專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)線信道的譯碼方法、裝置及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信道編譯碼技術(shù)，具體涉及一種無(wú)線信道的譯碼方法、裝置及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
信道編碼技術(shù)可改善數(shù)字信息在傳輸過(guò)程中由于噪聲和干擾而造成的誤差，提高系統(tǒng)可靠性。因而提供高效的信道編譯碼技術(shù)成為移動(dòng)通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。移動(dòng)通信系統(tǒng)所提供的業(yè)務(wù)種類(lèi)的多樣性、靈活性，對(duì)差錯(cuò)控制編譯碼提出了更高的要求。
傳統(tǒng)的信道編譯方案主要有BCH(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem)碼、Turbo碼，近來(lái)還提出了LDPC(Low Density Parity Check Codes，低密度奇偶校驗(yàn)碼)碼，用于第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的信道編碼方法。LDPC碼性能優(yōu)于傳統(tǒng)Turbo碼，具有復(fù)雜度較低的解碼器，并且允許并行運(yùn)算，因此適用于要求低誤碼率和高速數(shù)據(jù)處理性能的移動(dòng)通信系統(tǒng)。
LDPC是一類(lèi)可以用非常稀疏的Parity-check(奇偶校驗(yàn)矩陣)或Bi-Partitegraph(二分圖)定義的線性分組糾錯(cuò)碼。現(xiàn)有的信道譯碼方案中LDPC碼單獨(dú)使用，其譯碼一般采用SPA(Sum Product Algorithm，和積譯碼算法)譯碼算法。這使得LDPC碼的特點(diǎn)沒(méi)有被充分發(fā)掘利用，還存在一定的譯碼錯(cuò)誤率，從而影響系統(tǒng)的接收性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)線信道的譯碼方法及其應(yīng)用，以克服現(xiàn)有技術(shù)中利用LDPC進(jìn)行編碼的方法譯碼正確率低、影響系統(tǒng)接收性能的缺點(diǎn)，有效地提高無(wú)線信道譯碼的正確率。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種無(wú)線信道的譯碼裝置及其應(yīng)用，保證無(wú)線信號(hào)譯碼的正確性，提高無(wú)線通信系統(tǒng)接收性能。
為此，本發(fā)明提供如下的技術(shù)方案一種無(wú)線信道的譯碼方法，用于對(duì)采用外碼與低密度奇偶校驗(yàn)碼LDPC級(jí)聯(lián)編碼的信號(hào)進(jìn)行譯碼，所述方法包括對(duì)接收到的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行LDPC譯碼；根據(jù)所述外碼對(duì)LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼，獲得所需的無(wú)線信號(hào)。
所述外碼具體為BCH碼或者RS碼。
所述進(jìn)行LDPC譯碼是指采用和積譯碼算法進(jìn)行LDPC譯碼。
所述根據(jù)外碼對(duì)LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼的步驟具體為采用糾錯(cuò)硬譯碼算法對(duì)所述LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼；或者采用糾錯(cuò)糾刪譯碼算法對(duì)所述LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼；或者采用軟譯碼算法對(duì)所述LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼。
當(dāng)所述外碼為BCH碼時(shí)，所述根據(jù)外碼對(duì)LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼的步驟具體為采用聯(lián)合軟輸出迭代譯碼算法進(jìn)行譯碼，包括a、將LDPC譯碼后的信號(hào)作為軟判決信息序列，并根據(jù)該序列檢查是否所有的校驗(yàn)式都滿足，如果所有的校驗(yàn)式都滿足，則執(zhí)行步驟b，如果有校驗(yàn)式不滿足，則執(zhí)行步驟c；b、對(duì)所述軟判決信息序列用BCH硬譯碼算法進(jìn)行譯碼，獲得所需的無(wú)線信號(hào)，然后執(zhí)行步驟d；c、對(duì)所述軟判決信息序列進(jìn)行BCH軟譯碼，輸出軟譯碼信息序列，然后執(zhí)行步驟d；d、檢查BCH軟譯碼次數(shù)是否達(dá)到了預(yù)定的迭代次數(shù)；如果已達(dá)到，則進(jìn)到步驟e；否則，執(zhí)行步驟f；e、將輸入軟信息序列硬判決后輸出；f、對(duì)所述軟譯碼信息序列進(jìn)行LDPC譯碼，然后，返回步驟a。
