[發明專利]用于生成經優化的編碼調制的方法和設備

有效

• 申請號: 201710779471.0
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107919944B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: E·布蒂永;A·阿布德穆勒
• 申請（專利權）人: 南布列塔尼大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 劉瑜;王英

本發明的實施例提供了一種用于確定編碼調制方案的設備，所述編碼調制方案由包括至少一個非二進制奇偶校驗方程的至少一個非二進制錯誤校正碼、調制方案和調制映射定義，其中，該設備包括：?計算單元(31)，其被配置為確定一個或多個候選調制映射和定義所述至少一個非二進制錯誤校正碼的一個或多個候選奇偶校驗方程，候選調制映射和至少一個候選奇偶校驗方程的每個集合提供碼字向量并且與一個或多個度量相關聯，每個度量由多個不同對的具有定義的值的歐氏距離的碼字向量定義；以及?選擇單元(35)，其被配置為根據應用于所述一個或多個度量的優化標準來選擇一個候選調制映射和至少一個候選奇偶校驗方程。

技術領域

本發明總體上涉及數字通信并且尤其涉及用于構建用于編碼調制的非二進制錯誤校正碼的方法和設備。

背景技術

噪聲和/或任意形式的干擾常常引起存儲和傳輸系統中的數據的失真。

錯誤校正碼通過在原始數據中并入一些冗余信息來處理數據的可靠的傳輸和/或存儲。該冗余使得能夠恢復原始信息或者至少檢測錯誤的存在，即使錯誤出現達到某些容許水平。

錯誤校正碼被實現在若干數字通信設備和系統中，用于補償錯誤并且用于在數字數據的存儲和傳輸期間提供數字數據的抗錯誤傳送。

實現錯誤校正碼的示例性設備包括計算機、磁盤、蜂窩電話、基站等。錯誤校正碼的示例性應用包括諸如無線ad-hoc網絡(例如，被標準化在Wi-Fi 802.11中的)之類的傳輸系統、無線電通信系統(例如，在3G、4G/LTE、5G及其它中)、基于光纖的傳輸系統以及數字視頻廣播(例如，被標準化在DVB-C2、DVB-S2X和DVB-T2中的)。非二進制錯誤校正碼尤其被用于要求高頻譜效率的應用中。

現有的錯誤校正碼包括線性碼，其通常被分類為線性分組碼和卷積碼。線性碼指的是滿足線性性質的碼，碼字向量的任意線性組合根據該線性性質的碼字向量。線性分組碼被廣泛使用因為與非線性碼相比它們較不復雜并且較容易實現。示例性線性分組碼包括漢明碼、Reed-Solomon碼、Turbo碼和低密度奇偶校驗(LDPC)碼。

LDPC碼是提供高傳輸率的非常高效的線性分組碼，所述高傳輸率接近最佳信道容量，即，可以通過通信信道被傳輸的信息的理論最大量。特別地，非二進制LDPC碼非常高效地提供高頻譜效率編碼并且與二進制LDPC碼相比可以達到較好的錯誤校正性能。

任意線性錯誤校正碼可以由生成矩陣和奇偶校驗矩陣表示。生成和奇偶校驗矩陣的項(也被稱為“系數”)屬于通過其構建錯誤校正碼的代數結構。

生成矩陣被用于在編碼過程中生成碼字向量。因此，每個碼字向量的分量的值取決于生成矩陣的項(相當于取決于奇偶校驗矩陣的項)。

奇偶校驗矩陣的非零項定義了被設計為由碼字向量滿足的奇偶校驗方程。此外，奇偶校驗矩陣可以用于解碼過程中。特別地，諸如置信傳播(BP)算法之類的迭代解碼器使用與碼相關聯的圖，已知為“Tanner圖”。奇偶校驗矩陣的非零項的位置導致了Tanner圖的結構及其拓撲性質，例如與碼相關聯的Tanner圖中的循環的數量。因為循環影響解碼錯誤性能(高效的碼具有少量的短循環)，所以需要謹慎選擇奇偶校驗矩陣的非零項的位置使得循環的數量最小化。

因此，可以以兩個步驟執行非二進制線性錯誤校正碼的奇偶校驗矩陣的構建。

在第一步中，優化奇偶校驗矩陣的非零項的位置以便最小化循環對解碼過程的影響。可以用于達到該步驟的示例性算法包括在“X.-Y.Hu,E.Eleftheriou,和D.M.Arnold在Regular and Irregular Progressive Edge-Growth Tanner Graphs,IEEE Transactionson Information Theory,卷51，頁386-298，2005”中公開的“Progressive Edge Growth”算法。