專利名稱：用于電力線通信的糾錯編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于電力線通信的糾錯編碼方法。
背景技術(shù)：
電力線通信是指以電力線作為載體進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ偶夹g(shù)。電力線通信系統(tǒng)能夠為電力公司的自動抄表、配用電自動化、負(fù)荷控制、需求側(cè)管理等提供傳輸通道，也能夠用于智能家庭內(nèi)部，實現(xiàn)對各種智能家電的遠(yuǎn)程控制。由于電力線信道中存在突發(fā)噪聲、有色背景噪聲等多種噪聲以及來自其他用電設(shè)備的干擾，對需要傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行差錯控制編碼是十分必要的。LDPC(Low Density Parity Check，低密度奇偶校驗)碼，是由 Robert G. Gallager 于1962年提出的一類基于稀疏校驗矩陣的特殊線性分組碼。它通常由校驗矩陣H進(jìn)行描述，校驗矩陣H的零空間即LDPC碼的碼字空間，其主要特點是校驗矩陣具有稀疏性。LDPC 碼不僅有逼近香農(nóng)限的良好性能，而且譯碼復(fù)雜度較低，結(jié)構(gòu)靈活，是近年來信道編碼領(lǐng)域的研究熱點，目前已廣泛應(yīng)用于深空通信、光纖通信、地面及衛(wèi)星數(shù)字多媒體廣播等領(lǐng)域。 LDPC碼成為第四代無線移動通信系統(tǒng)和新一代數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)信道編碼方案的強有力競爭者，而基于LDPC碼的信道編碼方案已經(jīng)被多個通信與廣播標(biāo)準(zhǔn)所采納，如 DVB-T2 (第二代歐洲數(shù)字電視地面廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn))、DVB-S2 (第二代歐洲數(shù)字電視衛(wèi)星傳輸標(biāo)準(zhǔn))以及DTMB(中國數(shù)字電視地面廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn))等。LDPC (N, K)碼具有(N_K) XN維的H矩陣，其中，N為碼字長度(簡稱碼長)，K為信息位長度，對應(yīng)碼率為K/N。QC (Quasi-Cyclic，準(zhǔn)循環(huán))-LDPC碼是LDPC碼的一個重要子類，它的校驗矩陣和生成矩陣均具有準(zhǔn)循環(huán)形式。利用校驗矩陣的準(zhǔn)循環(huán)結(jié)構(gòu)，QC-LDPC碼可以通過比較簡單的電路結(jié)構(gòu)設(shè)計編碼器，可以采用半并行結(jié)構(gòu)設(shè)計譯碼器，大大降低編譯碼的硬件實現(xiàn)復(fù)雜度。同時，QC-LDPC碼也能夠提供優(yōu)異的糾錯性能。因此，QC-LDPC碼被廣泛應(yīng)用，DTMB 標(biāo)準(zhǔn)的信道編碼方案已經(jīng)采用三碼率的QC-LDPC碼。兼容多種碼率(簡稱多碼率)的信道編碼方案在數(shù)字廣播、移動通信等實際系統(tǒng)中具有很強的應(yīng)用價值。如DTMB標(biāo)準(zhǔn)即采用了 3種碼率的非規(guī)則QC-LDPC碼作為信道編碼方案。該方案3種碼率下的碼長N相同，信息位長度K選取不同的值從而得到不同的碼率，同時校驗位長度N-K也不同，S卩，3種碼率下的H矩陣的列數(shù)相同，但行數(shù)不同，這樣使得各個H矩陣存在較大差異。由于各個碼率的H矩陣相對獨立，其差別較大，在硬件實現(xiàn)多碼率合一的譯碼器時，往往難以進(jìn)行有效的整體優(yōu)化，使得硬件實現(xiàn)復(fù)雜度較高。兼容多種碼長(簡稱多碼長)的信道編碼方案來源于傳輸系統(tǒng)支持多種業(yè)務(wù)模式的需求。CCSDS (The Consultative Committee for Space Data Systems，空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會)用于深空通信的LDPC碼、DVB-T2的LDPC碼以及LTE的Turbo碼，都采用不同碼長的信道編碼方案。傳統(tǒng)的多碼長編碼方案，不同碼長的LDPC碼的H矩陣往往是相對獨立的，差別較大，在硬件實現(xiàn)多碼長合一的譯碼器時，往往難以進(jìn)行有效的整體優(yōu)化，使得硬件實現(xiàn)復(fù)雜度較高。目前，在電力線通信領(lǐng)域，尚沒有一種可以適應(yīng)多種業(yè)務(wù)模式和多種信道條件的糾錯編碼方法。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何提供一種用于電力線通信的糾錯編碼方法。