一種無(wú)線信道的編譯碼方法，包括以下步驟當(dāng)發(fā)送無(wú)線信號(hào)時(shí)，先根據(jù)選定的與低密度奇偶校驗(yàn)碼LDPC級(jí)聯(lián)編碼的外碼對(duì)所述無(wú)線信號(hào)進(jìn)行編碼，再對(duì)編碼后的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行LDPC編碼；當(dāng)接收無(wú)線信號(hào)時(shí)，先進(jìn)行LDPC譯碼，再根據(jù)所述外碼對(duì)LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼。
所述外碼具體為BCH碼或者RS碼。
所述進(jìn)行LDPC譯碼是指采用和積譯碼算法SPA進(jìn)行LDPC譯碼。
所述根據(jù)外碼對(duì)LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼的步驟具體為采用糾錯(cuò)硬譯碼算法對(duì)所述LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼；或者采用糾錯(cuò)糾刪譯碼算法對(duì)所述LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼；或者采用軟譯碼算法對(duì)所述LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼。
當(dāng)所述外碼為BCH碼時(shí)，所述根據(jù)外碼對(duì)LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼具體為采用聯(lián)合軟輸出迭代譯碼算法進(jìn)行譯碼。
一種無(wú)線信道的譯碼裝置，包括LDPC譯碼器，用于對(duì)接收的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行LDPC譯碼；外碼譯碼器，與所述LDPC譯碼器相連，用于根據(jù)選定的外碼對(duì)LDPC譯碼后的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行譯碼。
所述外碼譯碼器具體為BCH譯碼器或者RS譯碼器。
所述BCH譯碼器包括硬判決器，用于對(duì)LDPC譯碼器輸出的譯碼信號(hào)門(mén)限進(jìn)行判斷；
糾錯(cuò)法BCH譯碼器，與所述硬判決器相連，用于對(duì)硬判決器輸出的信號(hào)采用BCH糾錯(cuò)硬譯碼算法進(jìn)行譯碼。
所述BCH譯碼器包括刪除器，用于對(duì)LDPC譯碼輸出的預(yù)定個(gè)數(shù)的可靠度最小的軟信息進(jìn)行擦除；糾錯(cuò)糾刪BCH譯碼器，與所述刪除器相連，用于對(duì)刪除器輸出的信號(hào)采用BCH糾錯(cuò)糾刪譯碼算法進(jìn)行譯碼。
所述BCH譯碼器具體為BCH軟譯碼器，與所述LDPC譯碼器相連，用于對(duì)LDPC譯碼器輸出的信號(hào)采用BCH軟譯碼算法進(jìn)行譯碼。
所述BCH軟譯碼器輸出的信號(hào)的一部分反饋給LDPC譯碼器的信號(hào)輸入端。
一種無(wú)線信道的編譯碼系統(tǒng)，包括編碼裝置和譯碼裝置，所述編碼裝置包括外碼編碼器，用于根據(jù)選取的外碼對(duì)需要發(fā)送的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行編碼；LDPC編碼器，與所述外碼編碼器相連，用于對(duì)通過(guò)所述外碼編碼后的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行LDPC編碼；所述譯碼裝置包括LDPC譯碼器，用于對(duì)接收的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行LDPC譯碼；外碼譯碼器，與所述LDPC譯碼器相連，用于根據(jù)選取的外碼對(duì)LDPC譯碼器輸出的信號(hào)進(jìn)行譯碼。
所述外碼編碼器具體為BCH編碼器或者RS編碼器。
所述外碼譯碼器具體為BCH譯碼器或者RS譯碼器，所述BCH譯碼器用于對(duì)LDPC譯碼器輸出的信號(hào)采用BCH軟譯碼算法進(jìn)行譯碼。
所述BCH軟譯碼器輸出的信號(hào)的一部分反饋給LDPC譯碼器的信號(hào)輸入端。
由以上提供的本發(fā)明技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明根據(jù)無(wú)線系統(tǒng)的實(shí)際信道具有突發(fā)性和隨機(jī)性的特點(diǎn)以及LDPC譯碼輸出的特征，選定一個(gè)具有糾隨機(jī)誤能力的編碼作為外碼，將具有極強(qiáng)突發(fā)誤碼糾錯(cuò)能力的LDPC碼作為內(nèi)碼。在編碼時(shí)，對(duì)需要發(fā)送的無(wú)線信號(hào)先按照選定的外碼進(jìn)行編碼，再進(jìn)行LDPC編碼；在譯碼時(shí)，先進(jìn)行LDPC譯碼，再按照選定的外碼方案進(jìn)行譯碼。這樣，使選定外碼方案可以充分利用LDPC譯碼輸出的軟譯碼信息，從而進(jìn)一步提高譯碼性能。尤其是可以通過(guò)選定的外碼和LDPC碼兩者譯碼輸出的相互迭代，可以獲得優(yōu)異的譯碼性能，降低無(wú)線信道的誤塊率，更好地滿足實(shí)際通信需求。


