CN107733570A - 基于代数交织器的星座映射方法和映射方式的搜索方法 - Google Patents

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Abstract

为解决现有星座映射方法在解映射时搜索复杂度大、占用存储空间大的问题，本发明提供一种能极大降低解映射搜索复杂度的星座映射方法和映射方式的搜索方法。星座映射方法包括步骤：1)根据交织长度N选择代数交织器，确定交织函数f(i)；交织函数f(i)用于将0，1，2…，N‑1映射为在0，1，2，…，N‑1中取值且互不相等的f(0)，f(1)，f(2)，…，f(N‑1)；2)利用现有任一种星座映射方法生成初始星座映射方式，定义该初始星座映射方式中星座点标号为j的星座点坐标为(Mx(j)，My(j))；3)将初始星座映射方式中星座点标号j＝f(i)的星座点的标号j替换为标号i，得到星座点标号i和星座点坐标(Mx(f(i))，My(f(i)))的对应关系即为最终星座映射方式；i＝0，1，2…，N‑1。利用本发明的方法，只需存储少数几个参数便能实现解映射，所需存储空间大大减小。

Description

基于代数交织器的星座映射方法和映射方式的搜索方法
技术领域
本发明属于数字信息传输技术领域，涉及一种星座点映射方法和星座映射方式的搜索方法。
背景技术
比特交织编码调制技术(Bit-Interleaved Coded Modulation，BICM)是一种实现简单且性能优良的编码调制方法。BICM技术由E.Zehavi于1992年提出，其发送端由信道编码器，比特交织器以及高阶映射器串行级联而成。由于在信道编码器和映射器之间采用了比特交织器引入了分集增益，BICM技术在衰落信道中具有较好的性能。但是在加性白高斯噪声(Additive White Gaussian Noise，AWGN)信道中，其性能却不如网格编码调制技术(Trellis Coded Modulation，TCM)。为了进一步改善BICM系统在AWGN信道中的性能，受Turbo码和LDPC码迭代解码的启发，Xiaodong Li，Ritcey和ten Brink等研究人员将迭代处理技术引入比特交织编码调制中，提出了迭代解映射和解码的BICM系统，即BICM-ID(BICMwith iterative decoding)系统，参考文献Xiaodong Li and J.A.Ritcey，“Bit-interleaved coded modulation with iterative decoding，”IEEE CommunicationsLetters，vol.1，no.6，pp.169-171，Nov.1997，X.Li and J.Ritcey，“Bit-interleavedcoded modulation with iterativedecoding using soft feedback，”ElectronicsLetters，vol.34，pp.942-943,May 14，1998和S.ten Brink，J.Speidel，and R.-H.Yan，“Iterative demapping and decoding for multilevel modulation，”in Proc.IEEEGlobal Telecommunications Conference(GLOBECOM)1998，Nov.1998，pp.579-584.。BICM-ID系统对高阶解映射器和信道译码器均采用软输入软输出处理，并在两者之间传递软信息，通过多次迭代处理逐步改善检测性能。
