CN111181572B - Ldpc码字的交织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码字分成两部分，将这两部分都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 字分成第一部分和第二部分，并将这两部分都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如上 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；将所述比特软值数据分成第一部分和第二部分，并将这两部 分都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码字分成第一部分 和第二部分，并将这两部分都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；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q列，也就是说M＝Q*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，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。

在本实施例中，针对码率为9/15的码表，N_ldpc＝64800_{q×q＝360×360}, Q＝72。

码表为：

相应的比特交换图案为：

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133含义是指原来未经过比特交换前第134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：

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在所述步骤S14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)，分成第一部分和第二部分， 其中第一部分的长度为63360比特，第二部分的长度为1440比特， 并将这两部分都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8100比特，共八列。

之后对上述比特交织后的比特流数据(b₀,b₁,...,b_N-1)，根据256NUC 星座图，每八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，八个比特 ‘00001100’对应十进制数为12，则对应到表中0.4542+0.6098i的 星座点，该星座点在实数轴和虚数轴上的显示为，实数轴0.4542、虚 数轴0.6098。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，码表如下：

表1码率9/15N_ldpc＝64800_{q×q＝360×360},Q＝72

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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M个校验比特P＝(p₀,p₁,...,p_M-1)。 即得到N个比特的码字Λ＝(λ₀,λ₁,...,λ_N-1)，其中N＝K+M。Λ又可以表 示为，Λ＝(s₀,s₁,...,s_K-1,p₀,p₁,...,p_M-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,...,M-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9/15，码长64800的码表为例：

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：

y＝{x+(m mod 360)×Q}mod M

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：

而其中M是校验比特的数量，也是校验矩阵行的数量， L是校验矩阵中子块的大小，通常为360.

举表1的码字为例子，

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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。同样的对于第L个信息比特λ_L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；

步骤S22：将所述比特软值数据分成第一部分和第二部分，并将 这两部分都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。

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 (5)

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；其中，所述预定长度为360比特；

将所述第二次比特交织后的LDPC码字分成第一部分和第二部分，将这两部分都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；

其中，所述LDPC码表中LDPC码字的码长为64800比特、码率为9/15；码表为：

相应的比特交换图案为：

133 6 63 24 48 171 90 12 65 107 20 28 169 15 78 100 32 5 34 139 42 44 399 97 61 77 114 23 99 101 25 111 162 7 154 103 167 157 156 74 66 8 108 94 55138 35 118 19 132 88 84 121 96 11957 69 68 115 83 59 79 104 54 142 161 49 12936 56 37 163 105 51 27 13 91 164 40 2 125 21 16010 86 41 123 52 70 72 29 17514 173 109 67 106 26 143 116 31 85 92 93 87 53 140 127 30 11 137 168 112 80178 81 47 113 144 150 46 62 76 50 64 165 141 95 89 166 146 13 0 148 159 131 0172 1 38 147 122 135 128 176 151 17 153 155 14 9 110 45 82 4 58 152 170 14571 120 33 174 73 75 60 17 7 16 18 3 22 136 117 134 179 126 43 98 102 158 124

相应的星座图为：

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所述第二次比特交织后的LDPC码字的长度为64800比特、第一部分为63360比特、第二部分为1440比特。

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，所述按列顺序中列的数目为8。

4.一种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经过快速傅里叶变换后得到；

将所述比特软值数据分成第一部分和第二部分，并将这两部分都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。

5.如权利要求4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以得到第三次比特解交织后的比特软值数据。