[發明專利]用于無線廣播通信系統的比特交織編碼調制裝置及方法

有效

• 申請號: 201510084648.6
• 申請日: 2015-02-16
• 公開（公告）號: CN104618068B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 王芳;寇亞軍;徐揚;陶愷;王曉妮;李明齊;繆軍;封松林
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海高等研究院
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙)31219
• 代理人: 余明偉

技術領域

本發明涉及無線廣播通信技術領域，特別是涉及下一代廣播電視無線(NGB-W)通信系統中的比特交織編碼調制裝置及方法。

背景技術

隨著世界經濟文化的快速發展，用戶對無線信息業務的需求量快速增長。單獨依靠傳統無線廣播網或傳統無線雙向通信網，已無法實現信息業務的最優化傳輸。與此同時，人們不再滿足于僅僅收看傳統的無線廣播電視業務，而是對新型無線廣播電視業務有著越來越強烈的需求。下一代廣播電視網無線(NGB-W)系統，可實現無線廣播和無線雙向通信的融合共存，是解決移動信息業務數據量快速增長和無線網絡傳輸容量受限之間矛盾的有效途徑，也是支撐有線、無線融合創新業務的必要途徑。

在復雜多變的無線環境中，NGB-W系統業務傳輸面臨嚴重的干擾和噪聲問題。糾錯編碼是通信系統保證信息傳輸的可靠性、克服噪聲和干擾的最有效技術之一，傳統的糾錯編碼技術主要針對二進制輸入信道來設計好的碼，其所獲得的編碼增益是以更大的信道帶寬為代價的。而隨著現代通信系統的大容量、高可靠性、快速移動、實時通信的發展，若直接將糾錯編碼用于高階調制系統，與同頻譜效率的未編碼系統相比，增益并不明顯。如果將糾錯編碼和調制進行聯合設計優化，可以在不降低系統有效傳輸效率的前提下，提高系統的性能。最初的編碼調制技術主要是網格編碼調制(TCM)技術，其核心思想是通過二進制集合分割方法將二進制標簽矢量映射到星座點上，通過編碼引入的冗余比特來擴展信號星座圖的大小，最大化碼字之間的最小歐式距離，無需增加帶寬即可實現明顯的編碼增益。但是，TCM好碼的設計和搜索的復雜度較高，衰落信道下系統性能不理想，所以通信系統中多采用一種簡單實用的編碼調制技術：分組編碼調制(BCM)。具體而言，BCM技術包括多層編碼(MLC)技術和比特交織編碼調制(BICM)技術。MLC技術將構成高階調制信號點的二進制標簽看成多個獨立的層，每層用獨立的碼字加以保護，使得碼字之間的最小歐式距最大。當接收機采用多階譯碼(MSD)算法，MLC可以逼近最大似然譯碼所能達到的信道容量。但是，由于MLC結構設計不靈活、低層編碼存在較大差錯概率會導致錯誤傳播，因此，在實際系統中應用MLC較為困難。于是基于MLC技術，發展出了BICM技術，BICM技術在編碼器和調制器之間引入一個比特交織器，在理想交織條件下，糾錯編碼和調制星座可以獨立設計，從而增加了設計的靈活性，并且當采用Gray映射時，BICM可以逼近MLC理論上的信道容量。在實際系統應用時，編碼器和調制器之間的理想比特交織器通常采用塊交織器的形式代替，根據已設計好的糾錯編碼和調制方式，設計塊交織器的結構使其性能逼近理想交織器。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供用于無線廣播通信系統的比特交織編碼調制裝置及方法。

本發明提供一種用于無線廣播通信系統的比特交織編碼調制裝置，包括：前向糾錯模塊，用于對所述無線廣播通信系統內傳輸的數據進行糾錯編碼并輸出編碼塊；比特交織模塊，用于按預設子塊長度劃分所述編碼塊，根據所采用通信調制方式對應地將所述編碼塊依次經子塊交織及行列交織后輸出比特交織塊；星座映射模塊，用于將所述比特交織塊映射為預設長度的元組，并將所述元組映射為比特交織編碼調制塊，其中，所述預設長度關聯于所述通信調制方式的調制階數。

可選的，所述前向糾錯模塊采用外編碼和內編碼級聯的前向糾錯編碼形式；所述外編碼包括BCH碼，所述內編碼包括LDPC碼。

可選的，所述前向糾錯模塊，用于將所述無線廣播通信系統的基帶幀作為BCH碼的信息比特進行BCH編碼，得到BCH碼校驗比特并將其附加在所述基帶幀之后，得到BCH碼字，并將所述BCH碼字作為LDPC碼的信息比特進行LDPC編碼，得到LDPC碼校驗比特并將其附加在BCH碼字之后，得到LDPC碼字。