CN110557220A - 一种物理层信道编码及解码方法 - Google Patents
一种物理层信道编码及解码方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110557220A CN110557220A CN201810544413.4A CN201810544413A CN110557220A CN 110557220 A CN110557220 A CN 110557220A CN 201810544413 A CN201810544413 A CN 201810544413A CN 110557220 A CN110557220 A CN 110557220A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bits
- block
- information
- stepsize
- code rate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 99
- 238000004080 punching Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 23
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 11
- 101150071746 Pbsn gene Proteins 0.000 claims description 5
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 5
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
- H04L1/0006—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission format
- H04L1/0007—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission format by modifying the frame length
- H04L1/0008—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission format by modifying the frame length by supplementing frame payload, e.g. with padding bits
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
- H04L1/0009—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the channel coding
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
- H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
- H04L1/0061—Error detection codes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
- H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
- H04L1/0071—Use of interleaving
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Error Detection And Correction (AREA)
Abstract
本发明提出了一种物理层信道编码及解码方法；编码方法包含对帧控制FC段和载荷Payload段进行编码。方法一，直接将待传输信息比特进行某一固定码率的编码；方法二，先将待传输信息比特进行填充后，再进行某一固定码率的编码，再将编码的输出的信息比特去除之前的填充比特，以实现比该固定编码码率更低的码率；方法三，将待传输信息比特进行某一固定码率的编码，再将输出校验位进行打孔，以实现比该固定编码码率更高的码率。
Description
技术领域
本发明属于通信领域，具体涉及一种信道编码及解码方法。
背景技术
信道编码，交织，作为物理层的关键技术被广泛地使用在各种通信系统中；在信道编码方面，Turbo码和LDPC码均被广泛采用；在实际物理层系统中，根据不同的业务需求，有些业务需求要求低接收门限，有些业务需求需要高数据率，因此在物理层编码方案中，需要对选择的编码设计多个码率来支撑不同的应用，这又一定程度上带来了复杂度的上升。
在一些使用Turbo编码作为编码方案的系统中，比如Homeplug AV标准的OFDM系统中，采用Turbo码实现1/2编码做为母码，再采取编码后打孔的方式实现更高的码率。
但这个系统的局限在于不能实现低于1/2的码率，在一些需要极低接收门限的系统中，将不能适用。
发明内容
本发明针对上述问题，提出了一种灵活的物理层信道编码方法，包含以下三种方法的一项或多项组合：
方法一，直接将待传输信息比特进行某一固定码率的编码；
方法二，先将待传输信息比特进行填充后，再进行某一固定码率的编码，再将编码的输出的信息比特去除之前的填充比特，以实现比该固定编码码率更低的码率；
方法三，将待传输信息比特进行某一固定码率的编码，再将输出校验位进行打孔，以实现比该固定编码码率更高的码率；
所述的信道编码方法，进一步地，采用Turbo码进行编码。
所述的信道编码方法，进一步地，包括对帧控制FC段和/或载荷Payload段的信道编码。对帧控制FC段的信道编码采用方法一和/或方法二，对载荷Payload段的信道编码采用方法一，二和三。
所述的信道编码方法，采用方法二时对待传输信息比特进行填充时采用交替插入的方式；对待传输信息比特进行填充时采用伪随机序列PRBS。
所述的信道编码方法，对帧控制FC段的信道编码方法先将待传输信息比特进行填充，再进行1/2码率的Turbo编码，再将编码的输出的信息比特去除之前的填充比特，以实现1/3码率。
