TW202425611A - 基於超寬帶的信號傳輸方法及裝置 - Google Patents
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Abstract
本申請涉及一種基於超寬帶的信號傳輸方法及裝置,該方法包括:發送信號,該信號包括根據第一PHR信息經過編碼後的碼字生成的信號,該碼字包括第一碼字集合中與第一PHR信息對應的碼字,第一PHR信息用於指示物理層有效載荷字段的數據速率。採用本申請,可以提高第一PHR信息的編碼性能。本申請應用於基於UWB的WPAN系統,感知系統等,包括802.15系列協議,如802.15.4a、802.15.4z或802.15.4ab協議等。還可適用於802.11ax下一代Wi-Fi協議,如802.11be,Wi-Fi 7或EHT,再如802.11be下一代,Wi-Fi 8等802.11系列協議的WLAN系統。
Description
本申請涉及無線通信技術領域,尤其涉及一種基於超寬帶(ultra-wide band,UWB)的信號傳輸方法及裝置。
隨著超寬帶(ultra-wide band,UWB)技術進入民用領域,超寬帶(UWB)無線通信成為短距離、高速無線網絡的物理層技術之一。超寬帶(UWB)技術是一種無線載波通信技術,如可以利用納秒級的非正弦波窄脈衝傳輸數據,因此其所占的頻譜範圍很寬。由於其脈衝比較窄,且輻射譜密度低,因此UWB具有多徑分辨能力強,功耗低,保密性強等優點。
電氣及電子工程師學會(institute of electrical and electronics engineers,IEEE)已經將UWB技術納入其IEEE 802系列無線標準,已經發佈了基於UWB技術的高速無線個人局域網(wireless personal area network,WPAN)標準IEEE 802.15.4a,以及其演進版本IEEE 802.15.4z,而下一代UWB無線個人局域網(WPAN)標準802.15.4ab也正在討論中。現有WPAN標準中的物理層協議數據單元(physical layer protocol data unit,PPDU)至少包含物理層報頭(physical layer header,PHR)字段和物理層(physical layer,PHY)有效載荷(PHY payload)字段。
目前,PHR字段採用卷積編碼,其編碼性能有待進一步的提高。
本申請實施例提供一種基於超寬帶的信號傳輸方法及裝置,可以提高PHR字段的編碼性能,進一步的還可以降低PHR字段的傳輸時長。
下面從不同的方面介紹本申請,應理解的是,下面的不同方面的實施方式和有益效果可以互相參考。
第一方面,本申請提供一種基於超寬帶的信號傳輸方法,該方法包括:通信裝置生成物理層協議數據單元(physical layer protocol data unit,PPDU),該PPDU包括物理層報頭(physical layer header,PHR)字段和物理層(physical layer,PHY)有效載荷(PHY payload)字段,該PHR字段包括第一PHR信息,用於指示PHY payload字段的數據速率;通信裝置發送基於該PPDU生成的信號,該信號包括根據第一PHR信息經過編碼後的碼字生成的信號,該碼字包括第一碼字集合中與第一PHR信息對應的碼字。其中,該碼字的具體內容可以參見下文的方法實施例,這裡篇幅限制,不一一列舉。
本申請通過設計一個新的碼字集合(也就是碼本),用這個碼字集合中的碼字來對第一PHR信息進行映射編碼,相比於採用卷積編碼的方式,可以提高PHR字段(主要是第一PHR信息)的編碼性能。
第二方面,本申請提供一種基於超寬帶的信號傳輸方法,該方法包括:通信裝置接收信號,該信號基於PPDU生成,該PPDU包括PHR字段和PHY payload字段,該PHR字段包括第一PHR信息,該信號包括根據該第一PHR信息經過編碼後的碼字生成的信號,該碼字包括第一碼字集合中與該第一PHR信息對應的碼字;並對該信號進行解調和解碼,獲得該第一PHR信息,該第一PHR信息用於指示PHY payload字段的數據速率。其中,該碼字的具體內容可以參見下文的方法實施例,這裡篇幅限制,不一一列舉。
上述任一方面的一種可能的實現方式中,上述第一PHR信息為3比特,可以用於指示PHY payload字段的數據速率是以下任一種:1.95 Mbps(兆比特每秒),7.8 Mbps,31.2 Mbps,62.4 Mbps,或124.8 Mbps。
上述任一方面的一種可能的實現方式中,第一PHR信息還包括:用於指示PHY payload字段是否使用第一編碼方式進行編碼的信息。示例性的,第一PHR信息為4比特,其中3比特用於指示PHY payload字段的數據速率,另外1比特用於指示PHY payload字段是否使用第一編碼方式進行編碼。
可選的,第一編碼方式是以下任一種:低密度奇偶校驗碼(low density parity code,LDPC)、卷積碼、polar碼、turbo碼等等,本申請不做限制。下文便於描述,以第一編碼方式為LDPC為例進行說明。
本申請用第一碼字集合中碼字來對第一PHR信息(4比特)進行映射編碼,相比於卷積編碼的方式,既能滿足解調性能的要求,又能降低第一PHR信息的傳輸時長,實現第一PHR信息的解調性能和傳輸時長的良好折中。
上述任一方面的一種可能的實現方式中,上述第一碼字集合中碼字的個數M小於或等於2
K,其中,K是第一PHR信息的比特長度。示例性的,當K等於3時,第一碼字集合中碼字的個數M小於或等於8;當K等於4時,第一碼字集合中碼字的個數M小於或等於16;當K等於2時,第一碼字集合中碼字的個數M小於或等於4。
在一些場景中,上述第一碼字集合中任意兩個碼字之間的漢明距離大於或等於這個第一碼字集合的理論最小漢明距離的上限值。
可選的,如果第一碼字集合中包括M個碼字,每個碼字的長度為L。示例性的,這M個碼字中任意兩個碼字之間的漢明距離d滿足:
,或者,
。
本申請通過增大碼字間的漢明距離,來提高編碼性能。
上述任一方面的一種可能的實現方式中,當第一PHR信息為4比特時,第一碼字集合中碼字的長度滿足L=4n+2;其中,L表示碼字的長度,n為正整數。不同碼字長度下,第一碼字集合中碼字的具體內容參見下文實施例一的描述,這裡不一一詳述。
上述任一方面的一種可能的實現方式中,當第一PHR信息為3比特時,第一碼字集合中碼字的長度為偶數個比特,且滿足L=7n+m;其中,L表示碼字的長度,n為正整數,m為大於或等於0且小於7的整數。不同碼字長度下,第一碼字集合中碼字的具體內容參見下文實施例二的描述,這裡不一一詳述。
上述任一方面的一種可能的實現方式中,上述碼字的長度大於或等於2
K個比特,K是第一PHR信息的比特長度。示例性的,碼字的長度為以下任一種:20,22,24,26,28,30,32,34,36,38,或40個比特。
第三方面,本申請實施例提供一種通信裝置,該通信裝置用於執行第一方面或第一方面的任意可能的實現方式中的方法。該通信裝置包括具有執行第一方面或第一方面的任意可能的實現方式中的方法的單元。
第四方面,本申請實施例提供一種通信裝置,該通信裝置用於執行第二方面或第二方面的任意可能的實現方式中的方法。該通信裝置包括具有執行第二方面或第二方面的任意可能的實現方式中的方法的單元。
在第三方面或第四方面中,上述通信裝置可以包括收發單元和處理單元。對於收發單元和處理單元的具體描述還可以參考下文示出的裝置實施例。上述第三方面到第四方面的有益效果可以參考前述第一方面和第二方面的相關描述,這裡不贅述。
第五方面,本申請提供一種通信裝置,該通信裝置包括處理器,用於執行上述第一方面、或第一方面的任意可能的實現方式所示的方法。或者,該處理器用於執行存儲器中存儲的程序,當該程序被執行時,上述第一方面、或第一方面的任意可能的實現方式所示的方法被執行。
結合第五方面,在一種可能的實現方式中,存儲器位於上述通信裝置之外。
結合第五方面,在一種可能的實現方式中,存儲器位於上述通信裝置之內。
本申請中,處理器和存儲器還可以集成於一個器件中,即處理器和存儲器還可以被集成在一起。
結合第五方面,在一種可能的實現方式中,通信裝置還包括收發器,該收發器,用於發送信號。
第六方面,本申請提供一種通信裝置,該通信裝置包括處理器,用於執行上述第二方面、或第二方面的任意可能的實現方式所示的方法。或者,該處理器用於執行存儲器中存儲的程序,當該程序被執行時,上述第二方面、或第二方面的任意可能的實現方式所示的方法被執行。
結合第六方面,在一種可能的實現方式中,存儲器位於上述通信裝置之外。
結合第六方面,在一種可能的實現方式中,存儲器位於上述通信裝置之內。
本申請中,處理器和存儲器還可以集成於一個器件中,即處理器和存儲器還可以被集成在一起。
結合第六方面,在一種可能的實現方式中,通信裝置還包括收發器,該收發器,用於接收信號。
第七方面,本申請提供一種通信裝置,該通信裝置包括邏輯電路和接口,該邏輯電路和該接口耦合。該邏輯電路,用於生成PPDU,該PPDU包括PHR字段和PHY payload字段,該PHR字段包括第一PHR信息,該第一PHR信息用於指示PHY payload字段的數據速率;該接口,用於輸出信號,該信號基於該PPDU生成,該信號包括根據該第一PHR信息經過編碼後的碼字生成的信號,該碼字包括第一碼字集合中與該第一PHR信息對應的碼字。
第八方面,本申請提供一種通信裝置,該通信裝置包括邏輯電路和接口,該邏輯電路和該接口耦合。接口,用於輸入信號,該信號基於PPDU生成,該PPDU包括PHR字段和PHY payload字段,該PHR字段包括第一PHR信息,該信號包括根據該第一PHR信息經過編碼後的碼字生成的信號,該碼字包括第一碼字集合中與該第一PHR信息對應的碼字;邏輯電路,用於對該信號解碼,獲得該第一PHR信息,該第一PHR信息用於指示PHY payload字段的數據速率。
在第七方面或第八方面中,關於PPDU、第一PHR信息、第一碼字集合等的具體說明可以參考前述第一方面或第二方面的描述,這裡不再一一詳述。
第九方面,本申請提供一種計算機可讀存儲介質,該計算機可讀存儲介質用於存儲計算機程序,當其在計算機上運行時,使得上述第一方面、或第一方面的任意可能的實現方式所示的方法被執行。
第十方面,本申請提供一種計算機可讀存儲介質,該計算機可讀存儲介質用於存儲計算機程序,當其在計算機上運行時,使得上述第二方面、或第二方面的任意可能的實現方式所示的方法被執行。
第十一方面,本申請實施例提供一種計算機程序產品,該計算機程序產品包括計算機程序或計算機代碼,當其在計算機上運行時,使得上述第一方面、或第一方面的任意可能的實現方式所示的方法被執行。
第十二方面,本申請實施例提供一種計算機程序產品,該計算機程序產品包括計算機程序或計算機代碼,當其在計算機上運行時,使得上述第二方面、或第二方面的任意可能的實現方式所示的方法被執行。
第十三方面,本申請提供一種計算機程序,該計算機程序在計算機上運行時,上述第一方面、或第一方面的任意可能的實現方式所示的方法被執行。
第十四方面,本申請提供一種計算機程序,該計算機程序在計算機上運行時,上述第二方面、或第二方面的任意可能的實現方式所示的方法被執行。
第十五方面,本申請實施例提供一種無線通信系統,該無線通信系統包括第一通信裝置和/或第二通信裝置,所述第一通信裝置用於執行上述第一方面、或第一方面的任意可能的實現方式所示的方法,所述第二通信裝置用於執行上述第二方面、或第二方面的任意可能的實現方式所示的方法。
上述各個方面達到的技術效果可以相互參考或參考下文所示的方法實施例中的有益效果,此處不再贅述。
下面將結合本申請實施例中的附圖,對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
在本申請的描述中,“第一”、“第二”等字樣僅用於區別不同對象,並不對數量和執行次序進行限定,並且“第一”、“第二”等字樣也並不限定一定不同。此外,術語“包括”和“具有”以及它們的任何變形,意圖在於覆蓋不排他的包含。例如包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備等,沒有限定於已列出的步驟或單元,而是可選地還包括沒有列出的步驟或單元等,或可選地還包括對於這些過程、方法、產品或設備等固有的其它步驟或單元。
在本申請的描述中,除非另有說明,“/”表示“或”的意思,例如,A/B可以表示A或B。本文中的“和/或”僅僅是一種描述關聯對象的關聯關係,表示可以存在三種關係,例如,A和/或B,可以表示:單獨存在A,同時存在A和B,單獨存在B這三種情況。此外,“以下一項(個)或多項(個)”或其類似表達,是指的這些項中的任意組合,包括單項(個)或複數項(個)的任意組合。例如,a,b,或c中的至少一項(個),可以表示:a,b,c;a和b;a和c;b和c;或a和b和c。其中a,b,c可以是單個,也可以是多個。
本申請中,“示例性的”或者“例如”等詞用於表示作例子、例證或說明。本申請中被描述為“示例性的”、“舉例來說”或者“例如”的任何實施例或設計方案不應被解釋為比其他實施例或設計方案更優選或更具優勢。確切而言,使用“示例性的”、“舉例來說”或者“例如”等詞旨在以具體方式呈現相關概念。
本申請中對於使用單數表示的元素旨在用於表示“一個或多個”,而並非表示“一個且僅一個”,除非有特別說明。
可以理解,在本申請各實施例中,“與A映射的B”或“A映射為B”表示A與B存在對應關係,根據A可以確定B。但還應理解,根據A確定(或生成)B並不意味著僅僅根據A確定(或生成)B,還可以根據A和/或其它信息確定(或生成)B。
本申請提供的技術方案可以適用於基於UWB技術的無線個人局域網(wireless personal area network,WPAN)。如本申請提供的方法可以適用於IEEE 802.15系列協議,例如802.15.4a協議、802.15.4z協議或802.15.4ab協議,或者未來某代UWB WPAN標準等,這裡不再一一列舉。本申請提供的方法還可以應用於各類通信系統,例如,可以是物聯網(internet of things,IoT)系統、車聯網(vehicle to X,V2X)、窄帶物聯網(narrow band internet of things,NB-IoT)系統,應用於車聯網中的設備,物聯網(IoT,internet of things)中的物聯網節點、傳感器等,智慧家居中的智能攝像頭,智能遙控器,智能水錶電錶,以及智慧城市中的傳感器等。本申請提供的方法還可以適用於長期演進(long term evolution,LTE)頻分雙工(frequency division duplex,FDD)系統、LTE時分雙工(time division duplex,TDD)、通用移動通信系統(universal mobile telecommunication system,UMTS)、全球互聯微波接入(worldwide interoperability for microwave access,WiMAX)通信系統、LTE系統,也可以是第五代(5th-generation,5G)通信系統、第六代(6th-generation,6G)通信系統等。
UWB技術是一種新型的無線通信技術。它利用納秒級的非正弦波窄脈衝傳輸數據,通過對具有很陡上升和下降時間的衝激脈衝進行調製,因此其所傳輸的頻譜範圍很寬,使信號具有吉赫(GHz)量級的帶寬。UWB使用的帶寬通常在1GHz以上。因為UWB系統不需要產生正弦載波信號,可以直接發射衝激序列,所以UWB系統具有很寬的頻譜和很低的平均功率,UWB無線通信系統具有多徑分辨能力強、功耗低、保密性強等優點,有利於與其他系統共存,從而提高頻譜利用率和系統容量。另外,在短距離的通信應用中,UWB發射機的發射功率通常可做到低於1mW(毫瓦),從理論上來說,UWB信號所產生的干擾僅相當於白噪聲。這樣有助於超寬帶與現有窄帶通信之間的良好共存。因此,UWB系統可以實現與窄帶(narrowband,NB)通信系統同時工作而互不干擾。
本申請提供的方法可以由無線通信系統中的通信裝置實現。一個通信裝置中,實現UWB系統功能的裝置或芯片或功能單元可以被稱為UWB模塊,實現窄帶通信系統功能的裝置或芯片或功能單元可以被稱為窄帶通信模塊。UWB模塊和窄帶通信模塊可以為不同的裝置或芯片,當然UWB模塊和窄帶通信模塊也可以集成在一個裝置或芯片上,本申請實施例不限制UWB模塊和窄帶通信模塊在通信裝置中的實現方式。本申請中的通信裝置包括UWB模塊,可選的還包括窄帶通信模塊。可理解,以上關於通信裝置的說明適用於本申請中的第一通信裝置和第二通信裝置。
雖然本申請實施例主要以WPAN為例,比如以應用於IEEE 802.15系列標準的網絡為例進行說明。本領域技術人員容易理解,本申請涉及的各個方面可以擴展到採用各種標準或協議的其它網絡。例如,無線局域網(wireless local area networks,WLAN)、藍牙(BLUETOOTH), 高性能無線LAN(high performance radio LAN,HIPERLAN)(一種與IEEE 802.11標準類似的無線標準,主要在歐洲使用)以及廣域網(WAN)或其它現在已知或以後發展起來的網絡。因此,無論使用的覆蓋範圍和無線接入協議如何,本申請提供的各種方面可以適用於任何合適的無線網絡。
可選地,本申請實施例中的通信裝置可以為支持802.15.4a和802.15.4z、以及現在正在討論中的IEEE 802.15.4ab或後續版本等多種WPAN制式的設備。
示例性的,本申請提供的方法可以由無線通信系統中的通信裝置實現,該通信裝置可以是UWB系統中涉及的裝置。例如,該通信裝置可以包括但不限於支持UWB技術的通信服務器、路由器、交換機、網橋、計算機、手機等。又例如,該通信裝置可以包括用戶設備(user equipment,UE),該用戶設備可以包括支持UWB技術的各種手持設備、車載設備(如汽車或安裝於汽車上的部件等)、可穿戴設備、物聯網(internet of things,IoT)設備、計算設備或連接到無線調制解調器的其它處理設備等,這裡不再一一列舉。又例如,該通信裝置可以包括中心控制點,如個人局域網(personal area network,PAN)或PAN協調者等。該PAN協調者或PAN可以是手機、車載設備、錨點(Anchor)、標簽(tag)或智能家居等。又例如,該通信裝置可以包括芯片,該芯片可以設置於通信服務器、路由器、交換機或終端設備中等,這裡不再一一列舉。
在本申請實施例中,上述通信裝置可以包括硬件層、運行在硬件層之上的操作系統層,以及運行在操作系統層上的應用層。該硬件層包括中央處理器(central processing unit,CPU)、內存管理單元(memory management unit,MMU)和內存(也稱為主存)等硬件。該操作系統可以是任意一種或多種通過進程(process)實現業務處理的計算機操作系統,例如,Linux操作系統、Unix操作系統、Android操作系統、iOS操作系統或windows操作系統等。該應用層包含瀏覽器、通訊錄、文字處理軟件、即時通信軟件等應用。並且,本申請實施例並未對本申請實施例提供的方法的執行主體的具體結構特別限定,只要能夠通過運行記錄有本申請實施例的提供的方法的代碼的程序,以根據本申請實施例提供的方法進行通信即可。
可理解,以上關於通信裝置的說明適用於本申請中的第一通信裝置和第二通信裝置。
示例性的,參見圖1,圖1是本申請實施例提供的無線通信系統的一結構示意圖。如圖1所示,該無線通信系統是一種星型拓撲結構,該種結構中一個中心控制節點(如圖1中的PAN協調者)可以與一個或多個其他設備進行數據通信。參見圖2,圖2是本申請實施例提供的無線通信系統的另一結構示意圖。如圖2所示,該無線通信系統是一種點對點拓撲結構,該種結構中,中心控制節點(如圖2中的PAN協調者)可以與一個或多個其他設備進行數據通信,其他不同設備之間也可以互相進行數據通信。在圖1和圖2中,全功能設備(full function device)和低功能設備(reduced function device)都可以理解為本申請所示的通信裝置。其中,全功能設備和低功能設備是相對而言的,如低功能設備不能是PAN協調者(coordinator)。又如低功能設備與全功能設備相比,該低功能設備可以沒有協調能力或通信速率相對全功能設備較低等。可理解,圖2所示的PAN協調者僅為示例,圖2所示的其他三個全功能設備也可以作為PAN協調者,這裡不再一一示出。還可理解,本申請所示的全功能設備和低功能設備僅為通信裝置的一種示例,但凡能夠實現本申請所提供的PPDU傳輸方法的裝置,均屬本申請的保護範圍。
