專利名稱：用于電力線通信的糾錯編碼方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)字通信技術領域，特別涉及一種用于電力線通信的糾錯編碼方法。
背景技術：
電力線通信是指以電力線作為載體進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ偶夹g。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備的干擾，對需要傳輸?shù)男畔⑦M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，而且譯碼復雜度較低，結(jié)構靈活，是近年來信道編碼領域的研究熱點，目前已廣泛應用于深空通信、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準所采納，如 DVB-T2 (第二代歐洲數(shù)字電視地面廣播傳輸標準)、DVB-S2 (第二代歐洲數(shù)字電視衛(wèi)星傳輸標準)以及DTMB(中國數(shù)字電視地面廣播傳輸標準)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，對應碼率為K/N。QC (Quasi-Cyclic，準循環(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循環(huán)形式。利用校驗矩陣的準循環(huán)結(jié)構，QC-LDPC碼可以通過比較簡單的電路結(jié)構設計編碼器，可以采用半并行結(jié)構設計譯碼器，大大降低編譯碼的硬件實現(xiàn)復雜度。同時，QC-LDPC碼也能夠提供優(yōu)異的糾錯性能。因此，QC-LDPC碼被廣泛應用，DTMB 標準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)中具有很強的應用價值。如DTMB標準即采用了 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，往往難以進行有效的整體優(yōu)化，使得硬件實現(xiàn)復雜度較高。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，往往難以進行有效的整體優(yōu)化，使得硬件實現(xiàn)復雜度較高。目前，在電力線通信領域，尚沒有一種可以適應多種業(yè)務模式和多種信道條件的糾錯編碼方法。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術問題本發(fā)明要解決的技術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多種業(yè)務模式和多種信道條件。(二)技術方案為解決上述技術問題，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制數(shù)字信息進行分組，對每組二進制數(shù)字信息分別進行LDPC編碼，得到對應所述每組二進制數(shù)字信息的碼字；S200:將所述碼字進行分組，對每組碼字分別進行映射，得到對應所述每組碼字的數(shù)字信號；S300 對所述數(shù)字信號進行調(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行數(shù)模轉(zhuǎn)換后送入電力線信道傳輸，在接收端，按預定的校驗矩陣對所述完整的幀信號進行解碼。優(yōu)選地，在所述步驟SlOO中，按照固定的比特個數(shù)對所述二進制數(shù)字信息進行分組，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，當所述固定的比特個數(shù)為128時，通過將每組二進制數(shù)字信息中的1 個比特乘以LDPC (512，128)對應的生成矩陣Gqe2進行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，當所述固定的比特個數(shù)為256時，通過將每組二進制數(shù)字信息中的256個比特乘以LDPC(1024，256)對應的生成矩陣Gqel進行LDPC編碼， 得到碼長為IOM比特的碼字Cva ；或者，通過將每組二進制數(shù)字信息中的256個比特乘以 LDPC (512，256)對應的生成矩陣Gqe4進行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，當所述固定的比特個數(shù)為512時，通過將每組二進制數(shù)字信息中的512個比特乘以LDPC(1024，512)對應的生成矩陣Gqe3進行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行分組， 并且1彡η彡5。優(yōu)選地，在所述步驟S500中，所述預定的校驗矩陣為對應LDPC (1024，256)的校驗矩陣Htiel或者對應LDPC (512，128)的校驗矩陣Hqe2或者對應LDPC (1024，51 的校驗矩陣 Hqc3或者對應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)置換矩陣構成，并且所述校驗矩陣Hva 和扎。2的結(jié)構形式如下式(1)
權利要求
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制數(shù)字信息進行分組，對每組二進制數(shù)字信息分別進行LDPC編碼，得到對應所述每組二進制數(shù)字信息的碼字；S200 將所述碼字進行分組，對每組碼字分別進行映射，得到對應所述每組碼字的數(shù)字信號；S300 對所述數(shù)字信號進行調(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行數(shù)模轉(zhuǎn)換后送入電力線信道傳輸，在接收端，按預定的校驗矩陣對所述完整的幀信號進行解碼。
2.如權利要求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)對所述二進制數(shù)字信息進行分組，所述固定的比特個數(shù)為1 或者256或者512。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步驟SlOO中，當所述固定的比特個數(shù)為128時，通過將每組二進制數(shù)字信息中的1 個比特乘以LDPC(512，128)對應的生成矩陣、。2進行LDPC編碼，得到碼長為512比特的碼字Cq。2。
4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步驟SlOO中，當所述固定的比特個數(shù)為256時，通過將每組二進制數(shù)字信息中的256個比特乘以LDPC (1024，256)對應的生成矩陣Gva進行LDPC編碼，得到碼長為IOM比特的碼字Ctiel ；或者，通過將每組二進制數(shù)字信息中的256個比特乘以LDPC(512，256)對應的生成矩陣Gqe4進行LDPC編碼，得到碼長為512 比特的碼字Cq。4。
5.如權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步驟SlOO中，當所述固定的比特個數(shù)為512時，通過將每組二進制數(shù)字信息中的512個比特乘以LDPC(1024，512)對應的生成矩陣Gtie3進行LDPC編碼，得到碼長為IOM比特的碼字(_。
6.如權利要求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行分組，并且1 < η < 5。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟S500中，所述預定的校驗矩陣為對應LDPC (1024，256)的校驗矩陣Hqel或者對應LDPC (512，128)的校驗矩陣Hqe2或者對應 LDPC (1024, 512)的校驗矩陣Hqe3或者對應LDPC (512，256)的校驗矩陣Hqc4。
8.如權利要求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)置換矩陣構成，并且所述校驗矩陣Hva和&。2的結(jié)構形式如下式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)置換矩陣構成，并且所述校驗矩陣&。3和&。4的結(jié)構形式如下式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)字通信領域。該方法包括步驟將需要通過電力線傳輸?shù)亩M制數(shù)字信息進行分組，對每組二進制數(shù)字信息分別進行LDPC編碼，得到對應所述每組二進制數(shù)字信息的碼字；將所述碼字進行分組，對每組碼字分別進行映射，得到對應所述每組碼字的數(shù)字信號；對所述數(shù)字信號進行正交頻分復用調(diào)制，得到幀信號的數(shù)據(jù)部分；為所述數(shù)據(jù)部分添加前導序列和幀控制信息，得到完整的幀信號；對完整的幀信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換后送入電力線信道傳輸，在接收端，按預定的校驗矩陣對所述完整的幀信號進行解碼。該糾錯編碼方法，能夠適應多種業(yè)務模式和多種信道條件，具有廣泛的應用前景。
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