所述的信道编码方法，数据Payload段根据业务需求实现不同码率编码，按方法一实现1/3码率，按方法二实现1/2码率，按方法三实现高于1/2的码率。
所述的信道编码方法，帧控制FC段的母码编码器码率为1/2，母码码长为512比特，帧控制信息位长度为128比特，校验位长度为256比特，帧控制编码后码长为384比特。
所述的信道编码方法，数据Payload段根据业务需求实现不同码率编码：1/3、1/2、2/3、3/4和6/7。
所述的信道编码方法，在编码后还进行比特交织，Turbo编码后数据保持编码前顺序，信息位在前，校验位在后，其中K代表信息比特的数量，N代表编码后实际码长，N-K代表校验比特的数量，K个信息比特会分成4个子块，每个子块的大小为K/4比特，N-K个校验比特分成4个子块，每个子块的大小为(N-K)/4比特。比特交织包含四个步骤：
步骤一，信息码的交织：将Turbo编码输出的信息码写入矩阵存储空间中，编码器顺序输出信息比特的第一块(K/4比特)到区块1中，第二块(K/4比特)到区块2中，第三块(K/4比特)到区块3中，第四块(K/4比特)到区块4中，等价于把信息比特存入一个K/4行4列的矩阵，第1列代表区块1，第2列代表区块2，第3列代表区块3，第4列代表区块4。进行交织时每行的4个比特同时读出。从矩阵读出数据时，首先从第0行开始，之后每次读取首行地址增加一个读取步长StepSize，这样第一轮行地址读出顺序为(0，StepSize，2*StepSize，…)，当读取[K/4]/StepSize行后，就读到矩阵尾部，然后下一轮读取行首地址加1，之后每次读取行地址增加步长步长StepSize，读取[K/4]/StepSize行后再次到达尾部，第二轮读取行地址顺序为(1，1+StepSize，1+2*StepSize，…)，然后第三轮行地址再加1为2，依次类推，经过StepSize轮之后全部行读取完毕。
步骤二，校验码交织：首先根据码长和码率进行交织类型的分类，分成交织类型1和交织类型2。进行从Turbo编码输出校验比特的第一块(N-K)/4比特到区块1中，第二块(N-K)/4比特到区块2中，第三块(N-K)/4比特到区块3中，第四块(N-K)/4比特到区块4中，可以看作把校验比特存入一个(N-K)/4行4列的矩阵，第1列代表区块1，第2列代表区块2，第3列代表区块3，第4列代表区块4。后续针对不同的交织类型，对于交织类型1，校验比特的读法与信息比特的读法类似，不同在于校验比特第一次读从校验偏移参数offset定义的行开始，步长参数还是StepSize，我们定义T＝(N-K)/4，第一轮读出的行的顺序为(offset，(offset+StepSize)mod T，(offset+2*StepSize)mod T，…)，然后第二轮首行加1，再重复StepSize-1轮，最后经过StepSize轮，每轮读出T/StepSize行数据，共计读取T行数据。对于交织类型2，每轮读完不初始化行指针，而是从开始持续读取(offset，(offset+StepSize)mod T，(offset+2*StepSize)mod T，…)，一直到T行读取完毕。
在该步骤中，帧控制FC段的具体交织参数如下：
载荷Payload段的具体交织参数如下：
步骤三，信息码和校验码之间的交织：随后对于1/3码率，输出前4比特为信息码，接着2个4比特校验码，以此类推。对于1/2码率，输出前4比特为信息码，接着4比特为校验码，以此类推。对于2/3码率，输出前2个4比特为信息码，接着4比特校验码，以此类推。对于3/4码率，输出前3个4比特信息码，接着4比特校验码，以此类推。对于6/7码率，输出前6个4比特为信息位，接着4比特为校验位，以此类推。
步骤四，半字节移位：半字节移位以4比特为单位进行移位，不论信息比特还是校验比特，每两个半字节调整一次顺序，规则如下表所示。其中b0表示比特来自信息或者校验比特的区块1，以此类推，b1表示t来自区块2，b2表示来自区块3，b3表示来自区块4。比特串行输出时，4个比特中最左边的比特先输出，从左向右。
| 输出半字节序号 | 移位模式 |
| 1 or 2 | b0b1b2b3 |
| 3 or 4 | b3b0b1b2 |
| 5 or 6 | b2b3b0b1 |
| 7 or 8 | b1b2b3b0 |
| 9 or 10 | b0b1b2b3 |
根据本发明的另一方面，本发明还提出了一种物理层信道解码方法，所述方法包括：
适用于编码方法一生成的待接收信号，采用解码方法一，在接收端经过同步、均衡、解星座映射等信号处理步骤得到待译码比特流的对数似然比序列后，直接将比特流的对数似然比序列送入解码器进行解码；解码后将校验位删除，恢复有效信息比特。
适用于编码方法二生成的待接收信号，采用解码方法二，在接收端经过同步、均衡、解星座映射等信号处理步骤得到待译码比特流的对数似然比序列后，先在信息位比特流的对数似然比序列上按编码生成时填充相应位置填充上已知填充序列的对数似然比，进而将填充后的对数似然比序列送入解码器进行解码；解码后将校验位及填充信息比特删除，恢复有效信息比特。
适用于编码方法三生成的待接收信号，采用解码方法三，在接收端经过同步、均衡、解星座映射等信号处理步骤得到待译码比特流的对数似然比序列后，先在校验位比特流的对数似然比序列上按编码生成时的打孔位置上填充相应比特的对数似然比信息，再将填充后的对数似然比序列送入解码器进行解码；解码后将校验位删除，恢复有效信息比特。
进一步地，基于生成时按如下编码方法二产生的信号：即先将待传输信息比特进行填充，再进行1/2码率的Turbo编码，再将编码的输出的信息比特去除之前的填充比特，以实现1/3码率。解码方法为：在接收端经过同步、均衡、解星座映射等信号处理步骤得到待译码比特流的对数似然比序列后，先在信息位比特流的对数似然比序列上按编码生成时填充相应位置填充上已知填充序列的对数似然比，进而将填充后的对数似然比序列送入母码解码器进行1/2码率的Turbo解码；解码后将校验位及填充信息比特删除，恢复有效信息比特。
与现有技术相比，本发明所提出的技术方案具有以下有益效果：