由於UWB的頻譜能量很低,對其他無線通信技術的干擾很小;所以根據法規,UWB可以不用進行信道監聽就發送信號,因此對於低延遲的數據傳輸十分友好。同時由於UWB的通信帶寬較大,所以可以在超寬帶信道上傳輸較高速率的數據。另一方面,為了提高傳輸距離或者擴大設備的覆蓋範圍,也可以選擇以較低的速率傳輸數據。
一種可能的UWB PPDU格式(format)如圖3所示,圖3是本申請實施例提供的UWB PPDU格式的一種示意圖。如圖3所示,該UWB PPDU至少包含物理層報頭(physical layer header,PHR)字段,可選的還包括以下一個或多個字段:同步(synchronization,SYNC)字段、幀開始分隔符(start-of-frame delimiter,SFD)字段、或物理層(physical layer,PHY)有效載荷(PHY payload)字段。其中,同步(SYNC)字段用於信道測量和信號同步,SFD字段用於分隔SYNC字段和後續的部分。PHR字段用於指示解調PHY payload字段所必須的一些參數,比如PHY payload字段的長度、數據速率(data rate)、編碼方式等。PHY payload字段用於承載數據。可以理解,圖3中各個字段的名稱僅是示例,隨著標準的演進,UWB PPDU中各個字段的名稱可能會有所不同,但能實現上述功能的字段都屬本申請的保護範圍內。
因此,為了能夠正確解調出PHY payload字段中的數據,必須保證PHR字段的正確解調。一般情況下,數據速率越低,其傳輸的數據越可靠,即越容易解調正確,所以PHR字段通常採用較低的數據速率傳輸。而PHY payload字段則可以採用較高的數據速率傳輸,從而提高傳輸性能。換句話說,為了保證解調性能,PHR字段的數據速率通常小於PHY payload字段的數據速率。目前,為了保證PHR字段能夠正確解調且其可靠性要高於PHY payload字段,PHR字段需要採用較低的數據速率傳輸,這將導致傳輸時間(或者說佔用空口的時間)較長,增加時延,且會對其他無線設備或者其他無線通信技術產生干擾。此外,如果PHR字段的數據速率過高,則會使PHR成為整個PPDU解調的性能瓶頸。
一種可能的實現方式中,為了減少PHR字段的傳輸時間,考慮將PHR字段分成兩部分,一部分採用固定的比較低的數據速率進行傳輸,另一部分採用動態的數據速率進行傳輸。參見圖4,圖4是本申請實施例提供的UWB PPDU格式的另一種示意圖。如圖4所示,PHR字段可以分成兩部分,記為PHR1和PHR2。其中,PHR1又被稱為速率頭(rate header),共有4比特,其中3比特用於指示PHY payload字段的數據速率,另外1比特用於指示PHY payload字段是否使用低密度奇偶校驗碼(low density parity code,LDPC)進行編碼。目前,PHY payload字段支持的數據速率包括:1.95 Mbps(兆比特每秒),7.8 Mbps,31.2 Mbps,62.4 Mbps以及124.8 Mbps。PHR2主要用於指示PHY payload字段的長度,可選的,PHR2還可以包括:用於指示PPDU是否用於做感知測量的比特,預留比特,循環冗檢驗(cyclic redundancy check,CRC)比特。PHR1可以採用固定比較低的數據速率進行傳輸,而PHR2則可以採用動態的數據速率進行傳輸,其中PHR2的數據速率可以根據PHY payload字段的數據速率以及PHY payload字段所採用的信道編碼共同決定。
此外,PHR1可以採用碼率為0.5的卷積碼進行編碼,如多項式為(133,171)
8的卷積碼。PHR1的一種可能編碼方式如下:在PHR1的4比特後加入6個0作為尾比特,然後採用碼率為0.5的卷積碼編碼後變成20個比特;再以2比特作為一個符號,共有10個符號。根據不同的符號傳輸速率有以下幾種方案:(1)以3.9Mbps的速率傳輸PHR1,共需要約2.5us(微秒);(2)以1.95Mbps的速率傳輸PHR1,共需要約5us;(3)以0.975Mbps的速率傳輸PHR1,共需要約10us。對於方案(1),由於PHR1的符號速率較高(3.9Mbps),當PHY payload字段的數據速率為1.95 Mbps時,無法保證解調性能,從而出現性能瓶頸。對於方案(2),PHR1的符號速率為1.95Mbps,由於LDPC編碼的性能優於卷積碼編碼,所以當PHY payload字段的數據速率為1.95 Mbps且使用LDPC進行編碼的情況下,仍然無法保證解調性能,會出現性能瓶頸。對於方案(3),PHR1的符號速率非常低(0.975Mbps),增加了PHR1的傳輸時長。
鑒於此,本申請實施例提供一種基於超寬帶的信號傳輸方法及裝置,通過設計一種新的碼本(如第一碼字集合)來對第一IPHR信息進行映射(mapping)編碼,可以提高PHR字段(主要是第一IPHR信息)的編碼性能,進一步的還可以降低PHR字段(主要是第一IPHR信息)的傳輸時長。示例性的,本申請所稱的“碼字集合”,是指一個或多個碼字。
下面將結合更多的附圖對本申請提供的技術方案進行詳細說明。
為便於清楚描述本申請的技術方案,本申請通過多個實施例進行闡述,具體參見下文。本申請中,除特殊說明外,各個實施例或實現方式之間相同或相似的部分可以互相參考。在本申請中各個實施例、以及各實施例中的各個實施方式/實施方法/實現方法中,如果沒有特殊說明以及邏輯衝突,不同的實施例之間、以及各實施例中的各個實施方式/實施方法/實現方法之間的術語和/或描述具有一致性、且可以相互引用,不同的實施例、以及各實施例中的各個實施方式/實施方法/實現方法中的技術特徵根據其內在的邏輯關係可以組合形成新的實施例、實施方式、實施方法、或實現方法。以下所述的本申請實施方式並不構成對本申請保護範圍的限定。
本申請中的通信裝置可以支持802.15.4ab制式或者802.15.4ab的下一代制式,也可以支持802.15.4a、802.15.4-2011、802.15.4-2015、802.15.4-2020及802.15.4z等多種制式,還可以支持802.11ax、802.11ac、802.11n、802.11g、802.11b、802.11a、802.11be下一代等802.11家族的WLAN制式。
參見圖5,圖5是本申請實施例提供的基於超寬帶的信號傳輸方法的一流程示意圖。如圖5所示,該基於超寬帶的信號傳輸方法包括但不限於以下步驟:
S101,第一通信裝置生成PPDU,該PPDU包括PHR字段和PHY payload字段,該PHR字段包括第一PHR信息,該第一PHR信息用於指示PHY payload字段的數據速率和PHY payload字段是否使用第一編碼方式進行編碼。
S102,第一通信裝置發送信號,該信號基於該PPDU生成,該信號包括根據該第一PHR信息經過編碼後的碼字生成的信號,該碼字包括第一碼字集合中與該第一PHR信息對應的碼字。
相應的,第二通信裝置接收該信號。
S103,第二通信裝置對該信號解碼,獲得該第一PHR信息。
可選的,上述PPDU可以是應用於UWB WPAN標準中的PPDU,比如802.15.4ab協議中的PPDU。
可選的,上述PPDU可以包括但不限於:PHR字段和PHY payload字段。該PHR字段可以包括第一PHR信息和第二PHR信息。該第一PHR信息可以用於指示PHY payload字段的數據速率和PHY payload字段是否使用第一編碼方式進行編碼。該第二PHR信息可以用於指示PHY payload字段的長度,可選的還用於指示以下一項或多項:該PPDU是否用於進行感知測量,或循環冗檢驗(cyclic redundancy check,CRC)碼。
示例性的,第一編碼方式可以是以下任一種:LDPC、卷積碼、極化(Polar)碼,渦輪(Turbo)碼等等,本申請實施例不做限制。下文便於描述,以第一編碼方式為LDPC為例進行說明;當然隨著標準的發展,下文的LDPC也可以換成未來標準中規定的任一種編碼方式(如卷積碼、polar碼、turbo碼等)。
示例性的,該PPDU的幀格式可以如前述圖4所示,前述圖4中的PHR1對應為本申請實施例的第一PHR信息,前述圖4中的PHR2對應為本申請實施例中的第二PHR信息。那麼,第一PHR信息(PHR1)共有4個比特,其中3比特用於指示PHY payload字段的數據速率,另外1比特用於指示PHY payload字段是否使用LDPC進行編碼。示例性的,第二PHR信息(PHR2)共有23個比特,其中12比特用於指示PHY payload字段的長度,1比特用於指示PPDU是否用於做感知測量,2比特預留,8比特用於指示CRC碼。
可選的,第一通信裝置可以對生成的PPDU進行編碼,然後可以將編碼得到的碼字調製成UWB脈衝(即信號)發送。相應的,第二通信裝置接收到信號(即UWB脈衝)後,對該信號進行解調獲得PPDU編碼後的碼字,再根據第一碼字集合對第一PHR信息(PHR1)經過編碼後的碼字進行解碼,獲得第一PHR信息(PHR1)。其中,該第一碼字集合可以是預定義,預協商,或預配置的等。這裡的編碼可以包括卷積碼,LDPC,特定碼本,重複碼等等。可以理解,PPDU中不同字段可以採用不同的編碼方式進行編碼。例如,PPDU中的PHY payload字段採用LDPC或卷積碼進行編碼,SFD字段採用碼本的方式進行映射編碼。再例如,PPDU中第一PHR信息(PHR1)採用碼本的方式進行映射編碼,第二PHR信息(PHR2)採用卷積碼進行編碼,等等。
因此,上述信號可以基於PPDU生成。那麼,該信號中至少包括根據上述第一PHR信息(PHR1)經過編碼得到的碼字生成的信號,該碼字可以包括第一碼字集合中與第一PHR信息映射的碼字。該第一碼字集合至少包括M個碼字,每個碼字的長度為L。示例性的,這M個碼字中任意兩個碼字之間的漢明距離d滿足下述公式(1-1)或者下述公式(1-2)。
................................................................................................................(1-1)
................................................................................................................(1-2)
其中,符號
表示向下取整,下文相同符號表示相同含義,不再贅述。
可選的,上述第一碼字集合可以是碼本中的全部或部分碼字,碼本中的碼字個數為2
K,K是第一PHR信息(PHR1)的比特長度。M小於或等於2
K。該碼本可以是預定義,預協商,或預配置的等。本申請中的預定義可以理解為定義、預先定義、預設、存儲、預存儲、預協商、預配置、固化、或預燒制等。
本文中,“碼字的長度”也可以簡稱為“碼長”、“碼字長度”等,三者可替換使用,下文不再贅述。
可以理解,漢明距離(Hamming distance)是使用在數據傳輸差錯控制編碼中的,它表示兩個(相同長度)字符串對應位置的不同字符的數量。以d(x,y)表示兩個字符串x和y之間的漢明距離,對這兩個字符串進行異或運算,並統計結果為1的個數,那麼這個統計出的結果為1的個數就是漢明距離。
還可以理解,大小為N個碼字且碼長為L的碼本,它的理論最小漢明距離滿足下述公式(1-3)。
..........................................................................................................(1-3)
可選的,上述第一碼字集合中碼字的長度L可以是偶數個比特,且還可以大於或等於2
K個比特,K是第一PHR信息(PHR1)的比特長度。示例性的,碼字的長度L為22個比特,26個比特,30個比特,或36個比特。
可選的,上述第一碼字集合中的碼字可以基於(L+2)階的哈達瑪Hadamard矩陣生成。該第一碼字集合的生成方式以及碼字的具體內容可以參見下文的描述,這裡不展開說明。
可以理解,哈達瑪矩陣(英語:Hadamard matrix)是一個方陣,由元素+1和元素-1構成;並且哈達瑪矩陣的每行都是相互正交的,每一列也是相互正交的。k階(指k×k)的哈達瑪矩陣H滿足HH
T=kI
k,這裡I
k表示k×k的單位矩陣,H
T表示H的轉置。由於哈達瑪矩陣的所有行之間相互正交,故不同行之間的漢明距離為(k/2)。規範化的哈達瑪矩陣是指第一行元素和第一列元素全為1的哈達瑪矩陣。當Hadamard矩陣的行數k>2時,k是4的整數倍。
本申請實施例通過設計一個新的碼本,用這個碼本中的第一碼字集合來對第一PHR信息(PHR1)進行映射編碼,既能滿足解調性能的要求,又能降低PHR字段(主要是PHR1)的傳輸時長,實現PHR字段(主要是PHR1)的解調性能和傳輸時長的良好折中。此外,本申請實施例還通過增大第一碼字集合中碼字之間的漢明距離,來提高PHR字段(主要是PHR1)的編碼性能。
下面詳細介紹本申請實施例中碼本的設計思想,以及舉例說明本申請實施例提供的碼本及碼本的生成方式。
本申請實施例考慮到PHY payload字段目前支持的數據速率共有5種,再結合PHY payload字段是否使用LDPC進行編碼,那麼第一PHR信息(PHR1)至少需要10種取值來指示PHY payload字段的數據速率和PHY payload字段是否使用LDPC進行編碼;相應的,也就至少需要10種碼字來對第一PHR信息(PHR1)進行映射編碼。
可以理解,編碼的性能與碼字之間的最小漢明距離相關,碼字之間的最小漢明距離越大,不同碼字之間的差異越大,從而編碼性能越好,越容易解碼正確。
對於第一PHR信息(PHR1)為4比特的情況,若考慮4比特的所有取值與碼字的映射,則總共有16種碼字,在碼長為L時,這16種碼字之間的理論最小漢明距離的上限值(bound)是:
。
而如果只考慮10種碼字,則在碼長為L時,這10種碼字之間的理論最小漢明距離的上限值是:
。
本文中符號“*”表示“乘以”或“乘”運算。下文相同符號表示相同含義,下文不再贅述。
參見圖6,圖6是本申請實施例提供的不同碼長下理論最小漢明距離的上限值示意圖。如圖6所示,橫坐標表示碼長(code length),縱坐標表示理論最小漢明距離的上限值(minimum hamming distance bound)。可以理解,考慮到示意的精度,圖6只示意了部分碼長的理論最小漢明距離的上限值,即橫坐標表示的碼長範圍是20個比特到32個比特。圖6中,equal(同等)表示均等編碼,unequal(不相等)表示不均等編碼。其中,均等編碼是指考慮16種碼字的情況,不均等編碼是指只考慮10種碼字的情況。
由圖6可知,在碼長L為20,22,24,26以及28等值時,只考慮10種碼字(不均等編碼)相比於考慮16種碼字(均等編碼)在理論最小漢明距離上有一定優勢。
下面舉例說明如何設計碼本,使得這個碼本中存在10種碼字,且這10種碼字之間的漢明距離達到最大值。
舉例來說,一種可能的碼本生成方式如下:
令K表示第一PHR信息(即PHR1)的比特長度,L表示碼字的長度,L≥2
K,第一碼字集合中包括的碼字個數為M,M≤2
K。
當L=4n+2(n為正整數)時,L+2(即4n+4)為4的整數倍,此時存在一個(L+2)*(L+2)的規範化的Hadamard矩陣H
(L+2),可以通過以下步驟生成一個碼本。
第一步:選取一個(L+2)*(L+2)的規範化的Hadamard矩陣H
(L+2),根據Hadamard矩陣的特性可知,H
(L+2)中任意兩行之間的漢明距離為(L+2)/2=(4(n+1))/2=2n+2;然後移除H
(L+2)的第一列元素,可以得到一個(L+2)*(L+1)的矩陣H
((L+2)*(L+1))。由於H
(L+2)的第一列元素(全為1)均相同,故矩陣H
((L+2)*(L+1))中任意兩行之間的漢明距離依然是2n+2。
第二步:從矩陣H
((L+2)*(L+1))中任選一列移除,同時按照所移除列中元素的正負將移除該列後矩陣的行分為兩組,得到矩陣G
+和矩陣G
-。其中,矩陣G
+包含(2n+2)個長度為L的行(即G
+的大小是(2n+2)行L列),並且矩陣G
+中任意兩行元素之間的漢明距離依然是2n+2。矩陣G
-包含(2n+2)個長度為L的行(即G
-的大小是(2n+2)行L列),並且矩陣G
-中任意兩行元素之間的漢明距離依然是2n+2。此外,矩陣G
+中任意一行元素與矩陣G
-中任意一行元素的漢明距離為2n+1。
第三步:從矩陣G
+和矩陣G
-中任意一個選取M行元素,從另一個矩陣中選取(2
K-M)行元素,合併後形成一個碼本矩陣C。碼本矩陣C包含2
K個長度為L的碼字,其中M個合法碼字之間的最小漢明距離為2n+2,所有碼字之間的最小漢明距離是2n+1。可以理解,從矩陣G
+或矩陣G
-中選取的M行元素即為M個合法碼字,這M個合法碼字可以組合第一碼字集合,或者這M個合法碼字是第一碼字集合中的部分碼字。
利用上述步驟生成的碼本滿足:碼本中碼字之間的最小漢明距離等於這個碼本的理論最小漢明距離的上限值,即2n+1;這個碼本中第一碼字集合的任意兩個碼字之間的漢明距離等於這個第一碼字集合的理論最小漢明距離的上限值,即2n+2。從而可以提高第一PHR信息(PHR1)的編碼性能。
可以理解,上述步驟(第一步到第三步)中,使用不同的Hadamard矩陣,可以構造不同的碼本,但其最小漢明距離不變。還可以理解,對上述第三步得到的碼本矩陣C進行列重新排列、行重新排列、或整列元素取反(元素取反是指元素-1變為元素1,元素1變為元素-1)等操作後可以得到另一碼本矩陣,該另一碼本矩陣與上述第三步得到的碼本矩陣C具有相同的漢明距離分佈。
例如,K等於4,當L=22時,構造如下24*24的Hadamard矩陣H
24。
H
24=
去除H
24的第一列後,得到H
24*23的矩陣。假設選定H
24*23的第一列,並將H
24*23的第一列去除的同時,將所有行按照H
24*23的第一列元素的正負分為如下兩組:
=
=
那麼,
中任意兩行元素之間的漢明距離是12,
中任意兩行元素之間的漢明距離也是12,
中任意一行元素與
中任意一行元素之間的漢明距離是11。然後從
中選取12行元素(即M等於12),
中選取4行元素,並將元素1映射為0,元素-1映射為1,得到下述表1所示的碼字。其中,
的大小為12行22列,
的大小也是12行22列。
可以理解,本申請實施例不限制矩陣中元素1和-1與1和0的映射關係。還可以理解,下述表1中,前10個碼字中任兩個碼字之間的漢明距離為12,根據前述圖6所示,達到了不均等編碼情況下碼長L等於22時的理論上界。此外,對於下述表1示出的所有碼字而言,最小漢明距離可以達到11,也已經達到了均等編碼情況下碼長L等於22時的理論上界。
表1:碼長(L)為22的碼本舉例1
第一 PHR 信息( PHR1 ) | ||
Data rate 數據速率( 3 比特) | LDPC Indication LDPC 指示 ( 1 比特) | code word 碼字 |
000 | 0 | 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 |
000 | 1 | 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 |
001 | 0 | 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 |
001 | 1 | 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 |
010 | 0 | 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 |
010 | 1 | 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 |
011 | 0 | 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 |
011 | 1 | 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 |
100 | 0 | 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 |
100 | 1 | 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 |