該糾錯編碼方法能夠適應(yīng)多種業(yè)務(wù)模式和多種信道條件。(二)技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于電力線通信的糾錯編碼方法，其包括步驟SlOO 將需要通過電力線傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)字信息進(jìn)行分組，對每組二進(jìn)制數(shù)字信息分別進(jìn)行LDPC編碼，得到對應(yīng)所述每組二進(jìn)制數(shù)字信息的碼字；S200:將所述碼字進(jìn)行分組，對每組碼字分別進(jìn)行映射，得到對應(yīng)所述每組碼字的數(shù)字信號；S300 對所述數(shù)字信號進(jìn)行調(diào)制，得到幀信號的數(shù)據(jù)部分；S400 為所述數(shù)據(jù)部分添加前導(dǎo)序列和幀控制信息，得到完整的幀信號；S500:對所述完整的幀信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換后送入電力線信道傳輸，在接收端，按預(yù)定的校驗矩陣對所述完整的幀信號進(jìn)行解碼。優(yōu)選地，在所述步驟SlOO中，按照固定的比特個數(shù)對所述二進(jìn)制數(shù)字信息進(jìn)行分組，所述固定的比特個數(shù)為1 或者256或者512。優(yōu)選地，在所述步驟SlOO中，當(dāng)所述固定的比特個數(shù)為128時，通過將每組二進(jìn)制數(shù)字信息中的1 個比特乘以LDPC (512，128)對應(yīng)的生成矩陣Gqe2進(jìn)行LDPC編碼，得到碼長為512比特的碼字Cqc;2。優(yōu)選地，在所述步驟SlOO中，當(dāng)所述固定的比特個數(shù)為256時，通過將每組二進(jìn)制數(shù)字信息中的256個比特乘以LDPC(1024，256)對應(yīng)的生成矩陣Gqel進(jìn)行LDPC編碼， 得到碼長為IOM比特的碼字Cva ；或者，通過將每組二進(jìn)制數(shù)字信息中的256個比特乘以 LDPC (512，256)對應(yīng)的生成矩陣Gqe4進(jìn)行LDPC編碼，得到碼長為512比特的碼字C-。優(yōu)選地，在所述步驟SlOO中，當(dāng)所述固定的比特個數(shù)為512時，通過將每組二進(jìn)制數(shù)字信息中的512個比特乘以LDPC(1024，512)對應(yīng)的生成矩陣Gqe3進(jìn)行LDPC編碼，得到碼長為IOM比特的碼字(_。優(yōu)選地，，在所述步驟S200中，按照每η個碼字一組的方式將所述碼字進(jìn)行分組， 并且1彡η彡5。優(yōu)選地，在所述步驟S500中，所述預(yù)定的校驗矩陣為對應(yīng)LDPC (1024，256)的校驗矩陣Htiel或者對應(yīng)LDPC (512，128)的校驗矩陣Hqe2或者對應(yīng)LDPC (1024，51 的校驗矩陣 Hqc3或者對應(yīng)LDPC (512，256)的校驗矩陣Η_。優(yōu)選地，所述校驗矩陣Hvl和Htie2均由循環(huán)置換矩陣構(gòu)成，并且所述校驗矩陣Hva 和扎。2的結(jié)構(gòu)形式如下式(1)
權(quán)利要求
1.一種用于電力線通信的糾錯編碼方法，其特征在于，包括步驟SlOO 將需要通過電力線傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)字信息進(jìn)行分組，對每組二進(jìn)制數(shù)字信息分別進(jìn)行LDPC編碼，得到對應(yīng)所述每組二進(jìn)制數(shù)字信息的碼字；S200 將所述碼字進(jìn)行分組，對每組碼字分別進(jìn)行映射，得到對應(yīng)所述每組碼字的數(shù)字信號；S300 對所述數(shù)字信號進(jìn)行調(diào)制，得到幀信號的數(shù)據(jù)部分；S400 為所述數(shù)據(jù)部分添加前導(dǎo)序列和幀控制信息，得到完整的幀信號；S500:對所述完整的幀信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換后送入電力線信道傳輸，在接收端，按預(yù)定的校驗矩陣對所述完整的幀信號進(jìn)行解碼。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟SlOO中，按照固定的比特個數(shù)對所述二進(jìn)制數(shù)字信息進(jìn)行分組，所述固定的比特個數(shù)為1 或者256或者512。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步驟SlOO中，當(dāng)所述固定的比特個數(shù)為128時，通過將每組二進(jìn)制數(shù)字信息中的1 個比特乘以LDPC(512，128)對應(yīng)的生成矩陣、。