采用固定编码效率的码作为母码，在实现低于母码码率的编码需求时，先将待传输信息比特进行填充后，再进行母码码率的编码，再将编码输出的信息比特去除之前的填充比特，以实现比该母码编码码率更低的码率；在实现高于母码码率的编码需求时，先将待传输信息比特进行母码码率的编码，再将编码输出的校验比特去进行打孔，以实现比该母码编码码率更高的码率；进一步地，在进行填充时，采用伪随机序列PRBS以及交替插入的方式，可以有效提升编码性能。这样的编码方法用非常低的复杂度实现了对通信系统的各种码率的编码需求，在各个码率上均能实现非常优异的性能。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1是本发明的编码方法示意图；
图2是本发明的帧控制FC段的编码示意图；
图3是本发明的二元Turbo母码编码器示意图；
图4是本发明的编码方法二的填充方式示意图；
图5是本发明的载荷Payload段的编码示意图；
图6是本发明的解码示意图；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明白，下面结合附图，对本发明进行进一步的详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。以下使用的术语“单元”或“模块”可以是实现预定功能的硬件、软件或者两者的结合，当实施例以其中一种实现方式进行描述时，其它两种方式同样可以实现本发明构思的意图，因此同样属于本发明的贡献范畴。
图1是本发明的编码方法示意图。如图1所示，一个物理层通信系统为了实现不同码率来支撑不同接收门限以及数据率的需求，采用三种编码方法的其中之一、之二或之三来实现不同码率；核心的编码器采用固定码率，通过待输入编码器的信息比特的填充或者对编码器校验比特的打孔来实现所需的不同码率。
方法一，直接将待传输信息比特进行某一固定码率的编码；方法二，先将待传输信息比特进行填充后，再进行某一固定码率的编码，再将编码的输出的信息比特去除之前的填充比特，以实现比该固定编码码率更低的码率；方法三，将待传输信息比特进行某一固定码率的编码，再将输出校验位进行打孔，以实现比该固定编码码率更高的码率；
在本实施例中，信道编码采用Turbo码。且对帧控制FC段的信道编码采用方法一和/或方法二。对载荷Payload段的信道编码采用方法一，二和三。
首先，本实施例先描述帧控制FC段的信道编码。采用上文提到的方法一实现码率1/3的编码，如图2所示。其中母码编码器采用固定码率为1/2的二元Turbo码编码结构，如图3所示，每输入一对信息位[u1,u2],输出系统比特[u1,u2]和校验比特[p,q]。(p：分量编码器1校验输出,q：分量编码器2校验输出)。母码编码器包含一个内部交织器，这个在编码器的内部交织器是Turbo编码技术里熟知的S随机交织器或随机交织器，本文对编码器的内部交织器不进行赘述，它和文中后续将展开描述的比特交织是两个完全不同的交织方法。
首先在信息比特流u填充一段和信息位等长的PRBS流pad_b，然后送入双比特编码器编码，随后去除填充部分后合并信息位校验位(p：分量编码器1校验输出,q：分量编码器2校验输出)输出。对于双比特Turbo编码器：每输入一对信息位[u1,u2],输出系统比特[u1,u2]和校验比特[p,q]。FC编码流程如图3所示。表1给出了一组典型的帧控制FC编码器参数。母码码长指双比特编码器的码长。实际码长指经过编码所有步骤后的输出码长。
表1：FC编码器参数
在该组参数中，输入信息比特为128比特，先进行填充后信息比特变成256比特，
填充方式本实施例采用交替插入的方式，信息比特u和填充比特pad_b交替插入。对于1/3编码，插入方式：[u(1)，pad_b(1)，u(2)，pad_b(2)...u(128)，pad_b(128)]，如图4，其中pad_b(1),pad_b(2)代表填充比特，由已知伪随机序列PRBS产生。图4还给出了实现更低码率诸如1/4和1/5的编码的填充方式。填充成256个比特之后，进行1/2码率的turbo编码，输出信息比特为256比特，输出校验比特为256比特，然后将信息比特256比特中的所有填充比特删除，恢复成原始128比特的信息比特，加上256比特校验比特，得到384比特的编码输出，即实现了1/3码率的编码。
下面描述载荷Payload段的编码生成方法。Payload段和FC段使用相同的1/2码率母码编码器，其支持编码码率：1/3、1/2、2/3、3/4、6/7，按照码率选择采取上文中的方法一和方法二和方法三，如图5所示。1/3码率的实现方法和FC一致；1/2码率的实现方法是母码编码器直接输出；2/3、3/4、6/7码率的实现方法是母码编码器输出之后校验位(p,q)打孔，针对不同的编码码率打孔的图案不同，如图5所示。Payload段的母码编码器参数如表5所示。不同码率的打孔矩阵如表2-表4所示(0：打孔位置1：保留位置)。
表2:2/3码率打孔矩阵
| p | 101010101010 |
| q | 101010101010 |
表3:3/4码率打孔矩阵
| p | 100100100100 |
| q | 100100100100 |
表4:6/7码率打孔矩阵
| p | 100000100000 |
| q | 100000100000 |
表5:Payload母码编码器参数
在完成编码后，通常会进行交织来打散在传输过程中发生的错误。Turbo编码后数据保持编码前顺序，信息位在前，校验位在后(p在前，q在后)，其中K代表信息比特的数量，N代表编码后实际码长，N-K代表校验比特的数量，K个信息比特会分成4个子块，每个子块的大小为K/4比特，N-K个校验比特分成4个子块，每个子块的大小为(N-K)/4比特。
本实施例中采用如下比特交织方法，共包括四个步骤：
