本發(fā)明涉及計算機領(lǐng)域,特別涉及一種生成用于在信道中傳輸?shù)牡兔芏绕媾夹r灤a的方法及設備。
背景技術(shù):
目前WLAN(中文:無線局域網(wǎng);英文:Wireless Local Area Networks)標準(IEEE 802.11n/ac/ad)的可選信道編碼方案為:發(fā)送端利用LDPC(中文:低密度校驗;英文:Low-density parity-check)碼校驗矩陣對待編碼的碼字進行LDPC編碼,得到編碼后的碼字,然后通過信道傳輸編碼后的碼字。
以IEEE802.11ad標準為例,在IEEE802.11ad標準中所采用的4個LDPC碼校驗基矩陣均為準循環(huán)LDPC碼(QC-LDPC)校驗基矩陣,且每個元素表示一個z=42(z稱為擴展因子)階方陣,碼率分別為尺寸為m×16,其中,m為大于等于1的整數(shù),因此,IEEE802.11ad標準中所采用的4個LDPC碼校驗基矩陣的擴展因子為42,對應的碼長為672(672=16×42)。
請參考圖1,圖1為IEEE802.11ad標準中碼率的LDPC碼校驗基矩陣,尺寸為8×16,其中,0代表z×z的全零方陣,Pi表示循環(huán)置換矩陣,i(0≤i≤z-1)表示循環(huán)移位值。
802.11ad標準中定義了4條信道,分別與4種不同碼率的LDPC碼校驗基矩陣對應,在4條信道中傳輸?shù)木幋a后的碼字的碼長均為672。在下一代演進標準802.11ay中,為了提升吞吐率將采用CB(中文:信道綁定;英文:Channel Bonding)技術(shù),即將多條的信道綁定在一起,以便為用戶提供更高的峰值帶寬。為適應在下一代演進標準802.11ay中引入的CB技術(shù),需要在綁定后的信 道中傳輸碼長比672更長的碼字,為此,需要生成碼長比672更長的碼字。
為此,目前有兩種解決方案。第一種解決方案采用的主要思想為二次擴展(Second Lifting):對IEEE802.11ad標準中對應的碼長為672的LDPC碼校驗基矩陣進行二次擴展,將其擴展成對應的碼長為1344或者2016的LDPC碼校驗矩陣,然后利用對應的碼長為1344或者2016的LDPC碼校驗矩陣對待編碼的碼字進行LDPC編碼,生成碼長為1344或者2016的碼字。
以生成碼長為1344且碼率為的碼字為例。首先,構(gòu)造一個8×16(與IEEE802.11ad標準中碼率的LDPC碼校驗基矩陣的尺寸相同)的二次擴展矩陣Hs,如圖2所示。在原基矩陣不為-1的元素位置設置移位值(0或1),其余位置值為-1;然后,利用二次擴展矩陣Hs進行兩次擴展,得到一個16×32的新的LDPC碼校驗矩陣H2,如圖3所示,然后利用H2對待編碼的碼字進行LDPC編碼,生成碼長為1344的碼字。但是,該解決方案的缺陷是:進行LDPC碼校驗矩陣的構(gòu)造時,需要進行兩次擴展,因此,需要額外的存儲空間來存放臨時產(chǎn)生的二次擴展矩陣等中間變量。
第二種解決方案采用的主要思想為改變擴展因子:在IEEE802.11ad標準中對應的碼長為672的LDPC碼校驗基矩陣的基礎上,不改變該LDPC碼校驗基矩陣的尺寸及元素個數(shù),僅改變擴展因子z的大小,即可得到對應的碼長為1344或2016的LDPC碼校驗矩陣,然后利用對應的碼長為1344或者2016的LDPC碼校驗矩陣對待編碼的碼字進行LDPC編碼,生成碼長為1344或者2016的碼字。以生成碼長為1344的碼字為例,將擴展因子z=42變?yōu)閦=84即可得到對應的碼長為1344的LDPC碼校驗矩陣,然后利用對應的碼長為1344的LDPC碼校驗矩陣對待編碼的碼字進行LDPC編碼,生成碼長為1344的碼字。但是,該方案的缺陷是:對碼字的碼長的要求有限制,要求碼字的碼長必須是16的整數(shù)倍,不能生成碼長為任意長度的碼字,靈活性較差。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明實施例提供一種生成用于在信道中傳輸?shù)牡兔芏绕媾夹r灤a的方法及設備,采用本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案能夠獲得更好的譯碼性能,且能夠滿足生成不同碼長的碼字的需求。
本發(fā)明實施例第一方面提供了一種生成用于在信道中傳輸?shù)牡兔芏绕媾夹r濴DPC碼的方法,所述方法包括:
發(fā)送端對LDPC碼校驗基矩陣進行擴展處理,得到用于編碼的LDPC碼校驗矩陣;
所述發(fā)送端利用所述用于編碼的LDPC碼校驗矩陣對待編碼的碼字進行LDPC編碼,得到編碼后的碼字;
所述發(fā)送端對所述編碼后的碼字進行縮短處理,生成所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼,,所述編碼后的碼字的碼長大于所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼的碼長。
發(fā)送端首先對LDPC碼校驗基矩陣進行擴展處理,使得用于編碼的LDPC碼校驗矩陣對應的碼長盡量長,相當于使得用于譯碼的LDPC碼校驗矩陣對應的碼長盡量長,所以采用本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案能夠獲得更好的譯碼性能。此外,因為用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼是通過對編碼后的碼字進行縮短處理的結(jié)果,所以用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼的碼長可以是任意值,本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案靈活性更好,能夠滿足生成不同碼長的碼字的需求。
