[发明专利]符号交织信道映射装置和方法以及移动通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信系统技术，更具体地说，涉及多载波无线通信 系统的信道映射方法和装置，以及相应的发射机、接收机和系统。

背景技术

在通信系统中，反馈的信道信息可以使得发射机根据信道条件避免 干扰。无线通信中的大多数自适应技术都是基于某种形式的反馈信道信 息的。

具有代表性的多载波通信系统如图1和图2所示。

图1示出了现有技术发射机100的示意方框图。高层数据首先在加 扰器101中加扰，然后在FEC编码器102中编码。FEC编码器102可以 是任何类型的FEC编码器。由于CTC(卷积Turbo编码)和非规则LDPC 码的强劲的纠错性能，这两种信道编码更为常用。随后，经编码的数据 (编码数据)在比特交织器103中被交织，比特交织器103可以是分组 交织或者卷积交织。调制器104将交织后的码字映射到星座符号上。这 些符号按照一定的规则被子载波映射单元105映射到各个子载波上。这 个过程可被视作是将时间轴上的数据映射到时频二维的空间里。在大多 数系统中，逻辑映射与物理映射有所不同。目的是为了不将相邻的符号 映射到相邻的子载波上，从而避免成块的衰落。经映射的数据随后经串 并转换(S/P)单元106、逆快速傅立叶变换(IFFT)单元107、并串转 换单元(P/S)108和前缀(CP)添加单元109处理，这些单元是常用的 多载波传输模式-正交频分复用(OFDM)的基本模块，因而不予赘述。

图2示出了现有技术接收机200的示意方框图。接收的信号首先经 前缀去除单元201、串并转换单元202、快速傅立叶变换(FFT)单元203 和并串转换单元204处理，这些单元分别是上述的单元106、107、108 和109的逆操作单元，是OFDM的基本解调模块，对本领域技术人员是 公知的，因而不予赘述。子载波解映射单元205的作用与子载波映射单 元105相反，它将时频二维数据映射到时间轴上。星座符号在解调器206 中解调为比特分块，然后在解交织器207中解调。解调出的比特分组(即 FEC编码块)在FEC解码器208中译码。然后经过解扰器209进行解扰 后，被提交给高层。

对于卷积Turbo码和低密度循环冗余校验码，码字往往设计得较长， 这是由于长码的高随机性提高了纠错性能。

图3示出了一个1/2码率的卷积Turbo码的编码器102的示意图。如 图所示，输入信息比特被分为3个流。第一条比特流经过时延装置301a 延时后直接进入复用器305，码字的这一部分通常被称作信息比特307。 第二条比特流经过时延装置301b延时后，经1/2成员卷积编码器302a处 理，得到该成员编码器的校验比特。第三条比特流首先经过CTC交织器 303交织，然后经过另外一个1/2成员卷积编码器302b编码，得到自身 的校验比特。编码器302a和302b的输出被删余矩阵单元304交替选出。 删余矩阵单元304和时延装置301a的输出经过复用器305复用。由此可 以看出，卷积Turbo码306是由信息比特307和校验比特308组成的。 对于卷积Turbo码，信息比特是不经过任何删余和保护的，这就意味着 码字的信息比特部分比校验比特部分更为重要，因此需要更多的保护。

图4示出了非规则低密度循环冗余校验码(LDPC)的校验矩阵的一 个示意图。非规则LDPC码的特点是变量节点和校验节点的度不完全相 同。变量节点的度(校验矩阵401的列重404)决定了对应码字中每比特 的重要程度：度越大越重要。即：码字中403部分的比特比402部分的 比特更重要。

图3中的CTC码和图4中的非规则LDPC码有一个共同的特征：码 字中的某些比特比其他比特更为重要。我们把这类FEC码称为非同等保 护(UEP)码。除了上述的两种纠错码之外，卷积码和一些线性分组码也 属于UEP码。

在一个多载波无线通信系统中，数据按UEP码编码后，经过调制， 同一编码块的比特可能会被映射到若干个子载波上。这些子载波往往经 历不同程度的衰落。编码领域传统的抗衰落方法是比特交织器。所有的 编码比特经过比特交织器被随机映射到不同的子载波上。每比特遭遇深 衰落的概率是相同的。在发射机已经通过反馈技术掌握信道衰落信息的 情况下，传统的发射机并没有对特殊的重要比特进行额外的保护。