CN110784287B

CN110784287B - Ldpc码字的交织映射方法及解交织解映射方法

Info

Publication number: CN110784287B
Application number: CN201911062125.6A
Authority: CN
Inventors: 张文军; 史毅俊; 管云峰; 何大治; 徐胤; 郭序峰
Original assignee: Shanghai National Engineering Research Center of Digital Television Co Ltd
Current assignee: Shanghai National Engineering Research Center of Digital Television Co Ltd
Priority date: 2014-02-20
Filing date: 2014-02-20
Publication date: 2022-04-05
Anticipated expiration: 2034-02-20
Also published as: CN104868970A; CN104868970B; CN110784287A

Abstract

一种LDPC码字的交织映射方法及解交织解映射方法，交织映射方法包括将LDPC码字中的校验部分分成两个校验部分；对两个校验部分进行第一次比特交织得到两个校验比特流；将信息比特部分与两个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多个比特子块，按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码字的交织映射方法，包括如下步骤：将所述LDPC码字中的校验部分分成第一校验部分和第二校验部分；分别对所述第一校验部分和所述第二校验部分进行第一次比特交织以得到第一校验比特流和第二校验比特流；将所述LDPC码字中的信息比特部分与所述第一校验比特流和第二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；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。

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上述的LDPC码字的交织映射方法得到的符号流经过快速傅里叶变换后得到；对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码字中的校验部分分成第一校验部分比特软值数据和第二校验部分比特软值数据；分别对所述第一校验部分比特软值数据和所述第二校验部分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第一校验部分比特软值数据和第二校验部分比特软值数据；将所述第二次比特解交织后的比特软值数据中对应于LDPC码字中的信息比特部分与所述第三次比特解交织后的第一校验部分比特软值数据和第二校验部分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第一校验部分和所述第二校验部分进行第一次比特交织以得到第一校验比特流和第二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：首先将信源编码后比特流输入到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16NUC星座映射，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码字中的校验部分分成第一校验部分和第二校验部分；

步骤S12：分别对所述第一校验部分和所述第二校验部分进行第一次比特交织以得到第一校验比特流和第二校验比特流；

步骤S13：将所述LDPC码字中的信息比特部分与所述第一校验比特流和第二校验比特流拼接成第一次比特交织后的LDPC码字；

步骤S14：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S15：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S16：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。

在本实施例中，所述步骤S12具体包括如下步骤：分别对所述第一校验部分和所述第二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第一校验比特流和第二校验比特流。

具体地，对生成LDPC码字的检验部分进行比特交织：其中，LDPC码字的校验部分共(M1+M2)个比特，第一部分M1个比特，按列写到一个存储空间内，每列Q1个比特，共q列，也就是说M1＝Q1*q，接着按行顺序读出；第二部分M2个比特，按列写到一个存储空间内，每列Q2个比特，共q列，也就是说M2＝Q2*q，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S14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，在本实施例中，LDPC码表中的LDPC码字的码长为64800。针对不同码率的LDPC码字，提供不同的比特交换图案。

1)码率为2/15

相应的比特交换图案为：

7 35 174 16 33 102 86 18 160 25 82 53 78 52 142 30 127 151 107146 16981 39 0 67 126 98 4 57 28 20 136 95 148 145 129 3 71 138 4523 128 75 62 172 8177 37 122 116 76 61 179 26 176 59 134 27 161 1991 77 173 54 66 6 178 115 4488 32 130 139 143 132 40 99 158 103 9 50124 10 29 133 101 118 168 100 120 4183 15 108 60 55 94 135 34 97 84111 47 164 43 74 48 159 140 152 56 65 147 17573 121 117 163 80 11011 150 13 87 155 125 167 90 36 166 58 89 109 106 170 12349 149 4285 165 162 5 113 17 157 64 153 68 38 63 51 104 131 2 46 114 72 9212154 144 156 31 171 79 22 1 21 14 70 112 24 105 119 137 69 141 96 93

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一个数值7含义是指原来未经过比特交换前第8个比特子块的如今经过比特交换后变成了第一个比特子块。

相应的星座图为：

2)码率为3/15

相应的比特交换图案为：

108 23 175 34 168 72 41 57 38 54 50 48 55 18 14 144 31 83 127 1161601 169 95 119 120 21 177 100 148 30 62 158 92 44 2 26 170 159 13 91110 35122 27 20 69 33 58 94 53 7 173 171 68 89 24 115 46 146 73 6451 90 8 17 99 17612 105 178 60 98 36 114 125 32 11 66 126 85 166 112156 47 132 154 82 104 3725 130 131 65 111 152 77 79 45 167 4 145153 123 163 155 15 87 6 22 5 59 61 43139 42 129 118 88 10 76 143 172134 102 75 109 128 147 80 140 107 78 135 71 2963 67 28 86 96 97 74103 84 106 150 121 113 19 157 93 81 137 133 70 174 101141 142 151164 52 3 0 9 40 161 162 124 136 39 117 165 179 149 56 49 16 138