結(jié)合第一方面,在第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式中,所述發(fā)送端對所述編碼后的碼字進行縮短處理,生成所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼,包括:
所述發(fā)送端確定所述編碼后的碼字的各個信息比特位的置信度從小到大的第一排序;
所述發(fā)送端將所述第一排序中前q個信息比特位確定為q個縮短位置,q為所述編碼后的碼字的碼長與所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼的碼長的差值;
所述發(fā)送端將所述編碼后的碼字中與所述q個縮短位置對應的信息比特位確定為需要縮短的信息比特位;
所述發(fā)送端對所述需要縮短的信息比特位進行縮短處理,生成所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼。
信息比特位的置信度越小,表明該信息比特位越容易受到噪聲的影響,因此,需要將置信度較小的信息比特位所在的位置確定為縮短位置。進一步提高了譯碼性能。
結(jié)合第一方面,在第一方面的第二種可能的實現(xiàn)方式中,若所述編碼后的碼字中由所述LDPC碼校驗基矩陣中的同一列擴展所得,則得到的z個信息比特位具有相同的置信度,z為所述擴展處理中使用的擴展因子,所述發(fā)送端對所述編碼后的碼字進行縮短處理,生成所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼,包括:
所述發(fā)送端確定所述LDPC碼校驗基矩陣的各個信息比特位的置信度從小到大的第二排序;
所述發(fā)送端將所述第二排序中前q0個信息比特位確定為q0個預縮短位置,其中,
所述發(fā)送端根據(jù)q滿足q=z(q0-1)+n,且n為大于0的整數(shù),或者q滿足q=zq0,從所述編碼后的碼字的各個信息比特位中確定q個縮短位置,q為所述編碼后的碼字的碼長與所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼的碼長的差值;
所述發(fā)送端將所述編碼后的碼字中與所述q個縮短位置對應的信息比特位確定為需要縮短的信息比特位;
所述發(fā)送端對所述需要縮短的信息比特位進行縮短處理,生成所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼。
在編碼后的碼字中由所述LDPC碼校驗基矩陣中的同一列擴展所得,則得到的z個信息比特位具有相同的置信度的前提下,可以根據(jù)擴展處理中使用的 LDPC碼校驗基矩陣的各個信息比特位的置信度,確定縮短位置。提供了一種更為簡便的確定縮短位置的方法。
結(jié)合第一方面的第二種可能的實現(xiàn)方式,在第一方面的第三種可能的實現(xiàn)方式中,所述發(fā)送端根據(jù)q滿足q=z(q0-1)+n,且n為大于0的整數(shù),從所述編碼后的碼字的各個信息比特位中確定q個縮短位置,包括:
所述發(fā)送端將所述編碼后的碼字中與所述q0個預縮短位置中的前q0-1個預縮短位置分別對應的z個信息比特位確定為z(q0-1)個縮短位置;
所述發(fā)送端將所述編碼后的碼字中與所述q0個預縮短位置中的最后一個縮短位置對應的z個信息比特位中任意n個信息比特位確定為n個縮短位置,或,與所述最后一個縮短位置對應的z個信息比特位置信度從小到大的第三排序中前n個信息比特位確定為n個縮短位置。
結(jié)合第一方面的第二種可能的實現(xiàn)方式,在第一方面的第四種可能的實現(xiàn)方式中,所述發(fā)送端根據(jù)q滿足q=zq0,從所述編碼后的碼字的各個信息比特位中確定q個縮短位置,包括:
所述發(fā)送端將所述編碼后的碼字中與所述q0個預縮短位置分別對應的z個信息比特位確定為zq0個縮短位置。
本發(fā)明實施例第二方面提供了一種生成用于在信道中傳輸?shù)牡兔芏绕媾夹r濴DPC碼的設備,所述設備包括:
處理器、存儲器和總線,所述處理器與所述存儲器通過所述總線連接,所述處理器用于:
對LDPC碼校驗基矩陣進行擴展處理,得到用于編碼的LDPC碼校驗矩陣;
利用所述用于編碼的LDPC碼校驗矩陣對待編碼的碼字進行LDPC編碼,得到編碼后的碼字;
對所述編碼后的碼字進行縮短處理,生成所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼,所述編碼后的碼字的碼長大于所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼的碼長。
結(jié)合第二方面,在第二方面的第一種可能的實現(xiàn)方式中,所述處理器用于:
確定所述編碼后的碼字的各個信息比特位的置信度從小到大的第一排序;
將所述第一排序中前q個信息比特位確定為q個縮短位置,q為所述編碼后的碼字的碼長與所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼的碼長的差值;
將所述編碼后的碼字中與所述q個縮短位置對應的信息比特位確定為需要縮短的信息比特位;
對所述需要縮短的信息比特位進行縮短處理,生成所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼。
結(jié)合第二方面,在第二方面的第二種可能的實現(xiàn)方式中,若所述編碼后的碼字中由所述LDPC碼校驗基矩陣中的同一列擴展所得,則得到的z個信息比特位具有相同的置信度,z為所述擴展處理中使用的擴展因子,所述處理器用于:
