用于特別地針對幀的報頭生成信道碼的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于生成信道碼、特別是用于ACM("自適應(yīng)編碼和調(diào)制")通信系 統(tǒng)中的幀的報頭的信道碼的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 根據(jù)信道條件進(jìn)行的傳輸參數(shù)的實時自適應(yīng)在其中信道參數(shù)可隨時間或針對不 同的接收機(jī)而改變的通信系統(tǒng)中是非常期望的特征。
[0003] 時間和/或用戶改變的信道條件是諸如衛(wèi)星、網(wǎng)絡(luò)和廣播系統(tǒng)之類的大多數(shù)通信 系統(tǒng)的重要特性。
[0004] 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在此類系統(tǒng)中已經(jīng)提出了自適應(yīng)編碼和調(diào)制方案以通過FEC("前 向糾錯"）碼率/長度和調(diào)制星座的實時自適應(yīng)來提供顯著的容量增益。
[0005] ACM方案的主要思想是通過避免由于采用固定物理層情境而引起的資源浪費來增 加系統(tǒng)通信的容量，用所述固定物理層情境，必須犧牲譜效率以在最差信道條件下保證對 于用戶的良好性能。
[0006] 通過采用ACM方案，發(fā)射機(jī)能夠在若干星座和碼之間切換，選擇最大可用調(diào)制和 碼率，其確保目標(biāo)DER("檢錯率")，從而保證對于每個用戶的最大譜效率。在接收機(jī)端，為 了成功地將消息解碼，每個用戶應(yīng)該能夠判定該消息是否意圖給他，和/或識別已被發(fā)射 機(jī)使用的星座和碼的參數(shù)。
[0007] 一般而言，由發(fā)射機(jī)發(fā)送的每個分組由兩個主要部分組成。
[0008] 第一部分稱為幀的報頭或簡作報頭，并且包含關(guān)于調(diào)制和編碼的信息，在下文中 稱為ACMI("自適應(yīng)編碼和調(diào)制指示符")。
[0009] 第二部分包含使用相應(yīng)ACMI參數(shù)來編碼的消息。
[0010]因此，每個用戶應(yīng)首先將幀的報頭中的信息解碼以便能夠?qū)⑾⒌钠溆嗖糠纸?碼。
[0011] 在諸如衛(wèi)星廣播之類的應(yīng)用中，由于通常從-15dB至15dB的SNR("信噪比")的 寬動態(tài)范圍，編碼策略并不是微不足道的。僅僅ACM方案的使用可能不足以確保到接收機(jī) 的無線電鏈路、良好的譜效率和目標(biāo)誤碼率。
[0012] 因此通過碼的生成來改善譜效率是重要的，所述碼的生成允許使幀的報頭的平均 和最大長度最小化。
[0013] 在專利申請?zhí)朥S2010/0128661中，碼生成過程基于探索性考慮，沒有試圖使幀 的報頭長度最小化。可變長度碼在于單個強(qiáng)Reed-Muller碼的重復(fù)，以應(yīng)對不同的信噪比 條件。
[0014] 然而，該專利申請沒有教導(dǎo)使幀的報頭的長度最小化。
[0015] 本發(fā)明的主要目標(biāo)是指示一種用于特別地針對幀的報頭生成信道碼、能夠使數(shù)據(jù) 分組的幀的報頭的平均和最大長度最小化的方法和系統(tǒng)。
[0016] 本發(fā)明的另一目標(biāo)是指示一種用于特別地針對幀的報頭生成信道碼、能夠使通信 系統(tǒng)的譜效率最大化的方法和系統(tǒng)。
[0017] 本發(fā)明的另一目標(biāo)是指示一種用于特別地針對幀的報頭生成信道碼、能夠改善所 生成的信道碼的糾正能力的方法和系統(tǒng)。
[0018] 本發(fā)明的另一目標(biāo)是指示一種用于特別地針對幀的報頭生成信道碼、能夠降低解 碼器的計算復(fù)雜度的方法和系統(tǒng)。
[0019] 本發(fā)明的另一目標(biāo)是指示一種用于特別地針對幀的報頭生成信道碼、能夠?qū)τ谒?有碼字獲得固定長度以便使可變長度碼的最大似然解碼器具有相同復(fù)雜度的方法和系統(tǒng)。
[0020] 本發(fā)明的這些及其它目標(biāo)通過如在所附權(quán)利要求中所請求保護(hù)的用于特別地針 對幀的報頭生成信道碼的方法和系統(tǒng)來實現(xiàn)，其意圖是本說明書不可分割的部分。
【具體實施方式】
[0021] 簡而言之，一種用于特別地針對幀的報頭生成信道碼的方法被公開，其中，至少借 助于兩個組成碼的碼字的串接來獲得所述信道碼的碼字，并且在具有最大長度的第一組成 碼的碼字上與第二組成碼的碼字執(zhí)行這樣的串接。
[0022] 根據(jù)其無線電鏈路的質(zhì)量將用戶劃分成例如i/個類型的較小集合。每個用戶類型 i與可用信噪比相關(guān)聯(lián)。假設(shè)對于任何兩個用戶類型妨卩?而言，如果左，?，則 SNRm〇
[0023] 最大ACM模式的集合JO(被關(guān)聯(lián)到該用戶類型的集合。每個用戶類型i必須能 夠檢測使用ACM模式j(luò)' <i所編碼的所有分組(其對應(yīng)的信噪比SNR低于或等于被關(guān)聯(lián)到 用戶類型i的信噪比SNR)，并將其解碼。因此，隨后對應(yīng)于高SNR值的較高類型的用戶必須 能夠在與比較低類型用戶的集合相比更大的集合內(nèi)檢測ACM模式。
[0024] 這對應(yīng)于碼的生成，其容許此類碼的碼字的子集序列在糾正能力方面具有非常大 的差異。
[0025] 在所附權(quán)利要求中闡述了本發(fā)明的其它特征，其意圖是本說明書不可分割的部 分。
[0026] 具體參考附圖，根據(jù)用于生成信道碼的方法的以下詳細(xì)描述，上述目標(biāo)將變得更 加顯而易見，在所述附圖中： -圖1示出通信系統(tǒng)的框圖； -圖2和3示出了對于用戶類型i的ACMI檢測器的操作模式； -圖4示出使用可變長度編碼的碼生成的示例； -圖5示出具有DER("檢錯率"）等于1(T6的使用漢明碼界和根據(jù)本發(fā)明方法的具有 32個模式的可變長度碼的碼參數(shù)； -圖6示出用于使用DER等于1(T6的現(xiàn)有技術(shù)線性碼的具有32個模式的可變長度碼 的碼參數(shù)； -圖7示出用于使用DER等于1(T8的現(xiàn)有技術(shù)線性最佳碼的具有48個模式的可變長 度碼的碼參數(shù)； -圖8和9示出用于分別具有32個模式和48個模式的使用DER等于1(T8的使用現(xiàn)有 技術(shù)線性最佳碼和根據(jù)本發(fā)明的方法的可變長度碼的碼參數(shù)； -圖10示出關(guān)于圖8的數(shù)據(jù)的圖表； -圖11a和lib示出圖8的碼的碼字； -圖12和13分別示出當(dāng)DER被固定于1(T6時對于k位的一些值的所要求的報頭分組 長度對比最小信噪比5M?，以及涉及圖12的數(shù)據(jù)，由此與幀的報頭的簡單最差情況設(shè)計相 對應(yīng)； -圖14和15分別示出當(dāng)DER被固定于1(T8時對于k位的一些值的所要求的報頭分組 長度對比最小信噪比5M?，以及涉及圖14的數(shù)據(jù)，由此與幀的報頭的簡單最差情況設(shè)計相 對應(yīng)。
[0027] 參考圖1，示出了被用作系統(tǒng)情境的示例以解釋本發(fā)明的詳細(xì)描述的通信系統(tǒng) 10。由網(wǎng)關(guān)1通過衛(wèi)星應(yīng)答機(jī)2服務(wù)于多個用戶，并且網(wǎng)關(guān)1包括至少生成碼的至少一個 編碼器3。
[0028] 根據(jù)用戶的當(dāng)前無線電鏈路質(zhì)量將其劃分成i/個類型，例如64,并且該細(xì)分 由設(shè)計者在通信系統(tǒng)10的設(shè)計期間創(chuàng)建。
[0029] 每個用戶類型i與可用信噪比相關(guān)聯(lián)，并且在不失普遍性的情況下，假設(shè) SNRi<SNRi+1彡…..彡SNRM。后一種情況通常是衛(wèi)星通信系統(tǒng)。因此，對于每個用戶類 型i而言，信噪比是不同的。此外，每個用戶類型i包括至少一個物理用戶。
[0030] 最大ACM模式的集合被關(guān)聯(lián)到每個用戶類型i。每個用戶類型i必須能夠檢測使 用模式ACM」<i)所編碼的所有分組，并將其解碼。反饋信道（圖1中未示出）允許網(wǎng) 關(guān)1知道每個用戶的類型i。
[0031] 此外，網(wǎng)關(guān)1有可能針對每個用戶類型i選擇具有索引J彡/的ACM模式。選擇 最大所允許的i以下的值(其原則上對于總系統(tǒng)容量而言是次優(yōu)的)允許在網(wǎng)關(guān)1的一些靈 活性。然而，這附加的系統(tǒng)靈活性要求用戶類型i檢測所有模式ACM」彡i)，并將其解 碼。然后，此要求施加高檢測復(fù)雜度，尤其是對于被關(guān)聯(lián)至高SNR值的用戶而言。特別是， 具有最高用戶類型施]用戶必須檢測來自衛(wèi)星的所有分組并將其解碼。根據(jù)實際預(yù)期目的 地的分組的過濾在解碼過程之后被推遲。
[0032] 參考圖2,示出了圖1所示通信系統(tǒng)10中的包括輸入信號對于用戶類型i的 ACMI檢測器21的接收機(jī)23的操作模式。ACMI檢測器21遞送在范圍[i, ...，/]中的索 引J(其表示在所允許范圍內(nèi)的ACM索引的估計)，或者常規(guī)符號"0"（其表示檢測失敗，凍 結(jié)隨后的解碼器22)。
[0033] 在通信系統(tǒng)10的該示例中，用于ACMI的以下事件類型是： _檢錯
這指的是根據(jù)ACMI檢測器21所估計的ZCMIj從ACMI檢測器21被傳送到解碼器22 且其不等于從網(wǎng)關(guān)1接收到的ACM。的概率(假定索引j小于或等于用戶類型的索引i)。潛 在針對用戶類型i的分組被不正確的ACM模式所解碼，并由此沒有被正確地遞送。
[0034] -無用解碼
這指的是根據(jù)ACMI檢測器21所估計的從ACMI檢測器21被傳送到解碼器22 且其不等于零的概率(假定索引J大于用戶類型的索引i)。并非針對類型J前用戶的分組 被錯誤的格式不正確地解碼。僅有的成本是無用解碼。
[0035] 根據(jù)前述內(nèi)容，重要的是設(shè)計并生成用于使檢錯概率&最小