CN107248904A - 一种基于联合编码的ldpc码差错控制方法 - Google Patents

一种基于联合编码的ldpc码差错控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107248904A
CN107248904A CN201710635920.4A CN201710635920A CN107248904A CN 107248904 A CN107248904 A CN 107248904A CN 201710635920 A CN201710635920 A CN 201710635920A CN 107248904 A CN107248904 A CN 107248904A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sequence
information
old
inform ation
soft inform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710635920.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107248904B (zh
Inventor
费泽松
张竞文
贾岱
黄靖轩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Technology BIT
Original Assignee
Beijing Institute of Technology BIT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Technology BIT filed Critical Beijing Institute of Technology BIT
Priority to CN201710635920.4A priority Critical patent/CN107248904B/zh
Publication of CN107248904A publication Critical patent/CN107248904A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107248904B publication Critical patent/CN107248904B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H04L1/18—Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
    • H04L1/1812—Hybrid protocols; Hybrid automatic repeat request [HARQ]
    • H04L1/1819—Hybrid protocols; Hybrid automatic repeat request [HARQ] with retransmission of additional or different redundancy
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/0061—Error detection codes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/0071—Use of interleaving
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H04L1/1607—Details of the supervisory signal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H04L1/18—Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
    • H04L1/1867—Arrangements specially adapted for the transmitter end
    • H04L1/1874—Buffer management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)

Abstract

本发明一种基于联合编码的LDPC码差错控制方法，属于信道编码和差错控制技术领域。在IR‑HARQ机制失败的情况下启用，通过对传输失败的旧数据包和即将传输的新数据包进行联合编译码，在新数据包的校验信息中添加与旧数据包的关联，利用新数据包的纠错性能实现对旧数据包的进一步检错与纠错，能较大程度避免ARQ重传的发生，降低系统传输时延，提高系统的吞吐量和可靠性，使传输保持较好的连贯性和实时性。

