[發(fā)明專(zhuān)利]基于低密度奇偶校驗(yàn)碼的編碼調(diào)制方法和裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710084045.1
• 申請(qǐng)日: 2007-02-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101247130A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江浩;徐明;西尾昭彥;栗謙一
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): H03M13/11
• 分類(lèi)號(hào): H03M13/11;H03M13/00
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 王瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于低密度奇偶校驗(yàn)碼(LDPC碼)的編碼調(diào)制方法和裝置，特別是，涉及一種LDPC編碼比特到高階調(diào)制星座圖的映射方法和裝置，能夠快捷有效地實(shí)現(xiàn)編碼調(diào)制。

背景技術(shù)

低密度奇偶校驗(yàn)碼(Low?Density?Parity-Check?Code，LDPC?Code)是近十年來(lái)重新發(fā)現(xiàn)的一種強(qiáng)有力的前向糾錯(cuò)編碼方法。在長(zhǎng)碼構(gòu)造條件下，LDPC碼已經(jīng)逼近香農(nóng)限，因而被認(rèn)為是Turbo碼的有效替代技術(shù)，很有可能被用于下一代移動(dòng)通信和深空通信。Gallager在1962年提出了這一概念(參見(jiàn)R.G.Gallager博士論文：Low?Density?Parity?Check?Codes.MIT，Cambridge，Mass.，September?1962)。

LDPC碼是基于奇偶校驗(yàn)矩陣定義的一種碼，它具有以下特性：每列包含很小的固定數(shù)目j(j＞＝1)的1，每行包含很小的固定數(shù)目k(k＞j)的1。Gallager證明：這些碼字的典型最小距離隨碼長(zhǎng)的增加而線(xiàn)性增加，并且在BSC信道下，譯碼錯(cuò)誤的典型概率隨碼長(zhǎng)而呈指數(shù)減小。Gallager的博士論文還給出了LDPC碼的構(gòu)造方法，迭代譯碼算法及其性能分析。由于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)水平發(fā)展有限，硬件實(shí)現(xiàn)困難，因此LDPC碼被長(zhǎng)期遺忘。

直到1995年，Mackay和Neal重新發(fā)現(xiàn)了LDPC碼與Turbo碼相比有著同樣的優(yōu)秀性能，而且在長(zhǎng)碼長(zhǎng)的情況下還超過(guò)了Turbo碼(參見(jiàn)D.J.C.MacKay和R.M.Neal的文章“Near?Shannon?limit?performance?of?lowdensity?parity?check?codes”.Electronics?Letters，32(18)：1645-1646，August1996.Reprinted?Electronics?Letters，vol?33，no?6，13th?March?1997，p.457-458.)。因此，LDPC碼成為新的研究熱點(diǎn)，得到大家的廣泛關(guān)注。

目前，對(duì)LDPC碼的研究主要集中在以下幾個(gè)方向。第一，考慮LDPC碼在非GF(2)上的構(gòu)造，也就是在多元域上的編碼問(wèn)題，如GF(4)，GF(8)等。Mackay和Davey等人在這方面做了很多探索和嘗試(參見(jiàn)Matthew?C.Davey的博士論文“Error-correction?using?Low-Density?Parity-CheckCode”Gonville?and?Caius?College，Cambridge，1999)，并且取得了很好的成果。精心構(gòu)造的多元域上的校驗(yàn)矩陣，可以使性能得到極大提高。第二，Gallager提出的LDPC碼，其校驗(yàn)矩陣的列重和行重是固定的，這通常被稱(chēng)為規(guī)則的LDPC碼(或者Gallager碼)。Luby，Mitzenmacher，Shokrollahi和Spielman首先提出構(gòu)造不規(guī)則的二元LDPC碼(參見(jiàn)Michael?G.Luby，Michael?Mitzenmacher，M.Amin?Shokrollahi，和Daniel?A.Spielman發(fā)表的題為“Improved?Low-Density?Parity-Check?Codes?UsingIrregular?Graphs”的文章，IEEE?TRANSACTIONS?ON?INFORMATION?THEORY，VOL.47，NO.2，F(xiàn)EBRUARY?2001：pp585-598)。Luby在1998年提出，放松對(duì)行列重量的限制，構(gòu)造不規(guī)則的LDPC碼，即，每列(每行)的重量不相同。研究結(jié)果表明，相對(duì)于最初的Gallager碼，非規(guī)則LDPC碼的性能也有了極大提高。目前這兩個(gè)研究方向正在不斷地優(yōu)化組合，以尋找性能更優(yōu)的非GF(2)上的不規(guī)則LDPC碼。

Massey首先提出了將信道編碼和調(diào)制結(jié)合在一起進(jìn)行考慮的思想，這種處理方式被稱(chēng)為編碼調(diào)制方案。隨著Ungerboeck在上世紀(jì)80年代早期提出了將卷積碼和調(diào)制結(jié)合起來(lái)的網(wǎng)格編碼調(diào)制(Trellis?codedmodulation)方案并取得了可觀的編碼調(diào)制增益以來(lái)，編碼調(diào)制已經(jīng)成為了一種改善通信系統(tǒng)性能的有效手段，而在多個(gè)通信標(biāo)準(zhǔn)中得到應(yīng)用。

在高階調(diào)制的星座圖中，每個(gè)星座點(diǎn)所表示的比特序列中的各個(gè)比特體現(xiàn)出了不同的保護(hù)能力。圖1示出了16QAM星座點(diǎn)的比特序列所代表的不同保護(hù)能力的示意圖。