圖1是本發(fā)明無(wú)線信道編譯碼方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；圖2是本發(fā)明無(wú)線信道編譯碼方法中LDPC碼的譯碼流程圖；圖3是本發(fā)明無(wú)線信道編譯碼方法中BCH糾錯(cuò)硬譯碼的實(shí)現(xiàn)流程圖；圖4是本發(fā)明無(wú)線信道編譯碼方法中BCH糾錯(cuò)糾刪譯碼的實(shí)現(xiàn)流程圖；圖5是本發(fā)明無(wú)線信道編譯碼方法中BCH軟譯碼的實(shí)現(xiàn)流程圖；圖6是本發(fā)明無(wú)線信道譯碼方法的一個(gè)實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)流程圖；圖7是本發(fā)明無(wú)線信道譯碼裝置的原理框圖；圖8是本發(fā)明無(wú)線信道編譯碼系統(tǒng)原理框圖；圖9是本發(fā)明無(wú)線信道編譯碼系統(tǒng)第一實(shí)施例原理框圖；圖10是本發(fā)明無(wú)線信道編譯碼系統(tǒng)第二實(shí)施例原理框圖；圖11是本發(fā)明無(wú)線信道編譯碼系統(tǒng)第三實(shí)施例原理框圖；圖12是本發(fā)明無(wú)線信道編譯碼系統(tǒng)第四實(shí)施例原理框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的核心在于根據(jù)無(wú)線系統(tǒng)的實(shí)際信道具有突發(fā)性和隨機(jī)性的特點(diǎn)以及LDPC譯碼輸出的特征，選定一個(gè)具有隨機(jī)誤碼糾錯(cuò)能力的編碼作為外碼，將LDPC碼作為內(nèi)碼。在編碼時(shí)，對(duì)需要發(fā)送的無(wú)線信號(hào)先按照選定的外碼進(jìn)行編碼，再進(jìn)行LDPC編碼；在譯碼時(shí)，先進(jìn)行LDPC譯碼，再按照選定的外碼方案進(jìn)行譯碼。
本技術(shù)領(lǐng)域人員知道，LDPC碼譯碼通常采用SPA(和積譯碼算法)譯碼算法，能夠方便地輸出軟譯碼信息，這些軟信息可以在后續(xù)的譯碼環(huán)節(jié)中被進(jìn)一步利用。本發(fā)明即根據(jù)LDPC碼譯輸出特征，選取與其級(jí)聯(lián)編碼的外碼。由于BCH譯碼具有糾隨機(jī)錯(cuò)誤的特點(diǎn)，因此，可以將BCH(Bose-Chaudhuri-Hocquenhem)碼作為信道編碼的外碼，將LDPC碼作為內(nèi)碼，對(duì)無(wú)線信號(hào)進(jìn)行級(jí)聯(lián)編碼，進(jìn)一步提高譯碼的正確性。
由于RS碼是BCH碼的一種，并且對(duì)糾塊錯(cuò)誤比較有效，因此，也可以將RS碼作為信道編碼的外碼，與LDPC碼配合使用。
在對(duì)需要發(fā)送的無(wú)線信號(hào)編碼時(shí)，根據(jù)LDPC譯碼輸出特征選取與其級(jí)聯(lián)編碼的外碼，具體可以是BCH碼或者RS碼。當(dāng)發(fā)送無(wú)線信號(hào)時(shí)，先通過(guò)選取的外碼對(duì)該信號(hào)進(jìn)行編碼，然后再對(duì)該信號(hào)進(jìn)行LDPC編碼。
相應(yīng)地，在對(duì)接收的這種采用外碼與LDPC級(jí)聯(lián)編碼的信號(hào)進(jìn)行譯碼時(shí)，首先，對(duì)接收到的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行LDPC譯碼；然后根據(jù)使用的外碼，比如BCH碼或者RS碼，對(duì)LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼，獲得所需的無(wú)線信號(hào)。對(duì)LDPC和使用的外碼的譯碼的實(shí)現(xiàn)過(guò)程將在后面詳細(xì)描述。
參照?qǐng)D1，圖1示出了本發(fā)明無(wú)線信道編譯碼方法的實(shí)現(xiàn)流程，包括以下步驟步驟101當(dāng)發(fā)送無(wú)線信號(hào)時(shí)，先通過(guò)選定的外碼對(duì)該信號(hào)進(jìn)行編碼，再對(duì)該信號(hào)進(jìn)行LDPC編碼。
步驟102當(dāng)接收無(wú)線信號(hào)時(shí)，先進(jìn)行LDPC譯碼，再根據(jù)所述外碼進(jìn)行譯碼。
前面已經(jīng)提到，LDPC碼通常采用SPA譯碼算法，假設(shè)采用BPSK(二相相移鍵控)調(diào)制，LDPC編碼得到的碼字序列X經(jīng)BPSK調(diào)制后被送入信道，在接收端解調(diào)器的輸出作為L(zhǎng)DPC譯碼器的輸入。其中信道假設(shè)為離散無(wú)記憶型，疊加的是AWGN(Additive White Gaussian Noise，加性高斯白噪聲)，則譯碼器的輸入為r＝x+n，n～N(0，σ2)定義如下符號(hào)fnb比特節(jié)點(diǎn)xn＝b的概率，即fnb≡P(xn=b);]]>N(m)參與校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)zm的所有比特節(jié)點(diǎn)的集合，即N(m)≡{nHmn＝1}；M(n)參與比特節(jié)點(diǎn)xn的所有校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的集合，M(n)≡[mHmn＝1}；N(m)\n除了比特節(jié)點(diǎn)xn之外參與校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)zm的所有比特節(jié)點(diǎn)的集合；M(n)\m除了校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)zm之外參與比特節(jié)點(diǎn)xn的所有校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的集合；qmnb除了zm外xn參與的其它校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)提供的信息上x(chóng)n＝b的概率；rmnb給定xn＝b和所有xi∈N(m)\n的可分概率分布的條件下，滿足校驗(yàn)zm＝0的概率。
