[发明专利]编码调制方法及解调解码方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字信息传输领域，特别是涉及一种编码调制方法及解调解码方法。

背景技术

在未来的数字信息传输系统中，不仅仅要能够传输现有的网络数据，还要能适应传输越来越多的多媒体数据，因此对传输速率的要求不断增加。由于可用的带宽是有限的，因此通过扩展带宽提高传输速率的可能性受到限制。这样一来，如何对编译码及调制解调技术进行合理设计，以达到在带宽有限信道中的高传输速率要求，便成为了未来数字信息传输领域研究的重要课题。

在无线数字信息传输领域中，为了适应新一代无线通信系统高频谱效率和高传输可靠性的需求，第三代合作伙伴计划(the 3rd Generation Partner Project，3GPP)在长期演进(Long Term Evolution，LTE)技术中采用了Turbo编码和高阶正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)星座映射的编码调制方案。星座映射，是指将携带数字信息的比特序列映射成适于传输的符号序列。星座映射包含两个要素，即星座图(Constellation)和星座点映射(Labeling)方式。星座图代表星座映射输出符号的所有取值组成的集合，其中，星座图的每一个点对应输出符号的一种取值。星座点映射方式代表输入比特或比特组到星座点的特定映射关系，或者星座点到比特或比特组的特定映射关系，通常每个星座点与一个比特或由多个比特组成的比特组一一对应。

Turbo码以其逼近香农限的优异性能，自从被提出以来，一直受到学术界和产业界的广泛关注。LTE技术中的Turbo码由两个并行级联的分量码组成，每个分量码都是八状态反馈系统卷积码(Recursive Systematic Convolutional codes，RSC)，具有相同的生成多项式。使用Turbo码保证了高传输可靠性，同时，LTE技术中还采用了高阶调制，如64QAM星座映射，这样能够满足高频谱效率的需求。

通常来讲，在接收端，LTE技术采用BICM(Bit-Interleaved Coded Modulation，比特交织编码调制)方案，即独立解映射然后信道解码的方案。然而，根据信息论中的数据处理定理，独立解映射必然带来信息损失，进而导致性能损失，这种损失在高阶调制和中低码率的情况下尤为明显。在发射端，LTE技术采用QAM星座图和格雷映射。受星座图形状的约束，星座映射输出与理想的高斯分布相差较远，因此星座图约束下的信息传输速率与信道容量之间存在差距。这种损失称为Shaping损失，减小Shaping损失的技术被称为Shaping技术。相应地，相比QAM星座图，使得星座图限制下的输出更接近高斯分布而带来的增益称为Shaping增益。目前一大类Shaping技术是采用非均匀星座图，其基本思路是使星座图中低能量的星座点数多而高能量的星座点数少，从而使得在等概映射的情况下输出信号更接近高斯分布，这种非均匀星座图也被称为类高斯星座图，例如幅度相移键控(Amplitude Phase Shift Keying，APSK)星座图。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何减小现有LTE通信系统的发射端QAM星座图造成的Shaping损失、接收端独立解映射造成的损失、以及规则QAM映射对迭代解映射系统性能的限制，提高系统的性能。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种编码调制方法，包括以下步骤：

S1、对输入的信息比特依次进行编码、交织和比特删除，得到所需码长的比特数据；

S2、对所述比特数据进行规则星座映射或非规则星座映射，得到星座映射符号，其中，所述规则星座映射指采用一种星座图和一种星座点映射方式完成比特到符号的映射，所述非规则星座映射指采用一种星座图和一种以上的星座点映射方式完成比特到符号的映射。

其中，所述步骤S1具体包括：

A1、对输入的信息比特进行Turbo编码，得到包括系统位和校验位的编码比特，其中，Turbo编码包括第一比特交织；

A2、对所述编码比特进行第二比特交织得到交织比特，对所述交织比特进行比特删除，得到所需码长的比特数据。

其中，所述规则星座映射采用APSK星座图进行映射，所述非规则星座映射采用QAM星座图进行映射。