步骤一，信息码的交织：将Turbo编码输出的信息码写入矩阵存储空间中，编码器顺序输出信息比特的第一块(K/4比特)到区块1中，第二块(K/4比特)到区块2中，第三块(K/4比特)到区块3中，第四块(K/4比特)到区块4中，等价于把信息比特存入一个K/4行4列的矩阵，第1列代表区块1，第2列代表区块2，第3列代表区块3，第4列代表区块4。进行交织时每行的4个比特同时读出。从矩阵读出数据时，首先从第0行开始，之后每次读取首行地址增加一个读取步长StepSize，这样第一轮行地址读出顺序为(0，StepSize，2*StepSize，…)，当读取[K/4]/StepSize行后，就读到矩阵尾部，然后下一轮读取行首地址加1，之后每次读取行地址增加步长步长StepSize，读取[K/4]/StepSize行后再次到达尾部，第二轮读取行地址顺序为(1，1+StepSize，1+2*StepSize，…)，然后第三轮行地址再加1为2，依次类推，经过StepSize轮之后全部行读取完毕。
步骤二，校验码交织：首先根据码长和码率进行交织类型的分类，分成交织类型1和交织类型2。进行从Turbo编码输出校验比特的第一块(N-K)/4比特到区块1中，第二块(N-K)/4比特到区块2中，第三块(N-K)/4比特到区块3中，第四块(N-K)/4比特到区块4中，可以看作把校验比特存入一个(N-K)/4行4列的矩阵，第1列代表区块1，第2列代表区块2，第3列代表区块3，第4列代表区块4。后续针对不同的交织类型，对于交织类型1，校验比特的读法与信息比特的读法类似，不同在于校验比特第一次读从校验偏移参数offset定义的行开始，步长参数还是StepSize，我们定义T＝(N-K)/4，第一轮读出的行的顺序为(offset，(offset+StepSize)mod T，(offset+2*StepSize)mod T，…)，然后第二轮首行加1，再重复StepSize-1轮，最后经过StepSize轮，每轮读出T/StepSize行数据，共计读取T行数据。对于交织类型2，每轮读完不初始化行指针，而是从开始持续读取(offset，(offset+StepSize)mod T，(offset+2*StepSize)mod T，…)，一直到T行读取完毕。具体交织参数可参考表6/7。
表6:控制FC段的具体交织参数
表7：数据载荷Payload段的具体交织参数
步骤三，信息码和校验码之间的交织：随后对于1/3码率，输出前4比特为信息码，接着2个4比特校验码，以此类推。对于1/2码率，输出前4比特为信息码，接着4比特为校验码，以此类推。对于2/3码率，输出前2个4比特为信息码，接着4比特校验码，以此类推。对于3/4码率，输出前3个4比特信息码，接着4比特校验码，以此类推。对于6/7码率，输出前6个4比特为信息位，接着4比特为校验位，以此类推。
步骤四，半字节移位：半字节移位以4比特为单位进行移位，不论信息比特还是校验比特，每两个半字节调整一次顺序，规则如表8示。其中b0表示比特来自信息或者校验比特的区块1，以此类推，b1表示t来自区块2，b2表示来自区块3，b3表示来自区块4。比特串行输出时，4个比特中最左边的比特先输出，从左向右。
表8:半字节移位
| 输出半字节序号 | 移位模式 |
| 1 or 2 | b0b1b2b3 |
| 3 or 4 | b3b0b1b2 |
| 5 or 6 | b2b3b0b1 |
| 7 or 8 | b1b2b3b0 |
| 9 or 10 | b0b1b2b3 |
本发明还提出了一种解码方法，如图6所示。
针对本文经编码方法一编码生成的信号，在接收端经过同步、均衡、解星座映射等信号处理步骤得到待译码比特流的对数似然比序列后，直接将比特流的对数似然比序列送入固定码率解码器进行解码；解码后将校验位删除，恢复有效信息比特。
针对本文经编码方法二编码生成的信号，在接收端经过同步、均衡、解星座映射等信号处理步骤得到待译码比特流的对数似然比序列后，先在信息位比特流的对数似然比序列上按编码生成时相应填充位置填充上已知填充序列的对数似然比，进而将填充后的对数似然比序列送入解码器进行解码；解码后将校验位及填充信息比特删除，恢复有效信息比特。
针对本文经编码方法三编码生成的信号，在接收端经过同步、均衡、解星座映射等信号处理步骤得到待译码比特流的对数似然比序列后，先在校验位比特流的对数似然比序列上按编码生成时的相应打孔位置上填充相应比特的对数似然比信息，再将填充后的对数似然比序列送入解码器进行解码；解码后将校验位删除，恢复有效信息比特。
举例来说，对于经编码方法二进行1/3码率编码后的接收信号，信息位软值填充llr(pad_b)后和校验位软值送入译码器；对应经编码方法二进行1/2码率编码后的接收信号，信息位和校验位软值直接送入译码器；对于经编码方法三进行2/3、3/4、6/7等码率编码后的接收信号，校验位软值在打孔位置填零后和信息位软值一并送入译码器。其中llr(pad_b)根据发端pad_b生成：llr＝C*(pad_b-0.5)，C是一个固定常量。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
应该注意到并理解，在不脱离前述权利要求所要求的本发明的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明作出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。
Claims (16)
1.一种物理层信道编码方法，其特征在于，包含以下三种方法的一项或多项组合：方法一，直接将待传输信息比特进行某一固定码率的编码；方法二，先将待传输信息比特进行填充后，再进行某一固定码率的编码，再将编码的输出的信息比特去除之前的填充比特，以实现比该固定编码码率更低的码率；方法三，将待传输信息比特进行某一固定码率的编码，再将输出校验位进行打孔，以实现比该固定编码码率更高的码率。
2.如权利要求1所述的信道编码方法，其特征在于，包含方法二，先将待传输信息比特进行填充后，再进行某一固定码率的编码，再将编码的输出的信息比特去除之前的填充比特，以实现比该固定编码码率更低的码率。
3.如权利要求1所述的信道编码方法，其特征在于，采用Turbo码进行编码。
4.如权利要求1所述的信道编码方法，其特征在于，包括对帧控制FC段和/或载荷Payload段进行信道编码。
5.如权利要求3所述的信道编码方法，其特征在于，对帧控制FC段的信道编码采用方法一和/或方法二。
6.如权利要求3所述的信道编码方法，其特征在于，对载荷Payload段的信道编码采用方法一，二和三。
7.如权利要求1所述的信道编码方法，其特征在于，采用方法二时对待传输信息比特进行填充时采用交替插入的方式。