101 | 0 | 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 |
101 | 1 | 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 |
110 | 0 | 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 |
110 | 1 | 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 |
111 | 0 | 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 |
111 | 1 | 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 |
再例如,K等於4,當L=26時,28*28的規範化Hadamard矩陣H
28如下。
H
28=
去除H
28的第一列後,得到H
28*27的矩陣。假設選定H
28*27的第14列,並將H
28*27的第14列去除的同時,將所有行按照H
28*27的第14列元素的正負分為如下兩組:
=
=
那麼,
中任意兩行元素之間的漢明距離是14,
中任意兩行元素之間的漢明距離也是14,
中任意一行元素與
中任意一元素之間的漢明距離是13。然後從
中選取14行元素(即M等於14),
中選取2行元素(任意2行,下述表2以
的最後2行為例),並將元素1映射為0,元素-1映射為1,得到下述表2所示的碼字。其中,
的大小為14行26列,
的大小也是14行26列。
可以理解,本申請實施例不限制矩陣中元素1和-1與1和0的映射關係。還可以理解,下述表2中,前10個碼字中任兩個碼字之間的漢明距離為14,根據前述圖6所示,達到了不均等編碼情況下碼長L等於26時的理論上界。此外,對於下述表2示出的所有碼字而言,最小漢明距離可以達到13,也已經達到了均等編碼情況下碼長L等於26時的理論上界。
表2:碼長(L)為26的碼本舉例1
第一 PHR 信息( PHR1 ) | ||
Data rate 數據速率( 3 比特) | LDPC Indication LDPC 指示 ( 1 比特) | code word 碼字 |
000 | 0 | 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 |
000 | 1 | 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 |
001 | 0 | 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 |
001 | 1 | 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 |
010 | 0 | 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 |
010 | 1 | 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 |
011 | 0 | 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 |
011 | 1 | 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 |
100 | 0 | 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 |
100 | 1 | 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 |
101 | 0 | 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 |
101 | 1 | 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 |
110 | 0 | 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 |
110 | 1 | 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
111 | 0 | 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 |
111 | 1 | 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 |
又例如,K等於4,當L=30時,32*32的規範化Hadamard矩陣H
32如下。
H
32=
去除H
32的第一列後,得到H
32*31的矩陣。假設選定H
32*31的第一列,並將H
32*31的第一列去除的同時,將所有行按照H
32*31的第一列元素的正負分為如下兩組:
=
=
那麼,
中任意兩行元素之間的漢明距離是16,
中任意兩行元素之間的漢明距離也是16,
中任意一行元素與
中任意一行元素之間的漢明距離是15。由於
的大小為16行30列,
的大小也是16行30列。所以,可以從
或
中選取16行元素(下述表3以選取
的16行元素為例),並將元素1映射為0,元素-1映射為1,得到下述表3所示的碼字。
可以理解,本申請實施例不限制矩陣中元素1和-1與1和0的映射關係。還可以理解,下述表3中,任兩個碼字之間的漢明距離為16,根據前述圖6所示,達到了不均等編碼情況下碼長L等於30時的理論上界。
表3:碼長(L)為30的碼本舉例1
第一 PHR 信息( PHR1 ) | ||
Data rate 數據速率( 3 比特) | LDPC Indication LDPC 指示 ( 1 比特) | code word 碼字 |
000 | 0 | 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 |
000 | 1 | 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 |
001 | 0 | 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 |
001 | 1 | 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 |
010 | 0 | 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 |
010 | 1 | 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 |
011 | 0 | 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 |
011 | 1 | 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 |
100 | 0 | 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 |
100 | 1 | 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 |
101 | 0 | 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 |
101 | 1 | 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 |
110 | 0 | 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 |
110 | 1 | 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 |
111 | 0 | 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 |
111 | 1 | 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 |
此外,當L≥2
(K+1)-2時,可以將碼長拆分為兩個部分L=L
1+L
2,利用上述碼本生成方式分別設計碼長為L
1和碼長為L
2的碼本矩陣,然後將這兩個碼本矩陣拼接,從而形成長度為L的碼本。
例如,L=18+18時,20*20的規範化Hadamard矩陣H
20如下。
H
20=
去除H
20的第一列後,得到H
20*19的矩陣。從矩陣H
20*19中任選一列(示例性的,此處為第一列)移除,同時按照所移除列中元素的正負將移除該列後矩陣的行分為如下兩組:
=
=
從
中選10行元素,從
中選後六行元素,組成碼長L為18的碼本矩陣C
16×18。
C
16×18=
再將兩個C
16×18進行拼接,形成碼長L為36的碼本矩陣C
16×36。
C
16×36=[C
16×18, C
p 16×18]
其中,C
p 16×18表示對C
16×18的行進行重新排列後的矩陣。由於行排列不影響C
16×18的漢明距離,所以C
16×18中後10行元素的任意兩行元素之間的漢明距離都為10,前6行元素的任意兩行元素之間的漢明距離也為10,但前6行元素中任意一行元素與後10行元素中任意一行元素之間的漢明距離是9。
當C
p 16×18與C
16×18相同時,將元素1映射為0,元素-1映射為1,可以得到下述表4所示的碼字。可以理解,本申請實施例不限制矩陣中元素1和-1與1和0的映射關係。還可以理解,下述表4中,後10個碼字中任兩個碼字之間的漢明距離為20,達到了不均等編碼情況下碼長L等於36時的理論上界。此外,對於下述表4示出的所有碼字而言,最小漢明距離為18。
表4:碼長(L)為36的碼本舉例1
第一 PHR 信息( PHR1 ) | ||
Data rate 數據速率( 3 比特) | LDPC Indication LDPC 指示 ( 1 比特) | code word 碼字 |
000 | 0 | 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 |
000 | 1 | 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 |
001 | 0 | 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 |
001 | 1 | 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 |
010 | 0 | 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 |
010 | 1 | 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 |
011 | 0 | 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 |
011 | 1 | 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 |
100 | 0 | 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 |
100 | 1 | 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 |
101 | 0 | 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 |
101 | 1 | 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 |
110 | 0 | 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 |
110 | 1 | 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 |
111 | 0 | 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 |
111 | 1 | 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 |
再例如,L=18+14時,20*20的規範化Hadamard矩陣H
20如下。
H
20=
去除H
20的第一列後,得到H
20*19的矩陣。從矩陣H
20*19中任選一列(示例性的,此處為第一列)移除,同時按照所移除列中元素的正負將移除該列後矩陣的行分為如下兩組:
=
=
從
中選10行元素,從
中選任意6行元素(示例性的,此處選
的後6行元素),組成碼長L為18的碼本矩陣C
16×18。
C
16×18=
再利用16*16的規範化Hadamard矩陣H
16如下:
H
16=
去除H
16的第一列後,得到H
16*15的矩陣。從矩陣H
16*15中任選一列(示例性的,此處為第一列)移除,同時按照所移除列中元素的正負將移除該列後矩陣的行分為如下兩組:
=
=
從
中選8行元素,在加上從
中選8行元素,組成碼長L為14的碼本矩陣C
16×14。
C
16×14=
再將C
16×18和C
16×14進行拼接,形成碼長L為32的碼本矩陣C
16×32。
C
16×32=[C
16×18, C
p 16×14]
其中,C
p 16×14是對C
16×14的行進行重新排列後的矩陣,行排列不影響C
16×14的漢明距離分佈,此處C
p 16×14=C
16×14,所以C
16×32中前8行元素的任意兩行元素之間的漢明距離都為18,前10行元素的任意兩行元素之間的漢明距離為18或17,所有16行元素中任意兩行元素之間的漢明距離至少是16。
當C
p 16×14與C
16×14相同時,將元素1映射為0,元素-1映射為1,可以得到下述表5a所示的碼字。可以理解,本申請實施例不限制矩陣中元素1和-1與1和0的映射關係。
表5a:碼長(L)為32的碼本舉例1
第一 PHR 信息( PHR1 )的取值組合 | code word 碼字 |
組合1 | 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
組合2 | 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 |
組合3 | 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 |
組合4 | 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 |
組合5 | 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 |
組合6 | 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 |
組合7 | 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 |
組合8 | 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 |
組合9 | 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 |
組合10 | 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 |
組合11 | 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 |
組合12 | 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 |
組合13 | 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 |
組合14 | 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 |
組合15 | 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 |
組合16 | 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 |
又例如,L=22+10時,24*24的規範化Hadamard矩陣H
24如下。
H
24=
去除H
24的第一列後,得到H
24*23的矩陣。在選定H
24×23的第一列,將矩陣H
24*23的第一列移除,同時按照所移除列中元素的正負將移除該列後矩陣的行分為如下兩組:
=
=
那麼,
中任意兩行元素之間的漢明距離是12,
中任意兩行元素之間的漢明距離也是12,
中任意一行元素與
中任意一行元素之間的漢明距離是11。
再利用12*12的規範化Hadamard矩陣H
12如下:
H
12=
去除H
12的第一列後,得到H
12*11的矩陣。從矩陣H
12*11中任選一列(示例性的,此處為第一列)移除,同時按照所移除列中元素的正負將移除該列後矩陣的行分為如下兩組:
=
=
那麼,
中任意兩行元素之間的漢明距離是6,
中任意兩行元素之間的漢明距離也是6,
中任意一行元素與
中任意一行元素之間的漢明距離是5。再將
和
中的所有行合併在一起,組成碼長L為10的碼本矩陣C
12×10。
C
12×10=
將
或
與C
12×10拼接在一起,形成碼長L為32的碼本矩陣C
12×32。
C
12×32=[
, C
12×10],或者C
12×32=[
, C
12×10]
其中,C
12×32中前6行元素的任意兩行元素之間的漢明距離為18,後6行元素的任意兩行元素之間的漢明距離也為18,前6行元素中的任意一行元素與後6行元素中的任意一行元素之間的漢明距離為17。
以
與C
12×10拼接為例,將C
12×32中的元素1映射為0,元素-1映射為1,可以得到下述表5b所示的碼字。可以理解,本申請實施例不限制矩陣中元素1和-1與1和0的映射關係。
表5b:碼長(L)為32的碼本舉例2
第一 PHR 信息( PHR1 )的取值組合 | code word 碼字 |
組合1 | 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
組合2 | 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 |
組合3 | 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 |
組合4 | 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 |
組合5 | 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 |
組合6 | 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 |
組合7 | 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 |
組合8 | 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 |
組合9 | 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 |
組合10 | 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 |
組合11 | 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 |
組合12 | 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 |
可以理解,上述表1到表4僅是示例,表1到表4中數據速率(date rate)和LDPC指示(LDPC Indication)與碼字的映射關係不是固定的,只需要保證不同的數據速率和LDPC指示的組合,映射到不同的碼字即可。也就是說,第一PHR信息(PHR1)的不同取值映射到不同的碼字即可。
示例性的,上述第一碼字集合可以包括以下一個或多個碼字:上述表1中的一個或多個碼字,上述表2中的一個或多個碼字,上述表3中的一個或多個碼字,或上述表4中碼字中的一個或多個碼字,或上述表5a中碼字中的一個或多個碼字,或上述表5b中的一個或多個碼字。
為更好地說明利用本申請實施例設計的第一碼字集合來對第一PHR信息(即PHR1)進行映射編碼的有益效果,下面通過不同編碼方式下第一PHR信息(即PHR1)的誤包率仿真來示例性說明本申請實施例的性能。另外,還通過計算第一PHR信息(即PHR1)的傳輸時間來示例說明本申請實施例在傳輸時長方面的優勢。
舉例來說,參見圖7,圖7是本申請實施例提供的採用不同編碼方式時PHR1的誤包率仿真結果示意圖。如圖7所示,橫坐標表示信噪比(signal-to-noise ratio,SNR),單位為分貝(decibel,dB);縱坐標表示第一PHR信息(即PHR1)的誤包率(packet error rate,PER)。可以理解,考慮到示意的精度,圖7只示意了部分仿真結果,即橫坐標表示的SNR範圍是-5dB到0,縱坐標表示的誤包率範圍大於10
-3。圖7中,BCC表示將PHR1的4比特進行卷積編碼時的誤包率,equal,L=22表示PHR1採用上述表1中所有碼字進行映射編碼時的誤包率,Uequal,L=22表示PHR1採用上述表1的前10個碼字(即第一碼字集合)進行映射編碼時的誤包率,equal,L=26表示PHR1採用上述表2中所有碼字進行映射編碼時的誤包率,Uequal,L=26表示PHR1採用上述表2的前10個碼字(即第一碼字集合)進行映射編碼時的誤包率。
由圖7可知,隨著碼字長度的增加,PHR1的誤包率性能不斷提升。
此外,採用不同碼字長度的碼本時PHR1的傳輸時長如下表6所示。
表6
碼字長度 | PHR1的傳輸時長(us) |
20 | 5 |
22 | 5.5 |
26 | 6.5 |
由上述表6可知,採用本申請實施例設計的碼本來對第一PHR信息(即PHR1)進行映射編碼,相比于現有技術方案3(以0.975Mbps的速率傳輸PHR1),傳輸時間更短。
因此,本申請實施例既可以滿足解調性能的要求,又能降低PHR字段(主要是PHR1)的傳輸時長,實現PHR字段(主要是PHR1)的解調性能和傳輸時長的良好折中。
本申請還提供第一碼字集合的另一實現方式。
由於PHY payload字段目前支持的數據速率共有5種,即使考慮PHY payload字段是否採用LDPC進行編碼的指示,最多也只需10種取值來指示,那麼可以用至少10個(考慮後續標準推展)不同的碼字序列來指示UWB系統的調製編碼速率信息。對於較小的數據速率,其對應的碼字序列與其他碼字序列之間的漢明距離可以較大,對於較大的數據速率,其對應的碼字序列與其他碼字序列之間的漢明距離可以較小,從而使得碼字序列性能與數據編碼調製速率相匹配。
舉例來說,另一種可能的碼本生成方式如下:
當L=16時,12*12的規範化Hadamard矩陣H
12如下所示。
H
12=
去除H
12的第一列後,得到H
12 × 11的矩陣。
H
12 × 11=
那麼H
12 × 11中任意兩行元素之間的漢明距離為6。再構造矩陣P
12×5,使得P
12×5的第一行元素都為-1,其他元素都為1,即:
P
12×5=
那麼,P
12×5中第一行元素與其他行元素之間的漢明距離為5,除第一行元素外,其他任意兩行元素之間的漢明距離為0。故可構造長度為16的碼本矩陣C
12×16=[P
12×5, H
12 × 11]。C
12×16可以理解為兩個矩陣的拼接,拼接之前可以對右邊的矩陣H
12 × 11的行進行重新排列,重新排列之後再拼接得到的碼本矩陣不影響原碼本矩陣C
12×16的漢明距離分佈。其中,碼本矩陣C
12×16中第一行元素與其他任意一行元素之間的漢明距離為11,其他任意兩行元素之間的漢明距離為6。
將碼本矩陣C
12×16中的元素1映射為0,元素-1映射為1,可以得到下述表7所示的碼字。
表7:碼長(L)為16的碼本舉例
調製編碼速率組合(指PHY payload字段的數據速率和PHY payload字段是否採用LDPC進行編碼的組合) | code word 碼字 |
組合1 | 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
組合2 | 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 |
組合3 | 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 |
組合4 | 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 |
組合5 | 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 |
組合6 | 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 |
組合7 | 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 |
組合8 | 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 |
組合9 | 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 |
組合10 | 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 |
組合11 | 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 |
組合12 | 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 |
當L=18時,12*12的規範化Hadamard矩陣H
12如前文所示,這裡不贅述。去除H
12的第一列後,得到H
12 × 11的矩陣,如前文所示,這裡不贅述。其中,H
12 × 11中任意兩行元素之間的漢明距離為6。
再構造矩陣P
12×7,使得P
12×7的第一行元素都為-1,其他元素都為1,即:
P
12×7=
那麼,P
12×7中第一行元素與其他行元素之間的漢明距離為7,除第一行元素外,其他任意兩行元素之間的漢明距離為0。故可構造長度為18的碼本矩陣C
12×18=[P
12×7, H
12 × 11]。C
12×18可以理解為兩個矩陣的拼接,拼接之前可以對右邊的矩陣H
12 × 11的行進行重新排列,重新排列之後再拼接得到的碼本矩陣不影響原碼本矩陣C
12×18的漢明距離分佈。其中,碼本矩陣C
12×18中第一行元素與其他任意一行元素之間的漢明距離為13,其他任意兩行元素之間的漢明距離為6。
將碼本矩陣C
12×18中的元素1映射為0,元素-1映射為1,可以得到下述表8所示的碼字。
表8:碼長(L)為18的碼本舉例1
調製編碼速率組合(指PHY payload字段的數據速率和PHY payload字段是否採用LDPC進行編碼的組合) | code word 碼字 |
組合1 | 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
組合2 | 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 |
組合3 | 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 |
組合4 | 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 |
組合5 | 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 |
組合6 | 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 |
組合7 | 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 |
組合8 | 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 |
組合9 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 |
組合10 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 |
組合11 | 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 |
組合12 | 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 |
或者,當L=18時,16*16的規範化Hadamard矩陣H
16如下所示。
H
16=
去除H
16的第一列後,得到H
16 × 15的矩陣。
H
16 × 15=
那麼H
16 × 15中任意兩行元素之間的漢明距離為8。再構造矩陣P
16×3,使得P
16×3的第一行元素都為-1,其他元素都為1,即:
P
16×3=
那麼,P
16×3中第一行元素與其他行元素之間的漢明距離為3,除第一行元素外,其他任意兩行元素之間的漢明距離為0。故可構造長度為18的碼本矩陣C
16×18=[P
16×3, H
16 × 15]。C
16×18可以理解為兩個矩陣的拼接,拼接之前可以對右邊的矩陣H
16 × 15的行進行重新排列,重新排列之後再拼接得到的碼本矩陣不影響原碼本矩陣C
16×18的漢明距離分佈。其中,碼本矩陣C
16×18中第一行元素與其他任意一行元素之間的漢明距離為11,其他任意兩行元素之間的漢明距離為8。
將碼本矩陣C
16×18中的元素1映射為0,元素-1映射為1,可以得到下述表9所示的碼字。
表9:碼長(L)為18的碼本舉例2
調製編碼速率組合(指PHY payload字段的數據速率和PHY payload字段是否採用LDPC進行編碼的組合) | code word 碼字 |
組合1 | 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
組合2 | 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 |
組合3 | 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 |
組合4 | 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 |
組合5 | 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 |
組合6 | 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 |
組合7 | 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 |
組合8 | 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 |
組合9 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 |
組合10 | 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 |
組合11 | 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 |
組合12 | 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 |
組合13 | 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 |
組合14 | 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 |
組合15 | 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 |
組合16 | 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 |
當L=20時,12*12的規範化Hadamard矩陣H
12如前文所示,這裡不贅述。去除H
12的第一列後,得到H
12 × 11的矩陣,如前文所示,這裡不贅述。其中,H
12 × 11中任意兩行元素之間的漢明距離為6。
再構造矩陣P
12×9,使得P
12×9的前三行是如下矩陣的重複:
H
3=
也就是說P
12×9的前三行是矩陣H
3重複三次得到,即:
P
12×9=
那麼,P
12×9中前三行元素的任意一行元素與其他任意一行元素之間的漢明距離為6,除前三行元素外,其他任意兩行元素之間的漢明距離為0。故可構造長度為20的碼本矩陣C
12×20=[P
12×9, H
12 × 11]。C
12×20可以理解為兩個矩陣的拼接,拼接之前可以對右邊的矩陣H
12 × 11的行進行重新排列,重新排列之後再拼接得到的碼本矩陣不影響原碼本矩陣C
12×20的漢明距離分佈。其中,碼本矩陣C
12×20中前三行元素的任意一行元素與其他任意一行元素之間的漢明距離為12,其他任意兩行元素之間的漢明距離為6。
將碼本矩陣C
12×20中的元素1映射為0,元素-1映射為1,可以得到下述表10所示的碼字。
表10:碼長(L)為20的碼本舉例1
調製編碼速率組合(指PHY payload字段的數據速率和PHY payload字段是否採用LDPC進行編碼的組合) | code word 碼字 |
組合1 | 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
組合2 | 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 |
組合3 | 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 |
組合4 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 |
組合5 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 |
組合6 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 |
組合7 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 |
組合8 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 |
組合9 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 |
組合10 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 |
組合11 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 |
組合12 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 |
或者,16*16的規範化Hadamard矩陣H
16如前文所示,這裡不贅述。去除H
16的第一列後,得到H
16 × 15的矩陣,如前文所示,這裡不贅述。其中,H
16 × 15中任意兩行元素之間的漢明距離為8。
再構造矩陣P
16×5,使得P
16×5的如下所示:
P
16×5=
(case 1)
或者,P
16×5=
(case 2)
對於case 1的P
16×5,第一行元素與其他行元素之間的漢明距離為5,除第一行元素外,其他任意兩行元素之間的漢明距離為0。故可構造長度為20的碼本矩陣C
16×20=[P
16×5, H
16 × 15]。C
16×20可以理解為兩個矩陣的拼接,拼接之前可以對右邊的矩陣H
16 × 15的行進行重新排列,重新排列之後再拼接得到的碼本矩陣不影響原碼本矩陣C
16×20的漢明距離分佈。其中,碼本矩陣C
16×20中第一行元素與其他任意一行元素之間的漢明距離為13,其他任意兩行元素之間的漢明距離為8。將碼本矩陣C
16×20中的元素1映射為0,元素-1映射為1,可以得到下述表11所示的碼字。
表11:碼長(L)為20的碼本舉例2
調製編碼速率組合(指PHY payload字段的數據速率和PHY payload字段是否採用LDPC進行編碼的組合) | code word 碼字 |
組合1 | 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
組合2 | 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 |
組合3 | 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 |
組合4 | 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 |
組合5 | 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 |
組合6 | 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 |
組合7 | 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 |
組合8 | 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 |
組合9 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 |
組合10 | 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 |
組合11 | 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 |
組合12 | 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 |
組合13 | 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 |
組合14 | 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 |
組合15 | 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 |
組合16 | 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 |
對於case 2的P
16×5,前三行元素的任意一行元素與其他行元素之間的漢明距離至少為3,除前三行元素外,其他任意兩行元素之間的漢明距離為0。故可構造長度為20的碼本矩陣C
16×20=[P
16×5, H
16 × 15]。C
16×20可以理解為兩個矩陣的拼接,拼接之前可以對右邊的矩陣H
16 × 15的行進行重新排列,重新排列之後再拼接得到的碼本矩陣不影響原碼本矩陣C
16×20的漢明距離分佈。其中,碼本矩陣C
16×20中前三行元素的任意一行元素與其他任意一行元素之間的漢明距離為11,其他任意兩行元素之間的漢明距離為8。將碼本矩陣C
16×20中的元素1映射為0,元素-1映射為1,可以得到下述表12所示的碼字。
表12:碼長(L)為20的碼本舉例3
調製編碼速率組合(指PHY payload字段的數據速率和PHY payload字段是否採用LDPC進行編碼的組合) | code word 碼字 |
組合1 | 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
組合2 | 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 |
組合3 | 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 |
組合4 | 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 |
組合5 | 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 |
組合6 | 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 |
組合7 | 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 |
組合8 | 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 |
組合9 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 |
組合10 | 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 |
組合11 | 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 |
組合12 | 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 |
組合13 | 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 |
組合14 | 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 |
組合15 | 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 |
組合16 | 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 |
或者,利用如下所示20*20的規範化Hadamard矩陣H
20。
H
20=
去除H
20的第一列後,得到H
20*19的矩陣。假設選定H
20*19的第一列,並將H
20*19的第一列去除的同時,將所有行按照H
20*19的第一列元素的正負分為如下兩組:
=
=
那麼,
中任意兩行元素之間的漢明距離是10,
中任意兩行元素之間的漢明距離也是10,
中任意一行元素與
中任意一行元素之間的漢明距離是9。
再構造矩陣P
10×2,使得P
10×2的如下所示:
P
10×2=
故可構造長度為20的碼本矩陣C
10×20=[P
10×2,
]。C
10×20可以理解為兩個矩陣的拼接,拼接之前可以對右邊的矩陣
的行進行重新排列,重新排列之後再拼接得到的碼本矩陣不影響原碼本矩陣C
10×20的漢明距離分佈。其中,碼本矩陣C
10×20中前兩行元素的任意一行元素與其他任意一行元素之間的漢明距離為11,其他任意兩行元素之間的漢明距離為10。
將碼本矩陣C
10×20中的元素1映射為0,元素-1映射為1,可以得到下述表13所示的碼字。
表13:碼長(L)為20的碼本舉例4
調製編碼速率組合(指PHY payload字段的數據速率和PHY payload字段是否採用LDPC進行編碼的組合) | code word 碼字 |
組合1 | 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 |
組合2 | 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 |
組合3 | 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 |
組合4 | 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 |
組合5 | 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 |
組合6 | 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 |
組合7 | 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 |
組合8 | 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 |
組合9 | 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 |
組合10 | 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 |
可以理解,上述表7到表13僅是示例,表7到表13中調製編碼速率組合與碼字的映射關係不是固定的,只需要保證不同的數據速率和LDPC指示的組合,映射到不同的碼字即可。
示例性的,上述第一碼字集合可以包括以下一個或多個碼字:上述表7到上述表13中的一個或多個碼字。
可以理解,對上述表7到表13中的全部或部分碼字序列中的一列或多列元素取反(示例性的,這裡元素取反是指元素1變為元素0,元素0變為元素1),或行重新排列,或列重新排列等操作,不影響漢明距離分佈,都屬本申請保護範圍內。
本申請還提供第一碼字集合的又一實現方式。
示例性的,由於PHY payload字段目前支持的數據速率共有5種,即使考慮PHY payload字段是否採用LDPC進行編碼的指示,最多也只需10種取值來指示,那麼可以用至少10個(考慮後續標準推展)不同的碼字序列來指示UWB系統的調製編碼速率信息。對於較小的數據速率,其對應的碼字序列與其他碼字序列之間的漢明距離可以較大,對於較大的數據速率,其對應的碼字序列與其他碼字序列之間的漢明距離可以較小,從而使得碼字序列性能與數據編碼調製速率相匹配。
可以理解,對於碼率為0.5,長度為24的推展二進制格雷碼(extended binary Golay code),任意兩個碼字之間的漢明距離至少是8。故本申請考慮根據碼率為0.5,長度為24的推展二進制格雷碼來設計序列集(也就是碼本),從而保證序列集(即碼本)中碼字之間的漢明距離。
示例性的,碼率為0.5且長度為24的推展二進制格雷碼的生成矩陣G如下:
G=
任意一個長度為12的二進制信息比特序列
(即1行12列的二進制向量),乘以生成矩陣G(這裡是二進制乘法,乘法結果為0和1的二進制),可以得到一個推展二進制格雷碼
,即
。
可以理解,使用不同的二進制信息比特序列
,就可以生成不同的推展二進制格雷碼
。將一個推展二進制格雷碼
作為一個碼字序列,由於信息比特長度為12,所以可以構造2
12=4096條不同的碼字序列。根據編碼理論,可以對碼率為0.5且長度為24的推展二進制格雷碼進行縮短(shorting),即可以去掉其中的一些信息比特和這些信息比特對應的校驗比特,這對應于減少生成矩陣G的維數,並且該操作(即縮短操作)不會減小碼字之間的漢明距離。
故,可以將碼率為0.5且長度為24的推展二進制格雷碼縮短k個比特,那麼縮短後這個推展二進制格雷碼的生成矩陣可以表示為:G
short=G((k+1):12 , (k+1):24)。其中,生成矩陣G
short包含生成矩陣G中的第(k+1)行到第12行以及第(k+1)列到第24列。可以理解,基於生成矩陣G
short,可以構造2
(12-k)條碼字序列。
舉例來說,一種可能的碼本生成方式如下:
當碼長L=18時,可以將碼率為0.5且長度為24的推展二進制格雷碼縮短5個比特,可以得到128條長度為19的碼字序列。刪除這128條碼字序列的任意一位,比如將這128條碼字序列的第一位刪除,可以得到128條長度為18的碼字序列。再從這128條長度為18的碼字序列中,篩選出包含12個1的碼字序列,共有18條包含12個1的碼字序列;再加上全為0的碼字序列,可以得到如下述表14所示的19個碼字。
表14:碼長(L)為18的碼本舉例3
調製編碼速率組合(指PHY payload字段的數據速率和PHY payload字段是否採用LDPC進行編碼的組合) | code word 碼字 |
組合1 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
組合2 | 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 |
組合3 | 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 |
組合4 | 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 |
組合5 | 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 |
組合6 | 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 |
組合7 | 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 |
組合8 | 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 |
組合9 | 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 |
組合10 | 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 |
組合11 | 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 |
組合12 | 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 |
組合13 | 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 |
組合14 | 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 |
組合15 | 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 |
組合16 | 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 |
組合17 | 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 |
組合18 | 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 |
組合19 | 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 |
其中,上述表14所示的19個碼字中,第一個碼字(即元素全為0的碼字)與其他碼字之間的漢明距離都為12,除第一個碼字外其他任意兩個碼字之間的漢明距離至少為8。
在一些場景中,可以將上述表14中的第一個碼字(即元素全為0的碼字)用於較低速率的指示,其他碼字用於較高速率的指示。在一些場景中,發送端可以根據負載的速率選擇相應的碼字序列,再將選擇出的碼字序列映射到1和-1後發送。示例性的,元素0映射為元素1,元素1映射為元素-1。當然,也可以是元素0映射為元素-1,元素1映射為元素0。本申請實施例不做限制。
可以理解,上述表14僅是示例,表14中調製編碼速率組合與碼字的映射關係不是固定的,只需要保證不同的數據速率和LDPC指示的組合,映射到不同的碼字即可。
示例性的,上述第一碼字集合可以包括以下一個或多個碼字:上述表14中的一個或多個碼字。在實際應用中,可以只使用上述表14中的部分碼字,或者說上述表14中有部分碼字可以作為預留。
可以理解,對上述表14中所有碼字的一列或多列元素取反(示例性的,這裡元素取反是指元素1變為元素0,元素0變為元素1),或行重新排列,或列重新排列等操作,不影響漢明距離分佈,都屬本申請保護範圍內。
本申請還提供第一碼字集合的又一實現方式。
示例性的,由於PHY payload字段目前支持的數據速率共有5種,即使考慮PHY payload字段是否採用LDPC進行編碼的指示,最多也只需10種取值來指示,那麼可以用至少10個(考慮後續標準推展)不同的碼字序列來指示UWB系統的調製編碼速率信息。對於較小的數據速率,其對應的碼字序列與其他碼字序列之間的漢明距離可以較大,對於較大的數據速率,其對應的碼字序列與其他碼字序列之間的漢明距離可以較小,從而使得碼字序列性能與數據編碼調製速率相匹配。
舉例來說,一種可能的碼本生成方式如下:
對於碼長L=18的情況,可以將碼長拆分為兩個部分L=12+6,分別設計碼長為12的碼本和碼長為6的碼本,並將設計的這兩個碼本拼接,從而形成碼長為18的碼本。
從長度為12且包含5個1和7個0的序列中選取12條序列,使得這12條序列的任意兩條序列之間的漢明距離至少是6。例如碼長為12的碼本矩陣P
1如下:
P
1=
碼長為12的碼本矩陣P
1中任意兩行元素之間的漢明距離至少為6。
例如碼長為6的碼本矩陣P
2如下:
P
2=
再將碼長為12的碼本矩陣P
1和碼長為6的碼本矩陣P
2拼接在一起,可以得到碼長為18的序列集[P
1, P
2]。這個序列集[P
1, P
2]中任意兩條序列之間漢明距離為8或10。此外,全1序列(即18個元素都為1)與序列集[P
1, P
2]中的任意序列之間的漢明距離為12,且序列[0
12, 1
6](即12個元素0和6個元素1構成的序列)與序列集[P
1, P
2]中的任意序列之間的漢明距離為10;故可以將這兩條序列(即全1序列和序列[0
12, 1
6])和碼長為18的序列集[P
1, P
2]作為碼本,可以得到如下述表15所示的14個碼字。
表15:碼長(L)為18的碼本舉例4
調製編碼速率組合(指PHY payload字段的數據速率和PHY payload字段是否採用LDPC進行編碼的組合) | code word 碼字 |
組合1 | 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 |
組合2 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 |
組合3 | 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 |
組合4 | 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 |
組合5 | 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 |
組合6 | 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 |
組合7 | 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 |
組合8 | 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 |
組合9 | 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 |
組合10 | 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 |
組合11 | 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 |
組合12 | 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 |
組合13 | 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 |
組合14 | 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 |
其中,上述表15所示的14個碼字中,第一個碼字(即元素全為1的碼字)與其他碼字之間的漢明距離都為12,第二個碼字(即前12個元素全為0且後6個元素全為1的碼字)與其他碼字之間的漢明距離都為10,除第一個碼字和第二個碼字外其他任意兩個碼字之間的漢明距離至少為8。
在一些場景中,可以將上述表15中的第一個碼字(即元素全為1的碼字)和第二個碼字(即前12個元素全為0且後6個元素全為1的碼字)用於較低速率的指示,其他碼字用於較高速率的指示。在一些場景中,發送端可以根據負載的速率選擇相應的碼字序列,再將選擇出的碼字序列映射到1和-1後發送。示例性的,元素0映射為元素1,元素1映射為元素-1。當然,也可以是元素0映射為元素-1,元素1映射為元素0。本申請實施例不做限制。
可以理解,上述表15僅是示例,表15中調製編碼速率組合與碼字的映射關係不是固定的,只需要保證不同的數據速率和LDPC指示的組合,映射到不同的碼字即可。
示例性的,上述第一碼字集合可以包括以下一個或多個碼字:上述表15中的一個或多個碼字。在實際應用中,可以只使用上述表15中的部分碼字,或者說上述表15中有部分碼字可以作為預留。
可以理解,對上述表15中所有碼字的一列或多列元素取反(示例性的,這裡元素取反是指元素1變為元素0,元素0變為元素1),或行重新排列,或列重新排列等操作,不影響漢明距離分佈,都屬本申請保護範圍內。
參見圖8,圖8是本申請實施例提供的基於超寬帶的信號傳輸方法的另一流程示意圖。如圖8所示,該基於超寬帶的信號傳輸方法包括但不限於以下步驟:
S201,第一通信裝置生成PPDU,該PPDU包括PHR字段和PHY payload字段,該PHR字段包括第一PHR信息,該第一PHR信息用於指示PHY payload字段的數據速率。
S202,第一通信裝置發送信號,該信號基於該PPDU生成,該信號包括根據該第一PHR信息經過編碼後的碼字生成的信號,該碼字包括第一碼字集合中與該第一PHR信息對應的碼字。
相應的,第二通信裝置接收該信號。
S203,第二通信裝置對該信號解碼,獲得該第一PHR信息。
可選的,上述PPDU可以是應用於UWB WPAN標準中的PPDU,比如802.15.4ab協議中的PPDU。
可選的,上述PPDU可以包括但不限於:PHR字段和PHY payload字段。該PHR字段可以包括第一PHR信息和第二PHR信息。該第一PHR信息可以用於指示PHY payload字段的數據速率。該第二PHR信息可以用於指示PHY payload字段是否使用第一編碼方式進行編碼和PHY payload字段的長度,可選的還用於指示以下一項或多項:該PPDU是否用於進行感知測量,或CRC碼。
示例性的,本申請實施例的第一PHR信息可以理解為PHR1中用於指示PHY payload字段的數據速率的3比特,第二PHR信息可以理解為PHR1中用於指示PHY payload字段是否使用第一編碼方式進行編碼的1比特和PHR2。也就是說,第一PHR信息共有3比特,用於指示PHY payload字段的數據速率;第二PHR信息共有24個比特,其中1比特用於指示PHY payload字段是否使用第一編碼方式進行編碼,12比特用於指示PHY payload字段的長度,1比特用於指示PPDU是否用於做感知測量,2比特預留,8比特用於指示CRC碼。
示例性的,第一編碼方式可以是以下任一種:LDPC、卷積碼、極化(Polar)碼,渦輪(Turbo)碼等等,本申請實施例不做限制。下文便於描述,以第一編碼方式為LDPC為例進行說明;當然隨著標準的發展,下文的LDPC也可以換成未來標準中規定的任一種編碼方式(如卷積碼、polar碼、turbo碼等)。
可選的,第一通信裝置可以對生成的PPDU進行編碼,然後可以將編碼得到的碼字調製成UWB脈衝(即信號)發送。相應的,第二通信裝置接收到信號(即UWB脈衝)後,對該信號進行解調獲得PPDU編碼後的碼字,再根據第一碼字集合對第一PHR信息經過編碼後的碼字進行解碼,獲得第一PHR信息。其中,該第一碼字集合可以是預定義,預協商,或預配置的等。這裡的編碼可以包括卷積碼,LDPC,特定碼本,重複碼等等。可以理解,PPDU中不同字段可以採用不同的編碼方式進行編碼。例如,PPDU中的PHY payload字段採用LDPC或卷積碼進行編碼,SFD字段採用碼本的方式進行映射編碼。再例如,PPDU中第一PHR信息採用碼本的方式進行映射編碼,第二PHR信息採用卷積碼進行編碼,等等。
因此,上述信號可以基於PPDU生成。那麼,該信號中至少包括根據上述第一PHR信息經過編碼得到的碼字生成的信號,該碼字可以包括第一碼字集合中與第一PHR信息映射的碼字。在一些場景中,該第一碼字集合中任意兩個碼字之間的漢明距離大於或等於該第一碼字集合的理論最小漢明距離的上限值(bound)。示例性的,如果第一碼字集合共有M個碼字,每個碼字的長度為L,則第一碼字集合中任意兩個碼字之間的漢明距離d可以滿足前述公式(1-1)或前述公式(1-2)。再示例性的,M小於或等於2
K。
可選的,上述第一碼字集合中碼字的長度L可以是偶數個比特,且還可以大於或等於2
K個比特,K是第一PHR信息的比特長度。示例性的,K等於3。再示例性的,碼字的長度L為以下任一種:20個比特,22個比特,24個比特,26個比特,28個比特,30個比特,32個比特,34個比特,36個比特,38個比特,或40個比特。
可選的,上述第一碼字集合中的碼字可以基於2
K階(K為3時,這裡是8*8)的哈達瑪Hadamard矩陣生成。該第一碼字集合的生成方式以及碼字的具體內容可以參見下文的描述,這裡不展開說明。
本申請實施例通過設計一個新的碼字集合(也就是碼本),用這個碼字集合中的碼字來對第一PHR信息進行映射編碼,由於這個碼字集合中的最小漢明距離可達理論上限,所以可以提高PHR字段(主要是第一PHR信息)的編碼性能。
下面詳細介紹本申請實施例中第一碼字集合的設計思想,以及舉例說明本申請實施例提供的第一碼字集合及第一碼字集合的生成方式。
本申請實施例將用於指示PHY payload字段是否使用LDPC進行編碼的1比特放在PHR2中,那麼本申請實施例的第一PHR信息共有3比特。此外,本申請實施例考慮到PHY payload字段目前支持的數據速率共有5種,則第一PHR信息(3比特)至少需要5種取值來指示PHY payload字段的數據速率;相應的,也就至少需要5種碼字來對第一PHR信息進行映射編碼。
可以理解,編碼的性能與碼字之間的最小漢明距離相關,碼字之間的最小漢明距離越大,不同碼字之間的差異越大,從而編碼性能越好,越容易解碼正確。
對於第一PHR信息為3比特的情況,若考慮3比特的所有取值與碼字的映射,則總共有8種碼字,在碼長為L時,這8種碼字之間的理論最小漢明距離的上限值是:
。
而如果只考慮5種碼字,則在碼長為L時,這5種碼字之間的理論最小漢明距離的上限值是:
。
參見圖9,圖9是本申請實施例提供的不同碼長下理論最小漢明距離的上限值的另一示意圖。如圖9所示,橫坐標表示碼長(code length),縱坐標表示理論最小漢明距離的上限值(minimum hamming distance bound)。可以理解,考慮到示意的精度,圖9只示意了部分碼長的理論最小漢明距離的上限值,即橫坐標表示的碼長範圍是20個比特到40個比特。圖9中,equal(同等)表示均等編碼,unequal(不相等)表示不均等編碼。其中,均等編碼是指考慮8種碼字的情況,不均等編碼是指只考慮5種碼字的情況。
由圖9可知,當第一PHR信息為3比特時,不同碼長下,只考慮5種碼字(不均等編碼)相比於考慮8種碼字(均等編碼)在理論最小漢明距離上有一定優勢。
下面舉例說明如何設計第一碼字集合,使得第一碼字集合中任意兩個碼字之間的漢明距離大於或等於這個第一碼字集合的理論最小漢明距離的上限值。
舉例來說,一種可能的碼本生成方式如下:
令K表示第一PHR信息的比特長度,本申請實施例中K等於3;L表示碼字的長度,L≥2
K,第一碼字集合中包括的碼字個數為2
K。
當L=7n+m(n和m均為正整數)時,第一碼字集合可以基於規範化的8*8的Hadamard 矩陣H
8生成。
H
8=
由於H
8的第一列元素全為1,其對不同行之間的漢明距離沒有任何貢獻,可以移除H
8的第一列元素,得到如下矩陣H
(8 × 7)。
H
(8 × 7)=
再根據Hadamard 矩陣的特性可知,H
(8 × 7)中任意兩行元素之間的漢明距離是(8/2)=4。
若m=0,則L=7n,可以將矩陣H
(8 × 7)重複n次,得到n個矩陣H
(8 × 7),再可以對這n個H
(8 × 7)的行分別進行重新排列後(也可以跳過排列過程),再按照行並排,得到矩陣C
8 × 7n。
C
8 × 7n=[ H
(8 × 7),
, …,
]
其中,
表示對H
(8 × 7)的行進行重新排列後的矩陣,下文相同表示方式表達相同含義,下文不再贅述。由於H
(8 × 7)中任意兩行元素之間的漢明距離是4,而H
(8 × 7)重複n次和行重新排列並不影響每個H
(8 × 7)中的漢明距離,故C
8 × 7n中任意兩行元素之間的漢明距離為4n。再將C
8 × 7n中的元素1和-1分別映射為0和1,可以得到碼長為7n的碼本。可以理解,本申請實施例不限制矩陣中元素1和-1與1和0的映射關係。
例如,L=28時,碼長為28的碼本如下述表16所示。下述表16中任兩個碼字之間的漢明距離為16。可選的,上述第一碼字集合可以包括下述表16中的全部或部分碼字。
表16:碼長(L)為28的碼本舉例
第一 PHR 信息( 3 比特)的取值 | code word 碼字 |
000 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
001 | 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 |
010 | 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 |
011 | 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 |
100 | 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 |
101 | 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 |
110 | 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 |
111 | 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 |
若m=1,2,5或6,L=7n+m,可以將矩陣H
(8 × 7)重複n次,得到n個矩陣H
(8 × 7),再可以對這n個H
(8 × 7)的行分別進行重新排列後(也可以跳過排列過程),再按照行並排,並從H
(8 × 7)中任意選取m列構成矩陣H
(8 × m),並與n次重複後的矩陣按照行並排得到矩陣C
8 × (7n+m)。
C
8 × (7n+m)=[ H
(8 × 7),
, …,
, H
(8 × m)]
其中,
表示對H
(8 × 7)的行進行重新排列後的矩陣。由於m分別為1,2,5,6時,矩陣H
(8 × m)中各行元素之間的最小漢明距離為0,0,2,3。當m等於1或2時,C
8 × (7n+m)中各行元素之間的最小漢明距離為4n。當m等於5時,C
8 × (7n+m)中各行元素之間的最小漢明距離為4n+2。當m等於6時,C
8 × (7n+m)中各行元素之間的最小漢明距離為4n+3。再將C
8 × (7n+m)中的元素1和-1分別映射為0和1,可以得到碼長L=7n+m的碼本。可以理解,本申請實施例不限制矩陣中元素1和-1與1和0的映射關係。
例如,L=22時,碼長為22的碼本如下述表17所示。下述表17中這8個碼字之間的最小漢明距離為12。可選的,上述第一碼字集合可以包括下述表17中的全部或部分碼字。
表17:碼長(L)為22的碼本舉例2
第一 PHR 信息( 3 比特)的取值 | code word 碼字 |
000 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
001 | 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 |
010 | 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 |
011 | 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 |
100 | 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 |
101 | 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 |
110 | 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 |
111 | 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 |
再例如,L=26時,碼長為26的碼本如下述表18所示。下述表18中這8個碼字之間的最小漢明距離為14。可選的,上述第一碼字集合可以包括下述表18中的全部或部分碼字。
表18:碼長(L)為26的碼本舉例2
第一 PHR 信息( 3 比特)的取值 | code word 碼字 |
000 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
001 | 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 |
010 | 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 |
011 | 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 |
100 | 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 |
101 | 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 |
110 | 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 |
111 | 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 |
又例如,L=30時,碼長為30的碼本如下述表19所示。下述表19中這8個碼字之間的最小漢明距離為16。可選的,上述第一碼字集合可以包括下述表19中的全部或部分碼字。
表19:碼長(L)為30的碼本舉例2
第一 PHR 信息( 3 比特)的取值 | code word 碼字 |
000 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
001 | 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 |
010 | 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 |
011 | 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 |
100 | 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 |
101 | 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 |
110 | 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 |
111 | 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 |
又例如,L=34時,碼長為34的碼本如下述表20所示。下述表20中這8個碼字之間的最小漢明距離為19。可選的,上述第一碼字集合可以包括下述表20中的全部或部分碼字。
表20:碼長(L)為34的碼本舉例
第一 PHR 信息( 3 比特)的取值 | code word 碼字 |
000 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
001 | 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 |
010 | 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 |
011 | 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 |
100 | 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 |
101 | 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 |
110 | 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 |
111 | 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 |
又例如,L=36時,碼長為36的碼本如下述表21所示。下述表21中這8個碼字之間的最小漢明距離為20。可選的,上述第一碼字集合可以包括下述表21中的全部或部分碼字。
表21:碼長(L)為36的碼本舉例2
第一 PHR 信息( 3 比特)的取值 | code word 碼字 |
000 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
001 | 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 |
010 | 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 |
011 | 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 |
100 | 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 |
101 | 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 |
110 | 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 |
111 | 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 |
又例如,L=40時,碼長為40的碼本如下述表22所示。下述表22中這8個碼字之間的最小漢明距離為22。可選的,上述第一碼字集合可以包括下述表22中的全部或部分碼字。
表22:碼長(L)為40的碼本舉例
第一 PHR 信息( 3 比特)的取值 | code word 碼字 |
000 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
001 | 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 |
010 | 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 |
011 | 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 |
100 | 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 |
101 | 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 |
110 | 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 |
111 | 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 |
若m=3,L=7n+3,選取12*12的規範化Hadamard矩陣H
12。
H
12=
然後移除H
12的第一列元素,可以得到一個12*11的矩陣H
12*11。再從矩陣H
12*11中任選一列移除,假設選定矩陣H
12*11的第一列,將H
12*11的第一列去除的同時,按照所移除列中元素的正負將移除該列後矩陣的行分為以下兩組:
=
=
那麼,
中任意兩行元素之間的漢明距離是6,
中任意兩行元素之間的漢明距離也是6,
中任意一行元素與
中任意一行元素之間的漢明距離是5。從
中任意選取q行,從
中任意選取8-q行(這裡以q等於2為例),構成矩陣C
8 × 10。
C
8 × 10=
再將矩陣H
(8 × 7)重複n-1次,得到n-1個矩陣H
(8 × 7),再可以對這n-1個H
(8 × 7)的行分別進行重新排列後(也可以跳過排列過程),再將矩陣C
8 × 10與H
(8 × 7)經過n-1次重複後的矩陣按照行並排得到矩陣C
8 × (7n+3)。
C
8 × (7n+3)=[ H
(8 × 7),
, …,
, C
(8 × 10)]
其中,
表示對H
(8 × 7)的行進行重新排列後的矩陣。那麼,C
8 × (7n+3)中任意兩行元素之間的漢明距離為4(n-1)+5=4n+1或4(n-1)+6=4n+2。故,C
8 × (7n+3)中各行元素之間的最小漢明距離為4n+1。再將C
8 × (7n+3)中的元素1和-1分別映射為0和1,可以得到碼長L=7n+3的碼本。可以理解,本申請實施例不限制矩陣中元素1和-1與1和0的映射關係。
例如,L=24時,碼長為24的碼本如下述表23所示。下述表23中這8個碼字之間的最小漢明距離為13。可選的,上述第一碼字集合可以包括下述表23中的全部或部分碼字。
表23:碼長(L)為24的碼本舉例
第一 PHR 信息( 3 比特)的取值 | code word 碼字 |
000 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 |
001 | 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 |
010 | 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 |
011 | 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 |
100 | 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 |
101 | 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 |
110 | 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 |
111 | 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 |
例如,L=38時,碼長為38的碼本如下述表24所示。下述表24中這8個碼字之間的最小漢明距離為21。可選的,上述第一碼字集合可以包括下述表24中的全部或部分碼字。
表24:碼長(L)為38的碼本舉例
第一 PHR 信息( 3 比特)的取值 | code word 碼字 |
000 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 |
001 | 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 |
010 | 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 |
011 | 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 |
100 | 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 |
101 | 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 |
110 | 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 |
111 | 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 |
此外,針對L=7n+3的情況,也可以通過如下方法生成碼本。將矩陣H
(8 × 7)重複n次,得到n個矩陣H
(8 × 7),再可以對這n個H
(8 × 7)的行分別進行重新排列後(也可以跳過排列過程),再按照行並排,並從H
(8 × 7)中任意選取除以下7種組合之外的3列:避免選取列數的組合={ 1,2,3;1,4,5;1,6,7;2,4,6;2,5,7;3,4,7;3,5,6};構成矩陣H
(8 × 3)。再將矩陣H
(8 × 3)與H
(8 × 7)經過n次重複後的矩陣按照行並排得到矩陣C
8 × (7n+3)。
C
8 × (7n+3)=[ H
(8 × 7),
, …,
, H
(8 × 3)]
其中,
表示對H
(8 × 7)的行進行重新排列後的矩陣。最後將C
8 × (7n+3)中的元素1和-1分別映射為0和1,可以得到碼長L=7n+3的碼本。這裡不一一列舉具體的碼本。可以理解,本申請實施例不限制矩陣中元素1和-1與1和0的映射關係。
若m=4,L=7n+4,選取12*12的規範化Hadamard矩陣H
12,如前文所述,這裡不再贅述。然後移除H
12的第一列元素,可以得到一個12*11的矩陣H
12*11。再從矩陣H
12*11中任選8行,例如第5至12行獲得一個8*11的矩陣H
8*11。則矩陣H
8*11中任意兩行元素之間的漢明距離為6。
H
8*11=
再將矩陣H
(8 × 7)重複n-1次,得到n-1個矩陣H
(8 × 7),再可以對這n-1個H
(8 × 7)的行分別進行重新排列後(也可以跳過排列過程),再將矩陣H
8 × 11與H
(8 × 7)經過n-1次重複後的矩陣按照行並排得到矩陣C
8 × (7n+4)。
C
8 × (7n+4)=[ H
(8 × 7),
, …,
, H
(8 × 11)]
其中,
表示對H
(8 × 7)的行進行重新排列後的矩陣。那麼,C
8 × (7n+4)中任意兩行元素之間的漢明距離為4(n-1)+6=4n+2。故,C
8 × (7n+4)中各行元素之間的最小漢明距離為4n+2。再將C
8 × (7n+4)中的元素1和-1分別映射為0和1,可以得到碼長L=7n+4的碼本。可以理解,本申請實施例不限制矩陣中元素1和-1與1和0的映射關係。
例如,L=32時,碼長為32的碼本如下述表25所示。下述表25中這8個碼字之間的最小漢明距離為18。可選的,上述第一碼字集合可以包括下述表25中的全部或部分碼字。
表25:碼長(L)為32的碼本舉例3
第一 PHR 信息( 3 比特)的取值 | code word 碼字 |
000 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 |
001 | 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 |
010 | 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 |
011 | 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 |
100 | 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 |
101 | 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 |
110 | 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 |
111 | 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 |
此外,針對L=7n+4的情況,也可以通過如下方法生成碼本。將矩陣H
(8 × 7)重複n次,得到n個矩陣H
(8 × 7),再可以對這n個H
(8 × 7)的行分別進行重新排列後(也可以跳過排列過程),再按照行並排,並從H
(8 × 7)中任意選取4列,這4列是以下7種組合中一種:可選取的列數組合={1,2,4,7;1,2,5,6;1,3,4,6;1,3,5,7;2,3,4,5;2,3,6,7;4,5,6,7};構成矩陣H
(8 × 4)。再將矩陣H
(8 × 4)與H
(8 × 7)經過n次重複後的矩陣按照行並排得到矩陣C
8 × (7n+4)。
C
8 × (7n+4)=[ H
(8 × 7),
, …,
, H
(8 × 4)]
其中,
表示對H
(8 × 7)的行進行重新排列後的矩陣。最後將C
8 × (7n+4)中的元素1和-1分別映射為0和1,可以得到碼長L=7n+4的碼本。可以理解,本申請實施例不限制矩陣中元素1和-1與1和0的映射關係。
例如,L=32時,將H
(8 × 7)複製4次,同時另外選取H
(8 × 7)中的第1,2,4和7列,可以構成下述表26所示碼長為32的碼本。下述表26中這8個碼字之間的最小漢明距離為18。可選的,上述第一碼字集合可以包括下述表26中的全部或部分碼字。
表26:碼長(L)為32的碼本舉例4
第一 PHR 信息( 3 比特)的取值 | code word 碼字 |
000 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
001 | 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 |
010 | 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 |
011 | 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 |
100 | 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 |
101 | 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 |
110 | 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 |
111 | 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 |
可以理解,上述表16到表26僅是示例,表16到表26中第一PHR信息的不同取值與碼字的映射關係不是固定的,只需要保證第一PHR信息的不同取值映射到不同的碼字即可。
可以理解,上述各種碼本生成方式中,使用不同的Hadamard矩陣,可以構造不同的碼本,但其最小漢明距離不變。還可以理解,對上述表16到表26的任一個碼本進行列重新排列、行重新排列、或整列元素取反(元素取反是指元素-1變為元素1,元素1變為元素-1)等操作後可以得到另一碼本,該另一碼本與該碼本具有相同的漢明距離分佈。
為更直觀的理解本申請實施例設計的不同碼長的碼本(即第一碼字集合)中各個碼字之間的最小漢明距離,下面通過圖示進行說明。參見圖10,圖10是本申請實施例提供的不同碼長下最小漢明距離的示意圖。如圖10所示,橫坐標表示碼長(code length),縱坐標表示最小漢明距離(minimum Hamming distance)。可以理解,考慮到示意的精度,圖10只示意了部分碼長的最小漢明距離,即橫坐標表示的碼長範圍是20個比特到40個比特。
對比分析前述圖9和圖10可知,對於碼長為20到40之間的偶數值,除了30之外,其他碼長下設計的碼字間的最小漢明距離均可以達到理論最小漢明距離的上限值,從而保證最小的誤碼率,提高編碼性能。
因此,本申請實施例通過增大碼字間的漢明距離,來提高編碼性能。
上述內容詳細闡述了本申請提供的方法,為了便於實施本申請實施例的上述方案,本申請實施例還提供了相應的裝置或設備。
本申請根據上述方法實施例對通信裝置進行功能模塊的劃分,例如,可以對應各個功能劃分各個功能模塊,也可以將兩個或兩個以上的功能集成在一個處理模塊中。上述集成的模塊既可以採用硬件的形式實現,也可以採用軟件功能模塊的形式實現。需要說明的是,本申請中對模塊的劃分是示意性的,僅僅為一種邏輯功能劃分,實際實現時可以有另外的劃分方式。下面將結合圖11至圖13詳細描述本申請實施例的通信裝置。
參見圖11,圖11是本申請實施例提供的通信裝置的一結構示意圖。如圖11所示,該通信裝置包括收發單元10和處理單元20。
在本申請的一些實施例中,該通信裝置可以是上文示出的第一通信裝置或其中的芯片。即圖11所示的通信裝置可以用於執行上文方法實施例中由第一通信裝置執行的步驟或功能等。
處理單元20,用於生成PPDU,該PPDU包括PHR字段和PHY payload字段,該PHR字段包括第一PHR信息,該第一PHR信息用於指示PHY payload字段的數據速率;收發單元10,用於發送信號,該信號基於該PPDU生成,該信號包括根據該第一PHR信息經過編碼後的碼生成的信號,該碼字包括第一碼字集合中與該第一PHR信息對應的碼字。
其中,關於PPDU、第一PHR信息、第一碼字集合等的具體說明可以參考上文所示的方法實施例,這裡不再一一詳述。
可以理解,本申請實施例示出的收發單元和處理單元的具體說明僅為示例,對於收發單元和處理單元的具體功能或執行的步驟等,可以參考上述方法實施例,這裡不再詳述。示例性的,收發單元10可以用於執行圖5所示的步驟S102或圖8所示的步驟S202;處理單元20可以用於執行圖5所示的步驟S101或圖8所示的步驟S201。
複用圖11,在本申請的另一些實施例中,該通信裝置可以是上文示出的第二通信裝置或其中的芯片。即圖11所示的通信裝置可以用於執行上文方法實施例中由第二通信裝置執行的步驟或功能等。
收發單元10,用於接收信號,該信號基於PPDU生成,該PPDU包括PHR字段和PHY payload字段,該PHR字段包括第一PHR信息,該信號包括根據該第一PHR信息經過編碼後的碼字生成的信號,該碼字包括第一碼字集合中與該第一PHR信息對應的碼字;處理單元20,用於對該信號解碼,獲得該第一PHR信息,該第一PHR信息用於指示PHY payload字段的數據速率。
其中,關於PPDU、第一PHR信息、第一碼字集合等的具體說明可以參考上文所示的方法實施例,這裡不再一一詳述。
可以理解,本申請實施例示出的收發單元和處理單元的具體說明僅為示例,對於收發單元和處理單元的具體功能或執行的步驟等,可以參考上述方法實施例,這裡不再詳述。示例性的,收發單元10可以用於接收信號;處理單元20可以用於執行圖5所示的步驟S103或圖8所示的步驟S203。
以上介紹了本申請實施例的通信裝置,以下介紹通信裝置可能的產品形態。應理解,但凡具備上述圖11所述的通信裝置的功能的任何形態的產品,都落入本申請實施例的保護範圍。還應理解,以下介紹僅為舉例,不限制本申請實施例的通信裝置的產品形態僅限於此。
在一種可能的實現方式中,圖11所示的通信裝置中,處理單元20可以是一個或多個處理器,收發單元10可以是收發器,或者收發單元10還可以是發送單元和接收單元,發送單元可以是發送器,接收單元可以是接收器,該發送單元和接收單元集成於一個器件,例如收發器。本申請實施例中,處理器和收發器可以被耦合等,對於處理器和收發器的連接方式,本申請實施例不作限定。在執行上述方法的過程中,上述方法中有關發送信息(如發送信號)的過程,可以理解為由處理器輸出上述信息的過程。在輸出上述信息時,處理器將該上述信息輸出給收發器,以便由收發器進行發射。該上述信息在由處理器輸出之後,還可能需要進行其他的處理,然後才到達收發器。類似的,上述方法中有關接收信息(如接收信號)的過程,可以理解為處理器接收輸入的上述信息的過程。處理器接收輸入的信息時,收發器接收該上述信息,並將其輸入處理器。更進一步的,在收發器收到該上述信息之後,該上述信息可能需要進行其他的處理,然後才輸入處理器。
參見圖12,圖12是本申請實施例提供的通信裝置的另一結構示意圖。該通信裝置可以為第一通信裝置或第二通信裝置,或其中的芯片。圖12僅示出了通信裝置的主要部件。除處理器1001和收發器1002之外,所述通信裝置還可以進一步包括存儲器1003、以及輸入輸出裝置(圖未示意)。
處理器1001主要用於對通信協議以及通信數據進行處理,以及對整個通信裝置進行控制,執行軟件程序,處理軟件程序的數據。存儲器1003主要用於存儲軟件程序和數據。收發器1002可以包括控制電路和天線,示例性的,控制電路主要用於基帶信號與射頻信號的轉換以及對射頻信號的處理。天線主要用於收發電磁波形式的射頻信號。輸入輸出裝置,例如觸摸屏、顯示屏,鍵盤等主要用於接收用戶輸入的數據以及對用戶輸出數據。
當通信裝置開機後,處理器1001可以讀取存儲器1003中的軟件程序,解釋並執行軟件程序的指令,處理軟件程序的數據。當需要通過無線發送數據時,處理器1001對待發送的數據進行基帶處理後,輸出基帶信號至射頻電路,射頻電路將基帶信號進行射頻處理後將射頻信號通過天線以電磁波的形式向外發送。當有數據發送到通信裝置時,射頻電路通過天線接收到射頻信號,將射頻信號轉換為基帶信號,並將基帶信號輸出至處理器1001,處理器1001將基帶信號轉換為數據並對該數據進行處理。
在另一種實現中,所述的射頻電路和天線可以獨立於進行基帶處理的處理器而設置,例如在分布式場景中,射頻電路和天線可以與獨立於通信裝置,呈拉遠式的佈置。
其中,處理器1001、收發器1002、以及存儲器1003可以通過通信總線連接。
一種設計中,通信裝置可以用於執行前述實施例一中第一通信裝置的功能:處理器1001可以用於執行圖5中的步驟S101,和/或用於執行本文所描述的技術的其它過程;收發器1002可以用於執行圖5中的步驟S102,和/或用於本文所描述的技術的其它過程。
另一種設計中,通信裝置可以用於執行前述實施例一中第二通信裝置的功能:處理器1001可以用於執行圖5中的步驟S103,和/或用於執行本文所描述的技術的其它過程;收發器1002可以用於接收圖5中步驟S102發送的信號,和/或用於本文所描述的技術的其它過程。
一種設計中,通信裝置可以用於執行前述實施例二中第一通信裝置的功能:處理器1001可以用於執行圖8中的步驟S201,和/或用於執行本文所描述的技術的其它過程;收發器1002可以用於執行圖8中的步驟S202,和/或用於本文所描述的技術的其它過程。
另一種設計中,通信裝置可以用於執行前述實施例二中第二通信裝置的功能:處理器1001可以用於執行圖8中的步驟S203,和/或用於執行本文所描述的技術的其它過程;收發器1002可以用於接收圖8中步驟S202發送的信號,和/或用於本文所描述的技術的其它過程。
在上述任一種設計中,處理器1001中可以包括用於實現接收和發送功能的收發器。例如該收發器可以是收發電路,或者是接口,或者是接口電路。用於實現接收和發送功能的收發電路、接口或接口電路可以是分開的,也可以集成在一起。上述收發電路、接口或接口電路可以用於代碼/數據的讀寫,或者,上述收發電路、接口或接口電路可以用於信號的傳輸或傳遞。
在上述任一種設計中,處理器1001可以存有指令,該指令可為計算機程序,計算機程序在處理器1001上運行,可使得通信裝置執行上述方法實施例中描述的方法。計算機程序可能固化在處理器1001中,該種情況下,處理器1001可能由硬件實現。
在一種實現方式中,通信裝置可以包括電路,所述電路可以實現前述方法實施例中發送或接收或者通信的功能。本申請中描述的處理器和收發器可實現在集成電路(integrated circuit,IC)、模擬IC、無線射頻集成電路(radio frequency integrated circuit,RFIC)、混合信號IC、專用集成電路(application specific integrated circuit,ASIC)、印刷電路板(printed circuit board,PCB)、電子設備等上。該處理器和收發器也可以用各種IC工藝技術來製造,例如互補金屬氧化物半導體(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)、N型金屬氧化物半導體(nMetal-oxide-semiconductor,NMOS)、P 型金屬氧化物半導體(positive channel metal oxide semiconductor,PMOS)、雙極結型晶體管(bipolar junction transistor,BJT)、雙極 CMOS(BiCMOS)、矽鍺(SiGe)、砷化鎵(GaAs)等。
本申請中描述的通信裝置的範圍並不限於此,而且通信裝置的結構可以不受圖12的限制。通信裝置可以是獨立的設備或者可以是較大設備的一部分。例如所述通信裝置可以是:
(1)獨立的集成電路IC,或芯片,或,芯片系統或子系統;
(2)具有一個或多個IC的集合,可選的,該IC集合也可以包括用於存儲數據,計算機程序的存儲部件;
(3)ASIC,例如調制解調器(Modem);
(4)可嵌入在其他設備內的模塊;
(5)接收機、終端、智能終端、蜂窩電話、無線設備、手持機、移動單元、車載設備、網絡設備、雲設備、人工智能設備等等;
(6)其他等等。
在另一種可能的實現方式中,圖11所示的通信裝置中,處理單元20可以是一個或多個邏輯電路,收發單元10可以是輸入輸出接口,又或者稱為通信接口,或者接口電路,或接口等等。或者收發單元10還可以是發送單元和接收單元,發送單元可以是輸出接口,接收單元可以是輸入接口,該發送單元和接收單元集成於一個單元,例如輸入輸出接口。參見圖13,圖13是本申請實施例提供的通信裝置的又一結構示意圖。如圖13所示,圖13所示的通信裝置包括邏輯電路901和接口902。即上述處理單元20可以用邏輯電路901實現,收發單元10可以用接口902實現。其中,該邏輯電路901可以為芯片、處理電路、集成電路或片上系統(system on chip,SoC)芯片等,接口902可以為通信接口、輸入輸出接口、管腳等。示例性的,圖13是以上述通信裝置為芯片為例示出的,該芯片包括邏輯電路901和接口902。可理解,本申請實施例所示的芯片可以包括窄帶芯片或超寬帶芯片等,本申請實施例不作限定。窄帶芯片和超寬帶芯片也可以集成在一個裝置或芯片上,也可以分別獨立,本申請實施例不限制窄帶芯片和超寬帶芯片在設備中的實現方式。如上文所示的發送信號的步驟可以由超寬帶芯片執行,其餘步驟是否由超寬帶芯片執行,本申請實施例不作限定。
本申請實施例中,邏輯電路和接口還可以相互耦合。對於邏輯電路和接口的具體連接方式,本申請實施例不作限定。
示例性的,當通信裝置用於執行前述方法實施例中第一通信裝置執行的方法或功能或步驟時,邏輯電路901,用於生成PPDU,該PPDU包括PHR字段和PHY payload字段,該PHR字段包括第一PHR信息,該第一PHR信息用於指示PHY payload字段的數據速率;接口902,用於輸出信號,該信號基於該PPDU生成,該信號包括根據該第一PHR信息經過編碼後的碼字生成的信號,該碼字包括第一碼字集合中與該第一PHR信息對應的碼字。
示例性的,當通信裝置用於執行前述方法實施例中第二通信裝置執行的方法或功能或步驟時,接口902,用於輸入信號,該信號基於PPDU生成,該PPDU包括PHR字段和PHY payload字段,該PHR字段包括第一PHR信息,該信號包括根據該第一PHR信息經過編碼後的碼字生成的信號,該碼字包括第一碼字集合中與該第一PHR信息對應的碼字;邏輯電路901,用於對該信號解碼,獲得該第一PHR信息,該第一PHR信息用於指示PHY payload字段的數據速率。
可以理解,關於PPDU、第一PHR信息、第一碼字集合等的具體說明可以參考上文所示的方法實施例一,這裡不再一一詳述。
可理解,本申請實施例示出的通信裝置可以採用硬件的形式實現本申請實施例提供的方法,也可以採用軟件的形式實現本申請實施例提供的方法等,本申請實施例對此不作限定。
對於圖13所示的各個實施例的具體實現方式,還可以參考上述各個實施例,這裡不再詳述。
本申請實施例還提供了一種無線通信系統,該無線通信系統包括第一通信裝置和第二通信裝置,該第一通信裝置和該第二通信裝置可以用於執行前述任一實施例中的方法。
此外,本申請還提供一種計算機程序,該計算機程序用於實現本申請提供的方法中由第一通信裝置執行的操作和/或處理。
本申請還提供一種計算機程序,該計算機程序用於實現本申請提供的方法中由第二通信裝置執行的操作和/或處理。
本申請還提供一種計算機可讀存儲介質,該計算機可讀存儲介質中存儲有計算機代碼,當計算機代碼在計算機上運行時,使得計算機執行本申請提供的方法中由第一通信裝置執行的操作和/或處理。
本申請還提供一種計算機可讀存儲介質,該計算機可讀存儲介質中存儲有計算機代碼,當計算機代碼在計算機上運行時,使得計算機執行本申請提供的方法中由第二通信裝置執行的操作和/或處理。
本申請還提供一種計算機程序產品,該計算機程序產品包括計算機代碼或計算機程序,當該計算機代碼或計算機程序在計算機上運行時,使得本申請提供的方法中由第一通信裝置執行的操作和/或處理被執行。
本申請還提供一種計算機程序產品,該計算機程序產品包括計算機代碼或計算機程序,當該計算機代碼或計算機程序在計算機上運行時,使得本申請提供的方法中由第二通信裝置執行的操作和/或處理被執行。
在本申請所提供的幾個實施例中,應該理解到,所揭露的系統、裝置和方法,可以通過其它的方式實現。例如,以上所描述的裝置實施例僅是示意性的,例如,所述單元的劃分,僅僅為一種邏輯功能劃分,實際實現時可以有另外的劃分方式,例如多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統,或一些特徵可以忽略,或不執行。另外,所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口、裝置或單元的間接耦合或通信連接,也可以是電的,機械的或其它的形式連接。
所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的,作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元,即可以位於一個地方,或者也可以分佈到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本申請實施例提供的方案的技術效果。
另外,在本申請各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中,也可以是各個單元單獨物理存在,也可以是兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以採用硬件的形式實現,也可以採用軟件功能單元的形式實現。
所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時,可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基於這樣的理解,本申請的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分,或者該技術方案的全部或部分可以以軟件產品的形式體現出來,該計算機軟件產品存儲在一個可讀存儲介質中,包括若干指令用以使得一台計算機設備(可以是個人計算機,服務器,或者網絡設備等)執行本申請各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的可讀存儲介質包括:U盤、移動硬盤、只讀存儲器(read-only memory, ROM)、隨機存取存儲器(random access memory, RAM)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。
以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
S101~S103、S201~S203:步驟
10:收發單元
20:處理單元
1001:處理器
1002:收發器
1003:存儲器
901:邏輯電路
902:接口
圖1是本申請實施例提供的無線通信系統的一結構示意圖;
圖2是本申請實施例提供的無線通信系統的另一結構示意圖;
圖3是本申請實施例提供的UWB PPDU格式的一種示意圖;
圖4是本申請實施例提供的UWB PPDU格式的另一種示意圖;
圖5是本申請實施例提供的基於超寬帶的信號傳輸方法的一流程示意圖;
圖6是本申請實施例提供的不同碼長下理論最小漢明距離的上限值示意圖;
圖7是本申請實施例提供的採用不同編碼方式時PHR1的誤包率仿真結果示意圖;
圖8是本申請實施例提供的基於超寬帶的信號傳輸方法的另一流程示意圖;
圖9是本申請實施例提供的不同碼長下理論最小漢明距離的上限值的另一示意圖;
圖10是本申請實施例提供的不同碼長下最小漢明距離的示意圖;
圖11是本申請實施例提供的通信裝置的一結構示意圖;
圖12是本申請實施例提供的通信裝置的另一結構示意圖;
圖13是本申請實施例提供的通信裝置的又一結構示意圖。
S201~S203:步驟
Claims (22)
- 一種基於超寬帶的信號傳輸方法,其特徵在於,包括: 生成物理層協議數據單元PPDU,所述PPDU包括物理層報頭PHR字段和物理層有效載荷字段,所述PHR字段包括第一PHR信息,所述第一PHR信息用於指示所述物理層有效載荷字段的數據速率; 發送信號,所述信號基於所述PPDU生成,所述信號包括根據所述第一PHR信息經過編碼後的碼字生成的信號,所述碼字包括第一碼字集合中與所述第一PHR信息對應的碼字。
- 一種基於超寬帶的信號傳輸方法,其特徵在於,包括: 接收信號,所述信號基於物理層協議數據單元PPDU生成,所述PPDU包括物理層報頭PHR字段和物理層有效載荷字段,所述PHR字段包括第一PHR信息,所述信號包括根據所述第一PHR信息經過編碼後的碼字生成的信號,所述碼字包括第一碼字集合中與所述第一PHR信息對應的碼字; 對所述信號解碼,獲得所述第一PHR信息,所述第一PHR信息用於指示所述物理層有效載荷字段的數據速率。
- 根據請求項1或2所述的方法,其特徵在於,所述第一碼字集合中包括M個碼字,所述碼字的長度為L,所述M個碼字中任意兩個碼字之間的漢明距離d滿足: ,或者 。
- 根據請求項3所述的方法,其特徵在於,所述第一PHR信息還包括:用於指示所述物理層有效載荷字段是否使用第一編碼方式進行編碼的信息。
- 根據請求項4所述的方法,其特徵在於,所述碼字的長度滿足: L=4n+2; 其中,L表示所述碼字的長度,n為正整數。
- 根據請求項1-4中任一項所述的方法,其特徵在於,所述第一碼字集合中包括M個碼字,所述碼字的長度為L,M小於或等於16,L等於36個比特,所述第一碼字集合包括以下一個或多個碼字: 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1; 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1; 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0; 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0; 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0; 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1; 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0; 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1; 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0; 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1; 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1; 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1; 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0; 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0; 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0; 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1。
- 根據請求項1-4中任一項所述的方法,其特徵在於,所述第一碼字集合中包括M個碼字,所述碼字的長度為L,M小於或等於16,L等於32個比特,所述第一碼字集合包括以下一個或多個碼字: 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1; 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1; 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0; 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1; 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0; 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0; 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1; 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1; 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0; 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0; 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1; 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0; 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1; 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1; 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0。
- 根據請求項1-4中任一項所述的方法,其特徵在於,所述第一碼字集合中包括M個碼字,所述碼字的長度為L,M小於或等於16,L等於32個比特,所述第一碼字集合包括以下一個或多個碼字: 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1; 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0; 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0; 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1; 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1; 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1; 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0; 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1; 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1; 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0; 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0。
- 根據請求項1至3中任一項所述的方法,其特徵在於,所述碼字的長度為偶數個比特,且所述碼字的長度滿足: L=7n+m; 其中,L表示所述碼字的長度,n為正整數,m為大於或等於0且小於7的整數。
- 根據請求項1-3、9中任一項所述的方法,其特徵在於,所述第一碼字集合中包括M個碼字,所述碼字的長度為L,M小於或等於8,L等於28個比特,所述第一碼字集合包括以下一個或多個碼字: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1; 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1; 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0; 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1; 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0; 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0; 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1。
- 根據請求項1-3、9中任一項所述的方法,其特徵在於,所述第一碼字集合中包括M個碼字,所述碼字的長度為L,M小於或等於8,L等於30個比特,所述第一碼字集合包括以下一個或多個碼字: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0; 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1; 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1; 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0; 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0; 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1; 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1。
- 根據請求項1-3、9中任一項所述的方法,其特徵在於,所述第一碼字集合中包括M個碼字,所述碼字的長度為L,M小於或等於8,L等於32個比特,所述第一碼字集合包括以下一個或多個碼字: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1; 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1; 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0; 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1; 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0; 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0; 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1。
- 根據請求項1-3、9中任一項所述的方法,其特徵在於,所述第一碼字集合中包括M個碼字,所述碼字的長度為L,M小於或等於8,L等於34個比特,所述第一碼字集合包括以下一個或多個碼字: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0; 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1; 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1; 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1; 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1; 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0; 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0。
- 根據請求項1-3、9中任一項所述的方法,其特徵在於,所述第一碼字集合中包括M個碼字,所述碼字的長度為L,M小於或等於8,L等於36個比特,所述第一碼字集合包括以下一個或多個碼字: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1; 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0; 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1; 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0; 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1; 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0; 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1。
- 根據請求項1至14中任一項所述的方法,其特徵在於,所述第一碼字集合中碼字的個數M小於或等於2 K,其中,K是所述第一PHR信息的比特長度,K=2,3或4。
- 根據請求項1至15中任一項所述的方法,其特徵在於,所述碼字的長度為以下任一種:20,22,24,26,28,30,32,34,36,38,或40個比特。
- 一種通信裝置,其特徵在於,包括: 處理單元,用於生成物理層協議數據單元PPDU,所述PPDU包括物理層報頭PHR字段和物理層有效載荷字段,所述PHR字段包括第一PHR信息,所述第一PHR信息用於指示所述物理層有效載荷字段的數據速率; 收發單元,用於發送信號,所述信號基於所述PPDU生成,所述信號包括根據所述第一PHR信息經過編碼後的碼字生成的信號,所述碼字包括第一碼字集合中與所述第一PHR信息對應的碼字。
- 一種通信裝置,其特徵在於,包括: 收發單元,用於接收信號,所述信號基於物理層協議數據單元PPDU生成,所述PPDU包括物理層報頭PHR字段和物理層有效載荷字段,所述PHR字段包括第一PHR信息,所述信號包括根據所述第一PHR信息經過編碼後的碼字生成的信號,所述碼字包括第一碼字集合中與所述第一PHR信息對應的碼字; 處理單元,用於對所述信號解碼,獲得所述第一PHR信息,所述第一PHR信息用於指示所述物理層有效載荷字段的數據速率。
- 一種通信裝置,其特徵在於,包括處理器和存儲器; 所述存儲器用於存儲指令; 所述處理器用於執行所述指令,以使請求項1至16中任一項所述的方法被執行。
- 一種通信裝置,其特徵在於,包括邏輯電路和接口,所述邏輯電路和接口耦合; 所述接口用於輸入和/或輸出代碼指令,所述邏輯電路用於執行所述代碼指令,以使請求項1至16中任一項所述的方法被執行。
- 一種無線通信系統,其特徵在於,包括:如請求項17所述的通信裝置,和/或,如請求項18所述的通信裝置。
- 一種計算機可讀存儲介質,其特徵在於,所述計算機可讀存儲介質用於存儲計算機程序,當所述計算機程序被執行時,請求項1至16中任一項所述的方法被執行。
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