[发明专利]解映射解码方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及数字信息传输技术领域，尤其涉及一种解映射解码方法和系统。

背景技术

数字通信系统，包括典型的无线移动通信系统和地面数字广播系统，其根本任务之一是实现数字信息的高效可靠传输。利用信道编码进行差错控制是实现这一根本任务的有效方法和手段。为了适应数字信息在常见模拟信道环境下的传输需求，信道编码技术通常需要与数字调制技术结合。信道编码与调制的结合构成编码调制系统，它是数字通信系统发射端的子系统，是其核心模块之一，对应的编码调制技术也是数字通信系统的核心技术。与编码调制系统相对应，解调(也称为解映射)和信道解码的结合构成数字通信系统接收端的解调解码系统，对应的解调解码技术也是数字通信系统的核心技术。

信道编码泛指对抗信道非理想因素(如噪声和干扰)的技术，通过在信息比特中添加冗余以保证传输的可靠性。近年来，信道编码领域涌现出一批性能优异的编解码方案，其中应用最为广泛的包括Turbo码和低密度奇偶校验(Low Density Parity Check，LDPC)码。Turbo码最早由C.Berrou等人于1993年在瑞士日内瓦召开的国际通信会议(ICC’93)上提出，其发端由两个分量卷积码通过交织器级联而成，接收端通过分量码之间的迭代解码提高整体码字的性能。Turbo码的编码过程实际上是利用强约束短码构造伪随机长码的过程，它由于很好地应用了Shannon信道编码定理中的随机性编码条件而获得了距Shannon限仅0.7dB的优异性能。Berrou最初提出的是一种并行级联卷积码(Parallel Concatenated Convolutional Code，PCCC)，其固有缺陷是存在较高的误码平台。为了解决这一问题，Benedetto等人提出了串行级联卷积码(SCCC)的级联编码方案，并通过仿真证明了该方案在高信噪比时可以达到极低的误比特率。目前，Turbo码已被第三代合作伙伴计划(The 3rd Generation Partnership Project，3GPP)长期演进(Long Term Evolution，LTE)标准采纳，也有望被LTE的后续演进(LTE-Advanced)标准采纳。LDPC码是最早由Robert G.Gallager于1962年提出的一类特殊的线性分组码，其主要特点是校验矩阵H具有稀疏性。与SCCC结构的Turbo码类似，LDPC的解码可以视为内码重复码解码和外码奇偶校验码解码的串行级联，二者之间通过隐含的边交织形成迭代解码结构。LDPC码不仅有逼近香农限的良好性能，而且解码复杂度较低，结构灵活，已被广泛应用于深空通信、光纤通信、地面及卫星数字多媒体广播等领域。

数字通信系统基带等效模型中，调制过程又被称为星座映射，是将携带数字信息的比特序列映射成适于基带传输的符号序列的过程。编码调制技术将编码和调制过程进行联合设计与优化，可进一步提升系统性能，因此成为数字通信系统的发展趋势之一，其中最为著名的当属比特交织编码调制(Bit-Interleaved Coded Modulation，BICM)。如图1所示，BICM的发射端由信道编码、比特交织和星座映射串行级联而成，接收端采用独立解映射。BICM在加性高斯白噪声(AdditiveWhite Gaussian Noise，AWGN)信道下性能较网格编码调制(TrellisCoded Modulation，TCM)有所损失，但比特交织的引入提高了编码调制系统的分集阶数，因而在衰落信道下有不俗的表现。迭代解映射解码的BICM(BICM with Iterative Demapping and Decoding，BICM-ID)系统由Xiaodong Li等人和Ten Brink等人分别独立提出。如图2所示，BICM-ID的发射端与BICM相同，接收端通过将解码输出的外信息反馈作为解映射的先验信息，增大了先验信息条件下的欧氏距离，从而在AWGN信道下获得了与TCM同样好的误码性能。