8.如权利要求1所述的信道编码方法，其特征在于，采用方法二时对待传输信息比特进行填充时采用伪随机序列PRBS。
9.如权利要求5所述的信道编码方法，其特征在于，帧控制FC段的信道编码方法先将待传输信息比特进行填充，再进行1/2码率的Turbo编码，再将编码的输出的信息比特去除之前的填充比特，以实现1/3码率。
10.如权利要求6所述的信道编码方法，其特征在于，数据Payload段根据业务需求实现不同码率编码，按方法一实现1/3码率，按方法二实现1/2码率，按方法三实现高于1/2的码率。
11.如权利要求9所述的信道编码方法，其特征在于，帧控制FC段的母码编码器码率为1/2，母码码长为512比特，帧控制信息位长度为128比特，校验位长度为256比特，帧控制编码后码长为384比特。
12.如权利要求10所述的信道编码方法，其特征在于，数据Payload段根据业务需求实现不同码率编码：1/3、1/2、2/3、3/4和6/7。
13.如权利要求4所述的信道编码方法，其特征在于，在编码后还进行比特交织，Turbo编码后数据保持编码前顺序，信息位在前，校验位在后，其中K代表信息比特的数量，N代表编码后实际码长，N-K代表校验比特的数量，K个信息比特会分成4个子块，每个子块的大小为K/4比特，N-K个校验比特分成4个子块，每个子块的大小为(N-K)/4比特。比特交织采用四个步骤：
步骤一，信息码的交织：将Turbo编码输出的信息码写入矩阵存储空间中，编码器顺序输出信息比特的第一块(K/4比特)到区块1中，第二块(K/4比特)到区块2中，第三块(K/4比特)到区块3中，第四块(K/4比特)到区块4中，等价于把信息比特存入一个K/4行4列的矩阵，第1列代表区块1，第2列代表区块2，第3列代表区块3，第4列代表区块4。进行交织时每行的4个比特同时读出。从矩阵读出数据时，首先从第0行开始，之后每次读取首行地址增加一个读取步长StepSize，这样第一轮行地址读出顺序为(0，StepSize，2*StepSize，…)，当读取[K/4]/StepSize行后，就读到矩阵尾部，然后下一轮读取行首地址加1，之后每次读取行地址增加步长步长StepSize，读取[K/4]/StepSize行后再次到达尾部，第二轮读取行地址顺序为(1，1+StepSize，1+2*StepSize，…)，然后第三轮行地址再加1为2，依次类推，经过StepSize轮之后全部行读取完毕。
步骤二，校验码交织：首先根据码长和码率进行交织类型的分类，分成交织类型1和交织类型2。进行从Turbo编码输出校验比特的第一块(N-K)/4比特到区块1中，第二块(N-K)/4比特到区块2中，第三块(N-K)/4比特到区块3中，第四块(N-K)/4比特到区块4中，可以看作把校验比特存入一个(N-K)/4行4列的矩阵，第1列代表区块1，第2列代表区块2，第3列代表区块3，第4列代表区块4。后续针对不同的交织类型，对于交织类型1，校验比特的读法与信息比特的读法类似，不同在于校验比特第一次读从校验偏移参数offset定义的行开始，步长参数还是StepSize，我们定义T＝(N-K)/4，第一轮读出的行的顺序为(offset，(offset+StepSize)mod T，(offset+2*StepSize)mod T，…)，然后第二轮首行加1，再重复StepSize-1轮，最后经过StepSize轮，每轮读出T/StepSize行数据，共计读取T行数据。对于交织类型2，每轮读完不初始化行指针，而是从开始持续读取(offset，(offset+StepSize)mod T，(offset+2*StepSize)mod T，…)，一直到T行读取完毕。
在该步骤中，帧控制FC段的具体交织参数如下表：
步骤三，信息码和校验码之间的交织：随后对于1/3码率，输出前4比特为信息码，接着2个4比特校验码。
步骤四，半字节移位：半字节移位以4比特为单位进行移位，不论信息比特还是校验比特，每两个半字节调整一次顺序，规则如下表所示。其中b0表示比特来自信息或者校验比特的区块1，以此类推，b1表示t来自区块2，b2表示来自区块3，b3表示来自区块4。比特串行输出时，4个比特中最左边的比特先输出，从左向右。
14.如权利要求4所述的信道编码方法，其特征在于，在编码后还进行比特交织，Turbo编码后数据保持编码前顺序，信息位在前，校验位在后，其中K代表信息比特的数量，N代表编码后实际码长，N-K代表校验比特的数量，K个信息比特会分成4个子块，每个子块的大小为K/4比特，N-K个校验比特分成4个子块，每个子块的大小为(N-K)/4比特。比特交织采用四个步骤：
步骤一，信息码的交织：将Turbo编码输出的信息码写入矩阵存储空间中，编码器顺序输出信息比特的第一块(K/4比特)到区块1中，第二块(K/4比特)到区块2中，第三块(K/4比特)到区块3中，第四块(K/4比特)到区块4中，等价于把信息比特存入一个K/4行4列的矩阵，第1列代表区块1，第2列代表区块2，第3列代表区块3，第4列代表区块4。进行交织时每行的4个比特同时读出。从矩阵读出数据时，首先从第0行开始，之后每次读取首行地址增加一个读取步长StepSize，这样第一轮行地址读出顺序为(0，StepSize，2*StepSize，…)，当读取[K/4]/StepSize行后，就读到矩阵尾部，然后下一轮读取行首地址加1，之后每次读取行地址增加步长步长StepSize，读取[K/4]/StepSize行后再次到达尾部，第二轮读取行地址顺序为(1，1+StepSize，1+2*StepSize，…)，然后第三轮行地址再加1为2，依次类推，经过StepSize轮之后全部行读取完毕。