SPA譯碼的基本思想就是“試驗(yàn)-檢驗(yàn)-再試驗(yàn)”，先固定一信息位，計(jì)算符合有這一位信息比特參與的校驗(yàn)方程成立的概率，然后假設(shè)某一校驗(yàn)方程成立，計(jì)算這一校驗(yàn)方程成立的所有信息比特分別為0、1的概率，這樣，在校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)和信息節(jié)點(diǎn)之間相互不斷地傳遞校驗(yàn)信息，更新對(duì)方的概率，從而達(dá)到最終實(shí)現(xiàn)最優(yōu)譯碼的目的。
SPA譯碼流程如圖2所示步驟201判斷是否為第一次迭代，如果是，則進(jìn)到步驟202；否則，進(jìn)到步驟203；步驟202根據(jù)接收信息給各比特節(jié)點(diǎn)賦初值，即初始化各比特的初始概率fn1=P(xn=1|yn)=11+exp(-2ayn/σ2);]]>fn0=P(xn=0|yn)=1-fn1=11+exp(2ayn/σ2);]]>qmn0=fn0,]]>qmn1=fn1.]]>步驟203縱向步驟(校檢節(jié)點(diǎn)傳給比特節(jié)點(diǎn)的信息)根據(jù)迭代節(jié)點(diǎn)信息rmnb計(jì)算比特節(jié)點(diǎn)信息qmnbqmn0=αmnfn0Πm′∈M(n)\mrm′n0;]]>qmn1=αmnfn1Πm′∈M(n)\mrm′n1;]]>其中選擇αmn使qmn0+qmn1=1.]]>步驟204橫向步驟(比特節(jié)點(diǎn)傳給校檢節(jié)點(diǎn)的信息)根據(jù)比特節(jié)點(diǎn)信息qmnb計(jì)算迭代節(jié)點(diǎn)信息rmnb令δqmn=qmn0-qmn1,]]>則δrmn=rmn0-rmn1=Πn′∈N(m)\nδqmn′,]]>其中，rmn0=12(1+δrmn);]]>rmn1=12(1-δrmn)]]>步驟205更新偽后驗(yàn)概率并判斷是否譯碼成功，也就是說(shuō)，判斷是否所有的校驗(yàn)方程都滿足qn0=αnfn0Πm∈M(n)rmn0;]]>qn1=αnfn1Πm∈M(n)rmn1,]]>其中，選擇αn使qn0+qn1=1.]]>當(dāng)qn0>0.5]]>時(shí)，xn＝0；當(dāng)qn1>0.5]]>時(shí)，xn＝1。
如果滿足，即xHT＝0時(shí)，進(jìn)到步驟208；否則，進(jìn)到步驟206。
步驟206判斷是否達(dá)到了最大迭代次數(shù)。如果達(dá)到，則進(jìn)到步驟207；否則，返回步驟203。
步驟207報(bào)告譯碼失敗。
步驟208報(bào)告譯碼成功。
以BCH碼為例，對(duì)于外碼的譯碼可以采用以下幾種方式糾錯(cuò)硬譯碼算法、糾錯(cuò)糾刪譯碼算法、軟譯碼算法等，下面分別進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
1.采用糾錯(cuò)硬譯碼算法對(duì)BCH碼進(jìn)行譯碼BCH糾錯(cuò)硬譯碼算法就是根據(jù)BCH碼的數(shù)學(xué)定義，在其生成多項(xiàng)式的各個(gè)根處，如果沒(méi)有傳輸錯(cuò)誤，對(duì)應(yīng)的伴隨式應(yīng)該為0。而有錯(cuò)誤時(shí)，對(duì)應(yīng)的伴隨式只和錯(cuò)誤序列有關(guān)，而和傳輸哪個(gè)碼字無(wú)關(guān)。據(jù)此列出伴隨式序列和錯(cuò)誤模式間的方程。然后借用連接多項(xiàng)式及LFSR(線性反饋移位寄存)方法解該方程從而完成譯碼。
BCH糾錯(cuò)硬譯碼的實(shí)現(xiàn)流程如圖3所示步驟301根據(jù)輸入序列Ri(i＝0，1...N-2)和該BCH碼生成的多項(xiàng)式g(x)的根計(jì)算伴隨式序列Si(i＝0，1...D-2)Si=r(D)|D=βj+i=e(D)|D=βj+i=Ej+i=Σp=1temp(βj+i)mp]]>i＝0，1…δ-2；
步驟302根據(jù)Si用Berlekamp-Massey遞歸法求出連接多項(xiàng)式系數(shù)Bi(i＝1，2...t)定義連接多項(xiàng)式B(D)=Πp=1t(1-LpD)=1+B1D+B2D2+...BtDt,]]>并利用Berlekamp-Massey遞歸得到B(D)。
步驟303用連接多項(xiàng)式系數(shù)Bi遞歸求出頻域的錯(cuò)誤序列Ei(i＝0，1...N-2)。
步驟304對(duì)Ei進(jìn)行反變換得到時(shí)域錯(cuò)誤序列ei(i＝0，1...N-2)。
步驟305輸入序列和錯(cuò)誤序列ei進(jìn)行模2加輸出，同時(shí)判斷模2加后的序列是否是一個(gè)合法碼字；如果是，則輸出譯碼成功標(biāo)志；否則，輸出譯碼失敗標(biāo)志。
2.采用糾錯(cuò)糾刪譯碼算法對(duì)BCH碼進(jìn)行譯碼BCH糾錯(cuò)糾刪譯碼算法和糾錯(cuò)硬譯碼算法相似。只不過(guò)在計(jì)算出伴隨式序列后，需要根據(jù)刪除位置得到修正后的伴隨式多項(xiàng)式。然后用LFSR方法求解方程，再根據(jù)求得的修正伴隨式序列反求出伴隨式序列。伴隨式序列進(jìn)行適當(dāng)?shù)难h(huán)移位并進(jìn)行反變化就可以得到錯(cuò)誤模式，從而完成譯碼。