2進(jìn)行LDPC編碼，得到碼長為512比特的碼字Cq。2。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步驟SlOO中，當(dāng)所述固定的比特個數(shù)為256時，通過將每組二進(jìn)制數(shù)字信息中的256個比特乘以LDPC (1024，256)對應(yīng)的生成矩陣Gva進(jìn)行LDPC編碼，得到碼長為IOM比特的碼字Ctiel ；或者，通過將每組二進(jìn)制數(shù)字信息中的256個比特乘以LDPC(512，256)對應(yīng)的生成矩陣Gqe4進(jìn)行LDPC編碼，得到碼長為512 比特的碼字Cq。4。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步驟SlOO中，當(dāng)所述固定的比特個數(shù)為512時，通過將每組二進(jìn)制數(shù)字信息中的512個比特乘以LDPC(1024，512)對應(yīng)的生成矩陣Gtie3進(jìn)行LDPC編碼，得到碼長為IOM比特的碼字(_。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟S200中，按照每η個碼字一組的方式將所述碼字進(jìn)行分組，并且1 < η < 5。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟S500中，所述預(yù)定的校驗矩陣為對應(yīng)LDPC (1024，256)的校驗矩陣Hqel或者對應(yīng)LDPC (512，128)的校驗矩陣Hqe2或者對應(yīng) LDPC (1024, 512)的校驗矩陣Hqe3或者對應(yīng)LDPC (512，256)的校驗矩陣Hqc4。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述校驗矩陣Hva和Η,。2均由循環(huán)置換矩陣構(gòu)成，并且所述校驗矩陣Hva和&。2的結(jié)構(gòu)形式如下式⑴Bq,QBο,Ι . · ·^0,p-1Β\βBU …Bhp-l····β:..Uij..^r-ι,ο^r-i,ι · · ·^γ-ι,ρ-ι(I)其中，Y = 24，P = 32,0 ( i ( Y-1,0 ( j ( P-1，Bm是一個q階循環(huán)矩陣，對于校驗矩陣Hqcl, q = 32 ；對于校驗矩陣Hqc2, q = 16。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述校檢矩陣Η,。3和Η,。4均由循環(huán)置換矩陣構(gòu)成，并且所述校驗矩陣&。3和&。4的結(jié)構(gòu)形式如下式⑵其中，Y = 16，P = 32,0 ( i ( Y-1,0 ( j ( P-Ι,Β"是一個q階循環(huán)矩陣，對于校檢矩陣Hqc3, q = 32 ；對于校檢矩陣Hqc4, q = 16。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述校驗矩陣Hv^nHvi2的基矩陣相同；所述校驗矩陣&。3和&。4的基矩陣相同。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于電力線通信的糾錯編碼方法，涉及數(shù)字通信領(lǐng)域。該方法包括步驟將需要通過電力線傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)字信息進(jìn)行分組，對每組二進(jìn)制數(shù)字信息分別進(jìn)行LDPC編碼，得到對應(yīng)所述每組二進(jìn)制數(shù)字信息的碼字；將所述碼字進(jìn)行分組，對每組碼字分別進(jìn)行映射，得到對應(yīng)所述每組碼字的數(shù)字信號；對所述數(shù)字信號進(jìn)行正交頻分復(fù)用調(diào)制，得到幀信號的數(shù)據(jù)部分；為所述數(shù)據(jù)部分添加前導(dǎo)序列和幀控制信息，得到完整的幀信號；對完整的幀信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換后送入電力線信道傳輸，在接收端，按預(yù)定的校驗矩陣對所述完整的幀信號進(jìn)行解碼。該糾錯編碼方法，能夠適應(yīng)多種業(yè)務(wù)模式和多種信道條件，具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號H04L1/00GK102255693SQ201110201118
公開日2011年11月23日 申請日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者劉建明, 宋健, 張奇, 楊昉, 王一蓉, 耿亮, 袁洲, 趙丙鎮(zhèn) 申請人:國網(wǎng)信息通信有限公司, 清華大學(xué)