步骤二，校验码交织：首先根据码长和码率进行交织类型的分类，分成交织类型1和交织类型2。进行从Turbo编码输出校验比特的第一块(N-K)/4比特到区块1中，第二块(N-K)/4比特到区块2中，第三块(N-K)/4比特到区块3中，第四块(N-K)/4比特到区块4中，可以看作把校验比特存入一个(N-K)/4行4列的矩阵，第1列代表区块1，第2列代表区块2，第3列代表区块3，第4列代表区块4。后续针对不同的交织类型，对于交织类型1，校验比特的读法与信息比特的读法类似，不同在于校验比特第一次读从校验偏移参数offset定义的行开始，步长参数还是StepSize，我们定义T＝(N-K)/4，第一轮读出的行的顺序为(offset，(offset+StepSize)mod T，(offset+2*StepSize)mod T，…)，然后第二轮首行加1，再重复StepSize-1轮，最后经过StepSize轮，每轮读出T/StepSize行数据，共计读取T行数据。对于交织类型2，每轮读完不初始化行指针，而是从开始持续读取(offset，(offset+StepSize)mod T，(offset+2*StepSize)mod T，…)，一直到T行读取完毕。
在该步骤中，载荷Payload段的具体交织参数如下表：
步骤三，信息码和校验码之间的交织：随后对于1/3码率，输出前4比特为信息码，接着2个4比特校验码，以此类推。对于1/2码率，输出前4比特为信息码，接着4比特为校验码，以此类推。对于2/3码率，输出前2个4比特为信息码，接着4比特校验码，以此类推。对于3/4码率，输出前3个4比特信息码，接着4比特校验码，以此类推。对于6/7码率，输出前6个4比特为信息位，接着4比特为校验位，以此类推。
步骤四，半字节移位：半字节移位以4比特为单位进行移位，不论信息比特还是校验比特，每两个半字节调整一次顺序，规则如下表所示。其中b0表示比特来自信息或者校验比特的区块1，以此类推，b1表示t来自区块2，b2表示来自区块3，b3表示来自区块4。比特串行输出时，4个比特中最左边的比特先输出，从左向右。
15.一种物理层信道解码方法,其特征在于，包含以下三种方法的一项或多项组合：
解码方法一，在接收端经过同步、均衡、解星座映射等信号处理步骤得到待译码比特流的对数似然比序列后，直接将比特流的对数似然比序列送入固定码率解码器进行解码；解码后将校验位删除，恢复有效信息比特。
其中，接收端待接收的信号，在生成时有如下特征，直接将待传输信息比特进行某一固定码率的编码；
解码方法二，在接收端经过同步、均衡、解星座映射等信号处理步骤得到待译码比特流的对数似然比序列后，先在信息位比特流的对数似然比序列上按编码生成时相应填充位置填充上已知填充序列的对数似然比，进而将填充后的对数似然比序列送入解码器进行解码；解码后将校验位及填充信息比特删除，恢复有效信息比特。
其中，接收端待接收的信号，在生成时有如下特征，先将待传输信息比特进行填充后，再进行某一固定码率的编码，再将编码的输出的信息比特去除之前的填充比特，以实现比该固定编码码率更低的码率；
解码方法三，在接收端经过同步、均衡、解星座映射等信号处理步骤得到待译码比特流的对数似然比序列后，先在校验位比特流的对数似然比序列上按编码生成时的相应打孔位置上填充相应比特的对数似然比信息，再将填充后的对数似然比序列送入解码器进行解码；解码后将校验位删除，恢复有效信息比特。
其中，接收端待接收的信号，在生成时有如下特征，将待传输信息比特进行某一固定码率的编码，再将输出校验位进行打孔，以实现比该固定编码码率更高的码率。
16.一种如权利要求15所述的信道解码方法，其特征在于，
在接收端经过同步、均衡、解星座映射等信号处理步骤得到待译码比特流的对数似然比序列后，先在信息位比特流的对数似然比序列上按编码生成时填充相应位置填充上已知填充序列的对数似然比，进而将填充后的对数似然比序列送入母码解码器进行1/2码率的Turbo解码；解码后将校验位及填充信息比特删除，恢复有效信息比特。
其中，接收端待接收的信号，在生成时有如下特征，先将待传输信息比特进行填充，再进行1/2码率的Turbo编码，再将编码的输出的信息比特去除之前的填充比特，以实现1/3码率。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810544413.4A CN110557220B (zh) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | 一种物理层信道编码及解码方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810544413.4A CN110557220B (zh) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | 一种物理层信道编码及解码方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110557220A true CN110557220A (zh) | 2019-12-10 |
| CN110557220B CN110557220B (zh) | 2023-06-27 |
Family
ID=68734714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810544413.4A Active CN110557220B (zh) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | 一种物理层信道编码及解码方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110557220B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113660074A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-11-16 | 广州慧睿思通科技股份有限公司 | 反向信道信令编码、解码方法、装置、设备及存储介质 |
| CN116192328A (zh) * | 2021-11-29 | 2023-05-30 | 华为技术有限公司 | 数据传输方法及通信装置 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030072283A1 (en) * | 2001-10-16 | 2003-04-17 | Nokia Corporation | Method and system to increase QoS and range in a multicarrier system |