BCH糾錯(cuò)糾刪譯碼算法流程如圖4所示設(shè)擦除S個(gè)符號(hào)，糾正r個(gè)符號(hào)，2r+s≤δ-1步驟401根據(jù)輸入序列Ri和該BCH碼的生產(chǎn)多項(xiàng)式g(x)的根計(jì)算伴隨式序列Si(i＝0，1...D-2)Si=r(D)|D=βj+i=e(D)|D=βj+i=Ej+i=Σp=1temp(βj+i)mp]]>i＝0，1...δ-2步驟402根據(jù)擦除位置Zi(i＝1，2...S)和伴隨式序列Si生成修正后的伴隨多項(xiàng)式Ti(i＝0，1...D-S-2)Ti=Σp=0sCpSi+s-p]]>0≤i≤δ-s-2步驟403根據(jù)Ti用Berlekamp-Massey法(即LFSR算法)求出連接多項(xiàng)式系數(shù)Bi(i＝1，2...r)。
步驟404用連接多項(xiàng)式系數(shù)Bi遞歸求出所有的修正伴隨式Ti(i＝0，1...N-2)。
步驟405用Ti反求出伴隨式序列Si(i＝0，1...N-2)。
步驟406對(duì)伴隨式Si進(jìn)行循環(huán)移位得到頻域的錯(cuò)誤序列Ei(i＝0，1...N-2)。
步驟407對(duì)Ei進(jìn)行反變換得到時(shí)域錯(cuò)誤序列ei(i＝0，1...N-2)。
步驟408輸入序列和錯(cuò)誤序列ei進(jìn)行模2加輸出，同時(shí)判斷模2加后的序列是否是一個(gè)合法碼字。如果是，則輸出譯碼成功標(biāo)志，否則，輸出譯碼失敗標(biāo)志。
由于LDPC碼在進(jìn)行SPA譯碼后能輸出軟信息，從而可以根據(jù)軟輸出信息將s個(gè)可靠度比較低的比特進(jìn)行擦除，然后進(jìn)行糾錯(cuò)糾刪譯碼，從而可以進(jìn)一步提高譯碼性能。
3.采用軟譯碼算法對(duì)BCH碼進(jìn)行譯碼軟譯碼可以采用Chase軟譯碼方法，其流程圖如圖5所示步驟501根據(jù)輸入軟信息產(chǎn)生M個(gè)最可能的錯(cuò)誤模式，并設(shè)置變量i＝0，譯碼成功標(biāo)志為false。
步驟502取第i個(gè)錯(cuò)誤模式和輸入序列硬判決后的值進(jìn)行模2加，并對(duì)模2加后的序列進(jìn)行譯碼。
步驟503判斷譯碼是否成功；如果成功，則進(jìn)到步驟504；否則，進(jìn)到步驟505。
步驟504置譯碼成功標(biāo)志為true，計(jì)算譯碼輸出序列和輸入軟信息序列的度量值，并保存該度量值和輸出譯碼值。
步驟505將變量i加1。
步驟506判斷變量i是否小于M；如果是，則返回步驟502；否則，進(jìn)到步驟507。
步驟507判斷譯碼成功標(biāo)志是否為true；如果是，則進(jìn)到步驟508；否則，進(jìn)到步驟509。
步驟508挑出譯碼輸出序列和輸入軟信息序列的度量值最小的譯碼輸出序列輸出，并輸出譯碼成功標(biāo)志。
步驟509將原輸入軟信息序列硬判決后輸出，并輸出譯碼失敗標(biāo)志。
這種譯碼方法由于利用了全部軟輸出信息，性能較前兩種更好些，只是要恰當(dāng)?shù)倪x擇碼字和BCH的軟譯碼算法，以便實(shí)現(xiàn)不致于太過(guò)復(fù)雜。
除了上述方法外，還可以對(duì)LDPC碼和BCH碼都使用軟輸出迭代譯碼算法。
參照?qǐng)D6所示本發(fā)明無(wú)線信道譯碼方法的一個(gè)實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)流程，包括以下步驟步驟601設(shè)置變量i＝0，并設(shè)置譯碼成功標(biāo)志為false。
步驟602對(duì)接收的無(wú)線信號(hào)用SPA算法進(jìn)行M次迭代譯碼，并輸出軟判決信息序列。
步驟603根據(jù)輸出的軟判決信息序列檢查是否所有的校驗(yàn)式都滿足。如果不是，則進(jìn)到步驟604；否則，進(jìn)到步驟608。
步驟604對(duì)輸出的軟判決信息序列用Chase軟譯碼算法進(jìn)行譯碼，并輸出各個(gè)符號(hào)對(duì)應(yīng)的譯碼碼字和軟判決信息間的度量值。
步驟605將變量i加1。
步驟606判斷變量i是否小于M，M為預(yù)先設(shè)定的迭代次數(shù)，比如，M＝20，或者M(jìn)＝50等。如果是，則返回步驟602；否則，進(jìn)到步驟607。
步驟607對(duì)軟判決信息序列硬判決后輸出，并輸出譯碼失敗標(biāo)志。
步驟608對(duì)所述軟判決信息序列用BCH硬譯碼算法進(jìn)行譯碼，獲得所需的無(wú)線信號(hào)；并輸出譯碼成功標(biāo)志。
這種譯碼方法由于通過(guò)多次迭代，非常充分地利用了LDPC和BCH碼的軟輸出信息，性能會(huì)更好。
總之，用BCH來(lái)處理LDPC譯碼后剩下的少量隨機(jī)錯(cuò)誤，將進(jìn)一步提高譯碼性能，降低錯(cuò)誤平層。尤其是用LDPC+BCH迭代譯碼，可以非常充分的利用LDPC輸出的軟信息，使誤塊率更低，同時(shí)可降低LDPC的迭代次數(shù)，更好地滿足實(shí)際通訊需求。
