[發明專利]用于多點協同通信系統的中高碼率LDPC碼字結構和編碼方法

有效

• 申請號: 201610786198.X
• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN107786210B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 張文軍;張根寧;何大治;徐胤;管云峰;王延峰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 徐紅銀;郭國中

本發明提供了一種用于多點協同通信系統的中高碼率LDPC碼字結構和編碼方法，其中碼率最低的碼字稱為母碼，是碼長為N、信息比特為K的QC?IRA結構的LDPC碼字，根據編碼碼表以及編碼方法進行編碼，獲得原始碼字。其他比母碼碼率高的碼字稱為截取碼字，是基于母碼編碼后的原始碼字截取獲得，從原始碼字中截取部分比特，并拼接在一起進行傳輸，剩余比特不進行傳輸，具體截取的比特由截取比特碼表給出。多點協同通信系統要求在LDPC碼字可以進行單獨的編譯碼的同時，還能夠將不同碼率的碼字聯合在一起進行聯合譯碼，獲得性能增益。本發明給出的碼字結構和編碼方法可以很好的滿足這個要求。

技術領域

本發明涉及通信編碼技術領域，具體地，涉及一種適用于多點協同通信系統的中高碼率LDPC碼字結構和編碼方法。

背景技術

LDPC碼字是由Gallager博士在1963年首次提出的，他同時提出了碼字并給出了相應的迭代譯碼的算法，但由于起初的迭代譯碼算法較為復雜，加之當時的集成電路技術發展緩慢，因此LDPC碼字在當時并未收到重視。在之后的一段時間內，除了Tanner用二分圖形象化的描述了LDPC的迭代譯碼之外，幾乎沒有學者對LDPC碼字有更多的關注。隨后，在上世紀90年代，基于迭代譯碼機制的Turbo碼被發現是一種可以逼近Shannon限的編碼方案，至此人們才開始注意到了迭代譯碼所具備的優良性能。同時，基于二分圖(Tanner圖)的迭代理論也取得了很大的突破：Spielman將糾錯過程解釋為錯誤逐漸減少的過程，并證明了基于二分圖的編譯碼算法具有線性的復雜度，在此基礎上又有學者提出了利用Expander圖生成具有一定糾錯能力的二分圖的條件和方法，之后Kschischang等人又建立了因子圖(Factor Graph)的理論，進一步深化了基于LDPC迭代譯碼的圖論基礎，在這些研究基礎之上，Wiber則提出了基于圖的LDPC迭代譯碼算法。所有的這些理論的提出，使得在1995年，Mackay和Neal發現了LDPC碼和Turbo碼一樣具有逼近香農限的性能，從而引發了對LDPC碼研究的熱潮。

經過對LDPC碼字的深度研究，大家發現LDPC碼在各方面都比Turbo碼更有優勢，具備更好的譯碼性能和更低的實現復雜度，更能適應未來系統高速數據傳輸和高性能的要求，因此收到廣泛應用。目前采用LDPC碼字的通信系統有：歐洲第二代數字廣播電視傳輸標準DVB2系列；IEEE 802.11n無線局域網標準；IEEE802.11e無線廣域網標準；中國數字電視地面傳輸標準(DTTB)，以及北美CCSDS的近地、深空通信系統等等。

目前，LDPC的理論基礎確實已經逐漸完善，對這類碼字的研究逐漸從純理論轉移到理論結合應用需求的研究。針對特定的應用場景和應用需求，就要設計特定的LDPC碼字，以滿足需求。在多點協同通信系統中，會有多個基站對相同內容進行編碼傳輸，保證在復雜地形的覆蓋率，因此若接收端接收到其中任意一個基站的信號時，都應該可以直接進行譯碼。但當接收端接收到多個基站發送的信號時，如果不能夠充分利用這些信號中攜帶的信息進行聯合譯碼，就會造成頻譜的大量浪費，所以多點協同通信系統要求任意基站發送的LDPC碼字均可以被單獨譯碼的同時，還可以將不同基站發送的LDPC碼字聯合在一起進行譯碼，充分利用不同基站發送信號中攜帶的信息，而且聯合譯碼的性能相比單獨譯碼性能應該有大幅提高。針對以上的應用需求，需要單獨設計碼字及其對應的編碼方法來滿足。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種適用于多點協同通信系統的中高碼率(碼率大于等于1/2)LDPC碼字結構和編碼方法，用來滿足多點協同通信系統中需要不同碼率碼字之間能夠聯合譯碼的需求。

根據本發明的第一方面，提供一種適用于多點協同通信系統的中高碼率LDPC碼字結構，包括：

母碼：為最低碼率碼字，是QC-IRA結構的LDPC碼字，通過QC-IRA結構的編碼方法根據母碼編碼碼表進行編碼獲得原始碼字；

截取碼字：除母碼外的其他碼率碼字，通過對母碼編碼后的原始碼字截取獲得。