| WO2003050992A1 (en) * | 2001-12-10 | 2003-06-19 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Methods and apparati for rate matching and decoding |
| EP1659695A1 (en) * | 2004-11-23 | 2006-05-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbo-fountain code and its application for reliable wireless broadcast |
| CN101090305A (zh) * | 2007-07-31 | 2007-12-19 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种无线物理层信道编码链路处理方法 |
| CN101159513A (zh) * | 2007-10-29 | 2008-04-09 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种Turbo码速率匹配及码字比特读取的方法 |
| CN101282193A (zh) * | 2007-04-03 | 2008-10-08 | 中兴通讯股份有限公司 | 数据传输系统和数据传输方法 |
| US20090164868A1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-06-25 | Beceem Communications Inc. | Method and apparatus for buffering an encoded signal for a turbo decoder |
| WO2010060309A1 (zh) * | 2008-11-27 | 2010-06-03 | 中兴通讯股份有限公司 | 速率匹配方法和装置 |
| US20110093762A1 (en) * | 2008-05-26 | 2011-04-21 | Woo Suk Kwon | Apparatus and method for transmitting data using turbo code |
| CN106603457A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-04-26 | 中国电力科学研究院 | 基于ofdm的宽带电力线载波通信物理层信号处理方法 |
| CN107306166A (zh) * | 2016-04-25 | 2017-10-31 | 李松斌 | 一种基于OFDM及双二元Turbo码的数据通信方法 |
| US20170373809A1 (en) * | 2016-06-24 | 2017-12-28 | Lg Electronics Inc. | Method of processing data block in wireless communication system and apparatus therefor |
-
2018
- 2018-05-30 CN CN201810544413.4A patent/CN110557220B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030072283A1 (en) * | 2001-10-16 | 2003-04-17 | Nokia Corporation | Method and system to increase QoS and range in a multicarrier system |
| WO2003050992A1 (en) * | 2001-12-10 | 2003-06-19 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Methods and apparati for rate matching and decoding |
| EP1659695A1 (en) * | 2004-11-23 | 2006-05-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbo-fountain code and its application for reliable wireless broadcast |
| CN101282193A (zh) * | 2007-04-03 | 2008-10-08 | 中兴通讯股份有限公司 | 数据传输系统和数据传输方法 |
| CN101090305A (zh) * | 2007-07-31 | 2007-12-19 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种无线物理层信道编码链路处理方法 |
| CN101159513A (zh) * | 2007-10-29 | 2008-04-09 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种Turbo码速率匹配及码字比特读取的方法 |
| US20090164868A1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-06-25 | Beceem Communications Inc. | Method and apparatus for buffering an encoded signal for a turbo decoder |
| US20110093762A1 (en) * | 2008-05-26 | 2011-04-21 | Woo Suk Kwon | Apparatus and method for transmitting data using turbo code |