確定所述LDPC碼校驗基矩陣的各個信息比特位的置信度從小到大的第二排序;
將所述第二排序中前q0個信息比特位確定為q0個預縮短位置,其中,
根據(jù)q滿足q=z(q0-1)+n,且n為大于0的整數(shù),或者q滿足q=zq0,從所述編碼后的碼字的各個信息比特位中確定q個縮短位置,q為所述編碼后的碼字的碼長與所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼的碼長的差值;
將所述編碼后的碼字中與所述q個縮短位置對應的信息比特位確定為需要縮短的信息比特位;
對所述需要縮短的信息比特位進行縮短處理,生成所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼。
結(jié)合第二方面的第二種可能的實現(xiàn)方式,在第二方面的第三種可能的實現(xiàn)方式中,所述q滿足q=z(q0-1)+n,且n為大于0的整數(shù),所述處理器用于:
將所述編碼后的碼字中與所述q0個預縮短位置中的前q0-1個預縮短位置 分別對應的z個信息比特位確定為z(q0-1)個縮短位置;
將所述編碼后的碼字中與所述q0個預縮短位置中的最后一個縮短位置對應的z個信息比特位中任意n個信息比特位確定為n個縮短位置,或,與所述最后一個縮短位置對應的z個信息比特位置信度從小到大的第三排序中前n個信息比特位確定為n個縮短位置。
結(jié)合第二方面的第二種可能的實現(xiàn)方式,在第二方面的第四種可能的實現(xiàn)方式中,所述q滿足q=zq0,所述處理器用于:
將所述編碼后的碼字中與所述q0個預縮短位置分別對應的z個信息比特位確定為zq0個縮短位置。
本發(fā)明實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案,至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點:
為了生成用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼,采用本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案,發(fā)送端首先對LDPC碼校驗基矩陣進行擴展處理,得到用于編碼的LDPC碼校驗矩陣,使得用于編碼的LDPC碼校驗矩陣對應的碼長盡量長,相當于使得用于譯碼的LDPC碼校驗矩陣對應的碼長盡量長(因為用于編碼的LDPC碼校驗矩陣與用于譯碼的LDPC碼校驗矩陣相同),而進行LDPC譯碼使用的LDPC碼校驗矩陣對應的碼長越長譯碼性能越好,所以采用本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案能夠獲得更好的譯碼性能。
然后發(fā)送端利用用于編碼的LDPC碼校驗矩陣對待編碼的碼字進行LDPC編碼,得到編碼后的碼字,最后對所述編碼后的碼字進行縮短處理,生成用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼。因為用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼是通過對編碼后的碼字進行縮短處理的結(jié)果,所以用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼的碼長可以是任意值,本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案靈活性更好,能夠滿足生成不同碼長的碼字的需求。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為IEEE802.11ad標準中碼率的LDPC碼校驗基矩陣;
圖2為二次擴展中構(gòu)造的一個8×16的二次擴展矩陣Hs;
圖3為二次擴展中用于對待編碼的碼字進行LDPC編碼的LDPC碼校驗矩陣H2;
圖4為適用于本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案的通信系統(tǒng)的示意圖;
圖5為IEEE802.11ad標準中碼率的LDPC碼校驗基矩陣;
圖6為本發(fā)明實施例一、實施例二分別與現(xiàn)有方案的誤幀率的對比圖;
圖7為本發(fā)明實施例三、實施例四分別與現(xiàn)有方案的誤幀率的對比圖;
圖8為本發(fā)明實施例提供的一種生成用于在信道中傳輸?shù)牡兔芏绕媾夹r濴DPC碼的方法的流程圖;
圖9為本發(fā)明實施例提供的一種生成用于在信道中傳輸?shù)牡兔芏绕媾夹r濴DPC碼的設備的示意圖;
圖10為本發(fā)明實施例提供的一種生成用于在信道中傳輸?shù)牡兔芏绕媾夹r濴DPC碼的裝置的示意圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明實施例作進一步詳細描述。
請參考圖4,圖4為適用于本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案的通信系統(tǒng)的示意圖。該通信系統(tǒng)包括:發(fā)送端、信道和接收端??蛇x的,還包括噪聲源。發(fā)送端包括信源,接收端包括信宿。采用本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案,能夠生成碼長比672更長的碼字,然后通過綁定后的信道傳輸碼長比672更長的碼字,為描述方便,將生成的碼字的碼率記為Rf,且碼長記為Lf,Lf大于672。