Description

一种基于联合编码的LDPC码差错控制方法
技术领域
本发明涉及一种LDPC码差错控制方法，特别涉及一种基于联合编码的LDPC码差错控制方法，属于信道编码和差错控制技术领域。
背景技术
在无线通信中，最常用的两种差错控制方式为前向纠错(Forward ErrorCorrection,FEC)编码和自动重传请求(Automatic Repeat reQuest,ARQ)。FEC通过在信息位后增加一定长度的校验位提高接收端的检错和纠错能力，但信息冗余度大，编码效率较低且实现复杂度比较大；ARQ技术利用CRC校验判断接收数据包的正确性，并向发送端发送相应的ACK/NACK应答信息，编译码设备简单，易于实现，但信道条件差的情况下信息传送的连贯性和实时性较差。因此，大多数无线通信系统都将FEC和ARQ混合使用，即混合自动重传请求(Hybird Automatic Repeat reQuest,HARQ)。在HARQ机制中，码字可以在一定范围内自动纠错，若超出了纠错能力范围，则要求发送端进行数据重传。
相比LTE，5G对信息传输的可靠性和实时性提出了更高的要求。5G要求支持0.1～1Gbps的用户体验速率、毫秒级的端到端时延以及<10-5的分组丢失率(某些极端场景下甚至要求<10-9)，追求人与人之间极致的通信质量。作为5G的三大应用场景之一，增强移动宽带(enhanced Mobile BroadBand,eMBB)场景以LDPC码为业务数据信道编码方案，要求实现高数据传输速率、高可靠性、高系统容量以及高频谱效率等众多目标。
5G要求支持软合并(Chase Combing,CC)和增量冗余(Incremental Redundancy,IR)两种HARQ方式，且以IR-HARQ为主。CC-HARQ中发送端重传的数据包与首传数据包完全相同，接收端将原数据包与重传数据包进行软合并处理后进行译码；IR-HARQ中重传的数据包含首传数据包所没有的增量冗余信息，接收端将重传的增量冗余信息与缓存器中的原数据合并后再进行译码。IR-HARQ由于增加了新的冗余校验位帮助译码，故纠错能力增强，在低信噪比的信道环境中具有很好的性能。
尽管IR-HARQ机制提高了码字的纠错能力，增加了系统吞吐量，但还是会存在多次重传后仍译码失败的情况。IR-HARQ机制中，若达到最大重传次数时数据包仍未通过CRC校验，则判定该数据包丢失，导致系统可靠性下降；若想重新获取该数据包的信息，则发送端需进行ARQ重发，但会导致传输时延明显增加，降低用户体验速率。本发明致力于克服上述IR-HARQ机制无法在最大重传次数内完成正确译码时对系统性能造成的影响，提出一种基于联合编码的LDPC码差错控制方法。
发明内容
本发明针对上述IR-HARQ机制失败后存在的问题，提出了一种基于联合编码的LDPC码差错控制方法。本发明在IR-HARQ机制失败的情况下启用，通过对传输失败的旧数据包和即将传输的新数据包进行联合编译码，在新数据包的校验信息中添加与旧数据包的关联，实现对旧数据包的进一步检错与纠错，减少ARQ重发的次数，降低传输时延，提高系统的吞吐量和可靠性。
一种基于联合编码的LDPC码差错控制方法，其特征在于：在IR-HARQ机制失败的情况下启用，通过对传输失败的旧数据包和即将传输的新数据包进行联合编译码，在新数据包的校验信息中添加与旧数据包的关联，实现对旧数据包的进一步检错与纠错，减少ARQ重发的次数，降低传输时延，提高系统的吞吐量和可靠性；通过以下步骤实现：
本发明所依托的系统采用软判决；
步骤1、接收端将传输失败的旧码字序列信息位对应的软信息序列存储在缓存器中，并向发送端发送NACK；
步骤2、发送端为即将传输的新信息序列添加CRC校验信息，并将已添加CRC校验的旧信息序列拼接于新信息序列后，生成拼接信息序列；
其中，已添加CRC校验的旧信息序列对应于步骤1中传输失败的旧码字序列信息位；
步骤3、发送端根据步骤2中拼接信息序列的长度确定扩展因子的大小并选择合适的基础矩阵，进而生成联合扩展校验矩阵；
步骤4、发送端利用步骤3生成的联合扩展校验矩阵对步骤2输出的拼接信息序列进行编码得到新码字序列；
步骤5、发送端将对应于基础矩阵前两列的新信息序列和所有的旧信息序列作为打孔位处理，将剩余的码字序列存入缓存器中；
其中，基础矩阵指步骤3中选择的基础矩阵；剩余的码字序列指的是步骤4编码得到的新码字序列除去旧信息序列和对应于基础矩阵前两列的新信息序列；
步骤6、发送端根据信道条件和码率要求选择缓存器中一定长度的新码字序列，再进行交织、调制、映射为主的操作后通过信道传输；
步骤7、接收端对接收到的信息进行相应的解映射、解调、解交织为主的操作，得到相应的新软信息序列；
步骤8、接收端从步骤1缓存器中读取旧码字序列信息位对应的软信息序列，并拼接于步骤7输出的新软信息序列的信息位软信息之后、校验位软信息之前，输出拼接后的软信息序列；
步骤9、接收端将步骤8拼接后的软信息序列所对应的联合扩展校验矩阵部分作为译码校验矩阵，并进行软判决译码；
步骤10、接收端经过步骤9完成译码后，对输出的新信息序列和旧信息序列分别进行CRC校验，若二者均通过校验则输出译码结果并给发送端发送ACK应答，否则将新软信息序列储存于缓存器中并向发送端发送NACK以返回步骤6，原理同IR-HARQ；
其中，新软信息序列为步骤7得到的新软信息序列；
至此，经过步骤1到步骤10，实现了一种基于联合编码的LDPC码差错控制方法。
有益效果
本发明提出的一种基于联合编码的LDPC码差错控制方法，与传统的差错控制方式相比，具有如下有益效果：
1.本发明通过联合编译码将旧数据包的信息与新传数据包的校验信息相关联，实现对旧数据包的进一步检错与纠错，可以为传输失败的数据包提供了额外的修复机会，进而提升通信系统的可靠性；
2.本发明利用新传数据包的纠错性能实现旧数据包的差错控制，旧数据包的数据不参与传输，能较大程度避免ARQ重传的发生，可以降低系统的传输时延，提升系统吞吐量，使传输保持较好的连贯性和实时性；
3.本发明提出的方法仅在IR-HARQ机制失败时启用，对现有系统的改动较小，发明的实用性较强。
附图说明
图1是本发明及实施例1中一种基于联合编码的LDPC码差错控制方法的整体框图；
图2是本发明及实施例1中联合扩展校验矩阵的示意图；
其中，图1中实线框代表发送端进行的操作，虚线框代表接收端进行的操作。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明和详细描述。
