下步骤：

步骤S12：将信令信号s与其他信令以及数据信号进行组合并调制，得到物理帧的基带波形。

其中，高级信令信号为M_H个元素的实数序列，均采用一维调制方式。

低级信令信号为M_L个元素的复数序列，该低级信令信号被分成前M_H个为实数的前段部和后M_L-M_H个为复数的后段部，前段部采用能与高级信令信号的元素相正交叠加的一维调制方式。

在该信令编码调制方法中，低级信令b_L至少包含：物理帧所承载的每个业务(例如DVB-T2系统中的PLP)所分别采用的编码调制方式。

高级信令b_H包含：用于指示低级信令的比特数的低级长度指示字段；用于指示所述前段部的调制方式的前段调制指示字段；和用于指示所述后段部的调制方式的后段调制指示字段。

本方法仅适用于M_H≤M_L的情况，也就是，高级信令信号s_H中的元素数量M_H小于等于低级信令信号s_L中的元素数量M_L。

图2是本发明的具体实施方式中发射端的信令编码调制的示意框图。

如图2所示，针对分级信令结构中的高级信令和低级信令，分别进行编码调制后，再将所得到高级信令信号和低级信令信号按照预定叠加编码规则进行叠加编码得到信令信号，进一步地，将信令信号与其他信令以及数据信号进行组合并调制，得到物理帧的基带波形。

图3(a)、图3(b)以及图3(c)分别是本发明的具体实施方式的物理帧中高级信令信号和分别在模式一下、模式二下以及模式三下的低级信令信号的叠加结构示意图。

由图3可知，信令信号通过高级信令信号和低级信令信号按照预定叠加公式而形成，前M_H个元素是通过高级信令信号和低级信令信号相正交叠加得到的，而后部M_L-M_H个元素则是直接采用低级信令信号。

高级信令信号具有的长度、调制方式，相对来说均是较固定的，例如本实施例中采用BPSK一维调制方式以及编码为2200长度。

通过图3(a)、图3(b)以及图3(c)进一步观察可知，低级信令信号被分为了前段部和后段部，该前段部和后段部在图中分别利用“低级信令信号A”和“低级信令信号B”来表示。

针对低级信令信号中前段部即“低级信令信号A”，所具有的长度是基于高级信令信号而固定，而该前段部的调制方式采用的是相正交叠加的一维调制方式，那该一维调制方式的具体阶数是基于低级信令信号的比特数、门限值来确定的，例如采用BPSK或4PAM或8PAM或16PAM。

针对低级信令信号中后段部即“低级信令信号B”，所具有的长度、调制方式是可变的，该后段部采用的调制方式与前段部的调制方式可以相同，也可以不相同。

当后段部所采用的调制方式与前段部相同时，则后段部也采用与前段部相一致的一维调制方式。

当后段部所采用的调制方式与前段部不相同时，则后段部采用二维调制方式，本实施例中，由图3(a)、图3(b)、图3(c)分别可知，该二维调制方式可以为QPSK或者16QAM或者64QAM，本发明对具体阶数不作限制。

另外，在信号的比特数长度方面，由图可知，低级信令信号的长度M_L被为前段部长度(如图中所示0≤k＜M_H)加上后段部长度(如图中所示M_H≤k＜M_L)，也就是，将与高级信令信号相对应一致的前段部长度2200个拼接加上后段部的长度，例如本实施例图3(a)中50个/图3(b)中100个/图3(c)中200个。

针对低级信令信号的前段部和高级信令信号之间的调制方式的组合关系，不仅仅是例如图3(a)、图3(b)中的BPSK和BPSK及图3(c)中的BPSK和4PAM这三种调制方式组合情况，在本发明中，还可以是以下几种情况：低级信令信号的前段部所采用的一维调制方式和高级信令信号所采用的一维调制方式是以下：互相正交叠加的BPSK和BPSK、BPSK和4PAM、BPSK和8PAM以及BPSK和16PAM中任意一个组合。作进一步解释，当高级信令信号采用BPSK或4PAM或8PAM或16PAM时，前段部可采用的相一致的也可采用不相一致的一维调制方式，满足相正交叠加的关系即可。

物理帧中还含有叠加指示字段S_SP，该S_SP用于指示高级信令b_H和低级信令b_L是否采用上述如图1所示的信令调制编码方法进行叠加编码。

如图4(a)给出了，物理帧中存在前导信令情况下采用叠加编码时高级信令信号和低级信令信号的结构情况。此时，高级信令信号和低级信令信号按照上述本实施例中的信令叠加方法进行叠加，该叠加指示字段S_SP被设置在该前导信令中，另外，高级信令信号的所采用的编码调制方式利用S_H1表示。

如图4(b)给出了，物理帧中存在前导信令情况下不采用叠加编码时高级信令信号和低级信令信号的结构情况。此时，高级信令信号和低级信令信号进行直接顺次拼接，该叠加指示字段S_SP被设置在该前导信令中，另外，高级信令信号的所采用的编码调制方式利用S_H2表示。

因而，结合图4(a)和图4(b)来看，当物理帧承载有前导信令并且叠加指示字段S_SP被设置在该前导信令中时，则高级信令信号在未进行叠加编码情况下和在进行叠加编码情况下的编码调制方式可相同或可不同。

图5(a)给出了，物理帧中不存在前导信令情况下采用叠加编码时高级信令信号和低级信令信号的结构情况。此时，该叠加指示字段S_SP被设置在高级信令信号中，高级信令信号的所采用的编码调制方式利用S_H3表示，高级信令信号和低级信令信号按照上述本实施例中的信令叠加方法进行叠加。

图5(b)给出了，物理帧中不存在前导信令情况下不采用叠加编码时高级信令信号和低级信令信号的结构情况。此时，该叠加指示字段S_SP被设置在高级信令信号中，高级信令信号的所采用的编码调制方式利用S_H3表示，而高级信令信号和低级信令信号进行直接顺次拼接。

因而，结合图5(a)和图5(b)来看，当采用未进行叠加编码和采用叠加编码这两种方案中的高级信令信号s_H的编码调制方式完全相同时，也可以将S_SP包含在高级信令中。这样，接收端可以通过对高级信令的解调译码与信令解析得到S_SP，再对低级信令进行解析。总结概述的说就是，当物理帧未承载有前导信令时，则高级信令信号在未进行叠加编码情况下和在进行叠加编码情况下一定采用相同编码调制方式并且叠加指示字段S_SP被设置在高级信令中。

除了图4(a)4(b)，图5(a)5(b)所示的四种情况，本实施例还提供一种图中未显示的情况，就是，当物理帧承载有前导信令但叠加指示字段S_SP未被设置在前导信令中时，则叠加指示字段S_SP就会被设置在高级信令中，这时，高级信令信号在未进行叠加编码情况下和在进行叠加编码情况下一定采用相同编码调制方式。

需说明的是，在本发明中当可确定物理帧中仅传输未进行叠加编码的高级信令、低级信令，或者仅传输均进行叠加编码的高级信令、低级信令时，物理帧中也可以不承载前导信令，从而也就无需利用上述叠加指示字段S_SP来指示叠加编码方式。

本发明实施例还提供了一种基于叠加编码的信令解调译码方法。图6是本发明的具体实施方式中用于接收端的基于叠加编码的信令解调译码方法的流程示意图。

参考图6，接收端的信令解调译码方法包括如下步骤：

步骤S21：从上述图1、图2所述的发送端所发送的基带波形中，提取出与信令信号s中前M_H个元素相一一对应的第一部分信令信号和相应的第一信道信息以及第一噪声方差估计值其中，是对随机变量(0≤k＜M_H)的方差的估计；

步骤S22：将第一部分信令信号、第一信道信息和第一噪声方差估计值按照预定分离规则分离为分别与前M_H个元素相对应的高级信令信号和第一部分低级信令信号；

步骤S23：将高级信令信号解映射为相对应的高级对数拟然比LLR_H，再译码得到高级信令；

步骤S24：将所分离得到的第一部分低级信令信号和第一信道信息、第一噪声方差估计值进行解映射为第一对数似然比

步骤S25：从高级信令中获得的低级信令的调制编码参数，例如比特数M_L和编码调制方式；

步骤S27：将第二部分信令信号、第二信道信息和第二噪声方差估计值进行解映射，得到第二对数似然比

步骤S28：将所得的第一对数似然比和第二对数似然比进行拼接，得到组合对数似然比LLR_L；以及

步骤S29：对组合对数似然比LLR_L进行译码得到低级信令b_L。

图7是本发明的具体实施方式中信令解调译码的示意框图。通过图7对上述图6中的信令解调译码方法进行具体说明。

如图7所示，根据与信令信号s中前M_H个元素相一一对应，先提取第一部分信令信号、第一信道信息以及第一方差估计值，按照预定分离规则分离出高级信令信号和第一部分低级信令信号。

对于分离得到第一部分低级信令信号的处理，是结合第一信道信息以及第一方差估计值来进行解映射，得到第一对数拟然比。

对于高级信令信号的处理，是将其进行解映射为图中未显示出的高级对数拟然比后，再进行译码为高级信令。

由于高级信令b_H至少包含有：相应的低级信令的比特数与该低级信令所采用的调制方式，所以据此可以得到低级信令信号中复数的数量M_L，由M_L-M_H确定出从基带波形中所提取的后几个元素的数量，从而提取出第二部分信令信号、第二信道信息以及第二方差估计值，再进行解映射得到第二对数拟然比。

将第一对数拟然比和第二对数拟然比进行拼接译码，得到低级信令。

进一步的，图6和图7中所提及的预定分离规则的具体内容为：

针对所提取出的第一部分信令信号中第k个元素第一信道信息h_A中第k个元素h_k、和第一噪声方差估计值中第k个元素第一部分信令信号中的噪声部分n_k表示为将h_k ^*乘以得到

那么，通过以下公式

可分离开与前M_H个元素相对应的高级信令信号s_H,k和第一部分低级信令信号s_L,k。

下面结合具体参数数据来进一步描述本发明中实施例的技术方案。

<实施例一>

本实施例主要说明本发明中的叠加编码在发射端与接收端如何实施。在本实施例中，每个物理帧都会承载两部分信令结构，分别为：高级信令和低级信令。

高级信令所包含的比特个数是一定，为200比特的信息。高级信令通过LDPC编码生成2200比特的LDPC码字。LDPC码字通过BPSK调制为2200个实数s_H。因此，所相应生成的高级信令信号s_H具有的长度、调制方式以及门限值也就是固定的，其中，N_H＝200，M_H＝2200。

低级信令所包含的比特个数在每个物理帧中的情况是可变的，调制方式也是可变的。不失一般性，我们仅举如表1所示的3种模式情况。低级信令的比特个数N_L在模式一下为400bit/在模式二下为500bit/在模式三下为800bit，经过编码调制为低级信令信号，该低级信令信号的长度M_L在模式一下为2250个/在模式二下为2300个在模式三下为2400个。

表1：低级信令信号的调制编码参数

	sL的前MH个元素的调制方式	sL的后ML-MH个元素的调制方式	NL	ML
					模式一	BPSK	QPSK	400	2250
模式二	BPSK	16QAM	500	2300
					模式三	4PAM	64QAM	800	2400

从表1中可以看到，s_L的前M_H个元素的调制方式与s_L的后M_L-M_H个元素的调制方式不同。这样的设计基于两点考虑：第一点，s_L的前M_H个元素的调制方式必须是一维的，这样与s_H的一维元素才能正交叠加；第二点，由于s_L的前M_H个元素与s_H叠加，而s_L的后M_L-M_H个元素没有叠加，因此为了达到最优的频谱效率，s_L的前M_H个元素需要更鲁棒，亦即更低阶的调制阶数。

将表1中所示的模式二与现有技术(DVB-T2中将高低级信令直接拼接的方法)相比，在高级信令信号与低级信令信号总共占用的符号数不变(2300个)，且高级信令与低级信令所传输的比特数不变(分别为200bit与500bit)的情况下，在AWGN信道下，本发明的高级信令的接收门限与现有技术的接收门限几乎相同，但低级信令的接收门限能降低1dB以上。

在本实施例中，针对高级信令的编码调制模式，编码方式为LDPC码编码、调制方式为BPSK，N_H＝200，M_H＝2200，这些方式和数值是固定的。

另外，图中未显示的，高级信令包含：用于指示低级信令的比特数的低级长度指示字段S_{N_L}(本实施例中占13bit)；用于指示所述前段部的调制方式的前段调制指示字段S_{MOD1_L}(本实施例中占1bit)；和用于指示所述后段部的调制方式的后段调制指示字段S_{MOD2_L}(本实施例中占2bit)。

因而，就通过这些低级长度指示字段S_{N_L}、前段调制指示字段S_{MOD1_L}以及后段调制指示字段S_{MOD2_L}，从高级信令b_H中解析出相应的低级信令的比特数与该低级信令所采用的调制方式，再由M_L-M_H确定出从基带波形中所提取的后几个元素的数量。

在本实施例中，针对表1中低级信令三种模式的编码调制，下文将进行详细描述。

发射端对于高级信令，首先使200比特的高级信令b_H经过LDPC编码得到长度为2200比特的LDPC码字，然后通过BPSK映射将其映射为长度为2200的实数序列s_H，其中BPSK的映射方法为将值为0的比特映射为实数1，将值为1的比特映射为实数-1。

发射端对于低级信令，当低级信令的编码调制采用模式一时，首先使400比特的低级信令经过LDPC编码得到长度为2300比特的LDPC码字。然后通过BPSK映射将前2200个比特映射为2200个实数，将其后100个比特以2个为一组分为50组比特元组，再通过QPSK映射将这50组元组映射为50个复数，其中QPSK的映射方法为将值分别为”00”、”01”、”10”和”11”的比特元组映射为复数和最后将这个2200个实数和50个复数拼接为长度为2250的序列s_L。

当低级信令的编码调制采用模式二时，首先使500比特的低级信令经过LDPC编码得到长度为2600比特的LDPC码字。然后通过BPSK映射将前2200个比特映射为2200个实数，将其后400个比特以4个为一组分为100组比特元组，再通过16QAM映射将这100组元组映射为100个复数。最后将这个2200个实数和100个复数拼接为长度为2300的序列s_L。

当低级信令的编码调制采用模式三时，首先使800比特的低级信令经过LDPC编码得到长度为5600比特的LDPC码字。然后将前4400个比特2个为一组分为2200组比特元组，再通过4PAM将其映射为2200个实数，其中4PAM的映射方法将值分别为”00”、”01”、”10”和”11”的比特元组映射为复数 和将其后1200个比特以6个为一组分为200组比特元组，再通过64QAM映射将这200组元组映射为200个复数。最后将这个2200个实数和200个复数拼接为长度为2400的序列s_L。

在模式一下，将s_H乘以α_H＝0.87和s_L的前2200个元素乘以α_L＝0.49正交相加，并将s_L余下的后几个元素拼接到其后，最后得到信令信号s，并将其插入物理帧中。以s中的第0个元素s₀为例，当高级信令的值为1而低级信令的值为0时，通过上述模式一中BPSK进行比特映射，则实数s_H,0＝1而实数s_L,0＝-1，由上述预定叠加公式可知s₀＝0.87s_H,0+j0.49s_L,0＝0.87-j0.49。再以s中的第2200个元素s₂₂₀₀为例，根据上述预定叠加公式可知s₂₂₀₀＝s_L,2200。

本实施例中，接收端的信令的解调译码方法，对其预定分离规则进行说明：

从上述信令的编码调制方法中基带波形中提取出与信令信号中前M_H个元素相一一对应的第一部分信令信号和相应的第一信道信息h_A以及第一噪声方差估计值

将第一部分信令信号第一信道信息h_A和第一噪声方差估计值按照预定分离规则分离为分别与前M_H个元素相对应的高级信令信号和第一部分低级信令信号，

具体地，以中的第一个元素h_A中的第一个元素h₀和中的第一个元素为例，我们将是中的噪声部分，而是对其方差的估计，将h₀ ^*乘以得到

那么

顺次相同原理地，对中后续第二个等其它元素、h_A中的第二个等其它元素和中的第二个等其它元素进行依次提取分离处理，在此省略重复的说明，就可通过h_A和简单地分离开得到高级信令信号s_H,0与第一部分低级信令信号s_L,0。

那么高级信令的获得，就通过分离得到的高级信令信号进行解映射译码。

那么低级信令的获得，如前所述，分解出中的与低级信令信号相关的第一部分低级信令信号s_L,0。根据第一部分低级信令信号s_L,0和第一信道信息h_A、第一噪声方差估计值进行解映射，得到第一对数似然比

根据由高级信令所解析到的低级信令的比特数M_L和编码调制方式，将提取的第二部分信令信号第二信道信息h_B和第二噪声方差估计值进行解映射，得到第二对数似然比

将所得的第一对数似然比和第二对数似然比进行拼接，得到组合对数似然比LLR_L；以及

对组合对数似然比LLR_L进行译码得到低级信令b_L。

接下来，通过图4(a)和图4(b)，主要说明如何利用前导信令来指示是否采用叠加编码。在本实施例中，每个物理帧都会承载三部分信令结构，分别为：前导信令、高级信令和低级信令。

前导信令中包含了指示字段S_SP来指示高级信令和低级信令是否采用了叠加编码。高级信令始终包含200比特信息。

在发射端，当不采用叠加编码时，高级信令信号s_H的长度为1800，低级信令信号s_L将会直接拼接到s_H之后。当采用叠加编码时，高级信令信号s_H的长度为2200，低级信令信号s_L的前2200个符号会正交叠加到s_H上，而余下的符号会拼接到这2200个符号之后。

在接收端，首先需要解析前导信令，从中得到叠加指示字段S_SP。

当S_SP指示不采用叠加编码时，首先从基带信号中提取对应于发射端高级信令信号s_H的1800个符号与信道信息，解调出高级信令b_H。然后从高级信令中获得低级信令的调制编码信息并进一步提取与发射端的低级信令s_L相对应的符号与信道信息，最后解调出低级信令b_L。

当S_SP指示采用叠加编码时，首先从基带信号中提取对应于发射端信令信号s的前2200个符号的符号与信道信息，解调出高级信令b_H。然后从高级信令中获得低级信令的调制编码信息并进一步提取与发射端的低级信令s_L相对应的符号与信道信息，最后解调出低级信令b_L。

接下来，通过图5(a)和图5(b)主要说明如何利用高级信令指示是否采用叠加编码。在本实施例中，每个物理帧都会承载两部分信令结构，分别为：高级信令和低级信令。

高级信令中包含了指示字段S_SP来指示高级信令和低级信令是否采用了叠加编码。高级信令始终包含200比特信息。高级信令信号s_H的长度始终为2200。

在发射端，当不采用叠加编码时，低级信令信号s_L将会直接拼接到s_H之后。当采用叠加编码时，低级信令信号s_L的前2200个符号会正交叠加到s_H上，而余下的符号会拼接到这2200个符号之后。

在接收端，首先从基带信号中提取对应于发射端高级信令信号s_H的2200个符号与信道信息，解调出高级信令b_H。然后从中获得S_SP与低级信令的调制编码信息，并提取与发射端的低级信令s_L相对应的符号与信道信息，最后解调出低级信令b_L。

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 (9)

1.一种信令信号叠加编码方法,物理帧中承载有高级信令b_H和低级信令b_L，其特征在于，包括以下步骤：

将对高级信令b_H和低级信令b_L分别编码调制而得到的高级信令信号s_H和低级信令信号s_L按照预定叠加公式进行叠加编码，α_H与α_L为预定功率因子，得到包含M_L个复数的信令信号以及

将信令信号s与其他信令以及数据信号进行组合并调制，得到所述物理帧的基带波形，

其中，高级信令信号为M_H个元素的实数序列，均采用一维调制方式，

低级信令信号为M_L个元素的复数序列，被分成前M_H个为实数的前段部和后M_L-M_H个为复数的后段部，

所述前段部采用能与高级信令信号的元素相正交叠加的一维调制方式，

所述高级信令包含：用于指示低级信令的比特数的低级长度指示字段；用于指示所述前段部的调制方式的前段调制指示字段；和用于指示所述后段部的调制方式的后段调制指示字段。

2.如权利要求1所述的信令信号叠加编码方法，其特征在于：

其中，当可确定物理帧中仅传输未进行叠加编码的高级信令、低级信令，或者仅传输均进行叠加编码的高级信令、低级信令时，物理帧中可不承载前导信令，无需利用叠加指示字段S_SP来指示叠加编码方式，

所述物理帧中承载有前导信令并且叠加指示字段S_SP被设置在该前导信令中时，叠加指示字段S_SP用于指示高级信令信号s_H和低级信令信号s_L是否进行所述叠加编码。

3.如权利要求2所述的信令信号叠加编码方法，其特征在于：

其中，当所述物理帧承载有前导信令并且所述叠加指示字段S_SP被设置在该前导信令中时，则高级信令信号在未进行叠加编码情况下和在进行叠加编码情况下的编码调制方式可相同或可不同。

4.如权利要求2所述的信令信号叠加编码方法，其特征在于：

其中，当所述物理帧未承载有前导信令时或者当物理帧承载有前导信令但所述叠加指示字段S_SP未被设置在前导信令中时，则所述叠加指示字段S_SP被设置在高级信令中且高级信令信号在未进行叠加编码情况下和在进行叠加编码情况下一定采用相同编码调制方式。

5.如权利要求1所述的信令信号叠加编码方法，其特征在于：

所述高级信令信号具有的长度、调制方式是固定的；

所述前段部所具有的长度是基于高级信令信号而固定，所具有的一维调制方式的具体阶数由低级信令信号的比特数和门限值来确定，

所述后段部所具有的长度、调制方式是可变的，该后段部采用的调制方式与所述前段部的可相同或不相同。

6.如权利要求5所述的信令信号叠加编码方法，其特征在于：

其中，所述低级信令信号的前段部所采用的一维调制方式和所述高级信令信号所采用的一维调制方式是以下：

互相正交叠加的BPSK和BPSK、BPSK和4PAM、BPSK和8PAM以及BPSK和16PAM中任意一个组合。

7.如权利要求5所述的信令信号叠加编码方法，其特征在于：

其中，当所述后段部所采用的调制方式与所述前段部不相同时，则所述后段部采用二维调制方式。

8.一种基于叠加编码的信令解调译码方法，其特征在于，包括以下步骤：

从权利要求1所述的基带波形中提取出与信令信号中前M_H个元素相一一对应的第一部分信令信号和相应的第一信道信息以及第一噪声方差估计值；

将第一部分信令信号、第一信道信息和第一噪声方差估计值按照预定分离规则分离为分别与所述前M_H个元素相对应的高级信令信号和第一部分低级信令信号；

将高级信令信号解映射为相对应的高级对数拟然比LLR_H，再译码得到高级信令；

将所分离得到的第一部分低级信令信号和第一信道信息、第一噪声方差估计值进行解映射为第一对数似然比

从高级信令中获得的低级信令的元素数量M_L和编码调制方式；

从权利要求1所述的基带波形中提取出与信令信号的后M_L-M_H个元素相一一对应的第二部分信令信号和相应的第二信道信息以及第二噪声方差估计值；

将第二部分信令信号、第二信道信息和第二噪声方差估计值进行解映射，得到第二对数似然比

将所得的第一对数似然比和第二对数似然比进行拼接，得到组合对数似然比LLR_L；以及

对组合对数似然比LLR_L进行译码得到所述低级信令b_L。

9.如权利要求8所述的信令解调译码方法，其特征在于：

其中，所述预定分离规则为：

针对所提取出的所述第一部分信令信号中第k个元素所述第一信道信息h_A中第k个元素h_k、和所述第一噪声方差估计值中第k个元素第一部分信令信号中的噪声部分n_k表示为将h_k ^*乘以得到

那么，通过以下公式

可分离开与所述前M_H个元素相对应的所述高级信令信号s_H,k和所述第一部分低级信令信号s_L,k，其中，α_H表示高级信令信号进行叠加时的功率因子，α_L表示低级信令信号进行叠加时的功率因子。