參照?qǐng)D7，圖7示出了本發(fā)明無(wú)線信道譯碼裝置的原理框圖該裝置包括外碼譯碼器S21和LDPC譯碼器S22。其中，LDPC譯碼器S22用于對(duì)接收的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行LDPC譯碼；外碼譯碼器S21與LDPC譯碼器S22相連，用于根據(jù)使用的外碼對(duì)LDPC譯碼后的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行譯碼。
其中，外碼譯碼器可以是BCH譯碼器或者RS譯碼器，外碼譯碼器可以有多種不同的實(shí)現(xiàn)方式，將在后面詳細(xì)描述。
參照?qǐng)D8，圖8是本發(fā)明系統(tǒng)的原理框圖該系統(tǒng)包括編碼裝置S1、譯碼裝置S2。
其中，編碼裝置S1。包括外碼編碼器S11和LDPC編碼器S12。外碼編碼器S11用于根據(jù)選取的外碼對(duì)需要發(fā)送的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行編碼；LDPC編碼器S12與外碼編碼器S11相連，用于對(duì)通過(guò)外碼編碼后的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行LDPC編碼。
譯碼裝置S2與圖7所示相同，包括外碼譯碼器S21和LDPC譯碼器S22，LDPC譯碼器S22用于對(duì)接收的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行LDPC譯碼；外碼譯碼器S21與LDPC譯碼器S22相連，用于根據(jù)選取的外碼對(duì)LDPC譯碼后的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行譯碼。
其中，外碼編碼器可以是BCH編碼器或者RS編碼器；同樣，外碼譯碼器可以是BCH譯碼器或者RS譯碼器。
外碼譯碼器可以有多種不同的實(shí)現(xiàn)方式，下面以BCH碼為例詳細(xì)說(shuō)明。
參照?qǐng)D9所示本發(fā)明系統(tǒng)第一實(shí)施例原理框圖
在該實(shí)施例中，本發(fā)明編碼裝置中的外碼編碼器使用BCH編碼器S41，譯碼裝置中的外碼譯碼器使用BCH糾錯(cuò)硬譯碼算法，包括硬判決器S42和糾錯(cuò)法BCH譯碼器S43。其中，硬判決器S42可以是一個(gè)簡(jiǎn)單的門(mén)限判決，即如果輸入判決器的數(shù)據(jù)大于0，判決器就輸出0，否則判決器輸出1。
信號(hào)發(fā)送端將信源經(jīng)過(guò)BCH編碼器S41、LDPC編碼器S12進(jìn)行編碼后，調(diào)制到相應(yīng)的信道進(jìn)行發(fā)射；信號(hào)接收端收到該信號(hào)后，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。然后，首先由LDPC譯碼器S22對(duì)解調(diào)后的信號(hào)采用SPA方式進(jìn)行譯碼，由硬判決器S42對(duì)LDPC譯碼器S22輸出的符號(hào)進(jìn)行硬判決，再由糾錯(cuò)法BCH譯碼器S43對(duì)硬判決后的符號(hào)進(jìn)行BCH譯碼，將譯碼后的信號(hào)傳送給信宿。
參照?qǐng)D10所示本發(fā)明系統(tǒng)第二實(shí)施例原理框圖在該實(shí)施例中，本發(fā)明編碼裝置中的外碼編碼器使用BCH編碼器S41，譯碼裝置中的外碼譯碼器使用BCH糾錯(cuò)糾刪譯碼算法，包括刪除器S51和糾錯(cuò)糾刪BCH譯碼器S52。其中，刪除器S51對(duì)LDPC譯碼輸出的預(yù)定個(gè)數(shù)的可靠度最小的軟信息進(jìn)行擦除，即對(duì)這預(yù)定個(gè)數(shù)的可靠度最小的軟信息，刪除器S51總輸出為0。
信號(hào)發(fā)送端將信源經(jīng)過(guò)BCH編碼器S41、LDPC編碼器S12進(jìn)行編碼后，調(diào)制到相應(yīng)的信道進(jìn)行發(fā)射；信號(hào)接收端收到該信號(hào)后，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。然后，首先由LDPC譯碼器S22對(duì)解調(diào)后的信號(hào)采用SPA方式進(jìn)行譯碼，由刪除器S51挑選出可信度最低的預(yù)定個(gè)數(shù)的符號(hào)進(jìn)行刪除，并對(duì)其他符號(hào)進(jìn)行硬判決；再由糾錯(cuò)糾刪BCH譯碼器S52對(duì)硬判決后的符號(hào)進(jìn)行BCH譯碼，將譯碼后的信號(hào)傳送給信宿。
參照?qǐng)D11所示本發(fā)明系統(tǒng)第三實(shí)施例原理框圖在該實(shí)施例中，本發(fā)明編碼裝置中的外碼編碼器使用BCH編碼器S41，譯碼裝置中的外碼譯碼器使用BCH軟譯碼算法，包括BCH軟譯碼器S61。
信號(hào)發(fā)送端將信源經(jīng)過(guò)BCH編碼器S41、LDPC編碼器S12進(jìn)行編碼后，調(diào)制到相應(yīng)的信道進(jìn)行發(fā)射；信號(hào)接收端收到該信號(hào)后，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。然后，首先由LDPC譯碼器S22對(duì)解調(diào)后的信號(hào)采用SPA方式進(jìn)行譯碼，再由BCH軟譯碼器S61對(duì)LDPC譯碼器S22譯碼后的符號(hào)進(jìn)行BCH譯碼，將譯碼后的信號(hào)傳送給信宿。
參照?qǐng)D12所示本發(fā)明系統(tǒng)第四實(shí)施例原理框圖與上述圖11所示實(shí)施例相同，在該實(shí)施例中，本發(fā)明譯碼裝置中的外碼譯碼器仍然使用BCH軟譯碼算法，只是需要對(duì)BCH軟譯碼器S61的輸出信息進(jìn)行多次迭代，進(jìn)一步提高譯碼性能。
信號(hào)發(fā)送端將信源經(jīng)過(guò)BCH編碼器S41、LDPC編碼器S12進(jìn)行編碼后，調(diào)制到相應(yīng)的信道進(jìn)行發(fā)射；信號(hào)接收端收到該信號(hào)后，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。然后，首先由LDPC譯碼器S22對(duì)解調(diào)后的信號(hào)采用SPA方式進(jìn)行譯碼，再由BCH軟譯碼器S61對(duì)LDPC譯碼器S22譯碼后的符號(hào)進(jìn)行BCH譯碼，將BCH軟譯碼器S61的軟輸出信號(hào)返回LDPC譯碼器S22，進(jìn)行迭代，迭代次數(shù)可以預(yù)先設(shè)定。最后，將譯碼后的信號(hào)傳送給信宿。
雖然通過(guò)實(shí)施例描繪了本發(fā)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本發(fā)明有許多變形和變化而不脫離本發(fā)明的精神，希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化而不脫離本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線信道的譯碼方法，其特征在于，用于對(duì)采用外碼與低密度奇偶校驗(yàn)碼LDPC級(jí)聯(lián)編碼的信號(hào)進(jìn)行譯碼，所述方法包括對(duì)接收到的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行LDPC譯碼；根據(jù)所述外碼對(duì)LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼，獲得所需的無(wú)線信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述外碼具體為BCH碼或者RS碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述進(jìn)行LDPC譯碼是指采用和積譯碼算法進(jìn)行LDPC譯碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)外碼對(duì)LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼的步驟具體為采用糾錯(cuò)硬譯碼算法對(duì)所述LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼；或者采用糾錯(cuò)糾刪譯碼算法對(duì)所述LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼；或者采用軟譯碼算法對(duì)所述LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述外碼為BCH碼時(shí)，所述根據(jù)外碼對(duì)LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼的步驟具體為采用聯(lián)合軟輸出迭代譯碼算法進(jìn)行譯碼，包括a、將LDPC譯碼后的信號(hào)作為軟判決信息序列，并根據(jù)該序列檢查是否所有的校驗(yàn)式都滿足，如果所有的校驗(yàn)式都滿足，則執(zhí)行步驟b，如果有校驗(yàn)式不滿足，則執(zhí)行步驟c；b、對(duì)所述軟判決信息序列用BCH硬譯碼算法進(jìn)行譯碼，獲得所需的無(wú)線信號(hào)，然后執(zhí)行步驟d；c、對(duì)所述軟判決信息序列進(jìn)行BCH軟譯碼，輸出軟譯碼信息序列，然后執(zhí)行步驟d；d、檢查BCH軟譯碼次數(shù)是否達(dá)到了預(yù)定的迭代次數(shù)；如果已達(dá)到，則進(jìn)到步驟e；否則，執(zhí)行步驟f；e、將輸入軟信息序列硬判決后輸出；f、對(duì)所述軟譯碼信息序列進(jìn)行LDPC譯碼，然后，返回步驟a。
6.一種無(wú)線信道的編譯碼方法，其特征在于，包括以下步驟當(dāng)發(fā)送無(wú)線信號(hào)時(shí)，先根據(jù)選定的與低密度奇偶校驗(yàn)碼LDPC級(jí)聯(lián)編碼的外碼對(duì)所述無(wú)線信號(hào)進(jìn)行編碼，再對(duì)編碼后的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行LDPC編碼；當(dāng)接收無(wú)線信號(hào)時(shí)，先進(jìn)行LDPC譯碼，再根據(jù)所述外碼對(duì)LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述外碼具體為BCH碼或者RS碼。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述進(jìn)行LDPC譯碼是指采用和積譯碼算法SPA進(jìn)行LDPC譯碼。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)外碼對(duì)LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼的步驟具體為采用糾錯(cuò)硬譯碼算法對(duì)所述LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼；或者采用糾錯(cuò)糾刪譯碼算法對(duì)所述LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼；或者采用軟譯碼算法對(duì)所述LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述外碼為BCH碼時(shí)，所述根據(jù)外碼對(duì)LDPC譯碼后的信號(hào)進(jìn)行譯碼具體為采用聯(lián)合軟輸出迭代譯碼算法進(jìn)行譯碼。
11.一種無(wú)線信道的譯碼裝置，其特征在于，包括LDPC譯碼器，用于對(duì)接收的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行LDPC譯碼；外碼譯碼器，與所述LDPC譯碼器相連，用于根據(jù)選定的外碼對(duì)LDPC譯碼后的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行譯碼。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述外碼譯碼器具體為BCH譯碼器或者RS譯碼器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述BCH譯碼器包括硬判決器，用于對(duì)LDPC譯碼器輸出的譯碼信號(hào)門(mén)限進(jìn)行判斷；糾錯(cuò)法BCH譯碼器，與所述硬判決器相連，用于對(duì)硬判決器輸出的信號(hào)采用BCH糾錯(cuò)硬譯碼算法進(jìn)行譯碼。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述BCH譯碼器包括刪除器，用于對(duì)LDPC譯碼輸出的預(yù)定個(gè)數(shù)的可靠度最小的軟信息進(jìn)行擦除；糾錯(cuò)糾刪BCH譯碼器，與所述刪除器相連，用于對(duì)刪除器輸出的信號(hào)采用BCH糾錯(cuò)糾刪譯碼算法進(jìn)行譯碼。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述BCH譯碼器具體為BCH軟譯碼器，與所述LDPC譯碼器相連，用于對(duì)LDPC譯碼器輸出的信號(hào)采用BCH軟譯碼算法進(jìn)行譯碼。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述BCH軟譯碼器輸出的信號(hào)的一部分反饋給LDPC譯碼器的信號(hào)輸入端。
17.一種無(wú)線信道的編譯碼系統(tǒng)，包括編碼裝置和譯碼裝置，其特征在于，所述編碼裝置包括外碼編碼器，用于根據(jù)選取的外碼對(duì)需要發(fā)送的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行編碼；LDPC編碼器，與所述外碼編碼器相連，用于對(duì)通過(guò)所述外碼編碼后的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行LDPC編碼；所述譯碼裝置包括LDPC譯碼器，用于對(duì)接收的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行LDPC譯碼；外碼譯碼器，與所述LDPC譯碼器相連，用于根據(jù)選取的外碼對(duì)LDPC譯碼器輸出的信號(hào)進(jìn)行譯碼。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述外碼編碼器具體為BCH編碼器或者RS編碼器。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述外碼譯碼器具體為BCH譯碼器或者RS譯碼器，所述BCH譯碼器用于對(duì)LDPC譯碼器輸出的信號(hào)采用BCH軟譯碼算法進(jìn)行譯碼。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述BCH軟譯碼器輸出的信號(hào)的一部分反饋給LDPC譯碼器的信號(hào)輸入端。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)線信道譯碼方法及其應(yīng)用，在對(duì)無(wú)線信號(hào)進(jìn)行編碼時(shí)，根據(jù)低密度奇偶校驗(yàn)碼LDPC譯碼輸出特征選取與其級(jí)聯(lián)編碼的外碼；當(dāng)發(fā)送無(wú)線信號(hào)時(shí)，先通過(guò)所述外碼對(duì)該信號(hào)進(jìn)行編碼，再對(duì)該信號(hào)進(jìn)行LDPC編碼；當(dāng)接收無(wú)線信號(hào)時(shí)，先進(jìn)行LDPC譯碼，再根據(jù)所述外碼進(jìn)行譯碼。本發(fā)明還公開(kāi)了一種無(wú)線信道的譯碼裝置及其應(yīng)用，本發(fā)明系統(tǒng)包括編碼裝置、譯碼裝置。利用本發(fā)明，可以有效地提高無(wú)線信道譯碼的正確率。
文檔編號(hào)H03M13/00GK101087180SQ20061008745
公開(kāi)日2007年12月12日 申請(qǐng)日期2006年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月8日
發(fā)明者武雨春 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司