实施例1
本实施例详细阐述了本发明提出的一种基于联合编码的LDPC码差错控制方法在未能成功传输长度为800比特的信息序列u1的情况下具体实施时的过程。
图1是本发明及实施例1中一种基于联合编码的LDPC码差错控制方法的整体框图。设定新传的信息序列u2长度为800比特，u1和u2中均包含20比特的CRC校验信息初传码率为2/3，基础矩阵的大小为30×50，LDPC译码方式为最小和译码算法，HARQ最大重传次数为4。其具体操作步骤如下：
步骤1)、接收端将重传四次但仍未通过CRC校验的信息序列u1对应的软信息序列yu1储存在缓存器中，并向发送端发送NACK；
步骤2)、发送端将旧信息序列u1拼接于新信息序列u2后，得到待编码的信息序列u＝[u2u1]；
步骤3)、发送端根据信息序列u的长度确定扩展因子的大小为z＝(800+800)/(50－30)＝80，如图2所示，利用nb×mb＝30×50的基础矩阵Hb和z×z＝80×80的置换矩阵P可得到(30*80)×(50*80)＝2400×4000的联合扩展校验矩阵Hcb，其中，Hcb的前800列对应于新信息序列u2，800～1600列对应于旧信息序列u1，后2400列对应于校验序列p；
步骤4)、发送端利用联合扩展校验矩阵Hcb对拼接的信息序列u进行编码，得到新码字序列c＝[u2u1p]；
步骤5)、发送端将u2的前2*80＝160比特位和u1的所有比特位作为打孔位，将剩余的码字序列存入缓存器中；
步骤6)、发送端根据初传码率2/3，选择缓存器中长度为800/(2/3)＝1200的比特序列(包含u2的后640位比特及p的前560位比特)，在完成交织、调制、映射为主的操作后通过信道传输；
步骤7)、接收端对接收到的信息进行相应的解映射、解调、解交织为主的操作，得到新软信息序列y2＝[yu2yp]；
步骤8)、接收端从缓存器中读取旧软信息序列yu1，并拼接于y2的信息位软信息yu2之后、校验位软信息yp之前，得到序列y＝[yu2yu1yp]；
步骤9)、接收端将y所对应的联合扩展校验矩阵Hcb的前560行、前800+800+560＝2160列作为译码校验矩阵Hd，并对y进行软判决译码；
步骤10)、接收端完成译码后对u1和u2分别进行CRC校验，若二者均通过校验则输出译码结果并发送ACK应答，否则将序列y2储存于缓存器中并发送NACK以返回步骤6)重新选择传输的比特序列，原理同IR-HARQ。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，本发明不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种基于联合编码的LDPC码差错控制方法，其特征在于：在IR-HARQ机制失败的情况下启用，通过对传输失败的旧数据包和即将传输的新数据包进行联合编译码，在新数据包的校验信息中添加与旧数据包的关联，实现对旧数据包的进一步检错与纠错，减少ARQ重发的次数，降低传输时延，提高系统的吞吐量和可靠性；通过以下步骤实现：
步骤1、接收端将传输失败的旧码字序列信息位对应的软信息序列存储在缓存器中，并向发送端发送NACK；
步骤2、发送端为即将传输的新信息序列添加CRC校验信息，并将已添加CRC校验的旧信息序列拼接于新信息序列后，生成拼接信息序列；
步骤3、发送端根据步骤2中拼接信息序列的长度确定扩展因子的大小并选择合适的基础矩阵，进而生成联合扩展校验矩阵；
步骤4、发送端利用步骤3生成的联合扩展校验矩阵对步骤2输出的拼接信息序列进行编码得到新码字序列；
步骤5、发送端将对应于基础矩阵前两列的新信息序列和所有的旧信息序列作为打孔位处理，将剩余的码字序列存入缓存器中；
步骤6、发送端根据信道条件和码率要求选择缓存器中一定长度的新码字序列，再进行交织、调制、映射为主的操作后通过信道传输；
步骤7、接收端对接收到的信息进行相应的解映射、解调、解交织为主的操作，得到相应的新软信息序列；
步骤8、接收端从步骤1缓存器中读取旧码字序列信息位对应的软信息序列，并拼接于步骤7输出的新软信息序列的信息位软信息之后、校验位软信息之前，输出拼接后的软信息序列；
步骤9、接收端将步骤8拼接后的软信息序列所对应的联合扩展校验矩阵部分作为译码校验矩阵，并进行软判决译码；
步骤10、接收端经过步骤9完成译码后，对输出的新信息序列和旧信息序列分别进行CRC校验，若二者均通过校验则输出译码结果并给发送端发送ACK应答，否则将新软信息序列储存于缓存器中并向发送端发送NACK以返回步骤6，原理同IR-HARQ；
至此，经过步骤1到步骤10，实现了一种基于联合编码的LDPC码差错控制方法。
2.根据权利要求1所述的一种基于联合编码的LDPC码差错控制方法，其特征在于：系统采用软判决。
3.根据权利要求1所述的一种基于联合编码的LDPC码差错控制方法，其特征在于：步骤2中，已添加CRC校验的旧信息序列对应于步骤1中传输失败的旧码字序列信息位。
4.根据权利要求1所述的一种基于联合编码的LDPC码差错控制方法，其特征在于：步骤5中，基础矩阵指步骤3中选择的基础矩阵；剩余的码字序列指的是步骤4编码得到的新码字序列除去旧信息序列和对应于基础矩阵前两列的新信息序列。
5.根据权利要求1所述的一种基于联合编码的LDPC码差错控制方法，其特征在于：步骤10中，新软信息序列为步骤7得到的新软信息序列。
CN201710635920.4A 2017-07-31 2017-07-31 一种基于联合编码的ldpc码差错控制方法 Active CN107248904B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710635920.4A CN107248904B (zh) 2017-07-31 2017-07-31 一种基于联合编码的ldpc码差错控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710635920.4A CN107248904B (zh) 2017-07-31 2017-07-31 一种基于联合编码的ldpc码差错控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107248904A true CN107248904A (zh) 2017-10-13
CN107248904B CN107248904B (zh) 2020-04-17