BICM-ID系统可以看成是一种串行级联码，其内码为高阶映射器，而外码可以是信道编码，两者通过交织器连接。当作为外码的信道编码选择为非递归卷积码时，仿真和分析均表明BICM-ID系统存在较高的错误平层(error floor)现象。这是因为即使当先验信息是完全正确时，软解调器也无法输出完全正确的外信息造成的。为了消除错误平层现象，S.Pfletschinger和F.Sanzi等学者提出引入掺杂(doping)码将内码转化成递归形式。这样一来，当先验信息是理想时，输出外信息也是完全正确的，参考文献S.Pfletschinger andF.Sanzi，“Error floor removal for bit-interleaved coded modulation withiterative detection，”IEEE Trans.Wireless Commun.，vol.5,no.11，pp.3174–3181，Nov.2006。此外，出于复杂度考虑，可以采用低复杂度的两状态递归卷积码。图2给出了掺杂码的编码器结构框图。由图2可知，所采用的掺杂码的码率为1，每P个输入比特中的最后一个比特由编码比特替代。这里，参数P称为掺杂率(doping rate)。
仿真和分析表明星座点映射方式是影响BICM-ID系统性能的关键因素之一。所谓星座点映射是指星座图上每一个点所代表的一串0、1序列；参考图4所示16QAM星座图的自然映射，将其中的每个星座点旁边的十进制数转化成长度为4的0、1序列，即为该星座点所代表的0、1序列。星座点映射方式的设计是一个组合优化问题。当星座点数目较大时，比如64，穷搜法的复杂度太大，很难实际应用。因此，一些学者研究了实用的优化算法来设计星座点的映射方式，其中一种较为有效的方法是Schreckenbach等人提出的二元交换算法(Binary Switch Algorithm，BSA)。该算法是一种贪婪算法，通过尝试两两交换星座点的标号(Label)并比较代价函数值来决定是否保留交换。杨知行、彭克武、谢求亮和宋健等人改进了BSA，提出了自适应二元交换算法(Adatpive BSA，ABSA)。ABSA给出了更为精细的代价函数以期能够对星座映射进行更加灵活的调整，并且借助外信息传递(EXtrinsicInformation Transfer，EXIT)图来进一步分析所得星座映射方式是否能够与外码相匹配，实验表明ABSA算法能够取得较好的设计效果。
但是，BSA和ABSA算法其优化空间一般是针对所有可能的映射方式，且对映射方式的结构没有做任何限制。这样做虽然给星座映射提供了很大的灵活度，但是同样导致BSA和ABSA算法的搜索复杂度较高，且得到的映射方式无法简单刻画，需要存储整个星座映射方式(即每个星座点的位置信息)才能解映射，所需存储空间很大。
发明内容
为解决现有星座映射方法在解映射时搜索复杂度大、占用存储空间大的技术问题，本发明提供一种能极大降低解映射搜索复杂度的星座映射方法，通过该星座映射方法编码后，只需存储少数几个参数便能实现解映射，较之现有方法，其所需存储空间大大减小。本发明同时提供了基于该星座映射方法的星座映射方式搜索方法。
本发明的技术方案是：
基于代数交织器的星座映射方法，包括以下步骤：
步骤1：根据交织长度N选择代数交织器，确定交织函数f(i)；所述交织函数f(i)用于将星座点标号0，1，2…，N-1映射为f(0)，f(1)，f(2)，…，f(N-1)；所述f(0)，f(1)，f(2)，…，f(N-1)在0，1，2，…，N-1中取值且互不相等；
步骤2：利用现有任意一种星座映射方法生成初始星座映射方式，定义该初始星座映射方式中星座点标号为j的星座点坐标为(Mx(j)，My(j))；
步骤3：将所述初始星座映射方式中星座点标号j＝f(i)的星座点的标号j替换为i，得到星座点标号i和星座点坐标(Mx(f(i))，My(f(i)))的对应关系即为最终星座映射方式；所述i＝0，1，2…，N-1。
进一步地，上述步骤1中选择的代数交织器为基于置换多项式的交织器。
进一步地，上述步骤1中选择的基于置换多项式的交织器为线性同余交织器或二次置换多项式交织器；
线性同余交织器的交织函数f(i)＝(ki+u)mod N，其中k为角度系数，是正整数常数；u为偏置系数，是非负整数；x mod N表示整数x除以N后的余数，即取模运算；
二次置换多项式交织器的交织函数为f(i)＝(ai2+bi+c)mod N，其中a、b和c均为正整数常数。
进一步地，上述步骤2是利用自然映射或格雷映射生成初始星座映射方式的。
本发明同时提供了一种基于代数交织器的星座映射方式的搜索方法，包括以下步骤：
步骤1：初始化信道条件，选取掺杂编码的掺杂率、代数交织器类型以及代数交织器的初始参数；所述初始参数为代数交织器交织函数f(i)各项系数最小值的组合；
步骤2：基于代数交织器参数，利用上述星座映射方法生成星座映射方式；所述代数交织器参数指代数交织器交织函数f(i)各项系数的组合；
步骤3：对步骤2所产生的星座映射方式进行EXIT图分析；
步骤4：根据步骤3的分析结果，判断步骤2所得星座映射方式是否满足设定要求，若满足，则执行步骤6；否则，判断同类型代数交织器所有参数对应的星座映射方式是否都已经进行EXIT图分析，若是，则执行步骤6，若否，则执行步骤5；
步骤5：换一组未曾使用过的代数交织器参数，返回步骤2；
步骤6：输出步骤2所得的星座映射方式，结束搜索。
本发明还提供了另一种基于代数交织器的星座映射方式的搜索方法，该方法能搜索出译码门限最低的星座映射方式，具体包括以下步骤：
步骤1：选取掺杂编码的掺杂率、代数交织器类型以及代数交织器的初始参数；所述初始参数为代数交织器交织函数f(i)各项系数最小值的组合；
步骤2：根据代数交织器参数，利用上述的星座映射方法生成星座映射方式；所述代数交织器参数指代数交织器交织函数f(i)各项系数的组合；
步骤3：对步骤2所产生的星座映射方式利用EXIT图分析，寻找译码门限；，即译码成功所需的最低信噪比；
步骤4：判断同类型代数交织器所有参数对应的星座映射方式是否都已经进行EXIT图分析，若是，则执行步骤6，若否，则执行步骤5；
步骤5：换一组未曾使用过的代数交织器参数，返回步骤2；
步骤6：输出译码门限最低的星座映射方式，结束搜索。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明在利用现有星座映射方法生成的初始星座映射方式的基础上，对初始星座映射方式的星座点标号进行代数交织，得到最终星座映射方式；由于代数交织函数可以用少量参数唯一确定，从而极大缩减了星座映射方式的搜索空间。
2、只需存储代数交织函数的相应参数即可在线产生星座映射方式，无需存储整个星座映射方式，所需存储空间大大减小。
3、采用本发明能获得逼近Shannon容量限的传输性能，达到与其他非结构化星座映射方式搜索方法同样的性能，但是本发明的方法更简单，星座映射方式搜索更快捷。
附图说明
图1为现有采用了掺杂编码技术的BICM-ID系统框图，其中Π和Π-1分别为比特交织器和解比特交织器；
图2为图1中掺杂(doping)编码器框图，其中带加号的圆圈代表模二加法器，P为掺杂率；每输入P个信息比特，最后一个信息比特用编码比特替代；
图3为本发明所提供的星座点映射方式的第一种搜索方法的实施流程图；
图4为现有采用自然映射的16QAM星座图；
图5为本发明基于线性同余交织器时映射的16QAM星座图，其中线性同余交织器的角度系数为11，偏置为1；
图6为本发明基于线性同余交织器时映射的64QAM星座图，其中线性同余交织器的角度系数为1，偏置为6；
图7为AWGN信道中利用本发明的星座映射方法，采用16QAM调制时BICM-ID系统的EXIT图分析；系统参数如下：星座点映射基于线性同余交织器(角度系数为11，偏置系数为1)，掺杂率P＝100，符号信噪比Es/N0＝5.5dB；
图8为AWGN信道中利用本发明的星座映射方法，采用64QAM调制时BICM-ID系统的EXIT图分析；系统参数如下：星座点映射基于线性同余交织器(角度系数为1，偏置系数为6)，掺杂率P＝50，符号信噪比Es/N0＝9.5dB；
图9(a)为AWGN信道中利用本发明的星座映射方法，采用16QAM调制时BICM-ID系统误比特率性能曲线与采用现有自适应二元交换算法调制时BICM-ID系统误比特率性能曲线的对比图；采用本发明的BICM-ID系统参数如下：星座点映射基于线性同余交织器(角度系数为11，偏置系数为1)，掺杂率P＝100；
图9(b)为AWGN信道中中利用本发明的星座映射方法，采用64QAM调制时BICM-ID系统误比特率性能曲线与采用现有自适应二元交换算法调制时BICM-ID系统误比特率性能曲线的对比图；采用本发明的BICM-ID系统参数如下：星座点映射基于线性同余交织器(角度系数为1，偏置系数为6)，掺杂率P＝50。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
参照图1，现有BICM-ID系统包括发送端和接收端：发送端由信道编码器、比特交织器、掺杂编码器和星座映射器串行级联而成；接收端由软输入软输出(Soft-In Soft-Out，SISO)解映射器、SISO掺杂译码器、解比特交织器和SISO译码器串行级联而成，其中SISO译码器和SISO解映射器以及SISO掺杂译码器通过比特交织器连接形成反馈支路，从而实现迭代检测。本发明所提供的星座映射方法应用于图1所示BICM-ID系统的星座映射中。
本发明基于代数交织器的星座点映射方法，包括以下步骤：
步骤1：根据交织长度N选择代数交织器，确定交织函数f(i)；所述交织函数f(i)用于将星座点标号0，1，2…，N-1映射为f(0)，f(1)，f(2)，…，f(N-1)；所述f(0)，f(1)，f(2)，…，f(N-1)在0，1，2，…，N-1中取值且互不相等；
步骤2：利用现有任意一种星座映射方法(例如自然映射，格雷映射等)生成初始星座映射方式，定义该初始星座映射方式中星座点标号为j的星座点坐标为(Mx(j)，My(j))；
步骤3：将所述初始星座映射方式中星座点标号等于f(i)的星座点的标号替换为i，得到星座点标号i和星座点坐标(Mx(f(i))，My(f(i)))的对应关系即为最终星座映射方式；所述i＝0，1，2…，N-1。
实施例一：
步骤1：采用16QAM调制，交织长度N＝16，选择代数交织器的类型为线性同余交织器，相应的交织函数f(i)＝(ki+u)mod 16；要满足将0，1，2…，15映射为f(0)，f(1)，f(2)，…，f(15)；所述f(0)，f(1)，f(2)，…，f(15)在0，1，2，…，15中取值且互不相等，则k只能在1～15中取值，u只能在0～15中取值，参数k和u的组合方式最多有15×16种；本实施例中，选取k＝11，u＝1，即f(i)＝(11i+1)mod 16；
步骤2：根据交织函数f(i)＝(11i+1)mod 16，计算f(0)，f(1)，f(2)，…，f(15)的值分别如下：
f(0)＝1mod 16＝1；
f(1)＝12mod 16＝12；
f(2)＝23mod 16＝7；
f(3)＝34mod 16＝2；
f(4)＝45mod 16＝13；
f(5)＝56mod 16＝8；
f(6)＝67mod 16＝3；
f(7)＝78mod 16＝14；
f(8)＝89mod 16＝9；
f(9)＝100mod 16＝4；
f(10)＝111mod 16＝15；
f(11)＝122mod 16＝10；
f(12)＝133mod 16＝5；
f(13)＝144mod 16＝0；
f(14)＝156mod 16＝11；
f(15)＝166mod 16＝6；
步骤3：利用自然映射方式，生成初始星座映射方式如图4所示，图4中0，1，2，…，15为星座点标号，对应的星座点坐标分别为(Mx(0)，My(0))，(Mx(1)，My(1))，(Mx(2)，My(2))，…，(Mx(15)，My(15))；易知该初始星座映射方式的搜索空间大小为16！次；
步骤4：基于步骤1计算出的f(0)～f(15)的值，基于图4所示初始星座映射方式，
将星座点标号为f(0)＝1的星座点标号替换为标号0，标号0的星座点坐标为(Mx(1)，My(1))；
将星座点标号为f(1)＝12的星座点标号替换为标号1，标号1的星座点坐标为(Mx(12)，My(12))；
将星座点标号为f(2)＝7的星座点标号替换为标号2，标号2的星座点坐标为(Mx(7)，My(7))；
……
将星座点标号为f(14)＝11的星座点标号替换为标号14，标号14的星座点坐标为(Mx(11)，My(11))；
将星座点标号为f(15)＝6的星座点标号替换为标号15，标号15的星座点坐标为(Mx(6)，My(6))；
上述标号0和其星座点坐标(Mx(1)，My(1))的对应关系，标号1和其星座点坐标(Mx(12)，My(12))的对应关系，标号2和其星座点坐标(Mx(7)，My(7))的对应关系，……，标号14和其星座点坐标为(Mx(11)，My(11))；标号和15其星座点坐标为(Mx(6)，My(6))的对应关系，即为本发明得到的最终星座映射方式，如图5所示。
通过上述方法可以看出，线性同余交织器的每一组参数k和u，对应一种星座映射方式，因此采用16QAM调制时，基于交织函数为f(i)＝(ki+u)mod 16的线性同余交织器的星座映射方式最多有15×16种，相应的星座映射方式的搜索空间最大为15×16种，较之现有映射方式16！次急剧缩减，优势非常明显。
另外，在保存基于交织函f(i)＝(ki+u)mod 16数的线性同余交织器的星座映射方式时，仅需存储参数k和u的数值，即可根据交织函数公式在线计算f(0)，f(1)，f(2)，…，f(15)值；由于f(0)，f(1)，f(2)，…，f(15)和1，12，7，…，6之间存在一一映射关系，只需在初始映射方式的基础上将星座点标号1，12，7，…，6分别替换为0，1，2，…，15，即可在线快速生成最终的星座映射关系，显然，无需再如传统映射方法那样存储整个星座映射关系。
对图5所示的星座映射方式进行EXIT图分析，结果如图7所示，可以看出，该星座映射关系能够很好地与外码匹配。为了进一步验证性能，图9(a)给出了基于该星座映射方式所设计BICM-ID系统的误比特率性能曲线，外码码长为64800比特，采用BCJR译码，整个系统采用100轮迭代。由图9(a)可以出本发明生成的星座映射方式略优于自适应二元交换算法设计星座映射方式；当误比特率为10-5时，系统所需信噪比离Shannon容量限不到0.6dB。
实施例二：
采用64QAM调制，交织长度N＝64，交织函数f(i)＝(ki+u)mod 64；本实施例中选取k＝1，u＝6，即f(i)＝(i+6)mod 64；
本实施例星座映射方法与实施例一完全相同，都是基于自然映射方式生成的初始星座映射方式，得到的最终星座映射方式如图6所示。
对图6所示的星座映射方式进行EXIT图分析，结果如图8所示，可以看出该星座映射方式与外码匹配良好，而图9(b)中的仿真结果验证了这一点。由图9(b)可以看出本发明生成的星座映射方式与自适应二元交换算法设计星座映射方式性能相同；当误比特率为10-5时，基于该星座映射方式所设计系统的性能离Shannon容量限的间隔大约为0.7dB。
基于上述星座映射方法，本发明还提供了两种不同的星座映射方式搜索方法，具体如下所述。
第一种搜索方法：
步骤1：初始化信道条件，选取掺杂编码的掺杂率、代数交织器类型以及代数交织器的初始参数；所述初始参数为代数交织器交织函数f(i)各项系数最小值的组合；
步骤2：基于代数交织器参数，利用上述的星座映射方法生成星座映射方式；所述代数交织器参数指代数交织器交织函数f(i)各项系数的组合；
步骤3：对步骤2所产生的星座映射方式进行EXIT图分析，具体方法为：
3.1通过仿真产生外码，即生成多项式为[5,7]的非递归卷积码的外码外信息曲线图；
3.2将掺杂译码器和SISO解映射器作为一个整体，看成是内码译码器，通过仿真来得到内码译码的外信息曲线；
3.3将所得内码译码的外信息曲线和反转后的外码外信息曲线画在同一幅EXIT图中，检测内码译码的外信息曲线是否始终在外码外信息曲线之上，若是则表示星座映射方式满足设定要求，若否，则表示星座映射方式不满足设定要求；
步骤4：根据步骤3的分析结果，若步骤2所得星座映射方式满足要求，则执行步骤6；否则，判断同类型代数交织器所有参数对应的星座映射方式是否都已经进行EXIT图分析，若是，则执行步骤6，若否，则执行步骤5；
步骤5：换一组未曾使用过的代数交织器参数，返回步骤2；
步骤6：输出步骤2所得的星座映射方式，结束搜索。
第二种搜索方法：
步骤1：选取掺杂编码的掺杂率、代数交织器类型以及代数交织器的初始参数；所述初始参数为代数交织器交织函数f(i)各项系数最小值的组合；
步骤2：根据代数交织器参数，利用上述星座映射方法生成星座映射方式；所述代数交织器参数指代数交织器交织函数f(i)各项系数的组合；
步骤3：对步骤2所产生的星座映射方式利用EXIT图分析，寻找译码门限，即译码成功所需的最低信噪比；
步骤4：判断同类型代数交织器所有参数对应的星座映射方式是否都已经进行EXIT图分析，若是，则执行步骤6，若否，则执行步骤5；
步骤5：换一组未曾使用过的代数交织器参数，返回步骤2；
步骤6：输出译码门限最低的星座映射方式，结束搜索。

Claims (6)

1.基于代数交织器的星座映射方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：根据交织长度N选择代数交织器，确定交织函数f(i)；所述交织函数f(i)用于将0，1，2…，N-1映射为f(0)，f(1)，f(2)，…，f(N-1)；所述f(0)，f(1)，f(2)，…，f(N-1)在0，1，2，…，N-1中取值且互不相等；
步骤2：利用现有任意一种星座映射方法生成初始星座映射方式，定义该初始星座映射方式中星座点标号为j的星座点坐标为(Mx(j)，My(j))；
步骤3：将所述初始星座映射方式中星座点标号j＝f(i)的星座点的标号j替换为标号i，得到星座点标号i和星座点坐标(Mx(f(i))，My(f(i)))的对应关系即为最终星座映射方式；所述i＝0，1，2…，N-1。
2.根据权利要求1所述的基于代数交织器的星座映射方法，其特征在于：步骤1中选择的代数交织器为基于置换多项式的交织器。
3.根据权利要求2所述的基于代数交织器的星座映射方法，其特征在于：步骤1中选择的基于置换多项式的交织器为线性同余交织器或二次置换多项式交织器；
线性同余交织器的交织函数f(i)＝(ki+u)mod N，其中k为角度系数，是正整数常数；u为偏置系数，是非负整数；x mod N表示整数x除以N后的余数，即取模运算；
二次置换多项式交织器的交织函数为f(i)＝(ai2+bi+c)mod N，其中a、b和c均为正整数常数。
4.根据权利要求1-3任一所述的基于代数交织器的星座映射方法，其特征在于：所述步骤2是利用自然映射或格雷映射生成初始星座映射方式的。
5.基于代数交织器的星座映射方式的搜索方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：初始化信道条件，选取掺杂编码的掺杂率、代数交织器类型以及代数交织器的初始参数；所述初始参数为代数交织器交织函数f(i)各项系数最小值的组合；
步骤2：基于代数交织器参数，利用权利要求1-4任一所述的星座映射方法生成星座映射方式；所述代数交织器参数指代数交织器交织函数f(i)各项系数的组合；
步骤3：对步骤2所产生的星座映射方式进行EXIT图分析；
步骤4：根据步骤3的分析结果，判断步骤2所得星座映射方式是否满足设定要求，若满足，则执行步骤6；否则，判断同类型代数交织器所有参数对应的星座映射方式是否都已经进行EXIT图分析，若是，则执行步骤6，若否，则执行步骤5；
步骤5：换一组未曾使用过的代数交织器参数，返回步骤2；
步骤6：输出步骤2所得的星座映射方式，结束搜索。
6.基于代数交织器的星座映射方式的搜索方法，其特征在于，包括以下步骤，
步骤1：选取掺杂编码的掺杂率、代数交织器类型以及代数交织器的初始参数；所述初始参数为代数交织器交织函数f(i)各项系数最小值的组合；
步骤2：根据代数交织器参数，利用权利要求1-4任一所述的星座映射方法生成星座映射方式；所述代数交织器参数指代数交织器交织函数f(i)各项系数的组合；
步骤3：对步骤2所产生的星座映射方式利用EXIT图分析，寻找译码门限；
步骤4：判断同类型代数交织器所有参数对应的星座映射方式是否都已经进行EXIT图分析，若是，则执行步骤6，若否，则执行步骤5；
步骤5：换一组未曾使用过的代数交织器参数，返回步骤2；
步骤6：输出译码门限最低的星座映射方式，结束搜索。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109639393A (zh) * 2018-11-15 2019-04-16 武汉同德兴信息技术有限公司 一种基于二次置换多项式的滑动窗口网络编码方法
CN112367087A (zh) * 2020-12-01 2021-02-12 西安邮电大学 一种高速rs译码器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040004162A (ko) * 2002-07-03 2004-01-13 휴우즈 일렉트로닉스 코오포레이션 Ｌｄｐｃ 코드를 디코딩하기 위한 방법 및 시스템
CN101848061A (zh) * 2010-05-13 2010-09-29 清华大学 星座图受限的扩展编码调制方法、解调解码方法及其系统
CN102075487A (zh) * 2009-11-25 2011-05-25 清华大学 基于多维星座映射的编码调制方法、解调解码方法及系统
CN102315900A (zh) * 2010-07-01 2012-01-11 清华大学 星座点映射方式的搜索方法
US8446811B2 (en) * 2009-04-24 2013-05-21 Nec Laboratories America, Inc. Constellation re-arrangement and bit grouping
CN103731235A (zh) * 2012-10-12 2014-04-16 清华大学 基于比特映射的编码调制方法及其对应解调解码方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040004162A (ko) * 2002-07-03 2004-01-13 휴우즈 일렉트로닉스 코오포레이션 Ｌｄｐｃ 코드를 디코딩하기 위한 방법 및 시스템
US8446811B2 (en) * 2009-04-24 2013-05-21 Nec Laboratories America, Inc. Constellation re-arrangement and bit grouping
CN102075487A (zh) * 2009-11-25 2011-05-25 清华大学 基于多维星座映射的编码调制方法、解调解码方法及系统
CN101848061A (zh) * 2010-05-13 2010-09-29 清华大学 星座图受限的扩展编码调制方法、解调解码方法及其系统
CN102315900A (zh) * 2010-07-01 2012-01-11 清华大学 星座点映射方式的搜索方法
CN103731235A (zh) * 2012-10-12 2014-04-16 清华大学 基于比特映射的编码调制方法及其对应解调解码方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109639393A (zh) * 2018-11-15 2019-04-16 武汉同德兴信息技术有限公司 一种基于二次置换多项式的滑动窗口网络编码方法
CN112367087A (zh) * 2020-12-01 2021-02-12 西安邮电大学 一种高速rs译码器
CN112367087B (zh) * 2020-12-01 2024-01-30 西安邮电大学 一种高速rs译码器

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