[發明專利]電力線通信信道編譯碼方法及系統

在審

• 申請號: 201310152285.6
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN103618584A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 張波;張濤
• 申請（專利權）人: 張濤
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電力線通信信道編譯碼方法及系統。

背景技術

如圖1所示，典型發送端的電力線通信系統包括加密，信道編碼，交織，數字和模擬調制等模塊。接收端包括模擬和數字解調、解交織碼、信道譯碼和解密等模塊。雖然交織和去交織碼對減輕電力線通信環境中的突發錯誤也非常重要，但電力線上信號傳輸信道質量較差，嚴重影響通信質量，約制電力線通信的發展。為此人們采用各種技術以克服信號衰減、失真和信道噪聲。這類技術包括直接序列擴頻技術、自動重傳請求，及前向糾錯(FEC)編碼等。

采用直接序列擴頻技術，使用預定義的一串碼元傳輸一個原始信息比特，傳輸的信號占用更高的帶寬。每一個碼元傳輸所需要的信號能量得以降低。所以該技術能夠在低信噪比通道環境下進行通信。擴頻通信的擴頻因子是指擴頻后的碼片速率與擴頻前的符號速率的比率。在電力線通信中，擴頻比通常是32～128。

采用前向糾錯技術，發射端編碼電路對原始信息比特添加冗余數據以形成糾錯碼。接收端可以檢測并糾錯。信道編碼系統的編碼速率是指編碼前的信息比特速率與編碼后的比特速率的比率。直接序列擴頻和前向糾錯，兩種技術都有利用帶寬降低通信所需信噪比的作用。同時信道編碼還具有擴頻通信所不具備的編碼增益。根據香農理論，編碼速率越低，通信系統的抗噪聲性能越好，誤碼率也越低。代價是系統所占用的頻率帶寬也越寬。

然而在電力線通信系統中，由于信道質量很差，而頻率帶寬的限制相對較低，很多系統采用單擴頻的辦法，以利用帶寬，降低誤碼率。個別的采用擴頻加前向糾錯的方案。但是前向糾錯是普通的分組碼或是卷積碼，編碼速率高，性能差。擴頻技術的技術要求比前向糾錯簡單。特別是低編碼速率的系統，從設計到實現都很復雜。

發明內容

本發明的目的是提供了一種電力線通信信道編譯碼方法及系統。

為實現本發明目的，本發明采用一技術方案：一種電力線通信信道編譯碼方法，其包括：

第一步：在通信系統的發送端，采用前向糾錯技術，且前向糾錯編碼采用三維乘積碼；

第二步：構造三維乘積碼，在X、Y和Z軸分別選擇3個不同的BCH編碼，即在X軸上是k1個信息比特，編碼后碼長n1；Y軸上是k2個信息比特，編碼后碼長n2；Z軸上是k3個信息比特，編碼后碼長n3；

第三步：對于所有輸入[k1][t2][t3](t2＝1∶k2和t3＝1∶k3)，進行1維縮短的BCH(n1，k1)編碼；當輸入[k1][k2][k3]比特，則輸出[n1][k2][k3]比特；

第四步：對于所有輸入[t1][k2][t3](t1＝1∶n1和t3＝1∶k3)，進行1維縮短的BCH(n2，k2)編碼；當輸入[n1][k2][k3]比特，則輸出[n1][n2][k3]比特；

第五步：對于所有輸入[t1][t2][k3](t1＝1∶n1和t2＝1∶n2)，進行1維縮短的BCH(n3，k3)編碼；當輸入[n1][n2][k3]比特，則輸出[n1][n2][n3]比特；

第六步：在通信系統的接收端，對所有接收的信息比特進行3維譯碼，并與發送端的編碼電路相對應，其中3維譯碼電路的基本單元是1維BCH譯碼，且單維譯碼所產生的外部可能性信息用于另兩維度的1維譯碼，整個譯碼過程由3個維度的1維譯碼的多次迭代完成。

優選地，其進一步包括直接序列擴頻方法。

優選地，所述BCH編碼是在信息比特后加上編碼產生的校驗比特。

優選地，所述第五步包括譯碼器的輸入包括前2級迭代的外部信息輸入、和接收的信道軟輸入信號。

本發明還采用另一技術方案：一種電力線通信信道編譯碼系統，其包括：由一維BCH編碼單元構成的3維編碼器、和譯碼器，其中3維編碼器在X、Y和Z軸分別選擇3個不同的BCH編碼，即在X軸上是k1個信息比特，編碼后碼長n1；Y軸上是k2個信息比特，編碼后碼長n2；Z軸上是k3個信息比特，編碼后碼長n3，而譯碼器包括控制電路、解碼電路、與解碼電路輸入相連的輸入緩存、與解碼電路雙向相連的工作緩存、用于保存前次及再前次譯碼輸出的外部可靠性信息緩存A和B、與解碼電路輸出相連的輸出緩存、輸入分別與輸出緩存和解碼電路相連且輸出則與控制電路相連的提前終止控制。

本發明采用了極低編碼速率加較小擴頻因子的辦法，比其他系統更加可靠。同時采用迭代譯碼方案，隨著迭代次數的增加，誤碼率可進一步降低，并具有以下優點：

1.接近香農錯誤糾正能力極限，沒有誤碼平臺。在高信息傳輸速率情況下性能很好。