Family

ID=60012998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710635920.4A Active CN107248904B (zh) 2017-07-31 2017-07-31 一种基于联合编码的ldpc码差错控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107248904B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021129877A1 (zh) * 2019-12-26 2021-07-01 深圳市中兴微电子技术有限公司 译码方法、装置、网络设备及存储介质
WO2022027661A1 (zh) * 2020-08-07 2022-02-10 华为技术有限公司 通信方法、装置及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1760926A1 (en) * 2005-09-02 2007-03-07 Siemens Aktiengesellschaft Method and system for error-protection employing the Plotkin construction using LDPC codes for packet-based data transmission
CN101217337A (zh) * 2007-01-01 2008-07-09 中兴通讯股份有限公司 一种支持递增冗余混合自动重传的低密度奇偶校验码编码装置和方法
CN101378304A (zh) * 2007-08-28 2009-03-04 华为技术有限公司 基于低密度校验码的重传传输方法及传输设备
CN102684840A (zh) * 2012-05-29 2012-09-19 上海交通大学 低密度奇偶校验码的新型编码调制方法及装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1760926A1 (en) * 2005-09-02 2007-03-07 Siemens Aktiengesellschaft Method and system for error-protection employing the Plotkin construction using LDPC codes for packet-based data transmission
CN101217337A (zh) * 2007-01-01 2008-07-09 中兴通讯股份有限公司 一种支持递增冗余混合自动重传的低密度奇偶校验码编码装置和方法
CN101378304A (zh) * 2007-08-28 2009-03-04 华为技术有限公司 基于低密度校验码的重传传输方法及传输设备
CN102684840A (zh) * 2012-05-29 2012-09-19 上海交通大学 低密度奇偶校验码的新型编码调制方法及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
费泽松等: "基于IEEE 802.16e标准中低密度校验码的码率适配设计", 《北京理工大学学报》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021129877A1 (zh) * 2019-12-26 2021-07-01 深圳市中兴微电子技术有限公司 译码方法、装置、网络设备及存储介质
US11843396B2 (en) 2019-12-26 2023-12-12 Sanechips Technology Co., Ltd. Decoding method and apparatus, network device, and storage method
WO2022027661A1 (zh) * 2020-08-07 2022-02-10 华为技术有限公司 通信方法、装置及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN107248904B (zh) 2020-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1317811B1 (en) Hybrid arq for packet data transmission
CN103201976B (zh) 用于聚合分组传输中的分组级擦除保护编码的方法和装置
CN105306165B (zh) 数据发送方法及装置
JP3522728B2 (ja) Ｈａｒｑ方式を使用するデータ通信システムのデータ伝送装置及び方法
CN111030785B (zh) 在无线网络中进行数据重传的方法、系统以及无线接收器
CN107276730A (zh) 一种基于空间耦合的ldpc码harq重传机制
JP2010016824A (ja) 自動再送コントローラ及び再送ブロック再結合装置
JPH10210016A (ja) データパケットを通信する方法および通信装置
JP2003008553A (ja) 送信機、受信機、送受信機および通信システム
CN113273084B (zh) 无线网络中的数据重传
CN110383728A (zh) 使用外码和非等长码块的系统和方法
CN102104463B (zh) 数据报文请求重传方法及装置
US11936480B2 (en) Apparatus and methods for HARQ in a wireless network
EP2210360B1 (en) Apparatus and method for decoding in mobile communication system
US8555135B2 (en) Incremental redundancy with resegmentation
CN107248904A (zh) 一种基于联合编码的ldpc码差错控制方法
US8261145B2 (en) Apparatus and method for transmitting/receiving signal in communication system
US12015489B2 (en) Communication transmitter for retransmitting medium access control (MAC) protocol data unit (MPDU)
CN101282202A (zh) 混合自动请求重发方法及数据传输系统
CN102833039B (zh) 运用于混合自动重传请求系统的大迭代接收方法
CN109257137B (zh) 数据传输时冗余版本的选取方法及装置
TWI784732B (zh) 利用harq使能資料傳輸的方法及裝置
EP2061176B1 (en) Incremental redundancy with resegmentation
CN1494791A (zh) 一种用于无线信道分组数据传输的混合arq方法
CN118249961A (zh) 一种基于分层编码调制的混合自动重传方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant