專利名稱：用于低密度奇偶校驗碼的幅度相位偏移群集的比特標記的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)，尤其涉及編碼系統(tǒng)。
背景技術：
通信系統(tǒng)使用編碼來保證含噪聲通信信道上的可靠通信。這些通信信道在一定的信噪比(SNR)條件下表現(xiàn)出可以表示為比特每符號的固定容量，該固定容量定義了理論上限(被稱為香農極限)。結果，編碼設計的目標是實現(xiàn)接近此香農極限的比率。常規(guī)編碼通信系統(tǒng)分別對待編碼和調制的處理。此外，開展了一些針對信號群集的標記(labeling)的研究。
信號群集提供一組要發(fā)送的可能符號，其中符號對應于從編碼器輸出的碼字。群集標記的一個選擇涉及Gray碼標記。通過Gray碼標記，相鄰信號點確切地相差一個比特位置。當前流行的常規(guī)調制思路規(guī)定可以使用任何合理的標記方案，其部分涉及到此領域的極少量的研究。
對于編碼而言，一類接近香農極限的編碼是低密度奇偶校驗(LDPC)碼。通常，由于存在若干缺點，LDPC碼沒有得到廣泛采用。一個缺點是LDPC編碼技術非常復雜。使用其生成矩陣對LDPC碼進行編碼，會需要存儲非常大的非稀疏矩陣。另外，LDPC碼只有在分組較大的情況下才能起作用；因此，即使LDPC碼的奇偶校驗矩陣是稀疏的，然而存儲這些矩陣會有問題。
從實現(xiàn)的角度看，需要面臨若干挑戰(zhàn)。例如，存儲便是一個導致LDPC碼沒有廣泛地實際使用的重要原因。并且，LDPC碼實現(xiàn)中的一個關鍵問題是如何在解碼器的若干處理引擎(節(jié)點)之間實現(xiàn)連接網絡。此外，解碼處理，尤其是校驗節(jié)點運算中的計算負載也會帶來問題。
因此，通常需要一種比特標記方案來彌補編碼系統(tǒng)的碼性能。還需要使用LDPC碼高效地支持高數據速率，而無需引入更大的復雜度。還需要改進LDPC編碼器和解碼器的性能。

發(fā)明內容
本發(fā)明滿足了這些和其它的需要，其中提供了用于信號群集的比特標記的方案。通過將輸入信息轉換成由多個比特集合表示的碼字，例如低密度奇偶校驗(LDPC)編碼器的編碼器產生編碼信號。這些比特被非順序地(例如，交織)映射到較高階的群集(正交相移鍵控(QPSK)，8-PSK，16-APSK(幅度相移鍵控)，32-APSK等等)。有利的是，以上方案提供了編碼的增強性能。
根據本發(fā)明實施例的一個方面，公開了一種用于發(fā)送編碼信號的方法。該方法包含從編碼器接收碼字的多個比特集合中的一個，以便將輸入信息轉換成碼字。該方法還包含非順序地將一個比特集合映射到更高階群集。此外，該方法包含根據映射輸出更高階群集中對應于一個比特集合的符號。
根據本發(fā)明實施例的另一個方面，公開了一種用于產生編碼信號的發(fā)送器。發(fā)送器包含編碼器，編碼器被構造成將輸入信息轉換成由多個比特集合表示的碼字。另外，發(fā)送器包含被構造成將一個比特集合非順序地映射到更高階群集的邏輯，其中根據映射輸出更高階群集中對應于一個比特集合的符號。
根據本發(fā)明實施例的另一個方面，公開了一種用于處理編碼信號的方法。該方法包含對所接收的表示碼字的編碼信號進行解調，其中根據對應于碼字的多個比特的非順序映射來調制編碼信號。該方法還包含對與編碼信號相關的碼字進行解碼。
單純通過圖解包含本發(fā)明的最優(yōu)實施方式的若干具體實施例和實現(xiàn)，根據下面的詳細描述可以容易地理解本發(fā)明的其它方面，特性和優(yōu)點。本發(fā)明還能夠具有其它和不同的實施例，并且在不偏離本發(fā)明的宗旨和范圍的前提下，可以在各個明顯的方面修改其若干細節(jié)。因此，附圖和說明在性質上是示例性的，而不是限制性的。


在附圖中通過例子圖解本發(fā)明，但這些例子不對本發(fā)明產生限制，圖中用類似的附圖標記表示類似的要件，其中圖1的圖例根據本發(fā)明的實施例示出了被構造成利用低密度奇偶校驗(LDPC)碼的通信系統(tǒng)；
圖2A和2B是圖1的發(fā)送器中采用的示例性LDPC編碼器的圖例；圖3是圖1的系統(tǒng)中的示例性接收器的圖例；圖4的圖例根據本發(fā)明的實施例示出了稀疏奇偶校驗矩陣的圖例；圖5是圖4中矩陣的LDPC碼的雙向圖的圖例；圖6的圖例根據本發(fā)明的實施例示出了稀疏奇偶校驗矩陣的子矩陣，其中子矩陣包含限制到下三角區(qū)的奇偶校驗值；圖7的圖表示出了利用非限制奇偶校驗矩陣(H矩陣)的碼和利用具有圖6中子矩陣的限制H矩陣的碼之間的性能對比；圖8A和8B的圖例分別示出了均可以在圖1的系統(tǒng)中使用的非Gray 8-PSK調制方案和Gray 8-PSK調制方案；圖8C的圖例根據本發(fā)明的實施例示出了更高階信號群集的比特標記的處理；圖8D是示例性16-APSK(幅度相移鍵控)群集的圖例；圖8E的圖表針對圖8D的群集示出了分組差錯率(PER)與信噪比之間的對比；圖8F的圖例根據本發(fā)明的實施例示出了用于正交相移鍵控(QPSK)，8-PSK，16-APSK和32-APSK符號的群集；圖8G的圖例根據本發(fā)明的實施例示出了用于8-PSK，16-APSK和32-APSK符號的可選群集；圖8H的圖表針對圖8F的群集示出了分組差錯率(PER)與信噪比之間的對比；圖9的圖表示出了利用Gray標記和非Gray標記的碼之間的性能對比；圖10的流程圖根據本發(fā)明的實施例示出了使用非Gray映射的LDPC解碼器的操作；圖11的流程圖根據本發(fā)明的實施例示出了圖3的使用Gray映射的LDPC解碼器的操作；圖12A-12C的圖例根據本發(fā)明的實施例示出了解碼處理中校驗節(jié)點和比特節(jié)點之間的交互；
圖13A和13B的流程圖根據本發(fā)明的各個實施例示出了分別使用正反向方案和并行方案計算校驗節(jié)點和比特節(jié)點之間的傳出消息的處理；圖14A-14C的圖表示出了根據本發(fā)明的各個實施例產生的LDPC碼的模擬結果；圖15A和15B的圖例根據本發(fā)明的實施例分別示出了存儲器的上邊和下邊，所述存儲器被組織成支持結構化訪問，以實現(xiàn)LDPC編碼中的隨機性；而圖16的圖例根據本發(fā)明的實施例示出了可以執(zhí)行LDPC碼的編碼和解碼處理的計算機系統(tǒng)。
具體實施例方式
現(xiàn)在描述用于信號群集的比特標記的系統(tǒng)，方法和軟件。在下面的說明中，出于說明的目的，提出許多特定的細節(jié)以便徹底地理解本發(fā)明。然而本領域技術人員明白，即使沒有這些特定細節(jié)，或者通過等價的方案，仍然可以實施本發(fā)明。在其它實例中，以模塊圖形式示出了眾所周知的結構和設備，以避免對本發(fā)明產生不必要的干擾。
雖然針對LDPC碼描述了本發(fā)明，然而應當理解，也可以將比特標記方案用于其它的碼。此外，可以通過非編碼系統(tǒng)實現(xiàn)這個方案。
圖1的圖例根據本發(fā)明的實施例示出了被構造成利用低密度奇偶校驗(LDPC)碼的通信系統(tǒng)。數字通信系統(tǒng)100包含發(fā)送器101，其在到達接收器105的通信信道103上產生信號波形。在這個離散通信系統(tǒng)100中，發(fā)送器101具有產生離散的可能信息集合的信息源；每個可能信息具有相應的信號波形。這些信號波形被通信信道103衰減或改變。為了對付有噪聲的信道103，使用LDPC碼。
發(fā)送器101產生的LDPC碼允許得到高速實現(xiàn)，但不導致任何性能損失。這些從發(fā)送器101輸出的結構化LDPC碼避免為已經易受調制方案(例如8-PSK)所產生的信道差錯的損害的比特節(jié)點分配少量校驗節(jié)點。
這種LDPC碼具有可并行解碼算法(不同于turbo碼)，其有利之處是涉及例如相加，比較和表查找的簡單操作。此外，精心設計的LDPC碼不會表現(xiàn)出差錯平臺的任何跡象。
根據本發(fā)明的一個實施例，發(fā)送器101使用相對簡單的編碼技術產生基于奇偶校驗矩陣(利于在解碼期間進行高效的存儲器訪問)的LDPC碼，以便與接收器105通信。發(fā)送器101使用優(yōu)于串聯(lián)turbo+RS(里德-索羅蒙)碼的LDPC碼，假定分組長度足夠地大。
圖2A和2B是圖1的發(fā)送器中采用的示例性LDPC編碼器的圖例。如圖2A所示，發(fā)送器200配備有LDPC編碼器203，LDPC編碼器203接受來自信息源201的輸入，并且輸出具有更高冗余度、適于接收器105上的糾錯處理的編碼流。信息源201根據離散字符表X產生k個信號。LDPC碼被指定有奇偶校驗矩陣。另一方面，對LDPC碼進行編碼通常需要指定生成矩陣。即使可以使用高斯消去法由奇偶校驗矩陣獲得生成矩陣，然而所得到的矩陣不再是稀疏的，并且存儲較大的生成矩陣會更加復雜。
編碼器203根據字符表Y產生提供給信號映射器206的信號，信號映射器206提供從字符表Y到信號群集中對應于調制器205使用的調制方案的符號的映射。根據本發(fā)明的一個實施例，這個映射遵循例如交織的非順序方案。下面參照圖8C更加全面地描述示例性映射。通過使奇偶校驗矩陣結構化，編碼器203使用僅利用奇偶校驗矩陣的簡單編碼技術。具體地，通過將某部分矩陣限制為三角矩陣，對奇偶校驗矩陣產生限制。下面在圖6中更加全面地描述這種奇偶校驗矩陣的構造。這種限制導致微小的性能損失，因此構成有吸引力的折衷。
調制器205將來自映射器206的信號群集的符號調制成發(fā)送到發(fā)送天線207的信號波形，發(fā)送天線207通過通信信道103發(fā)射這些波形。如下所述，從發(fā)送天線207發(fā)送的信號傳播到接收器。
圖2B根據本發(fā)明的一個實施例示出了用于博斯-喬赫里-霍克文黑姆碼(BCH)編碼器和循環(huán)冗余校驗(CRC)編碼器的LDPC編碼器。在這種情況下，LDPC編碼器203和CRC編碼器209與BCH編碼器211一起產生的代碼具有串聯(lián)的外BCH碼和內低密度奇偶校驗(LDPC)碼。此外，使用循環(huán)冗余校驗(CRC)碼實現(xiàn)檢錯。在示例性實施例中，CRC編碼器209使用具有生成多項式(x5+x4+x3+x2+1)(x2+x+1)(x+1)的8位CRC碼進行編碼。
LDPC編碼器203系統(tǒng)地將具有長度kldpc的信息分組i=(i0,i1,...,ikldpc-1)]]>編碼成具有長度nlpdc的碼字c=(i0,i1,...,ikldpc-1,p0,p1,...,pnldpc-kldpc-1).]]>碼字的發(fā)送按照指定順序從i0開始，并且以pnldpc-kldpc-1結束。
在下面的表1中提供了LDPC碼參數(nldpc，kldpc)。

表1LDPC編碼器203的任務是確定具有kldpc個信息比特(i0，i1，...，ikldpc-1)的每個分組的nldpc-kldpc個奇偶校驗比特(p0，p1，...，pnldpc-kldpc-1)。該過程如下所述。首先，初始化奇偶校驗比特；p0=p1=p2=...=pnldpc-kldpc-1=0.]]>在表3至10的第一行中指定的奇偶校驗比特地址上累加第一信息比特i0。例如，對于比率2/3(表3)，得到以下結果p0＝p0i0p10491＝p10491i0p16043＝p16043i0p506＝p506i0p12826＝p12826i0
p8065＝p8065i0p8226＝p8226i0p2767＝p2767i0p240＝p240i0p18673＝p18673i0p9279＝p9279i0p10579＝p10579i0p20928＝p20928i0(所有相加均在GF(2)中)。
接著，對于下面的359個信息比特im，m＝1，2，...，359，在奇偶校驗比特地址{x+m mod 360×q}mod(nldpc-kldpc)上累加這些比特，其中x表示對應于第一比特i0的奇偶校驗比特累加器(parity bit accumulator)的地址，q是表2中指定的編碼率相關常數。繼續(xù)討論此例子，對于比率2/3，q＝60。例如，對于信息比特i1，執(zhí)行以下操作p60＝p60i1p10551＝p10551i1p16103＝p16103i1p566＝p566i1p12886＝p12886i1p8125＝p8125i1p8286＝p8286i1p2827＝p2827i1p300＝p300i1p18733＝p18733i1p9339＝p9339i1p10639＝p10639i1p20988＝p20988i1
對于第361個信息比特i360，在表3至10的第二行中指定了奇偶校驗比特累加器的地址。以類似的方式，使用公式{x+m mod360×q}mod(nldpc-kldpc)獲得后面359個信息比特im，m＝361，362，...，719的奇偶校驗比特累加器的地址，其中x表示對應于信息比特i360的奇偶校驗比特累加器的地址，即表3-10中第二行的表項。以類似的方式，對于具有360個新信息比特的每個組，表3至10中的新行被用來尋找奇偶校驗比特累加器的地址。
在處理完所有的信息比特之后，獲得如下所示的最終奇偶校驗比特。首先，從i＝1開始執(zhí)行以下操作pi＝pipi-1，i＝1，2，...，nldpc-kldpc-1。
pi，i＝0，1，...，nldpc-kldpc-1的最終內容等于奇偶校驗比特pi。

表2






表3






表4




表5






表6






表7





表8







表9






表10對于BCH編碼器211，在表11中列舉了BCH碼參數。


表11應當注意，在前面的表格中，nbch＝kldpc。
通過相乘下面表12的列表中的第一t多項式，得到t糾錯BCH編碼器211的生成多項式

表12
按照以下方式將信息比特m=(mkbch-1,mkbch-2,...,m1,m0)]]>BCH編碼成碼字c=(mkbch-1,mkbch-2,...,m1,m0,dnbch-kbch-1,dnbch-kbch-2,...,d1,d0).]]>信息多項式m(x)=mkbch-1xkbch-1+mkbch-2xkbch-2+...+m1x+m0]]>乘以xnbch-kbch。接著，xnbch-kbchm(x)除以g(x)。以d(x)=dnbch-kbch-1xnbch-kbch-1+...+d1x+d0]]>為余數，碼字多項式被設置如下c(x)=xnbch-kbchm(x)+d(x).]]>在示例性實施例中，以上LDPC碼可以用于各種數字視頻應用，例如MPEG(運動圖象專家組)分組傳輸。
圖3是圖1的系統(tǒng)中的示例性接收器的圖例。在接收端，接收器300包含解調器301，解調器301對從發(fā)送器200接收的信號執(zhí)行解調。在接收天線303上接收這些信號以進行解調。在解調之后，接收信號被傳送到解碼器305，解碼器305通過結合比特度量產生器307來產生信息X′，從而重構初始源信息。通過非Gray映射，比特度量產生器307在解碼處理期間與解碼器305來回(迭代)交換概率信息，如圖10所示?？蛇x地，如果使用Gray映射(根據本發(fā)明的一個實施例)，比特度量產生器執(zhí)行一遍就足夠了，其中每次LDPC解碼器迭代之后進一步的比特度量產生的嘗試可能產生有限的性能改進；這里參照圖11更加全面地描述了這個方案。為理解本發(fā)明的優(yōu)點，如圖4所示，查看如何產生LDPC碼是有用的。
圖4的圖例根據本發(fā)明的實施例示出了稀疏奇偶校驗矩陣的圖例。LDPC碼是具有稀疏奇偶校驗矩陣H(n-k)xn的長線性分組碼。通常，分組長度n的范圍為數千到數萬比特。例如，圖4示出了具有長度n＝8和比率1/2的LDPC碼的奇偶校驗矩陣。圖5的雙向圖可以等價表示相同的碼。
圖5是圖4中矩陣的LDPC碼的雙向圖的圖例。奇偶校驗公式意味著，對于每個校驗節(jié)點，所有相鄰比特節(jié)點的累加和(在GF(伽羅瓦域)(2)上)等于零。如附圖所示，比特節(jié)點占據圖表的左邊，并且根據預定關系與一或多個校驗節(jié)點相關。例如，對應于校驗節(jié)點m1，相對于比特節(jié)點存在以下表達式n1+n4+n5+n8＝0。
回到接收器303，LDPC解碼器305被認為是信息通過解碼器，其中解碼器305的目標是尋找比特節(jié)點的數值。為完成這個任務，比特節(jié)點和校驗節(jié)點迭代地彼此通信。這個通信的性質如下所述。
從校驗節(jié)點到比特節(jié)點，每個校驗節(jié)點為一個相鄰比特節(jié)點提供有關該比特節(jié)點的數值的估測(″評價″)，該估測基于來自其它相鄰比特節(jié)點的信息。例如，在前面的例子中，如果n4，n5和n8的累加和對于m1而言″看上去象″0，則m1向n1指示n1的數值相信為0(由于n1+n4+n5+n8＝0)；否則m1向n1指示n1的數值相信為1。另外，對于軟判決解碼，增加可靠性測量。
從比特節(jié)點到校驗節(jié)點，每個比特節(jié)點向相鄰校驗節(jié)點傳遞有關其自身數值的估測，該估測基于來自它的其它相鄰校驗節(jié)點的反饋。在前面的例子中，n1只具有兩個相鄰校驗節(jié)點m1和m3。如果從m3向n1的反饋表明n1的數值可能為0，則n1會通知m1n1自身數值的估測為0。對于比特節(jié)點具有超過兩個的相鄰校驗節(jié)點的情況，比特節(jié)點在向與其通信的校驗節(jié)點報告判決之前，對來自它的其它相鄰校驗節(jié)點的反饋執(zhí)行多數表決(軟判決)。以上處理被重復，直到所有比特節(jié)點被認為是正確的(即滿足所有奇偶校驗公式)，或者直到到達迭代的預定最大數量，從而聲明解碼失敗。
圖6的圖例根據本發(fā)明的實施例示出了稀疏奇偶校驗矩陣的子矩陣，其中子矩陣包含限制到下三角區(qū)的奇偶校驗值。如前所述的，通過限制奇偶校驗矩陣的下三角區(qū)的數值，編碼器203(圖2A和2B)可以使用簡單編碼技術。根據本發(fā)明的實施例，施加于奇偶校驗矩陣的限制具有以下形式H(n-k)xn＝[A(n-k)xkB(n-k)x(n-k)]，其中B是下三角。
使用HcT＝0將任何信息分組i＝(i0，i1...，ik-1)編碼成碼字c＝(i0，i1，...，ik-1，p0，p1，...，pn-k-1)，并且遞歸地對奇偶校驗比特求解；例如，a00i0+a01i1+...+a0，k-1ik-1+P0＝0＝>求解p0，
a10i0+a11i1+...+a1，k-1ik-1+b10p0+p1＝0＝>求解p1并且類似地對p2，p3，...，pn-k-1求解。
圖7的圖表示出了利用非限制奇偶校驗矩陣(H矩陣)的碼和利用具有圖6的限制H矩陣的碼之間的性能對比。該圖表示出了兩種LDPC碼之間的性能比較具有通用奇偶校驗矩陣的LDPC碼，和奇偶校驗矩陣被限制為下三角以簡化編碼的LDPC碼。對于這個模擬，調制方案為8-PSK。性能損失在0.1dB以內。因此，由于下三角H矩陣的限制，性能損失是微小的，而在編碼技術的簡化方面的效果是顯著的。因此，等價于下三角或行和/或列置換后的上三角的任何奇偶校驗矩陣，可以用于相同的目的。
圖8A和8B的圖例分別示出了均可以在圖1的系統(tǒng)中使用的非Gray 8-PSK調制方案和Gray 8-PSK調制方案。可以在圖3的接收器中使用圖8A的非Gray 8-PSK方案，以提供需要極低幀消除率(FER)的系統(tǒng)。通過結合例如博斯-喬赫里-霍克文黑姆碼(BCH)，漢明碼或里德-索羅蒙(RS)碼的外碼而使用圖8B所示的Gray 8-PSK方案，也可以滿足這個要求。
在這個可以使用8-PSK調制的方案下，不必在LDPC解碼器305(圖3)和比特度量產生器307之間進行迭代。在沒有外碼的情況下，如下面圖9所示，使用Gray標記的LDPC解碼器305表現(xiàn)出較早的差錯平臺(error floor)。
圖8C的圖例根據本發(fā)明的實施例示出了更高階信號群集的比特標記的處理。在步驟801和803，碼字從LDPC編碼器203(圖2A和2B)輸出，并且被映射到更高階信號群集中的群集點(如圖8D和8F所示)。此映射沒有象在傳統(tǒng)系統(tǒng)中那樣被順序執(zhí)行，而是以例如交織的非順序方式執(zhí)行。下面參照圖8F更詳細地描述這種映射。接著，調制器205在步驟805根據映射調制信號。此后發(fā)送調制信號(步驟807)。
圖8D示出了示例性16-APSK(幅度相移鍵控)群集的圖例。群集A和B是16-APSK群集。兩個群集A和B之間的唯一差別在于，群集A的內圓符號相對群集B的內圓符號被反時針方向旋轉15度，使得內圓符號位于外圓符號之間，以便符號間距離最大。因此，如果前向糾錯(FEC)解碼器305使用逐符號(symbolwise)解碼算法，直觀上群集A會更有吸引力。另一方面，在指定多個編碼率和不同群集的情況下，使用特定于逐比特(bitwise)解碼的FEC碼會更加靈活。在這種情況下，不太清楚哪個群集會執(zhí)行得更好，因為雖然群集A使符號級距離(symbolwisedistances)最大，然而群集B更加″Gray編碼友好″。對于編碼率3/4，執(zhí)行AWGN(加性高斯白噪聲)模擬(圖8E示出了模擬結果)，結果表明，對于逐比特解碼，群集B的執(zhí)行略優(yōu)。
圖8F的圖例根據本發(fā)明的實施例示出了用于正交相移鍵控(QPSK)，8-PSK，16-APSK和32-APSK符號的群集。
圖8F分別示出了用于QPSK，8-PSK，16-APSK和32-APSK符號的對稱群集。對于QSPK，來自LDPC編碼器203的兩個LDPC編碼比特被映射到QPSK符號。也就是說，比特2i和2i+1確定第i個QPSK符號，其中i＝0，1，2，...，N/2-1，N是編碼LDPC分組長度。對于8-PSK，比特N/3+i，2N/3+i和i確定第i個8-PSK符號，其中i＝0，1，2，...，N/3-1。對于16-APSK，比特N/2+2i，2i，N/2+2i+1和2i+1指定第i個16-APSK符號，其中i＝0，1，2，...，N/4-1。此外，對于32-APSK，比特N/5+i，2N/5+i，4N/5+i，3N/5+i和i確定第i個符號，其中i＝0，1，2，...，N/5-1。
可選地，如圖8G所示，可以選擇8-PSK，16-APSK和32-APSK群集標記。通過這種標記，N個LDPC編碼比特首先通過比特交織器。在示例性實施例，比特交織表是二維數組，其中N/3個行和3個列用于8-PSK，N/4個行和4個列用于16-APSK，N/5個行和5個列用于32-APSK。LDPC編碼比特被逐列寫入交織表，并且逐行讀出。應當注意，對于8-PSK和32-APSK的情況，這種具有如圖8G所示的標記的行/列比特交織器策略確切地等價于前面參照圖8F示出的標記描述的比特交織器策略。對于16-APSK的情況，這2個策略是功能等價的；也就是說，它們在AWGN信道上表現(xiàn)出相同的性能。
圖8H圖解了以上符號群集的模擬結果(在AWGN信道上)。表13總結了在PER＝10-6的情況下的預計性能，和相距限制容量的距離。

表13圖9的圖表示出了利用圖8A和8B的Gray標記和非Gray標記的碼之間的性能對比。差錯平臺源于這樣的事實假定來自LDPC解碼器305的反饋正確，則對于非Gray標記而言，8-PSK比特度量的再生更加精確，因為具有已知2比特的兩個8-PSK符號與非Gray標記進一步分離。這可以等價地視為以更高的信噪比(SNR)工作。因此，即使使用Gray或非Gray標記的相同LDPC碼的差錯漸近線具有相同的斜率(即彼此平行)，具有非Gray標記的LDPC碼的差錯漸近線會在任何SNR上穿過較低的FER。
另一方面，對于不需要極低FER的系統(tǒng)，在LDPC解碼器305和8-PSK比特度量產生器307之間沒有任何迭代的Gray標記可能更加適用，由于在每次LDPC解碼器迭代之前再生8-PSK比特度量會導致額外的復雜度。此外，當使用Gray標記時，在每次LDPC解碼器迭代之前再生8-PSK比特度量只產生非常輕微的性能改進。如上所述，沒有迭代的Gray標記可以被用于需要極低FER的系統(tǒng)，假定實現(xiàn)外碼。
Gray標記和非Gray標記之間的選擇還取決于LDPC碼的特征。通常，比特或校驗節(jié)點度數(degree)越高，則越適用于Gray標記，由于對于更高的節(jié)點度數，就非Gray標記而言，從LDPC解碼器305到8-PSK(或類似的更高階調制)比特度量產生器307的初始反饋退化得更加厲害。
當8-PSK(或類似的更高階)調制被用于二進制解碼器時，發(fā)現(xiàn)沒有″等噪聲″地接收符號的3個(或更多)比特。例如，對于Gray 8-PSK標記，認為符號的第3個比特給解碼器帶來的噪聲多于其它2比特。因此，LDPC碼設計沒有為8-PSK符號的″含更多噪聲″的第3比特所表示的那些比特節(jié)點分配少量的邊(edge)，使得那些比特沒有被雙倍懲罰。
圖10的流程圖根據本發(fā)明的實施例示出了使用非Gray映射的LDPC解碼器的操作。在這個方案中，LDPC解碼器和比特度量產生器逐個進行迭代。在這個例子中，使用8-PSK調制；然而相同原理也適用于其它更高級的調制方案。在這種情況下，假定解調器301輸出距離向量d，向比特度量產生器307指示接收的有噪聲符號點和8-PSK符號點之間的距離，因而向量分量如下所示di=-EsNo{(rx-si,x)2+(ry-si,y)2}---i=0,1,...,7.]]>
8-PSK比特度量產生器307與LDPC解碼器305通信以交換先驗概率信息和后驗概率信息，其中先驗概率信息和后驗概率信息分別被表示成u和a。也就是說，向量u和a分別表示編碼比特的對數似然比的先驗和后驗概率。
8-PSK比特度量產生器307按如下方式產生每組3個比特的先驗似然比。首先，獲得有關編碼比特的非本征信息ej＝aj-ujj＝0，1，2。
接著確定8-PSK符號概率pi，i＝0，1，...，7。
*yj＝-f(0，ej) j＝0，1，2其中f(a，b)＝max(a，b)+LUTf(a，b)，LUTf(a，b)＝ln(1+e-|a-b|)*xj＝y(tǒng)j+ejj＝0，1，2*p0＝x0+x1+x2p4＝y(tǒng)0+x1+x2p1＝x0+x1+y2p5＝y(tǒng)0+x1+y2p2＝x0+y1+x2p6＝y(tǒng)0+y1+x2p3＝x0+y1+y2p7＝y(tǒng)0+y1+y2接著，比特度量產生器307按照如下方式確定編碼比特的先驗對數似然比以作為LDPC解碼器305的輸入u0＝f(d0+p0，d1+p1，d2+p2，d3+p3)-f(d4+p4，d5+p5，d6+p6，d7+p7)-e0u1＝f(d0+p0，d1+p1，d4+p4，d5+p5)-f(d2+p2，d3+p3，d6+p6，d7+p7)-e1u2＝f(d0+p0，d2+p2，d4+p4，d6+p6)-f(d1+p1，d3+p3，d5+p5，d7+p7)-e2應當注意，具有超過兩個的變量的函數j(.)可以被遞歸評估；例如f(a，b，c)＝f(f(a，b)，c)。
現(xiàn)在描述使用非Gray映射的LDPC解碼器305的操作。在步驟1001，LDPC解碼器305根據以下公式(和圖12A所示的)在第一次迭代之前初始化編碼比特的對數似然比vvn→ki=un,n=0,1,...,N-1,i=1,2,...,deg]]>(比特節(jié)點n)這里，vn→ki表示從比特節(jié)點n到其相鄰校驗節(jié)點ki的信息，un表示比特n的解調器輸出，N是碼字長度。
在步驟1003，更新校驗節(jié)點k，其中輸入v產生輸出w。如圖12B所示，從其dc個相鄰比特節(jié)點到校驗節(jié)點k的傳入信息被表示成vn1→k，vn2→k，...，vndc→k。目標是計算從校驗節(jié)點k回到dc個相鄰比特節(jié)點的傳出信息。這些信息被表示成wk→n1，wk→n2，...，wk→ndc，其中wk→ni=g(vn1→k,vn2→k,...,vni-1→k,vni+1→k,...,vnck→k)]]>函數g()被定義如下g(a，b)＝sign(a)×sign(b)×{min(|a|，|b|)}+LUTg(a，b)，其中LUTg(a，b)＝ln(1+e-|a+b|)-ln(1+e-|a-b|)。類似于函數f，具有超過兩個的變量的函數g可以遞歸評估。
接著，解碼器305在步驟1205輸出后驗概率信息(圖12C)，使得an=un+Σjwkj→n.]]>在步驟1007，確定是否滿足所有的奇偶校驗公式。如果不滿足這些奇偶校驗公式，則象在步驟1009中那樣，解碼器305重新導出8-PSK比特度量和信道輸入un。接著象在步驟1011中那樣，更新比特節(jié)點。如圖14C所示，從其dv個相鄰校驗節(jié)點到比特節(jié)點n的傳入信息被表示成wk1→n，wk2→n，...，wkdv→n。計算從比特節(jié)點n回到dv個相鄰校驗節(jié)點的傳出信息；這種信息被表示成vn→k1，vn→k2，...，vn→kdv，并且計算如下vn→ki=un+Σj≠iwkj→n]]>在步驟1013，解碼器305輸出硬判決(在滿足所有奇偶校驗公式的情況下) 如果Hc^T=0,]]>則停止當使用非Gray標記時，以上方案是合適的。然而當實現(xiàn)Gray標記時，執(zhí)行圖11的處理。
圖11的流程圖根據本發(fā)明的實施例示出了圖3的使用Gray映射的LDPC解碼器的操作。當使用Gray標記時，只在LDPC解碼器之前一次性產生比特度量會更加有利，因為在每次LDPC解碼器迭代之后再生比特度量只產生微小的性能改進。象圖10的步驟1001和1003那樣，執(zhí)行編碼比特v的對數似然比的初始化，并且在步驟1101和1103更新校驗節(jié)點。接著象在步驟1105中那樣，更新比特節(jié)點n。此后，解碼器輸出后驗概率信息(步驟1107)。在步驟1109，確定是否滿足所有的奇偶校驗公式；如果全部滿足，解碼器輸出硬判決(步驟1111)。否則重復步驟1103-1107。
圖13A的流程圖根據本發(fā)明的各個實施例示出了使用正反向方案計算校驗節(jié)點和比特節(jié)點之間的傳出消息的處理。對于具有dc個相鄰邊的校驗節(jié)點，執(zhí)行dc(dc-1)和許多g(.，.)函數的計算。然而，正反向方案將計算復雜度縮減到3(dc-2)，其中存儲dc-1個變量。
參照圖12B，從dc個相鄰比特節(jié)點到校驗節(jié)點k的傳個信息被表示成vn1→k，vn2→k，...，vndc→k。期望計算從校驗節(jié)點k回到dc個相鄰比特節(jié)點的傳出信息；這些傳出信息被表示成wk→n1，wk→n2，...，wk→ndc。
在計算這些傳出信息的正反向方案中，正向變量f1，f2，...，fdc被定義如下f1＝v1→kf2＝g(f1，v2→k)f3＝g(f2，v3→k)...
...
fdc＝g(fdc-1，vdc→k)在步驟1301，計算這些正向變量，并且在步驟1303存儲這些正向變量。
類似地，反向變量b1，b2，...，bdc被定義如下bdc＝vdc→kbdc-1＝g(bdc，vdc-1→k)b1＝g(b2，v1→k)在步驟1305，計算這些反向變量。此后象在步驟1307中那樣，根據存儲的正向變量和計算的反向變量計算傳出信息。傳出信息被計算如下wk→1＝b2wk→i＝g(fi-1，bi+1) i＝2，3，...，dc-1wk→dc＝fdc-1在這個方案中，只需要存儲正向變量f2，f3，...，fdc。當計算反向變量bi時，同時計算傳出信息wk→i，從而不必存儲反向變量。
如下面討論的，通過并行方案可以進一步增強計算負載。
圖13B的流程圖根據本發(fā)明的各個實施例示出了使用并行方案計算校驗節(jié)點和比特節(jié)點之間的傳出消息的處理。對于具有來自dc個相鄰比特節(jié)點的輸入vn1→k，vn2→k，...，vndc→k的校驗節(jié)點k，象在步驟1311中那樣計算以下參數γk=g(vn1→k,vn2→k,...,vndc→k)]]>
應當注意，g(.，.)函數也可以被表示成以下形式g(a,b)=ln1+ea+bea+eb]]>通過使用g(.，.)函數的回歸性質，得到以下表達式γk=ln1+eg(vn1→k,...,vni-1→k,vni+1→k,...,vndc→k)+vni→keg(vn1→k,...,vni-1→k,vni+1→k,...,vndc→k)+evni→k=ln1+ewk→ni+vni→kewk→ni+evni→k]]>因此，可以按照下面的方式對wk→ni求解wk→ni=lnevni→k+γk-1evni→k-γk-1-γk]]>使用表示函數ln|ex-1|的查找表LUTx可以獲得以上公式的ln(.)項(步驟1313)。不同于其它查找表LUTf或LUTg，表LUTx需要的表項的數量最好與量化等級的數量一樣多。一旦獲得γk，可以在步驟1315使用以上公式并行地針對所有ni計算wk→ni。
γk的計算延遲為log2(dc)會更加有利。
圖14A-14C的圖表示出了根據本發(fā)明的各個實施例產生的LDPC碼的模擬結果。尤其是，圖14A-14C示出了具有更高階調制和編碼率3/4(QPSK，1.485比特/符號)，2/3(8-PSK，1.980比特/符號)和5/6(8-PSK，2.474比特/符號)的LDPC碼的性能。
存在兩個通用方案以實現(xiàn)校驗節(jié)點和比特節(jié)點之間的互連(1)完全并行方案和(2)部分并行方案。在完全并行體系結構中，物理實現(xiàn)所有節(jié)點及其互連。這個體系結構的優(yōu)點是速度。
然而在實現(xiàn)所有節(jié)點及其連接時，完全并行體系結構會導致更大的復雜度。因此，對于完全并行體系結構，需要使用更小的分組長度以降低復雜度。在這種情況下，對于相同的時鐘頻率，會導致成比例的吞吐率降低，和FER-Es/No性能的某種退化。
實現(xiàn)LDPC碼的第二個方案是只物理實現(xiàn)全部節(jié)點的一個子集，并且只使用這些有限數量的″物理″節(jié)點來處理碼的所有″功能″節(jié)點。盡管可以使LDPC解碼器的操作非常簡單，并且能夠并行執(zhí)行，然而進一步的設計問題是如何在″隨機″分布的比特節(jié)點和校驗節(jié)點之間建立通信。根據本發(fā)明的一個實施例，解碼器305(圖3)通過以結構化方式訪問存儲器來解決這個問題，從而實現(xiàn)表面上隨機的碼。參照圖15A和15B說明這個方案。
圖15A和15B的圖例根據本發(fā)明的實施例分別示出了存儲器的上邊和下邊，所述存儲器被組織成支持結構化訪問，以實現(xiàn)LDPC編碼中的隨機性。通過聚焦于奇偶校驗矩陣的生成，可以實現(xiàn)結構化訪問而無需破壞真正隨機碼的性能。通常，可以通過校驗節(jié)點與比特節(jié)點的連接規(guī)定奇偶校驗矩陣。例如，比特節(jié)點可以被分成具有固定尺寸的組，出于圖解的目的，該尺寸為392。另外，假定連接到度數3的第一比特節(jié)點的校驗節(jié)點被編號為例如a，b和c，則連接到第二比特節(jié)點的校驗節(jié)點被編號為a+p，b+p和c+p，連接到第三比特節(jié)點的校驗節(jié)點被編號為a+2p，b+2p和c+2p等等；其中p＝(校驗節(jié)點的編號)/392。對于具有392個比特節(jié)點的下一個組，連接到第一比特節(jié)點的校驗節(jié)點不同于a，b，c，使得通過適用選擇p，所有校驗節(jié)點具有相同的度數。在自由常數(free constants)上執(zhí)行隨機搜索，使得所得到的LDPC碼沒有cycle-4和cycle-6。由于本發(fā)明的奇偶校驗矩陣的結構特征，可以存儲邊信息，以允許在解碼期間并行訪問一組相關邊值。
換言之，本發(fā)明的方案利于在校驗節(jié)點和比特節(jié)點處理期間進行存儲器訪問。雙向圖中邊的數值可以被存儲在例如隨機訪問存儲器(RAM)的存儲介質中。應當注意，對于校驗節(jié)點和比特節(jié)點處理期間的真正隨機LDPC碼，需要以隨機方式逐個訪問邊的數值。然而這種常規(guī)訪問方案對于高數據速率應用而言速度過慢。以這樣的方式組織圖15A和15B的RAM，其中可以在一個時鐘周期內獲取較大的相關邊的組；因此，根據預定方案或結構，這些數值在存儲器中被放置在″一起″?？梢园l(fā)現(xiàn)，實際上，即使具有真正隨機碼，對于一組校驗節(jié)點(和分別地，比特節(jié)點)而言，相關邊可以在RAM中放置在彼此之后，但是與一組比特節(jié)點(分別地，校驗節(jié)點)相鄰的相關邊會隨機散布在RAM中。因此，本發(fā)明所說的″一起″源于奇偶校驗矩陣本身的設計。也就是說，校驗矩陣設計保證一組比特節(jié)點和校驗節(jié)點的相關邊在RAM中同時放置在一起。
如圖15A和15B所示，每個框包含邊的數值，為多個比特(例如6個)。根據本發(fā)明的一個實施例，邊RAM被分成兩個部分上邊RAM1501(圖15A)和下邊RAM 1503(圖15B)。下邊RAM 1503包含例如度數2的比特節(jié)點和校驗節(jié)點之間的邊。上邊RAM 1503包含例如度數大于2的比特節(jié)點和校驗節(jié)點之間的邊。因此，對于每個校驗節(jié)點，2個相鄰邊被存儲在下邊RAM 1503中，其余邊被存儲在上邊RAM 1501中。例如，表14指定了各個編碼率下上邊RAM 1501和下邊RAM 1503的尺寸

表14根據表14，具有尺寸576×392的邊RAM足以存儲所有編碼率1/2，2/3，3/4和5/6的邊度量。
如上所述，在這個示例性情況下，一次選擇一組392個比特節(jié)點和392個校驗節(jié)點進行處理。對于392個校驗節(jié)點的處理，從上邊RAM1501訪問q＝dc-2個連續(xù)行，并且從下邊RAM 1503訪問2個連續(xù)行。dc的數值取決于具體的碼，例如針對上述的碼，對于比率1/2，dc＝7；對于比率2/3，dc＝10；對于比率3/4，dc＝16；對于比率5/6，dc＝22。當然，可以針對其它的碼采用其它的dc數值。在這種情況下，q+2為每個校驗節(jié)點的度數。
對于比特節(jié)點處理，如果392個比特節(jié)點的組具有度數2，其邊位于下邊RAM 1503的2個連續(xù)行中。如果比特節(jié)點具有度數d＞2，其邊位于上邊RAM 1501的d個行中。這d個行的地址可以被存儲在例如只讀存儲器(ROM)的非易失存儲器中。這些行中的一個內的邊對應于392個比特節(jié)點的第一邊，另一個行內的邊對應于392個比特節(jié)點的第二邊，等等。此外，對于每個行，屬于392個節(jié)點的組中的第一比特節(jié)點的邊的列索引也可以被存儲在ROM中。對應于第二，第三比特節(jié)點等等的邊以″回繞″方式跟隨在開始列索引之后。例如，如果行中第j個邊屬于第一比特節(jié)點，則第(j+1)個邊屬于第二比特節(jié)點，第(j+2)個邊屬于第三比特節(jié)點，...，而第(j-1)個邊屬于第392個比特節(jié)點。
通過圖15A和15B示出的組織，在LDPC編碼期間大大增強了存儲器訪問的速度。
圖16圖解了一種計算機系統(tǒng)，通過該計算機系統(tǒng)可以實現(xiàn)基于本發(fā)明的實施例。計算機系統(tǒng)1600包含總線1601或用于傳送信息的其它通信機構，和連接到總線1601以處理信息的處理器1603。計算機系統(tǒng)1600也包含例如隨機訪問存儲器(RAM)的主存儲器1605或其它動態(tài)存儲設備，其連接到總線1601以存儲信息和將由處理器1603執(zhí)行指令。主存儲器1605也可以被用來在處理器1603執(zhí)行的指令的執(zhí)行期間存儲臨時變量或其它中間信息。計算機系統(tǒng)1600還包含只讀存儲器(ROM)1607或其它靜態(tài)存儲設備，其連接到總線1601以存儲處理器1603的靜態(tài)信息和指令。例如磁盤或光盤的存儲設備1609還被連接到總線1601以存儲信息和指令。
計算機系統(tǒng)1600可以通過總線1601連接到顯示器1611，例如陰極射線管(CRT)，液晶顯示器，有效矩陣顯示器或等離子體顯示器以向計算機用戶顯示信息。輸入設備1613，例如包含字符和其它按鍵的鍵盤被連接到總線1601，以向處理器1603傳送信息和命令選擇。另一種用戶輸入設備是光標控制器1615，例如鼠標，軌跡球或光標方向鍵，用于向處理器1603傳送方向信息和命令選擇，并且用于控制光標在顯示器1611上的移動。
根據本發(fā)明的一個實施例，計算機系統(tǒng)1600響應處理器1603執(zhí)行主存儲器1605中包含的指令序列而提供LDPC碼的生成。可以從例如存儲設備1609的另一個計算機可讀介質將這種指令讀取到主存儲器1605中。主存儲器1605中包含的指令序列的執(zhí)行導致處理器1603執(zhí)行這里描述的處理步驟。多處理結構中的一或多個處理器也可以被用來執(zhí)行主存儲器1605中包含的指令。在可選實施例中，可以使用硬連線電路取代軟件指令或與之結合，以實現(xiàn)本發(fā)明的實施例。于是，本發(fā)明的實施例不局限于硬件電路和軟件的任何特定組合。
計算機系統(tǒng)1600還包含連接到總線1601的通信接口1617。通信接口1617提供連接到網絡鏈路1619的雙向數據通信，所述網絡鏈路1619連接到局域網1621。例如，通信接口1617可以是數字用戶線路(DSL)卡或調制解調器，綜合業(yè)務數字網絡(ISDN)卡，電纜調制解調器或電話調制解調器，用于提供針對相應類型的電話線的數據通信連接。作為另一個例子，通信接口1617可以是局域網(LAN)卡(例如EthemetTM或異步傳送模式(ATM)網絡的局域網(LAN)卡)，用于提供針對兼容LAN的數據通信連接。也可以實現(xiàn)無線鏈路。在任何這種實現(xiàn)中，通信接口1617發(fā)送和接收電氣，電磁或光學信號，這些信號傳遞表示各種信息的數字數據流。此外，通信接口1617可以包含外設接口設備，例如通用串行總線(USB)接口，PCMCIA(個人計算機存儲器卡國際協(xié)會)接口等等。
網絡鏈路1619通常通過一或多個網絡提供到其它數據設備的數據通信。例如，網絡鏈路1619可以提供通過局域網1621到主計算機1623的連接，主計算機1623具有到網絡1625(例如廣域網(WAN)或全球分組數據通信網絡，現(xiàn)在通常被稱作″因特網″)或到服務提供商操作的數據設備的連接。局域網1621和網絡1625使用電氣，電磁或光學信號傳送信息和指令。通過各個網絡傳送的信號，和通過通信接口1617在網絡鏈路1619上傳送的信號是傳遞信息和指令的載波的示例性形式，其中通信接口1617與計算機系統(tǒng)1600之間傳送數字數據。
計算機系統(tǒng)1600可以通過網絡，網絡鏈路1619和通信接口1617發(fā)送信息和接收包含程序代碼的數據。在因特網例子中，服務器(未示出)可以通過網絡1625，局域網1621和通信接口1617發(fā)送所請求的代碼，所述的代碼屬于用來實現(xiàn)本發(fā)明的實施例的應用程序。處理器1603可以執(zhí)行發(fā)送的代碼(同時被接收)，并且/或者在存儲設備169或其它非易失存儲器中存儲此代碼，以便以后執(zhí)行。通過這種方式，計算機系統(tǒng)1600可以獲得載波形式的應用代碼。
這里使用的術語″計算機可讀介質″是指參與向處理器1603提供指令以便執(zhí)行的任何介質。這種介質可以采用許多形式，包含但不局限于非易失介質，易失介質和傳輸介質。非易失介質包含例如光盤或磁盤，例如存儲設備1609。易失介質包含動態(tài)存儲器，例如主存儲器1605。傳輸介質包含同軸電纜，銅線和光纖，包含有包括總線1601的導線。傳輸介質也可以具有聲波，光波或電磁波，例如在射頻(RF)和紅外(IR)數據通信期間產生的波的形式。計算機可讀介質的常見形式包含例如軟盤，柔性盤(flexible disk)，硬盤，磁帶，任何其他磁介質，CD-ROM，CDRW，DVD，任何其他光學介質，打孔卡，紙帶，光學標記卡片，任何其他具有孔圖案或其它光學可識別標記的物理介質，RAM，PROM和EPROM，快擦寫EPROM，任何其他存儲器芯片或盒，載波，或任何其他計算機可以讀取的介質。
各種形式的計算機可讀介質可以用來向處理器提供指令以便執(zhí)行。例如，最初可以在遠程計算機的磁盤上攜帶用于執(zhí)行至少部分本發(fā)明的指令。在這種情況下，遠程計算機將指令加載到主存儲器中，使用調制解調器并通過電話線發(fā)送指令。本地計算機系統(tǒng)的調制解調器接收電話線上的數據，使用紅外發(fā)送器將數據轉換成紅外信號，并且將紅外信號發(fā)送到便攜計算設備，例如個人數字助理(PDA)和膝上型電腦。便攜計算設備上的紅外探測器接收紅外信號傳遞的信息和指令，并且將數據放在總線上。總線將數據傳送到主存儲器，而處理器從主存儲器檢索和執(zhí)行指令?？蛇x地，在被處理器執(zhí)行之前或之后，主存儲器接收的指令可以被存儲在存儲設備上。
因此，本發(fā)明的各個實施例提供了用于信號群集的比特標記的方案。通過將輸入信息轉換成由多個比特集合表示的碼字，例如低密度奇偶校驗(LDPC)編碼器的編碼器產生編碼信號。這些比特被非順序地(例如，交織)映射到較高階的群集(正交相移鍵控(QPSK)，8-PSK，16-APSK(幅度相移鍵控)，32-APSK等等)。有利的是，以上方案提供了編碼的增強性能。
雖然已經結合若干實施例和實現(xiàn)描述了本發(fā)明，然而本發(fā)明不限于，但是覆蓋了在所附權利要求書的范圍內的各種明顯的修改和等價方案。
權利要求
1.一種用于發(fā)送編碼信號的方法，該方法包括從編碼器(203)接收碼字的多個比特集合中的一個，以便將輸入信息轉換成碼字；非順序地將所述一個比特集合映射到更高階群集；和根據映射輸出更高階群集中對應于所述一個比特集合的符號。
2.如權利要求1所述的方法，還包括以逐列方式向分組交織器寫入N個編碼比特；和以逐行方式讀出編碼比特，其中當更高階調制為8-PSK(相移鍵控)時，分組交織器具有N/3個行和3個列，當更高階調制為16-APSK(幅度相移鍵控)時，分組交織器具有N/4個行和4個列，當更高階調制為32-APSK時，分組交織器具有N/5個行和5個列。
3.如權利要求1所述的方法，其中編碼器(203)在接收步驟中根據低密度奇偶校驗(LDPC)碼產生碼字。
4.如權利要求3所述的方法，其中通過將奇偶校驗矩陣的三角部分限制為零值，LDPC碼的奇偶校驗矩陣被結構化。
5.如權利要求3所述的方法，其中更高階群集表示正交相移鍵控(QPSK)調制方案，該方法還包括根據第2i個和第(2i+1)個LDPC編碼比特的集合確定第i個QPSK符號，其中i＝0，1，2，...，N/2-1， N是編碼LDPC分組長度。
6.如權利要求3所述的方法，其中更高階群集表示8-PSK調制方案，該方法還包括根據第(N/3+i)個，第(2N/3+i)個和第i個LDPC編碼比特的集合確定第i個8-PSK符號，其中i＝0，1，2，...，N/3-1，N是編碼LDPC分組長度。
7.如權利要求3所述的方法，其中更高階群集表示16-APSK(幅度相移鍵控)調制方案，該方法還包括根據第(N/2+2i)個，第2i個，第(N/2+2i+1)個和第(2i+1)個LDPC編碼比特的集合確定第i個16-APSK符號，其中i＝0，1，2，...，N/3-1，N是編碼LDPC分組長度。
8.如權利要求3所述的方法，其中更高階群集表示32-APSK(幅度相移鍵控)調制方案，該方法還包括根據第(N/5+i)個，第(2N/5+i)個，第(4N/5+i)個，第(3N/5+i)個和第i個LIPC編碼比特的集合確定第i個32-APSK符號，其中i＝0，1，2，...，N/5-1， N是編碼LDPC分組長度。
9.一種攜帶用于發(fā)送編碼信號的指令的計算機可讀介質，所述指令被配置成當執(zhí)行時使得一或多個處理器執(zhí)行如權利要求1所述的方法。
10.一種用于產生編碼信號的發(fā)送器，該發(fā)送器包括編碼器(203)，被構造成將輸入信息轉換成由多個比特集合表示的碼字；和被構造成將一個比特集合非順序地映射到更高階群集的邏輯，其中根據映射輸出更高階群集中對應于所述一個比特集合的符號。
11.如權利要求10所述的發(fā)送器，其中N個編碼比特被逐列寫入分組交織器，并且被逐行讀出，當更高階調制為8-PSK(相移鍵控)時，分組交織器具有N/3個行和3個列，當更高階調制為16-APSK(幅度相移鍵控)時，分組交織器具有N/4個行和4個列，當更高階調制為32-APSK時，分組交織器具有N/5個行和5個列。
12.如權利要求11所述的發(fā)送器，其中編碼器(203)根據低密度奇偶校驗(LDPC)碼產生碼字。
13.如權利要求12所述的發(fā)送器，其中通過將奇偶校驗矩陣的三角部分限制為零值，LDPC碼的奇偶校驗矩陣被結構化。
14.如權利要求12所述的發(fā)送器，其中更高階群集表示正交相移鍵控(QPSK)調制方案，所述邏輯還被構造成根據第2i個和第(2i+1)個LDPC編碼比特的集合確定第i個QPSK符號，其中i＝0，1，2，...，N/2-1，N是編碼LDPC分組長度。
15.如權利要求12所述的發(fā)送器，其中更高階群集表示8-PSK調制方案，所述邏輯還被構造成根據第(N/3+i)個，第(2N/3+i)個和第i個LDPC編碼比特的集合確定第i個8-PSK符號，其中i＝0，1，2，...，N/3-1，N是編碼LDPC分組長度。
16.如權利要求12所述的發(fā)送器，其中更高階群集表示16-APSK(幅度相移鍵控)調制方案，所述邏輯還被構造成根據第(N/2+2i)個，第2i個，第(N/2+2i+1)個和第(2i+1)個LDPC編碼比特的比特集合確定第i個16-APSK符號，其中i＝0，1，2，...，N/3-1，N是編碼LDPC分組長度。
17.如權利要求12所述的發(fā)送器，其中更高階群集表示32-APSK(幅度相移鍵控)調制方案，所述邏輯還被構造成根據第(N/5+i)個，第(2N/5+i)個，第(4N/5+i)個，第(3N/5+i)個和第i個LDPC編碼比特的比特集合確定第i個32-APSK符號，其中i＝0，1，2，...，N/5-1，N是編碼LDPC分組長度。
18.一種用于處理編碼信號的方法，該方法包括對所接收的表示碼字的編碼信號進行解調，其中根據對應于碼字的多個比特的非順序映射來調制該編碼信號；和對與編碼信號相關的碼字進行解碼。
19.如權利要求18所述的方法，其中N個編碼比特被逐列寫入分組交織器，并且被逐行讀出，當更高階調制為8-PSK(相移鍵控)時，分組交織器具有N/3個行和3個列，當更高階調制為16-APSK(幅度相移鍵控)時，分組交織器具有N/4個行和4個列，當更高階調制為32-APSK時，分組交織器具有N/5個行和5個列。
20.如權利要求19所述的方法，其中解碼步驟基于低密度奇偶校驗(LDPC)碼。
21.如權利要求20所述的方法，其中通過將奇偶校驗矩陣的三角部分限制為零值，LDPC碼的奇偶校驗矩陣被結構化。
22.如權利要求20所述的方法，其中更高階群集表示正交相移鍵控(QPSK)調制方案，并且根據第2i個和第(2i+1)個LDPC編碼比特的集合確定第i個QPSK符號，其中i＝0，1，2，...，N/2-1，N是編碼LDPC分組長度。
23.如權利要求20所述的方法，其中更高階群集表示8-PSK調制方案，根據第(N/3+i)個，第(2N/3+i)個和第i個LDPC編碼比特的集合確定第i個8-PSK符號，其中i＝0，1，2，...，N/3-1，N是編碼LDPC分組長度。
24.如權利要求20所述的方法，其中更高階群集表示16-APSK(幅度相移鍵控)調制方案，根據第(N/2+2i)個，第2i個，第(N/2+2i+1)個和第(2i+1)個LDPC編碼比特的比特集合確定第i個16-APSK符號，其中i＝0，1，2，...，N/3-1，N是編碼LDPC分組長度。
25.如權利要求20所述的方法，其中更高階群集表示32-APSK(幅度相移鍵控)調制方案，根據第(N/5+i)個，第(2N/5+i)個，第(4N/5+i)個，第(3N/5+i)個和第i個LDPC編碼比特的比特集合確定第i個32-APSK符號，其中i＝0，1，2，...，N/5-1，N是編碼LDPC分組長度。
26.一種攜帶用于處理編碼信號的指令的計算機可讀介質，所述指令被配置成當執(zhí)行時使得一或多個處理器執(zhí)行如權利要求18所述的方法。
全文摘要
提供了用于信號群集的比特標記的方案。根據一個實施例，發(fā)送器(200)使用低密度奇偶校驗(LDPC)碼的結構化奇偶校驗矩陣產生編碼信號。發(fā)送器(200)包含編碼器(203)，其被構造成將輸入信息轉換成由多個比特集合表示的碼字。發(fā)送器(200)包含用于將一個比特集合非順序地(例如，交織)映射到較高階的群集(正交相移鍵控(QPSK)，8－PSK，16－APSK(幅度相移鍵控)，32－APSK等等)的邏輯，其中根據映射輸出更高階群集中對應于所述一個比特集合的符號。
文檔編號H04H40/90GK1593012SQ03800852
公開日2005年3月9日 申請日期2003年7月3日 優(yōu)先權日2002年7月3日
發(fā)明者姆斯塔法·伊羅茲, 孫鳳文, 李琳南 申請人:休斯電子公司