[发明专利]利用二元删除替代信道在AWGN信道条件下将比特交织器适配于LDPC码和调制的方法和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本发明要求分别在2008年10月3日和2008年10月21日提交的美国临时专利申请61/102517和61/196889的优先权，上述两个申请在此一起并入作为参考。

技术领域

本发明总体上涉及用于平行非均匀信道的(parallel non-uniform channels)的代码相关比特交织器(code-dependent bit interleaver)。具体而言，涉及一种利用一组替代二元删除信道(BEC)的代码匹配交织(code matched interleaving)。

背景技术

有线、卫星和地面网络是将数字广播服务发送至终端消费者的三种主要介质。与卫星和地面传输不同，有线信道不具有很大的时间和频率选择性。因此，在有线网络中采用高效频谱(spectrally efficient)调制(即256-QAM和1024-QAM)以满足带宽消耗型服务(例如HDTV和VoD)的容量要求，并增强数字视频广播的穿透性。近来，因为设计灵活、解码便利并且在各种信道类型上具有普遍优秀的纠错性能，在DVB-S2和DVB-T2标准中引入了低密度奇偶校验(LDPC)码。

出于实施方便性和元件互操作性方面的考虑，DVB-S2中规定的LDPC编码还被极力推荐再次用于下一代的DVB-C系统。尽管如此，众所周知在二元制调制(binary modulation)中优化的LDPC码集对于高阶调制并不一定有效，这是因为调制引起的不等差错保护(unequal error protection)造成的。对用于无穷码长的多级编码(MLC)的渐进性能(asymptotic performance)进行了研究，并发现当采用多级解码(MSD)时是最佳的逼近容量(capacity approaching)策略。但是，MSD策略要求将决策从较低解码级传递至较高解码级，这将导致较大解码延迟，从而可能无法被高速应用所接受。

通信领域普通技术人员可以理解，交织是用于重排一个序列的顺序以满足不同目的的过程。对于在时域和频域经受选择性衰落的信道，比特和/或符号交织与信道编码一起使用以分配误差群(error burst)。另外，比特交织还被级联码(特别是Turbo码)所采用以对于第二成员编码器(constituent encoder)加扰信息比特，从而能够产生长随机码。

作为LDPC的结果，产生一种框架(例如密度进化、差分进化和外信息转移(EXIT)图)以设计和分析码表(code ensemble)的度分布(degree profile)。在用于解码收敛性的门限SNR方面，在这些框架之后构建的代码可以逼近Shannon极限，假设块长度为无限，代码结构随机并且解码迭代数不受约束。但是，从实际实施的角度而言，随机结构通常导致过高的(prohibitive)编码/解码复杂性和存储器要求。由于此原因，能够在功率效率(power efficiency)与实施简单性之间取得良好折衷的结构化LDPC码对于系统设计师是很有吸引力的选择。例如，ETSI用于卫星信道的第二代数字视频广播标准(DVB-S2)、IEEE802.11n和IEEE802.11e标准采用的差错控制码都属于结构化LDPC码范畴。

另一方面，最初为卫星通信中的前向差错控制设计的DVB-S2 LDPC码集合(code family)被DVB-T2(用于地面信道的第二代DVB标准)重新采用，并且也为DVB-C2(用于有线信道的第二代DVB标准)所强烈推荐。除了出于系统兼容性的考虑之外，重新使用DVB-S2码的主要原因在于其在各种信道条件下的普遍优越性能。但是，为了满足有线运营商的更高频谱效率和灵活产出的要求，在DVB-C2中重新使用DVB-S2码的技术上的挑战在于给定代码向非常高阶星座(从256-QAM至4096-QAM)的映射。

发明内容

本发明提出利用替代信道法(surrogate channel approach)来简化代码相关比特交织器的设计。

为了在功率效率与频谱效率之间获得良好折衷并且保持CODEC的简单结构，本发明提出分别在信道编码器/解码器与调制器/解调制器之间插入比特交织器/解交织器。

另外，考虑到用于高阶调制(例如256-QAM)的非正则LDPC码和星座映射器(调制器)，可以利用比特交织器将代码的不等纠错(unequal error correction)与二元标记(binary labeling)方案固有的非对称逐比特(bitwise)欧几里得距离间距相匹配。