相应的星座图为：

3)码率为4/15

相应的比特交换图案为：

165 8 136 2 58 30 127 64 38 164 123 45 78 17 47 105 159 134 124147148 109 67 98 157 57 156 170 46 12 172 29 9 3 144 97 83 151 26 52 1039 50104 92 163 72 125 36 14 55 48 1 149 33 110 6 130 140 89 77 22171 139 112 113152 16 7 85 11 28 153 73 62 44 135 116 4 61 117 53111 178 94 81 68 114 173 75101 88 65 99 126 141 43 15 18 90 35 24142 25 120 19 154 0 174 93 167 150 10786 129 175 87 21 66 106 82179 118 41 95 145 37 23 168 166 49 103 108 56 91 69128 121 96 133100 161 143 119 102 59 20 40 70 79 80 51 13 177 131 132 176 1553163 5 162 76 42 160 115 71 158 54 137 146 32 169 122 138 84 74 60 3427

相应的星座图为：

4)码率为5/15

相应的比特交换图案为：

17 153 123 8 82 165 135 20 90 63 43 23 85 175 2 51 125 40 170 16613936 94 121 133 129 140 24 30 66 117 14 92 161 151 171 50 45 68 138 3478 156132 118 128 112 76 10 163 11 15 47 35 102 96 111 77 122 176101 108 115 81 28103 55 21 109 164 124 54 57 100 106 48 37 5 145 52160 49 119 13 6 39 80 7 14459 72 12 88 79 178 64 46 174 86 99 56 142114 25 27 69 18 91 177 131 150 10558 73 110 136 33 65 70 172 19 2231 41 157 75 44 104 83 126 97 98 149 61 93167 134 16 147 107 84 14871 4 113 162 3 158 127 155 1 29 60 26 89 168 179 154152 67 173 87 9538 120 169 141 0 116 130 159 53 32 74 137 143 42 146 62 9

相应的星座图为：

星座点	复数符号
		0	0.2992+0.4824i
1	0.4824+0.2992i
		2	0.5480+1.1732i
3	1.1732+0.5480i
		4	-0.2992+0.4824i
5	-0.4824+0.2992i
		6	-0.5480+1.1732i
7	-1.1732+0.5480i
		8	0.2992-0.4824i
9	0.4824-0.2992i
		10	0.5480-1.1732i
11	1.1732-0.5480i
		12	-0.2992-0.4824i
13	-0.4824-0.2992i
		14	-0.5480-1.1732i
15	-1.1732-0.5480i

5)码率为7/15

相应的比特交换图案为：

174 148 56 168 38 7 110 9 42 153 160 15 46 21 121 88 114 85 13 837481 70 27 119 118 144 31 80 109 73 141 93 45 16 77 108 57 36 78 124 79169143 6 58 75 67 5 104 125 140 172 8 39 17 29 159 86 87 41 99 89 47128 43 161154 101 163 116 94 120 71 158 145 37 112 68 95 1 113 64 7290 92 35 167 44 14966 28 82 178 176 152 23 115 130 98 123 102 24129 150 34 136 171 54 107 2 3 6069 10 117 91 157 33 105 155 62 16240 127 14 165 26 52 19 48 137 4 22 122 17318 11 111 106 76 53 61 14797 175 32 59 166 179 135 177 103 100 139 50 146 134133 96 49 126151 84 156 30 138 164 132 12 0 20 63 170 142 65 55 25 51 131

相应的星座图为：

在所述步骤S15中，例如，对于码长为64800比特的LDPC码字(经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，其中每列16200比特，共四列。

之后对上述比特交织后的比特流数据(b₀,b₁,...,b_N-1)，根据16NUC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)。以2/15码率为例，输入的四个比特‘1100’对应十进制数为12，则对应到表1中2/15码率的-0.7062-0.7075i的星座点，该星座点在实数轴和虚数轴上的显示为，实数轴0.7062、虚数轴-0.7075。然后在调制模块对符号流进行OFDM操作，加入载波进行发射。

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码字为四个中的一个，该四个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2/15，码长64800的码表

表2码率3/15，码长64800的码表

表3码率4/15，码长64800的码表

表4码率5/15码长64800的码表

表5码率7/15码长64800的码表

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，

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5码率7/15，码长64800的码表为例：

由于其第一行数字为：

460 792 1007 4580 11452 13130 26882 27020 32439

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：

其中，x是指与λ₀相关的校验位地址，举表5为例，x即码表中第一行的数字460 7921007 4580 11452 13130 26882 27020 32439。而

举表5的码字为例子，

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；其中所述符号流软值数据是接收端接收到上述LDPC码字的交织映射方法得到的符号流经过快速傅里叶变换后得到；

步骤S22：对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码字中的校验部分分成第一校验部分比特软值数据和第二校验部分比特软值数据；

步骤S25：分别对所述第一校验部分比特软值数据和所述第二校验部分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第一校验部分比特软值数据和第二校验部分比特软值数据；

步骤S26：将所述第二次比特解交织后的比特软值数据中对应于LDPC码字中的信息比特部分与所述第三次比特解交织后的第一校验部分比特软值数据和第二校验部分比特软值数据拼接成比特软值数据流；

步骤S27：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S25具体包括：分别对所述第一校验部分比特软值数据和所述第二校验部分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第一校验部分比特软值数据和第二校验部分比特软值数据。

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。