| WO2010060309A1 (zh) * | 2008-11-27 | 2010-06-03 | 中兴通讯股份有限公司 | 速率匹配方法和装置 |
| CN107306166A (zh) * | 2016-04-25 | 2017-10-31 | 李松斌 | 一种基于OFDM及双二元Turbo码的数据通信方法 |
| US20170373809A1 (en) * | 2016-06-24 | 2017-12-28 | Lg Electronics Inc. | Method of processing data block in wireless communication system and apparatus therefor |
| CN106603457A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-04-26 | 中国电力科学研究院 | 基于ofdm的宽带电力线载波通信物理层信号处理方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| MOHIT SINGH ET.AL: "Testing of High-Speed DACs using PRBS Generation with "Alternate-Bit-Tapping"", 《HTTPS://PAST.DATE-CONFERENCE.COM/PROCEEDINGS-ARCHIVE/2011/DATE11/PDFFILES/04.5_4.PDF》 * |
| 赵英参: "LTE系统下行共享信道建模与仿真分析", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库（电子期刊）》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113660074A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-11-16 | 广州慧睿思通科技股份有限公司 | 反向信道信令编码、解码方法、装置、设备及存储介质 |
| CN113660074B (zh) * | 2021-08-20 | 2024-10-01 | 广州慧睿思通科技股份有限公司 | 反向信道信令编码、解码方法、装置、设备及存储介质 |
| CN116192328A (zh) * | 2021-11-29 | 2023-05-30 | 华为技术有限公司 | 数据传输方法及通信装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110557220B (zh) | 2023-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102554295B1 (ko) | 송신 장치 및 그의 패리티 퍼뮤테이션 방법 | |
| JP4897703B2 (ja) | 余分なものを取り除いたビット反転インターリーバー | |
| CN101510781B (zh) | 交织和解交织处理中哑元的填充方法和装置及处理系统 | |
| KR102770684B1 (ko) | 송신 장치 및 그의 패리티 퍼뮤테이션 방법 | |
| KR102634679B1 (ko) | 고정 길이 시그널링 정보 부호화를 위한 패리티 펑처링 장치 및 이를 이용한 패리티 펑처링 방법 | |
| CN101636914A (zh) | 用于编码和解码数据的方法和装置 | |
| KR102411870B1 (ko) | 송신 장치 및 그의 부가 패리티 생성 방법 | |
| KR20220101061A (ko) | 송신 장치 및 그의 세그먼테이션 방법 | |
| KR102554358B1 (ko) | 송신 장치 및 그의 부가 패리티 생성 방법 | |
| KR20240023542A (ko) | 가변 길이 시그널링 정보를 위한 역 패리티 인터리빙 장치 및 이를 이용한 역 패리티 인터리빙 방법 | |
| KR102576527B1 (ko) | 길이가 16200이며, 부호율이 4/15인 ldpc 부호어 및 256-심볼 맵핑에 상응하는 bicm 수신 장치 및 방법 | |
| KR102673061B1 (ko) | 송신 장치 및 그의 리피티션 방법 | |
| KR20210029757A (ko) | 송신 장치 및 그의 쇼트닝 방법 | |
| KR102114471B1 (ko) | 송신 장치 및 그의 부가 패리티 생성 방법 | |
| KR20240023540A (ko) | 고정 길이 시그널링 정보를 위한 역 제로 패딩 장치 및 이를 이용한 역 제로 패딩 방법 | |
| KR20080041488A (ko) | 병렬 인터리빙 장치 및 방법 | |
| CN110557220B (zh) | 一种物理层信道编码及解码方法 | |
| KR102114463B1 (ko) | 송신 장치 및 그의 세그먼테이션 방법 | |
| JP2004533175A (ja) | 相補的エンコーダ／デコーダに対する方法及び装置 | |
| KR20160105312A (ko) | 가변 길이 시그널링 정보 부호화를 위한 제로 패딩 장치 및 이를 이용한 제로 패딩 방법 | |
| CN111371465B (zh) | Ldpc码字的比特交织方法、系统与介质 | |
| KR102634684B1 (ko) | 가변 길이 시그널링 정보 부호화를 위한 패리티 펑처링 장치 및 이를 이용한 패리티 펑처링 방법 | |
| CN108667556B (zh) | 比特交织编码调制方法 | |
| KR20090060106A (ko) | 저밀도 패리티 검사 부호를 사용하는 통신 시스템에서 채널부호화/복호화 방법 및 장치 | |
| CN111181572B (zh) | Ldpc码字的交织映射方法及解交织解映射方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |