针对特定度分布LDPC码字的BICM传输方法及系统技术方案

本发明专利技术揭示了一种针对特定度分布LDPC码字的BICM传输系统，包括LDPC编码模块、比特映射模块和星座调制模块。其中，比特映射模块包括：写入单元，将LDPC编码的输出比特流按列写入存储表中；置换单元，其内部预设比特置换序列，根据所述比特置换序列对存储表做比特置换；读出单元，将比特置换后的序列按行读出。采用了本发明专利技术的技术方案，对符合特定度分布的LDPC码字的BICM系统进行优化，从而使特定的LDPC码字在BICM传输系统中相较于未优化时能有更好的误码率性能。

【技术实现步骤摘要】
针对特定度分布LDPC码字的BICM传输方法及系统
本专利技术涉及一种比特交织编码调制系统（Bit-InterleavedCodedModulation，BICM）及其传输方法，更具体地说，涉及一种针对特定度分布LDPC码字的BICM传输方法及系统。
技术介绍
数字通信系统，包括典型的无线移动通信系统和地面数字广播系统，其根本任务之一是实现数字信息的无误传输。比特交织编码调制（Bit-InterleavedCodedModulation，BICM）是数字通信系统的核心技术，是一种在平均互信息意义上次优的技术方案；也就是说，BICM相比于网格编码调制（TrellisCodedModulation，TCM）技术，尽管在加性白高斯噪声信道下（AdditiveWhiteGaussianNoise，AWGN）性能略差，但在瑞丽信道下，有着更好的性能。LDPC码能够在长码字下更接近香农限，因而是一种非常适合地面广播信号传输的信道编码。BICM技术和LDPC码结合构成比特交织低密度校验编码调制（Bit-InterleavedLow-DensityParity-CheckCodedModulation,BILCM）系统。中国第一代地面数字广播标准（DTMB）以及欧洲第二代地面数字电视广播标准DVB-T2均采用了BILCM技术方案。在BILCM系统中，为了最大化编码增益，需要对编码后的不同比特采用不均匀的保护（UnequalErrorProtection，UEP），因此需要考虑非规则LDPC码的列度分布以及高阶星座固有的差异化比特保护特性。这种将编码后的比特映射到不同调制水平上的技术，简称为比特映射[1]。比特映射通常包括比特交织（BitInterleaver）和比特置换模块（BitPermutation）。例如，DVB-T2标准中结合采用了比特交织（BitInterleaver）和解复用模块（DEMUX）完成比特映射功能。根据文献T.Cheng,K.Peng,J.Song,andK.Yan,“EXIT-AidedBitMappingDesignforLDPCCodedModulationwithAPSKConstellations,”IEEEComm.Lett.,vol.16,no.6,pp.777-780,June2012，利用外推信息传输表（ExtrinsicInformationTransferChart，EXITChart）分析技术，在所有比特置换序列空间中，搜索门限最小处的比特置换序列，这些比特置换序列组成新的搜索空间。然后在这些缩小的子空间里，利用BER准则，找出性能最好的比特置换序列。然而，上述文献的比特置换结果，仅适用与该文献所参考的LDPC码字及其APSK星座。对于不同的LDPC码字，不同的调制星座以及不同的比特块交织形式（例如，列的大小），比特置换序列是不同的。因此，在各种不同的地面数字传输系统中，尽管采用的都是LDPC编码，但是LDCP编码的码长、码率在不同的系统中是各有差异的，并且LDPC的码字并非只有一种，根据其生成原理可以针对某一系统生成特定的码字，并且各个系统中所采用的LDPC码的码字的度分布也是不同的，包括列度分布和行度分布均有可能是不同的。因此，针对特定的LDPC码字，如果不对其进行特别的优化而直接使用在BICM系统中时，其系统性能，尤其是系统在一定信道噪声情况下的误码率性能并非达到最佳。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种针对特定度分布LDPC码字的比特交织编码调制（Bit-InterleavedCodedModulation，BICM）传输方法及系统，来解决现有技术中符合特定度分布的LDPC码字性能优化不足的问题。依据上述目的，实施本专利技术的一种针对特定度分布LDPC码字的BICM传输方法，包括LDPC编码步骤、比特映射步骤和星座调制步骤，其中，比特映射步骤包括：将LDPC编码的输出比特流按列写入存储表中；根据比特置换序列对存储表做比特置换；将比特置换后的序列按行读出。其中，比特置换序列与LDPC码的码率、星座调制的对应关系为：其中，比特置换序列的每一个数字表示原存储表中各列的序号，x表示对应的模式不可用，nuQAM表示非均匀QAM映射。依据上述目的，实施本专利技术的一种针对特定度分布LDPC码字的BICM传输系统，包括LDPC编码模块、比特映射模块和星座调制模块，其中，比特映射模块包括：写入单元，将LDPC编码的输出比特流按列写入存储表中；置换单元，其内部预设比特置换序列，根据所述比特置换序列对存储表做比特置换；读出单元，将比特置换后的序列按行读出。其中，比特置换序列与LDPC码的码率、星座调制的对应关系为：其中，比特置换序列的每一个数字表示原存储表中各列的序号，x表示对应的模式不可用，nuQAM表示非均匀QAM映射。优选地，存储表大小为Nr行×Nc列，所述Nc对应所述星座调制阶数对数的整数倍。优选地，LDPC编码的输出比特流的长度为Nldpc，所述存储表行数Nr=Nldpc/Nc，所述存储表列数Nc=klog2M，其中k为系数，M为星座调制的阶数。采用了本专利技术的技术方案，对符合特定度分布的LDPC码字的BICM系统进行优化，从而使特定的LDPC码字结合本专利技术的优化方法，在BICM传输系统中相较于未优化时能有更好的误码率性能。附图说明在本专利技术中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：图1是本专利技术BICM传输系统的结构示意图；图2是写入单元进行写入操作的示意图；图3是置换单元进行置换操作的示意图；图4是读出单元进行读出操作的示意图；图5是16QAM调制、60480码长下各码率LDPC码字的误码率性能比较示意图；图6是64QAM调制、60480码长下各码率LDPC码字的误码率性能比较示意图；图7是256QAM调制、60480码长下各码率LDPC码字的误码率性能比较示意图；图8是64nuQAM调制、60480码长下各码率LDPC码字的误码率性能比较示意图；图9是256nuQAM调制、60480码长下各码率LDPC码字的误码率性能比较示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例进一步说明本专利技术的技术方案。针对现有技术中特定度分布的LDCP码字未有优化的问题，本专利技术公开的是一种针对特定LDPC码字的比特交织编码调制（Bit-InterleavedCodedModulation，BICM）传输方法及系统。将经过具有特定度分布的LDPC编码的比特流经过本专利技术的比特映射，再将经过比特映射之后的比特流进行星座调制得到符号流，这样的符号流在用于无线传输的过程中可以显著地降低误码率，提升传输性能。首先定义本专利技术所适用的具有特定度分布的LDPC码字，符合条件的LDPC码字具有一定的列度分布和行度分布，列度分布用ρ(x)表示，行度分布用λ(x)表示。例如：ρ(x)=0.125x13+0.1251x3+0.7499x2代表度13的列占据整个校验方程列的比例为12.5%，而度3的列占据整个校验方程列的比例为12.5%，而度2的列占据整个校验方程列的比例为75%。λ(x)=0.6668x5+0.3332x4代表度5的行占据整个校验方程行的比例为66.68%，而度4的行占据整个校验方程行的比例为33.32%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对特定度分布LDPC码字的BICM传输方法，包括LDPC编码步骤、比特映射步骤和星座调制步骤，其特征在于，所述比特映射步骤包括：将所述LDPC编码的输出比特流按列写入存储表中；根据比特置换序列对所述存储表做比特置换；将比特置换后的序列按行读出；其中，所述比特置换序列与所述LDPC码的码率、所述星座调制的对应关系为：其中，比特置换序列的每一个数字表示原存储表中各列的序号，x表示对应的模式不可用，nuQAM表示非均匀QAM映射。

【技术特征摘要】
1.一种针对特定度分布低密度奇偶校验码LDPC码字的比特交织编码调制BICM传输方法，包括LDPC编码步骤、比特映射步骤和星座调制步骤，其特征在于，所述比特映射步骤包括：将所述LDPC编码步骤的输出比特流按列写入存储表中；根据比特置换序列对所述存储表做比特置换；将比特置换后的序列按行读出；其中，所述星座调制步骤对所述比特映射步骤输出的经过比特映射之后的比特流进行星座调制得到符号流，所述比特置换序列与所述LDPC码字的码率、所述星座调制的对应关系为：其中，比特置换序列的每一个数字表示原存储表中各列的序号，x表示对应的模式不可用，nuQAM表示非均匀QAM映射。2.如权利要求1所述的针对特定度分布LDPC码字的BICM传输方法，其特征在于，所述存储表大小为Nr行×Nc列，所述Nc对应所述星座调制阶数对数的整数倍。3.如权利要求2所述的针对特定度分布LDPC码字的BICM传输方法，其特征在于，所述LDPC编码的输出比特流的长度为Nldpc，所述存储表行数Nr＝Nldpc/Nc，所述存储表列数Nc＝klog2M，其中k为系数，M为星座调制的阶数。4.一种针对特定度分布低密度奇偶校验码LDPC码字的比特交织编码调...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文军，郭序峰，管云峰，何大治，史毅俊，徐胤，
申请(专利权)人：上海数字电视国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：