并行比特交織器的制造方法

并行比特交織器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種比特交織方法，對(duì)由Q比特的N個(gè)循環(huán)塊構(gòu)成的QC?LDPC代碼字實(shí)施比特置換處理，將被實(shí)施處理后的代碼字分割為由M個(gè)比特構(gòu)成的多個(gè)星座字，對(duì)于各循環(huán)塊實(shí)施循環(huán)塊內(nèi)置換處理，代碼字被分割為由M/F個(gè)循環(huán)塊構(gòu)成的F×N/M個(gè)折疊區(qū)段，并且各星座字與F×N/M各折疊區(qū)段的某一個(gè)相關(guān)聯(lián)，進(jìn)行比特置換處理，以使星座字由相關(guān)聯(lián)的區(qū)段中的置換處理后的M/F個(gè)比特的循環(huán)塊各自的F比特構(gòu)成。
【專(zhuān)利說(shuō)明】并行比特交織器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字通信領(lǐng)域，更詳細(xì)而言，涉及使用準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)代碼的比特交織編碼調(diào)制系統(tǒng)用的比特交織器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，在數(shù)字通信領(lǐng)域中，使用了比特交織編碼調(diào)制(bit-1nterleaved codingand modulation:BICM)系統(tǒng)(例如，參照非專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
[0003]在BICM系統(tǒng)中，通常執(zhí)行如下3個(gè)步驟。
[0004](1)使用例如準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)(quas1-cyclic low-density paritycheck:QC LDPC)代碼將數(shù)據(jù)塊編碼為代碼字。
[0005](2)對(duì)代碼字的比特進(jìn)行比特交織。
[0006](3)將被實(shí)施比特交織后的代碼字分割為由星座的比特?cái)?shù)構(gòu)成的星座字(constellation word)，將星座字映射至星座。
[0007]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]非專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0009]非專(zhuān)利文獻(xiàn)1:ETSI ΕΝ 302 755 V1.2.1 (DVB-T2 標(biāo)準(zhǔn))
[0010]發(fā)明的概要
[0011]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0012]通常，期望對(duì)準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)代碼的代碼字實(shí)施的交織的高效化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的在于提供一種交織方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)代碼的代碼字實(shí)施的交織的高效化。
[0014]用于解決問(wèn)題的手段
[0015]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的比特交織方法是使用準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)代碼的通信系統(tǒng)中的比特交織方法，其特征在于，包括以下步驟:接收步驟，接收由Ν個(gè)循環(huán)塊構(gòu)成的所述準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)代碼的代碼字，該Ν個(gè)循環(huán)塊分別由Q個(gè)比特構(gòu)成；比特置換步驟，對(duì)所述代碼字實(shí)施改變?cè)摯a字的比特的排列順序的比特置換處理；分割步驟，將被實(shí)施了比特置換處理的代碼字分割為多個(gè)星座字，該多個(gè)星座字分別由Μ個(gè)比特構(gòu)成，分別表示2Μ個(gè)規(guī)定的星座點(diǎn)中的某一個(gè)星座點(diǎn)；以及循環(huán)塊內(nèi)置換步驟，對(duì)所述循環(huán)塊實(shí)施改變?cè)撗h(huán)塊的比特的排列順序的循環(huán)塊內(nèi)置換處理，在所述分割步驟中，將被實(shí)施了所述比特置換處理的代碼字分割為分別由Μ/F個(gè)循環(huán)塊構(gòu)成的FXN/Μ個(gè)區(qū)段，然后以各星座字與某一個(gè)區(qū)段相關(guān)聯(lián)的方式分割為星座字，其中F表示正整數(shù)，以使各星座字由從相關(guān)聯(lián)的所述區(qū)段中的Μ/F個(gè)所述置換處理后的循環(huán)塊中各抽取F個(gè)循環(huán)塊的比特構(gòu)成的方式實(shí)施所述比特置換處理。
[0016]發(fā)明效果[0017]根據(jù)本發(fā)明的比特交織方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)代碼的代碼字實(shí)施的交織的高效化。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為表示包括通常的BICM編碼器的發(fā)射器的構(gòu)成的框圖。
[0019]圖2為表示編碼率為1/ 2的準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)(quas1-cyclic low-densityparity check:QC LDPC)代碼的奇偶校驗(yàn)矩陣的一例的圖。
[0020]圖3為表示編碼率是2 / 3的重復(fù)累積準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)(repeat-accumulate quas1-cyclic low-density parity check:RA QC LDPC)代石馬的奇偶校驗(yàn)矩陣的一例的圖。
[0021]圖4為行置換后的圖3的RA QC LDPC代碼的奇偶校驗(yàn)矩陣的圖。
[0022]圖5為表示行置換以及奇偶置換后的圖3的RA QC LDPC代碼的奇偶校驗(yàn)矩陣的圖。
[0023]圖6為說(shuō)明在8PAM碼元中，被編碼后的比特具有彼此不同的魯棒級(jí)別(robustness level,魯棒級(jí)別)白勺圖。
[0024]圖7為表示循環(huán)系數(shù)Q = 8、一個(gè)低密度奇偶校驗(yàn)代碼字的循環(huán)塊數(shù)N = 12、一個(gè)星座的比特?cái)?shù)Μ = 4所對(duì)應(yīng)的通常的比特交織器的構(gòu)成的框圖。
[0025]圖8中(a)為表示在DVB — T2標(biāo)準(zhǔn)中使用的DVB — T2調(diào)制器的構(gòu)成的框圖，(b)為表示(a)所示的DVB - T2調(diào)制器的BICM編碼器的構(gòu)成的框圖。
[0026]圖9中(a)為表示由12列的列-行交織器執(zhí)行的16K代碼(LDPC代碼字長(zhǎng)為16200比特的LDPC代碼)的代碼字的比特的寫(xiě)入處理的圖，(b)為表示由列-行交織器執(zhí)行的在
(a)中被寫(xiě)入的代碼字的比特的讀出處理的圖。
[0027]圖10中(a)為表示由8列的列-行交織器執(zhí)行的16K代碼的代碼字的比特的寫(xiě)入處理的圖，(b)為表示由列-行交織器執(zhí)行的在(a)中被寫(xiě)入的代碼字的比特的讀出處理的圖。
[0028]圖11為表示以DVB - T2標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)的、在16QAM中16K代碼用的比特-信元(cell)解復(fù)用器的構(gòu)成的框圖。
[0029]圖12為表示以DVB — T2標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)的、在64QAM中16K代碼用的比特-信元解復(fù)用器的構(gòu)成的框圖。
[0030]圖13為表示以DVB - T2標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)的、在256QAM中16K代碼用的比特-信元解復(fù)用器的構(gòu)成的框圖。
[0031]圖14為表示在8列的DVB — T2比特交織器中針對(duì)16K代碼可能發(fā)生的問(wèn)題的圖。
[0032]圖15為表示在12列的DVB — T2比特交織器中針對(duì)16K代碼可能發(fā)生的問(wèn)題的圖。
[0033]圖16為表示在8列的DVB — T2比特交織器中針對(duì)16K代碼適用列扭曲處理時(shí)可能發(fā)生的問(wèn)題的圖。
[0034]圖17為表示在12列的DVB — T2比特交織器中針對(duì)16K代碼適用列扭曲處理時(shí)可能發(fā)生的問(wèn)題的圖。
[0035]圖18中(a)為說(shuō)明能夠提供發(fā)明人專(zhuān)心研究后所發(fā)現(xiàn)的非常高效的交織器的第一個(gè)條件的圖，(b)為說(shuō)明第二個(gè)條件的圖。
[0036]圖19為表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的交織器的映射的功能的圖。
[0037]圖20為表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的交織器的構(gòu)成的框圖。
[0038]圖21中(a)為表示實(shí)施圖20的區(qū)段置換的區(qū)段置換單元的一構(gòu)成例的框圖，(b)為表示(a)的區(qū)段置換單元的映射的功能的圖。
[0039]圖22中(a)為表示實(shí)施圖20的區(qū)段置換的區(qū)段置換單元的其他構(gòu)成例的框圖，(b)為表示(a)的區(qū)段置換單元的映射的功能的圖。
[0040]圖23為表示本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的交織器的構(gòu)成的框圖。
[0041]圖24是表示圖23的比特交織器的一構(gòu)成例的框圖。
[0042]圖25為表示本發(fā)明的再其他實(shí)施方式所涉及的發(fā)射器的一構(gòu)成例的框圖。
[0043]圖26為表示本發(fā)明的再其他實(shí)施方式所涉及的BICM編碼器的一安裝例的框圖。
[0044]圖27為表示本發(fā)明的再其他實(shí)施方式所涉及的具有非重復(fù)BICM譯碼器的接收器的一構(gòu)成例的框圖。
[0045]圖28為表示本發(fā)明的再其他實(shí)施方式所涉及的具有重復(fù)BICM譯碼器的接收器的一構(gòu)成例的框圖。
[0046]圖29為表示本發(fā)明的再其他實(shí)施方式所涉及的重復(fù)BICM譯碼器的一安裝例的框圖。
[0047]圖30為表示并行交織器的對(duì)象的循環(huán)塊與對(duì)象外的循環(huán)塊的一例的圖。
[0048]圖31中(a)為說(shuō)明能夠進(jìn)行發(fā)明人潛心研究后所發(fā)現(xiàn)的非常高效的交織器的提供的第一個(gè)條件的圖，(b)為說(shuō)明第二個(gè)條件的圖。
[0049]圖32為表示本發(fā)明的再其他實(shí)施方式所涉及的交織器的構(gòu)成的框圖。
[0050]圖33中(a)為表示折疊(folding)無(wú)(F = 1)所對(duì)應(yīng)的映射的功能的圖，(b)為表示有折疊(F = 2)所對(duì)應(yīng)的映射的功能的圖。
[0051]圖34中(a)為表示無(wú)折疊(F = 1)所對(duì)應(yīng)的(折疊)區(qū)段置換單元的一構(gòu)成例的框圖，(b)為表示有折疊(F = 2)所對(duì)應(yīng)的折疊區(qū)段置換單元的一構(gòu)成例的框圖。
[0052]圖35為表示本發(fā)明的再其他實(shí)施方式所涉及的交織器的構(gòu)成的框圖。
[0053]圖36是表示圖35的交織器的一構(gòu)成例的框圖。
[0054]圖37為表示本發(fā)明的再其他實(shí)施方式所涉及的發(fā)射器的一構(gòu)成例的框圖。
[0055]圖38為表示本發(fā)明的再其他的實(shí)施方式所涉及的具有非重復(fù)BICM譯碼器的接收器的一構(gòu)成例的框圖。
[0056]圖39為表示本發(fā)明的再其他的實(shí)施方式所涉及的具有重復(fù)BICM譯碼器的接收器的一構(gòu)成例的框圖。
[0057]圖40為表示F = 2的折疊用的LLR存儲(chǔ)位置與第一號(hào)的星座字的比特配置的圖。
[0058]圖41為與混合QPSK + 16QAM有關(guān)的星座塊的映射的略圖。
[0059]圖42為用于說(shuō)明本發(fā)明的再其他實(shí)施方式所涉及的交織器的功能的圖。
[0060]圖43為表示本發(fā)明的再其他實(shí)施方式所涉及的交織器的一構(gòu)成例的框圖。
[0061]圖44是表示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式涉及的交織器的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的塊圖，(a)表示N=45、Q=360、M=4、沒(méi)有折疊(F=l)的情況，(b)表示#45、0=3601=4、有折疊^=2)的情況。[0062]圖45是表示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式涉及的交織器的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的塊圖，(a)表示N=45、Q=360、M=6、沒(méi)有折疊(F=l)的情況，(b)表示#45、0=3601=6、有折疊^=2)的情況。
[0063]圖46是使向圖5所示的奇偶校驗(yàn)矩陣的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)17~24的連接醒目的圖。
[0064]圖47是表示向圖46所示的奇偶校驗(yàn)矩陣的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)17~24的變量節(jié)點(diǎn)的循環(huán)置換中的連接的示意圖。
[0065]圖48 (a)~(h)分別是表示與圖46所示的奇偶校驗(yàn)矩陣中的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)17~24連接的變量節(jié)點(diǎn)的映射的圖。
[0066]圖49 (a)~(h)分別是表示與校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)17~24連接的QB14和QB15向16QAM的星座映射的圖。
[0067]圖50 (a)~(h)分別是表示與校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)17~24連接的QB14和QB15向16QAM的星座映射的圖。
[0068]圖51的(a)是表示使用一個(gè)轉(zhuǎn)環(huán)的循環(huán)塊內(nèi)置換用的重構(gòu)交織器的結(jié)構(gòu)的圖，
(b)表示使用兩個(gè)轉(zhuǎn)環(huán)的循環(huán)塊內(nèi)置換用的重構(gòu)交織器的結(jié)構(gòu)的圖。
[0069]圖52 (a)~(h)分別是表示與圖49 (a)~(h)對(duì)應(yīng)地、以不包含無(wú)效的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的方式使QB14進(jìn)行兩次移位的圖。
[0070]圖53 (a)~(h)分別是表示與圖50 (a)~(h)對(duì)應(yīng)地、以不包含無(wú)效的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的方式使QB4進(jìn)行三次移位的圖。
[0071]圖54是表示將實(shí)施方式涉及的折疊系數(shù)設(shè)為2的并列比特交織器和循環(huán)塊置換的功能結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0072]圖55是表示設(shè)Q=8、M=4、F=2時(shí)的BICM編碼器的一個(gè)安裝例的塊圖。
[0073]圖56是表示設(shè)Q=8、M=4、F=2時(shí)的反復(fù)BICM解碼器的一個(gè)安裝例的塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0074]《做出本發(fā)明的過(guò)程》
[0075]圖1為表示包括通常的比特交織編碼調(diào)制(bit-1nterleaved coding andmodulation:BICM)編碼器的發(fā)射器的構(gòu)成的框圖。圖1所示的發(fā)射器100包括輸入處理單元110、BICM編碼器(包含低密度奇偶校驗(yàn)(low-density parity check:LDPC)編碼器120、比特交織器130、星座映射器140)、以及調(diào)制器150。
[0076]輸入處理單元110將輸入比特流變換為規(guī)定長(zhǎng)度的多個(gè)塊。LDPC編碼器120使用LDPC代碼將塊編碼為代碼字，并將代碼字發(fā)送至比特交織器130。比特交織器130針對(duì)LDPC代碼字實(shí)施交織處理，實(shí)施交織處理后，分割為信元字(星座字)的列。星座映射器140將各信元字(星座字)映射至星座(例如，QAM) 75的列。輸出端的通常的調(diào)制器150包括從BICM編碼器的輸出到RF (Radio Frequency:射頻)電力放大器的所有的處理塊。
[0077]LDPC代碼是利用奇偶校驗(yàn)矩陣(parity check matrix:PCM)進(jìn)行完整定義的線性糾錯(cuò)代碼。PCM為2值的稀疏矩陣，表示代碼字比特(也稱(chēng)“變量節(jié)點(diǎn)”)與奇偶校驗(yàn)(也稱(chēng)“校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)”)的連接(connection)。PCM的列以及行分別對(duì)應(yīng)變量節(jié)點(diǎn)以及校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)。變量節(jié)點(diǎn)與校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的結(jié)合在PCM中通過(guò)“1”這樣的要素來(lái)表示。
[0078]在LDPC代碼中，包括被稱(chēng)為準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)(quas1-cyclic low-densityparity-check:QC LDPC)代碼的類(lèi)型。QC LDPC代碼具有尤為適合硬件安裝的構(gòu)成。事實(shí)上，在現(xiàn)今的幾乎所有標(biāo)準(zhǔn)中都使用QC LDPC代碼。QC LDPC代碼的PCM形成具有多個(gè)循環(huán)矩陣的特別的構(gòu)成。循環(huán)矩陣是指各行構(gòu)成為將其緊前的行的要素進(jìn)行一次循環(huán)移位而得的形式的正方矩陣，重合的斜向的列(folded diagonal:折疊對(duì)角)能夠存在一個(gè)、兩個(gè)、或者更多個(gè)。各循環(huán)矩陣的尺寸(大小)是QXQ。在此Q稱(chēng)為“QC LDPC代碼的循環(huán)系數(shù)(cyclic factor)。通過(guò)如上述的準(zhǔn)循環(huán)的構(gòu)造,能夠并行處理Q個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，QC LDPC代碼是明確有利于進(jìn)行高效的硬件安裝的代碼。
[0079]圖2是作為一例表示循環(huán)系數(shù)Q = 8時(shí)的QC LDPC代碼的PCM的圖。另外，在圖2以及后述的圖3至圖5中，最小的一個(gè)四邊形代表PCM的一個(gè)要素，其中，涂黑的四邊形的要素為“1”，此外的要素為“0”。該P(yáng)CM具有循環(huán)矩陣，該循環(huán)矩陣具有一個(gè)或者兩個(gè)重合的斜向的列。該QC LDPC代碼將8X6 = 48比特的塊編碼為8X 12 = 96比特的代碼字。因此，該QC LDPC代碼的編碼率為48 / 96 = 1 / 2。代碼字比特被分割為具有Q比特的多塊。在本說(shuō)明書(shū)中，將循環(huán)系數(shù)Q比特的塊稱(chēng)為循環(huán)塊(或者循環(huán)組)。
[0080]在QC LDPC代碼中，包括重復(fù)累積準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)(repeat-accumulatequas1-cyclic low-density parity check:RA QCLDPC)代碼這樣的特別類(lèi)型。RA QC LDPC代碼由于易于編碼而眾所周知，在諸多的標(biāo)準(zhǔn)(例如、DVB - S2標(biāo)準(zhǔn)、DVB - T2標(biāo)準(zhǔn)、DVB —C2標(biāo)準(zhǔn)之類(lèi)的第二代DVB標(biāo)準(zhǔn))中均被使用。PCM的右側(cè)對(duì)應(yīng)奇偶比特，該部分中的“ 1 ”的要素的配置形成階梯構(gòu)造。圖3例示了編碼率為2 / 3時(shí)的RA QC LDPC代碼的PCM。
[0081]另外，DVB— T 是 Digital Video Broadcasting - Terrestrial (數(shù)字視頻地面廣播)的縮寫(xiě)，DVB — S2 是 Digital Video Broadcasting — Second Generation Satellite(數(shù)字視頻廣播一第二代衛(wèi)星)的縮寫(xiě)，DVB — T2是Digital Video Broadcasting — SecondGeneration Terrestrial(數(shù)字視頻廣播一第二代地面)的縮寫(xiě)，DVB — C2是Digital VideoBroadcasting — Second Generation Cable (數(shù)字視頻廣播一第二代有線)的縮寫(xiě)。
[0082]通過(guò)針對(duì)圖3所示的PCM實(shí)施變換該行的排列順序的簡(jiǎn)單的行置換，如圖4所示，除去奇偶部分而得的RA QC LDPC代碼的準(zhǔn)循環(huán)構(gòu)造變得明確。行置換僅表示變更圖表上的表現(xiàn)，不會(huì)對(duì)代碼的定義產(chǎn)生任何影響。
[0083]通過(guò)只對(duì)實(shí)施行置換后的圖4所示的PCM的奇偶比特實(shí)施變換比特的排列順序的適當(dāng)?shù)闹脫Q，PCM的奇偶部分也會(huì)具有準(zhǔn)循環(huán)構(gòu)造。該方法在該【技術(shù)領(lǐng)域】眾所周知，在DVB - T2標(biāo)準(zhǔn)等中以奇偶交織或者奇偶置換之類(lèi)的名稱(chēng)來(lái)使用。圖5表示針對(duì)圖4所示的PCM實(shí)施奇偶置換之后而得的PCM。
[0084]通常，LDPC代碼字的每個(gè)比特重要度均不同，另外，星座按每個(gè)比特其魯棒級(jí)別不同。在將LDPC代碼字的比特直接即不交織地映射至星座時(shí)，無(wú)法達(dá)到最優(yōu)的性能。因此，在將LDPC代碼字的比特映射至星座之前，需要交織LDPC代碼字的比特。
[0085]為達(dá)該目的，如圖1所示，在LDPC編碼器120與星座映射器140之間設(shè)置有比特交織器130。通過(guò)精心地設(shè)計(jì)比特交織器130，有利于LDPC代碼字的比特與由星座編碼的比特的關(guān)聯(lián)性提高，且接收性能改善。該性能通常使用作為SN比(Signal to Noise Ratio:SNR，信噪比)的函數(shù)的誤碼率(Bit Error Rate:BER)來(lái)測(cè)量。
[0086]按LDPC代碼字的每個(gè)比特其重要度不相同的主要原因在于，不限于針對(duì)所有的比特實(shí)施相同次數(shù)的奇偶校驗(yàn)。對(duì)代碼字比特(變量節(jié)點(diǎn))實(shí)施的奇偶校驗(yàn)的次數(shù)(校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量)越多，則在重復(fù)LDPC解碼處理中代碼字比特的重要度越高。另一原因在于，LDPC代碼的泰納(Tanner)圖表現(xiàn)中的針對(duì)循環(huán)的連接性(connectivity)按每個(gè)變量節(jié)點(diǎn)不同。因此，存在即使對(duì)代碼字比特實(shí)施相同次數(shù)的奇偶校驗(yàn)，代碼字比特的重要度也不同的可能性。這些見(jiàn)解在該【技術(shù)領(lǐng)域】中眾所周知。作為原則，若與變量節(jié)點(diǎn)連結(jié)的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量越大，則該變量節(jié)點(diǎn)的重要度增加。
[0087]尤其在QC LDPC代碼的情況下，Q比特的循環(huán)塊所包含的所有比特被實(shí)施相同次數(shù)的奇偶校驗(yàn)，在Tanner圖中相對(duì)于循環(huán)的連接性相同，因而具有相同的重要度。
[0088]同樣地，在星座中被編碼后的比特的魯棒級(jí)別不同也是眾所周知的事實(shí)。例如，復(fù)正交振幅調(diào)制(quadrature amplitude modulation:QAM)星座由兩個(gè)各自獨(dú)立的脈沖振幅調(diào)制(pulse amplitude modulation:PAM)碼元構(gòu)成,其中，一個(gè)對(duì)應(yīng)實(shí)部，另一個(gè)對(duì)應(yīng)虛部。兩個(gè)PAM碼元分別對(duì)相同數(shù)Μ的比特進(jìn)行編碼。如表示使用格雷(Gray)編碼的8PAM碼元的圖6所示，在一個(gè)PAM碼元中被編碼后的比特的魯棒級(jí)別彼此不同。如此地，魯棒級(jí)別彼此不同是由于，由各比特(0或者1)定義的兩個(gè)子集之間的距離按每個(gè)比特不同。該距離越大，則該比特的魯棒級(jí)別或者信賴(lài)度越高。在圖6中，比特b3的魯棒級(jí)別最高，比特bl的魯棒級(jí)別最低。 [0089]因此，16QAM星座對(duì)4個(gè)比特進(jìn)行編碼，具有2個(gè)魯棒級(jí)別。64QAM星座對(duì)6個(gè)比特進(jìn)行編碼，具有3個(gè)魯棒級(jí)別。256QAM星座對(duì)8個(gè)比特進(jìn)行編碼，具有4個(gè)魯棒級(jí)別。
[0090]在本說(shuō)明書(shū)中，為了說(shuō)明而使用以下參數(shù)。
[0091]循環(huán)系數(shù):Q = 8
[0092]一個(gè)LDPC代碼字的循環(huán)塊數(shù):N = 12
[0093]一個(gè)星座的比特?cái)?shù):M = 4、即16QAM
[0094]在上述參數(shù)中，一個(gè)LDPC代碼字被映射的星座數(shù)為QXN / Μ = 24。通常，參數(shù)Q以及Ν的選擇必須以在系統(tǒng)所支持的所有星座中QXN為Μ的倍數(shù)的方式來(lái)執(zhí)行。
[0095]圖7為表示上述參數(shù)所對(duì)應(yīng)的通常的交織器的構(gòu)成的框圖。在圖7中，QB1、…、QB12為12個(gè)循環(huán)塊，C1、…、C24為24個(gè)星座字。在圖7的例子中，比特交織器710對(duì)LDPC代碼字的96比特進(jìn)行交織。
[0096]作為以往的比特交織器，DVB - Τ2標(biāo)準(zhǔn)(ETSI ΕΝ 302 755)的比特交織器眾所周知。DVB - Τ2標(biāo)準(zhǔn)為改良電視標(biāo)準(zhǔn)即DVB - Τ標(biāo)準(zhǔn)而得的標(biāo)準(zhǔn)，記載有數(shù)字地面電視廣播用的第二代基線發(fā)送系統(tǒng)。在DVB - Τ2標(biāo)準(zhǔn)中，詳述了用于發(fā)送數(shù)字電視服務(wù)或通常的數(shù)據(jù)的信道編碼調(diào)制系統(tǒng)。
[0097]圖8 (a)為表示在DVB — T2標(biāo)準(zhǔn)中使用的調(diào)制器(DVB — T2調(diào)制器)的構(gòu)成的框圖。圖8 (a)所示的DVB — T2調(diào)制器800包括輸入處理單元810、BICM編碼器820、幀構(gòu)造器830、以及0FDM產(chǎn)生器840。
[0098]輸入處理單元810將輸入比特流變換為規(guī)定長(zhǎng)度的多個(gè)塊。BICM編碼器820針對(duì)輸入實(shí)施BICM處理。幀構(gòu)造器830利用來(lái)自BICM編碼器820的輸入等生成DVB — T2方式的傳送幀構(gòu)成。0FDM產(chǎn)生器840針對(duì)DVB — T2方式的傳送幀構(gòu)成，執(zhí)行導(dǎo)頻附加、快速逆傅里葉變換、保護(hù)間隔插入等，輸出DVB - T2方式的發(fā)送信號(hào)。
[0099]DVB - T2標(biāo)準(zhǔn)中使用的BICM在ETSI標(biāo)準(zhǔn)EN 302 755的第6章中予以說(shuō)明。該標(biāo)準(zhǔn)在本說(shuō)明書(shū)中引用，以下記述了該說(shuō)明。[0100]圖8 (b)為表示圖8 (a)所示的DVB — T2調(diào)制器的BICM編碼器820的構(gòu)成的框圖。但是，在圖8 (b)中，省略了 BCH外編碼、星座旋轉(zhuǎn)、信元交織器、時(shí)間交織器等。
[0101]BICM編碼器820包括LDPC編碼器821、比特交織器(包括奇偶交織器822、列-行交織器823)、比特-信元解復(fù)用器824、以及QAM映射器825。
[0102]LDPC編碼器821使用LDPC代碼將塊編碼成為代碼字。比特交織器(奇偶交織器
822、列-行交織器823)針對(duì)代碼字的比特，實(shí)施變換其排列順序的交織處理。比特-信元解多路復(fù)器824將被實(shí)施交織處理后的代碼字的比特解復(fù)用為信元字(星座字)。QAM映射器825將各信元字(星座字)映射至復(fù)數(shù)QAM碼元。再有，復(fù)數(shù)QAM碼元也稱(chēng)為信元。事實(shí)上，比特-信元解復(fù)用器824可以視為比特交織器的一部分。此時(shí)，基于DVB - T2標(biāo)準(zhǔn)的BICM編碼器能夠當(dāng)作具備圖1所示的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成。 [0103]在DVB - T2標(biāo)準(zhǔn)中使用的LDPC代碼為具有循環(huán)系數(shù)Q = 360的RA QC LDPC代碼。在DVB - T2標(biāo)準(zhǔn)中，代碼字長(zhǎng)定義為16200比特與64800比特這兩種。在本說(shuō)明書(shū)中，將代碼字長(zhǎng)為16200比特的LDPC代碼以及代碼字長(zhǎng)為64800比特的LDPC代碼稱(chēng)為“16K代碼(或者、16K LDPC代碼)”以及“64K代碼(或者64K LDPC代碼)”。有關(guān)一個(gè)代碼字所包含的循環(huán)塊數(shù)，16K代碼時(shí)為45個(gè)、64K代碼時(shí)為180個(gè)。與這兩種塊長(zhǎng)(代碼字長(zhǎng))對(duì)應(yīng)的可使用的代碼列舉在作為DVB - T2標(biāo)準(zhǔn)的ETSI EN 302 755的表A.1~表A.6中。
[0104]比特交織器只針對(duì)大于QPSK的星座利用，包括奇偶交織器822、列-行交織器
823、以及比特-信元解復(fù)用器824。另外，在DVB— T2標(biāo)準(zhǔn)的定義中，比特交織器不包括比特-信元解復(fù)用器824?？墒?，由于本發(fā)明是涉及在星座映射前對(duì)LDPC代碼實(shí)施的交織的發(fā)明，因此比特-信元解復(fù)用器824也可作為比特交織器的一部分來(lái)處理。
[0105]奇偶交織器822如上述(參照?qǐng)D4以及圖5)，為了使奇偶比特的準(zhǔn)循環(huán)構(gòu)造變得明確、執(zhí)行變換代碼字的奇偶比特的排列順序的奇偶置換。
[0106]列-行交織器823在概念上，通過(guò)將LDPC代碼字的比特沿交織器矩陣的列寫(xiě)入，并沿行讀出來(lái)發(fā)揮功能。LDPC代碼字所包含的最初的比特最初被寫(xiě)入，最初被讀出。列-行交織器823寫(xiě)入LDPC代碼字的比特之后，在開(kāi)始讀出比特之前，使比特相對(duì)于該列循環(huán)地錯(cuò)開(kāi)規(guī)定數(shù)的位置。這在DVB — T2標(biāo)準(zhǔn)中稱(chēng)為“列扭曲(column twisting)”。以下的表1中示出了與上述兩種LDPC代碼字長(zhǎng)和各種星座大小對(duì)應(yīng)的交織器矩陣的列數(shù)Nc和行數(shù)Nr ο
[0107][表1]
【權(quán)利要求】
1.一種比特交織方法，是使用準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)代碼的通信系統(tǒng)中的比特交織方法，其特征在于，包括以下步驟:接收步驟，接收由N個(gè)循環(huán)塊構(gòu)成的所述準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)代碼的代碼字，該N個(gè)循環(huán)塊分別由Q個(gè)比特構(gòu)成；比特置換步驟，對(duì)所述代碼字實(shí)施改變?cè)摯a字的比特的排列順序的比特置換處理；分割步驟，將被實(shí)施了比特置換處理的代碼字分割為多個(gè)星座字，該多個(gè)星座字分別由Μ個(gè)比特構(gòu)成，分別表示2Μ個(gè)規(guī)定的星座點(diǎn)中的某一個(gè)星座點(diǎn)；以及循環(huán)塊內(nèi)置換步驟，對(duì)所述循環(huán)塊實(shí)施改變?cè)撗h(huán)塊的比特的排列順序的循環(huán)塊內(nèi)置換處理，在所述分割步驟中，將被實(shí)施了所述比特置換處理的代碼字分割為分別由Μ/F個(gè)循環(huán)塊構(gòu)成的FXN/Μ個(gè)區(qū)段，然后以各星座字與某一個(gè)區(qū)段相關(guān)聯(lián)的方式分割為星座字，其中F表示正整數(shù)，以使各星座字由從相關(guān)聯(lián)的所述區(qū)段中的Μ/F個(gè)所述置換處理后的循環(huán)塊中各抽取F個(gè)循環(huán)塊的比特構(gòu)成的方式實(shí)施所述比特置換處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比特交織方法，其特征在于，以使與QC-LDPC代碼的共同的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)連接的代碼字的比特被映射至彼此不同的星座字的方式，進(jìn)行所述循環(huán)塊內(nèi)置換。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的比特交織方法，其特征在于，對(duì)所述循環(huán)塊實(shí)施的循環(huán)塊內(nèi)置換中的至少一次循環(huán)塊內(nèi)置換是至少使構(gòu)成循環(huán)塊的比特列的子集進(jìn)行循環(huán)移位的置換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比特交織方法，其特征在于，所述比特交織方法還包括列-行置換步驟，對(duì)構(gòu)成各區(qū)段的QXM/F比特實(shí)施列-行置換，該列-行置換是通過(guò)將構(gòu)成區(qū)段的QXM/F比特沿行方向?qū)懭毽?F行Q列的矩陣中、并沿列方向讀出而實(shí)現(xiàn)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的比特交織方法，其特征在于，所述比特交織方法還包括選擇步驟，對(duì)于各循環(huán)塊，從預(yù)先確定的多個(gè)循環(huán)塊內(nèi)置換方法中選擇一種循環(huán)塊內(nèi)置換方法，該循環(huán)塊內(nèi)置換方法是根據(jù)在通信系統(tǒng)中采用的特定的QC-LDPC代碼而決定的循環(huán)塊內(nèi)置換方法。
6.一種比特解交織方法，是QC-LDPC代碼的通信系統(tǒng)中的比特流的比特解交織方法，其特征在于，包括以下步驟:接收步驟，接收由Ν.Q比特構(gòu)成的比特列；以及逆比特置換步驟，對(duì)接收到的所述比特列實(shí)施與權(quán)利要求1所述的比特交織方法相反步驟的處理，以將QC-LDPC代碼的代碼字復(fù)原。
7.—種比特交織器，用于使用準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)代碼的通信系統(tǒng)，其特征在于，具有:比特置換部，接收由Ν個(gè)循環(huán)塊構(gòu)成的所述準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)代碼的代碼字，該Ν個(gè)循環(huán)塊分別由Q個(gè)比特構(gòu)成，該比特置換部對(duì)所述代碼字實(shí)施改變?cè)摯a字的比特的排列順序的比特置換處理；分割部，將被實(shí)施了比特置換處理的代碼字分割為多個(gè)星座字，該多個(gè)星座字分別由Μ個(gè)比特構(gòu)成，分別表示2M個(gè)規(guī)定的星座點(diǎn)中的某一個(gè)星座點(diǎn)；以及循環(huán)塊內(nèi)置換部，對(duì)所述循環(huán)塊實(shí)施改變?cè)撗h(huán)塊的比特的排列順序的循環(huán)塊內(nèi)置換處理，所述分割部將被實(shí)施了所述比特置換處理的代碼字分割為分別由Μ/F個(gè)循環(huán)塊構(gòu)成的FXN/Μ個(gè)區(qū)段，然后以各星座字與某一個(gè)區(qū)段相關(guān)聯(lián)的方式分割為星座字，其中F表示正整數(shù)，以使各星座字由從相關(guān)聯(lián)的所述區(qū)段中的Μ/F個(gè)所述置換處理后的循環(huán)塊中各抽取F個(gè)循環(huán)塊的比特構(gòu)成的方式實(shí)施所述比特置換處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的比特交織器，其特征在于，以使與QC-LDPC代碼的共同的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)連接的代碼字的比特被映射至彼此不同的星座字的方式，進(jìn)行所述循環(huán)塊內(nèi)置換。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的比特交織器，其特征在于，對(duì)所述循環(huán)塊實(shí)施的循環(huán)塊內(nèi)置換中的至少一次循環(huán)塊內(nèi)置換是至少使構(gòu)成循環(huán)塊的比特列的子集進(jìn)行循環(huán)移位的置換。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的比特交織器，其特征在于，所述比特交織器還具有列-行置換部，對(duì)構(gòu)成各區(qū)段的QXM/F比特實(shí)施列-行置換，該列-行置換是通過(guò)將構(gòu)成區(qū)段的QXM/F比特沿行方向?qū)懭毽?F行Q列的矩陣中、并沿列方向讀出而實(shí)現(xiàn)的。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的比特交織器，其特征在于，所述比特交織器還具有選擇部，對(duì)于各循環(huán)塊，從預(yù)先確定的多個(gè)循環(huán)塊內(nèi)置換方法中選擇一種循環(huán)塊內(nèi)置換方法，該循環(huán)塊內(nèi)置換方法是根據(jù)在通信系統(tǒng)中采用的特定的QC-LDPC代碼而決定的循環(huán)塊內(nèi)置換方法。
12.—種比特解交織器，是QC-LDPC代碼的通信系統(tǒng)中的比特流的比特解交織器，其特征在于，所述比特解交織器包括:逆比特置換部，接收由N -Q比特構(gòu)成的比特列，對(duì)接收到的所述比特列實(shí)施與權(quán)利要求7所述的比特交織器相反步驟的比特置換處理，以將QC-LDPC代碼的代碼字復(fù)原。
13.—種解碼器，用于使用準(zhǔn)循環(huán)低密度奇偶校驗(yàn)代碼的比特交織及調(diào)制系統(tǒng)，其特征在于，具有:星座解映射器，生成表示對(duì)應(yīng)的比特是0還是1的概率的軟比特列；解交織器，對(duì)權(quán)利要求12所述的軟比特列進(jìn)行解交織；以及低密度奇偶校驗(yàn)解碼器，對(duì)解交織后的所述軟比特列進(jìn)行解碼。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的解碼器，其特征在于，所述解碼器還具有:減法器，計(jì)算所述低密度奇偶校驗(yàn)解碼器的輸入與輸出的差分；以及交織器，是權(quán)利要求7所述 的交織器，將所述差分反饋給星座解映射器。
【文檔編號(hào)】H03M13/19GK103636131SQ201280022664
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月18日
【發(fā)明者】米海爾·皮特洛夫 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社