由于接收端使用對應的碼長更長的LDPC碼校驗矩陣對編碼后的碼字進行LDPC譯碼,能夠獲得更好的譯碼信能,而接收端進行LDPC譯碼使用的LDPC碼校驗矩陣與發(fā)送端進行LDPC編碼使用的LDPC碼校驗矩陣相同,所以相應地要求發(fā)送端使用對應的碼長更長的LDPC碼校驗矩陣對待編碼的碼字進行LDPC編碼。為描述方便,將發(fā)送端進行LDPC編碼使用的LDPC碼校驗矩陣或接收端進行LDPC譯碼使用的LDPC碼校驗矩陣稱為用于編碼或譯碼的LDPC碼校驗矩陣,將用于編碼或譯碼的LDPC碼校驗矩陣的碼率記為Rm,且對應的碼長記為Lm。
為了獲得更好的譯碼信能,本發(fā)明實施例提供的方案中Lm大于Lf,發(fā)送端方面,在使用對應的碼長為Lm的LDPC碼校驗矩陣對待編碼碼字進行LDPC編碼,得到碼長為Lm的編碼后的碼字后,對碼長為Lm的編碼后的碼字進行縮短處理,生成碼長為Lf的碼字,然后通過綁定后的信道傳輸碼長為Lf的碼字。
相應地,接收端方面,對在信道中傳輸?shù)拇a長為Lf的碼字進行解縮短處理,使得解縮短后的碼字的碼長恢復為Lm,使用對應的碼長為Lm的LDPC碼校驗矩陣對解縮短后的碼字進行LDPC譯碼,得到譯碼后的碼字。由于接收端進行LDPC譯碼使用的LDPC碼校驗矩陣對應的碼長大于現(xiàn)有技術(shù)中接收端進行LDPC譯碼使用的LDPC碼校驗矩陣對應的碼長,例如:現(xiàn)有802.11ad標準中接收端進行LDPC譯碼使用的LDPC碼校驗基矩陣對應的碼長為672,本發(fā)明實施例提供的方案中接收端進行LDPC譯碼使用的LDPC碼校驗矩陣的碼長為 Lm,由于Lm大于672(Lm大于Lf,且Lf大于672),而進行LDPC譯碼使用的LDPC碼校驗矩陣對應的碼長越長譯碼性能越好,所以采用本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案能夠獲得更好的譯碼性能。
下面對本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案進行詳細說明。
在背景技術(shù)中已經(jīng)說明,為適應在下一代演進標準802.11ay中引入的CB技術(shù),需要生成碼長比672更長的碼字。為此,要求發(fā)送端執(zhí)行圖8所示的方法。請參考圖8,圖8為本發(fā)明實施例提供的方案中發(fā)送端執(zhí)行的方法的流程圖,即為本發(fā)明實施例提供的一種生成用于在信道中傳輸?shù)牡兔芏绕媾夹r濴DPC碼的方法的流程圖。發(fā)送端執(zhí)行的方法包括:
步驟81:發(fā)送端對LDPC碼校驗基矩陣進行擴展處理,得到用于編碼的LDPC碼校驗矩陣;
步驟82:所述發(fā)送端利用所述用于編碼的LDPC碼校驗矩陣對待編碼的碼字進行LDPC編碼,得到編碼后的碼字;
步驟83:所述發(fā)送端對所述編碼后的碼字進行縮短處理,生成所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼,所述編碼后的碼字的碼長大于所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼的碼長。
可以把步驟81-83依次稱為擴展步驟、LDPC編碼步驟和縮短步驟。
在擴展步驟中,發(fā)送端將LDPC碼校驗基矩陣擴展為碼長為Lm的用于編碼的LDPC碼校驗矩陣。在LDPC編碼步驟中,發(fā)送端利用碼長為Lm的于編碼的LDPC碼校驗矩陣對待編碼的碼字進行LDPC編碼,得到碼長為Lm的編碼后的碼字。在縮短步驟中,發(fā)送端對碼長為Lm的編碼后的碼字進行縮短處理,生成碼長為Lf的碼字,然后通過綁定后的信道傳輸碼長為Lf的碼字。
由于發(fā)送端依次執(zhí)行擴展步驟、LDPC編碼步驟和縮短步驟,所以相應地,接收端依次執(zhí)行解縮短步驟、LDPC譯碼步驟。在解縮短步驟中,接收端對在信道中傳輸?shù)拇a長為Lf的碼字進行解縮短,得到碼長為Lm的解縮短后的碼字, 使用碼長為Lm的用于譯碼的LDPC碼校驗矩陣對解縮短后的碼長為Lm的碼字進行LDPC譯碼,得到譯碼后的碼字。
下面首先對本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案中發(fā)送端依次執(zhí)行的擴展步驟、LDPC編碼步驟和縮短步驟進行詳細說明。
發(fā)送端將LDPC碼校驗基矩陣擴展為碼長為Lm的用于編碼的LDPC碼校驗矩陣的過程為:發(fā)送端對LDPC碼校驗基矩陣的各個循環(huán)子矩陣進行基于擴展因子z的擴展處理,使得擴展后的LDPC碼校驗矩陣的各個循環(huán)子矩陣的行數(shù)和列數(shù)均擴展z倍,擴展后的LDPC碼校驗矩陣即為碼長為Lm的用于編碼的LDPC碼校驗矩陣,其中,Lm為LDPC碼校驗基矩陣的列數(shù)與擴展因子z的乘積。發(fā)送端執(zhí)行擴展步驟的過程可參考現(xiàn)有技術(shù),只要能夠得到碼長為Lm的用于編碼的LDPC碼校驗矩陣即可。
以802.11ad標準為例,802.11ad標準中LDPC碼校驗基矩陣的列數(shù)為16,發(fā)送端對LDPC碼校驗基矩陣的各個循環(huán)子矩陣進行基于擴展因子z=112的擴展處理,使得擴展后的LDPC碼校驗矩陣的各個循環(huán)子矩陣的行數(shù)和列數(shù)均擴展112倍,得到Lm=1792(即16×112)的擴展后的LDPC碼校驗矩陣,即為碼長Lm=1792的用于編碼的LDPC碼校驗矩陣。
以上為發(fā)送端執(zhí)行擴展步驟的全部過程。接下來發(fā)送端執(zhí)行LDPC編碼步驟。發(fā)送端利用碼長為Lm的用于編碼的LDPC碼校驗矩陣對待編碼的碼字進行LDPC編碼,得到碼長為Lm的編碼后的碼字。具體如何進行LDPC編碼可參考現(xiàn)有技術(shù),在此不詳細贅述。發(fā)送端得到碼長為Lm的編碼后的碼字后,執(zhí)行縮短步驟。
本發(fā)明實施例中,在步驟83之前,還包括:
所述發(fā)送端從所述編碼后的碼字的各個信息比特位中,確定q個縮短位置,q為所述編碼后的碼字的碼長與所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼的碼長的差值;
相應地,步驟83包括:
所述發(fā)送端將所述編碼后的碼字中與所述q個縮短位置對應的信息比特位確定為需要縮短的信息比特位;
所述發(fā)送端對所述需要縮短的信息比特位進行縮短處理,生成所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼。
也就是說,縮短步驟包括:1)確定縮短位數(shù),為描述方便,將縮短位數(shù)記為q;2)從碼長為Lm的編碼后的碼字的各個信息比特位中確定q個縮短位置;3)按照q個縮短位置,對碼長為Lm的編碼后的碼字進行縮短。
其中,發(fā)送端確定q的過程為:按照以下公式確定q:
q=Lm-Lf
例如,Lm=1792且Lf=1344,則可以確定q=448。
發(fā)送端從碼長為Lm的編碼后的碼字的各個信息比特位中確定q個縮短位置的過程為:
所述發(fā)送端確定所述編碼后的碼字的各個信息比特位的置信度從小到大的第一排序;
所述發(fā)送端將所述第一排序中前q個信息比特位確定為q個縮短位置。
首先獲得碼長為Lm的編碼后的碼字的各個信息比特位的對數(shù)似然比(LLR)的絕對值,為描述方便,將對數(shù)似然比的絕對值(即|LLR|)稱為置信度。信息比特位的置信度越小,表明該信息比特位越容易受到噪聲的影響,因此,需要將置信度較小的信息比特位所在的位置確定為縮短位置。由于需要確定q個縮短位置,所以需要將碼長為Lm的編碼后的碼字的各個信息比特位的置信度按照從小到大的順序進行排序,然后將排在前q個信息比特位確定為q個縮短位置。
在本發(fā)明另一實施例中,若所述編碼后的碼字中由所述LDPC碼校驗基矩陣中的同一列擴展所得,則得到的z個信息比特位具有相同的置信度,z為所述擴展處理中使用的擴展因子,所述發(fā)送端從所述編碼后的碼字的各個信息比 特位中,確定q個縮短位置,包括:
所述發(fā)送端確定所述LDPC碼校驗基矩陣的各個信息比特位的置信度從小到大的第二排序;
所述發(fā)送端將所述第二排序中前q0個信息比特位確定為q0個預縮短位置,其中,
所述發(fā)送端根據(jù)q滿足q=z(q0-1)+n,且n為大于0的整數(shù),或者q滿足q=zq0,從所述編碼后的碼字的各個信息比特位中確定q個縮短位置。
如果碼長為Lm的編碼后的碼字中,由LDPC碼校驗基矩陣中的同一列擴展得到的z個信息比特位具有相同的置信度,例如802.11ad標準中的LDPC碼校驗基矩陣,則可以首先根據(jù)LDPC碼校驗基矩陣的各個信息比特位的置信度,從LDPC碼校驗基矩陣的各個信息比特位中確定個預縮短位置,然后根據(jù)q滿足q=z(q0-1)+n,且n為大于0的整數(shù),或者q滿足q=zq0,從碼長為Lm的編碼后的碼字的各個信息比特位中確定q個縮短位置。
對于802.11ad標準來說,802.11標準包括4個LDPC碼校驗基矩陣,碼率分別為分別對802.11標準包括的4個LDPC碼校驗基矩陣的各個信息比特位的置信度按照從小到大的順序進行排序,得到的縮短優(yōu)先級圖樣如表1所示:
表1 802.11標準包括的4個LDPC碼校驗基矩陣的縮短優(yōu)先級圖樣
表1中,縮短優(yōu)先級圖樣包含的數(shù)字表示802.11標準中的LDPC碼校驗基矩陣的信息比特位的列序號,排序在前的優(yōu)先縮短,其中每列代表Z=42個信息比特位。獲得表1所示的縮短優(yōu)先級圖樣的方法包括以下步驟:
1)選定校驗基矩陣及碼率,進行仿真,仿真條件中sigma設置為0,并不過信道,譯碼方式為log-BP,設置譯碼信道信息初始值為±1(或其他),設定迭代次數(shù)10次,開始仿真;
2)輸出迭代后的|LLR|并由小到大排序,其中|LLR|越小表示易受噪聲影響;
3)根據(jù)上一步中排序?qū)恢玫男畔⒈忍匚恢眠M行排序。
根據(jù)q滿足q=z(q0-1)+n,且n為大于0的整數(shù),從碼長為Lm的編碼后的碼字的各個信息比特位中確定q個縮短位置的過程為:
所述發(fā)送端將所述編碼后的碼字中與所述q0個預縮短位置中的前q0-1個預縮短位置分別對應的z個信息比特位確定為z(q0-1)個縮短位置;
所述發(fā)送端將所述編碼后的碼字中與所述q0個預縮短位置中的最后一個縮短位置對應的z個信息比特位中任意n個信息比特位確定為n個縮短位置,或,與所述最后一個縮短位置對應的z個信息比特位置信度從小到大的第三排序中前n個信息比特位確定為n個縮短位置。
如果q滿足q=z(q0-1)+n,則首先確定q0個預縮短位置中前q0-1個預縮短位置在碼長為Lm的編碼后的碼字中分別對應的z個位置為縮短位置。然后確定q0個預縮短位置中最后1個預縮短位置在碼長為Lm的編碼后的碼字中對應的z個位置中的任n個位置為縮短位置,或者,將q0個預縮短位置中最后1個預縮短位置在碼長為Lm的編碼后的碼字中對應的z個位置上的各個信息比特位的置信度按照由小到大進行排序,將前n個信息比特位確定為縮短位置。
舉例來講,且Lf=1344,以802.11標準為例,LDPC碼校驗基矩陣的碼率擴展因子z=100,縮短位數(shù)q=256。則
圖1為IEEE802.11ad標準中碼率的LDPC碼校驗基矩陣,對圖1所示的LDPC碼校驗基矩陣的各個信息位的置信度進行計算,確定第2列和第4列的置信度為最小和次小,第7列的置信度為第三小,故優(yōu)先將第2列和第4列所在的位置和第7列所在的部分位置作為預縮短位置,將第2列和第4列所在的位置在碼長為Lm的編碼后的碼字中分別對應的100個位置作為縮短位置,將第7列在碼長為Lm的編碼后的碼字中對應的100個位置中任意56個位置作為縮短位置,或者確定第7列在碼長為Lm的編碼后的碼字中對應的100個位置上的各個信息比特位的置信度按照由小到大進行排序,將前56個信息比特位確定為縮短位置。
根據(jù)q滿足q=zq0,從碼長為Lm的編碼后的碼字的各個信息比特位中確定q個縮短位置的過程為:
所述發(fā)送端將所述編碼后的碼字中與所述q0個預縮短位置分別對應的z個信息比特位確定為zq0個縮短位置。
如果q滿足q=zq0,則確定q0個預縮短位置在碼長為Lm的編碼后的碼字中分別對應的z個位置為縮短位置。
舉例來講,且Lf=1344,以802.11標準為例,LDPC碼校驗基矩陣的碼率擴展因子z=112,縮短位數(shù)q=448。則
圖5為IEEE802.11ad標準中碼率的LDPC碼校驗基矩陣,對圖5所示的LDPC碼校驗基矩陣的各個信息位的置信度進行計算,確定第1、2、4、8列和第4列的置信度為最小、次小、第三小和第四小,故優(yōu)先將第1、2、4、8列所在的位置作為預縮短位置,將第1、2、4、8列所在的位置在碼長為Lm的 編碼后的碼字中分別對應的112個位置作為縮短位置。
接下來發(fā)送端執(zhí)行按照q個縮短位置,對碼長為Lm的編碼后的碼字,進行縮短的步驟。包括:
所述發(fā)送端將所述編碼后的碼字中與所述q個縮短位置對應的信息比特位確定為需要縮短的信息比特位;
所述發(fā)送端對所述需要縮短的信息比特位進行縮短處理,生成所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼。
發(fā)送端對q個縮短位置在碼長為Lm的編碼后的碼字中對應的信息比特位進行縮短,具體如何進行縮短可參考現(xiàn)有技術(shù),在此不詳細贅述。發(fā)送端按照q個縮短位置,對碼長為Lm的編碼后的碼字進行縮短,生成碼長為Lf的碼字,然后通過綁定后的信道傳輸碼長為Lf的碼字。
下面舉4個實施例說明本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案中發(fā)送端所執(zhí)行的步驟及結(jié)果。
實施例一:
需要生成的碼字的碼率且碼長Lf=1344。以802.11ad標準為例,確定z=100,Lm=1600,q=256,根據(jù)表1,確定的LDPC碼校驗基矩陣中第2列和第4列和第7列所在的部分位置作為預縮短位置。
a)對碼率的LDPC碼校驗基矩陣進行基于擴展因子z=100的擴展處理,得到Lm=1600的用于編碼的LDPC碼校驗矩陣;
b)利用Lm=1600的用于編碼的LDPC碼校驗矩陣對待編碼的碼字進行LDPC編碼,得到碼長為Lm=1600的編碼后的碼字;
c)將第2列和第4列在Lm=1600的編碼后的碼字中分別對應的100個信息比特位作為縮短位置,將第7列在Lm=1600的編碼后的碼字中對應的100個信息比特位中任意56個信息比特位作為縮短位置,或者確定第7列在編碼后 的碼字中對應的100個信息比特位的置信度由小到大的排序,將前56個信息比特位確定為縮短位置;
d)將縮短位置上的元素置0,生成碼率碼長Lf=1344的碼字。
實施例二
需要生成的碼字的碼率且碼長Lf=1344。以802.11ad標準為例,確定z=112,Lm=1792,q=448,根據(jù)表1,確定的LDPC碼校驗基矩陣中第1、2、4、8列作為預縮短位置。
a)對碼率的LDPC碼校驗基矩陣進行基于擴展因子z=112的擴展處理,得到Lm=1792的用于編碼的LDPC碼校驗矩陣;
b)利用Lm=1792的用于編碼的LDPC碼校驗矩陣對待編碼的碼字進行LDPC編碼,得到碼長為Lm=1792的編碼后的碼字;
c)將第1、2、4、8列在Lm=1792的編碼后的碼字中分別對應的112個信息比特位作為縮短位置;
d)將縮短位置上的元素置0,生成碼率且碼長Lf=1344的碼字。
請參考圖6,圖6為采用仿真條件:AWGN信道,64QAM調(diào)制,采用的譯碼算法為Log-SPA算法,譯碼迭代20次,前述實施例一、前述實施例二分別與現(xiàn)有方案的誤幀率的對比圖。圖6中橫坐標為SNR(dB),縱坐標為FER。
從圖6中可以看出,對于生成碼長Lf=1344的碼字,前述實施例一、前述實施例二的性能明顯優(yōu)于現(xiàn)有方案的性能,其中,實施例一相對于現(xiàn)有方案的性能增益大于等于1dB,實施例二相對于現(xiàn)有方案的性能增益約為0.8dB。
實施例三
需要生成的碼字的碼率且碼長Lf=2016。以802.11ad標準為例, 確定z=140,Lm=2240,q=224,根據(jù)表1,確定的LDPC碼校驗基矩陣中第2列和第4列所在的部分位置作為預縮短位置。
a)對碼率的LDPC碼校驗基矩陣進行基于擴展因子z=140的擴展處理,得到Lm=2240的用于編碼的LDPC碼校驗矩陣;
b)將第2列在Lm=2240的用于編碼的LDPC碼校驗矩陣中對應的140個信息比特位作為縮短位置,將第4列在Lm=2240的用于編碼的LDPC碼校驗矩陣中對應的140個信息比特位中任意84個信息比特位作為縮短位置,或者確定第4列在用于編碼的LDPC碼校驗矩陣中對應140個信息比特位的置信度由小到大的排序,將前84個信息比特位確定為縮短位置;
d)將縮短位置上的元素置0,生成碼率且碼長Lf=2016的碼字。
實施例四
需要生成的碼字的碼率且碼長Lf=2016。以802.11ad標準為例,確定z=168,Lm=2688,q=672,根據(jù)表1,確定的LDPC碼校驗基矩陣中第1、2、4、8列作為預縮短位置。
a)對碼率的LDPC碼校驗基矩陣進行基于擴展因子z=168的擴展處理,得到Lm=2688的用于編碼的LDPC碼校驗矩陣;
b)利用Lm=2688的用于編碼的LDPC碼校驗矩陣對待編碼的碼字進行LDPC編碼,得到碼長為Lm=2688的編碼后的碼字;
c)將第1、2、4、8列在Lm=2688的編碼后的碼字中分別對應的168個信息比特位作為縮短位置;
d)將縮短位置上的元素置0,生成碼率且碼長Lf=2688的碼字。
請參考圖7,圖7為采用仿真條件:AWGN信道,64QAM調(diào)制,采用的 譯碼算法為Log-SPA算法,譯碼迭代20次,前述實施例三、前述實施例四分別與現(xiàn)有方案的誤幀率的對比圖。圖7中橫坐標為SNR(dB),縱坐標為FER。
從圖7中可以看出,對于生成碼長Lf=2016的碼字,前述實施例三、前述實施例四的性能明顯優(yōu)于現(xiàn)有方案的性能,其中,實施例三相對于現(xiàn)有方案的性能增益越等于0.9dB,實施例四相對于現(xiàn)有方案的性能增益約為0.7dB。
從圖6和圖7可以看出,本發(fā)明實施例提供的方案能夠生成碼長為任意長度的碼字,靈活性高。
接下來對本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案中接收端端依次執(zhí)行的解縮短步驟、LDPC譯碼步驟進行詳細說明。
由于縮短位數(shù)q和q個縮短位置已知,所以接收端將q個縮短位置在縮短后的碼字中對應的位置插入0,即可得到解縮短后的碼長為Lm的碼字,使用用于譯碼的校驗矩陣對解縮短后的碼字進行LDPC譯碼,得到譯碼后的碼字。
發(fā)送端執(zhí)行的解縮短步驟、LDPC譯碼步驟是接收端執(zhí)行的縮短步驟和LDPC譯碼步驟的逆過程,實施方式類似,在此就不贅述。
基于同一發(fā)明構(gòu)思,本發(fā)明實施例還提供一種生成用于在信道中傳輸?shù)牡兔芏绕媾夹r濴DPC碼的設備。請參考圖9,圖9為該設備的示意圖。該設備可以是圖1中的發(fā)送端。該設備900包括:
處理器91、存儲器92、總線90,所述處理器91與所述存儲器92通過所述總線90連接;
所述處理器91用于:
對LDPC碼校驗基矩陣進行擴展處理,得到用于編碼的LDPC碼校驗矩陣;
利用所述用于編碼的LDPC碼校驗矩陣對待編碼的碼字進行LDPC編碼,得到編碼后的碼字;
對所述編碼后的碼字進行縮短處理,生成所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼,,所述編碼后的碼字的碼長大于所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼的碼長。
可選的,所述處理器91用于:
確定所述編碼后的碼字的各個信息比特位的置信度從小到大的第一排序;
將所述第一排序中前q個信息比特位確定為q個縮短位置,q為所述編碼后的碼字的碼長與所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼的碼長的差值;
將所述編碼后的碼字中與所述q個縮短位置對應的信息比特位確定為需要縮短的信息比特位;
對所述需要縮短的信息比特位進行縮短處理,生成所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼。
可選的,若所述編碼后的碼字中由所述LDPC碼校驗基矩陣中的同一列擴展所得,則得到的z個信息比特位具有相同的置信度,z為所述擴展處理中使用的擴展因子,所述處理器91用于:
確定所述LDPC碼校驗基矩陣的各個信息比特位的置信度從小到大的第二排序;
將所述第二排序中前q0個信息比特位確定為q0個預縮短位置,其中,
根據(jù)q滿足q=z(q0-1)+n,且n為大于0的整數(shù),或者q滿足q=zq0,從所述編碼后的碼字的各個信息比特位中確定q個縮短位置,q為所述編碼后的碼字的碼長與所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼的碼長的差值;
將所述編碼后的碼字中與所述q個縮短位置對應的信息比特位確定為需要縮短的信息比特位;
對所述需要縮短的信息比特位進行縮短處理,生成所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼。
可選的,所述q滿足q=z(q0-1)+n,且n為大于0的整數(shù),所述處理器91用于:
將所述編碼后的碼字中與所述q0個預縮短位置中的前q0-1個預縮短位置分別對應的z個信息比特位確定為z(q0-1)個縮短位置;
將所述編碼后的碼字中與所述q0個預縮短位置中的最后一個縮短位置對應的z個信息比特位中任意n個信息比特位確定為n個縮短位置,或,與所述最后一個縮短位置對應的z個信息比特位置信度從小到大的第三排序中前n個信息比特位確定為n個縮短位置。
可選的,所述q滿足q=zq0,所述處理器91用于:
將所述編碼后的碼字中與所述q0個預縮短位置分別對應的z個信息比特位確定為zq0個縮短位置。
進一步,在圖9中,總線90可以包括任意數(shù)量的互聯(lián)的總線和橋,總線90將包括由處理器91代表的一個或多個處理器和存儲器92代表的存儲器的各種電路連接在一起。總線90還可以將諸如外圍設備、穩(wěn)壓器和功率管理電路等之類的各種其他電路連接在一起,這些都是本領(lǐng)域所公知的,因此,本文不再對其進行進一步描述。
處理器91負責管理總線90和通常的處理,而存儲器92可以被用于存儲處理器91在執(zhí)行操作時所使用的數(shù)據(jù)。
前述圖8所示的方法中的各種變化方式和具體實例同樣適用于本實施例的設備,通過前述對圖8所示的方法的詳細描述,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以清楚的知道本實施例中設備的實施方法,所以為了說明書的簡潔,在此不再詳述。
基于同一發(fā)明構(gòu)思,本發(fā)明實施例還提供一種生成用于在信道中傳輸?shù)牡兔芏绕媾夹r濴DPC碼的裝置。請參考圖10,圖10為該裝置的示意圖。該裝置可以是圖1中的發(fā)送端。該裝置包括:
擴展單元101,用于對LDPC碼校驗基矩陣進行擴展處理,得到用于編碼的LDPC碼校驗矩陣;
編碼單元102,用于利用所述用于編碼的LDPC碼校驗矩陣對待編碼的碼字進行LDPC編碼,得到編碼后的碼字;
縮短單元103,用于對所述編碼后的碼字進行縮短處理,生成所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼,所述編碼后的碼字的碼長大于所述用于在信道中傳輸 的LDPC碼的碼長。
可選的,所述縮短單元103用于:
確定所述編碼后的碼字的各個信息比特位的置信度從小到大的第一排序;
將所述第一排序中前q個信息比特位確定為q個縮短位置,q為所述編碼后的碼字的碼長與所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼的碼長的差值;
將所述編碼后的碼字中與所述q個縮短位置對應的信息比特位確定為需要縮短的信息比特位;
對所述需要縮短的信息比特位進行縮短處理,生成所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼。
可選的,若所述編碼后的碼字中由所述LDPC碼校驗基矩陣中的同一列擴展所得,則得到的z個信息比特位具有相同的置信度,z為所述擴展處理中使用的擴展因子,所述縮短單元103用于:
確定所述LDPC碼校驗基矩陣的各個信息比特位的置信度從小到大的第二排序;
將所述第二排序中前q0個信息比特位確定為q0個預縮短位置,其中,
根據(jù)q滿足q=z(q0-1)+n,且n為大于0的整數(shù),或者q滿足q=zq0,從所述編碼后的碼字的各個信息比特位中確定q個縮短位置,q為所述編碼后的碼字的碼長與所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼的碼長的差值;
將所述編碼后的碼字中與所述q個縮短位置對應的信息比特位確定為需要縮短的信息比特位;
對所述需要縮短的信息比特位進行縮短處理,生成所述用于在信道中傳輸?shù)腖DPC碼。
可選的,所述q滿足q=z(q0-1)+n,且n為大于0的整數(shù),所述縮短單元103用于:
將所述編碼后的碼字中與所述q0個預縮短位置中的前q0-1個預縮短位置分別對應的z個信息比特位確定為z(q0-1)個縮短位置;
將所述編碼后的碼字中與所述q0個預縮短位置中的最后一個縮短位置對應的z個信息比特位中任意n個信息比特位確定為n個縮短位置,或,與所述最后一個縮短位置對應的z個信息比特位置信度從小到大的第三排序中前n個信息比特位確定為n個縮短位置。
可選的,所述發(fā)送端根據(jù)q滿足q=zq0,所述縮短單元103用于:
所述發(fā)送端將所述編碼后的碼字中與所述q0個預縮短位置分別對應的z個信息比特位確定為zq0個縮短位置。
前述圖8所示的方法中的各種變化方式和具體實例同樣適用于本實施例的裝置,通過前述對圖8所示的方法的詳細描述,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以清楚的知道本實施例中裝置的實施方法,所以為了說明書的簡潔,在此不再詳述。
本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應明白,本申請的實施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計算機程序產(chǎn)品。因此,本申請可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且,本申請可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲器和光學存儲器等)上實施的計算機程序產(chǎn)品的形式。
本申請是參照根據(jù)本申請實施例的方法、設備(系統(tǒng))、和計算機程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合??商峁┻@些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理器以產(chǎn)生一個機器,使得通過計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。
這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中,使得存儲在該計算機可讀存儲器中 的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品,該指令裝置實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。
這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備上,使得在計算機或其他可編程設備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的處理,從而在計算機或其他可編程設備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。
顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本申請進行各種改動和變型而不脫離本申請的精神和范圍。這樣,倘若本申請的這些修改和變型屬于本申請權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi),則本申請也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。