用于特别地针对帧的报头生成信道码的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于生成信道码、特别是用于ACM("自适应编码和调制")通信系 统中的帧的报头的信道码的方法和系统。
【背景技术】
[0002] 根据信道条件进行的传输参数的实时自适应在其中信道参数可随时间或针对不 同的接收机而改变的通信系统中是非常期望的特征。
[0003] 时间和/或用户改变的信道条件是诸如卫星、网络和广播系统之类的大多数通信 系统的重要特性。
[0004] 根据现有技术，在此类系统中已经提出了自适应编码和调制方案以通过FEC("前 向纠错"）码率/长度和调制星座的实时自适应来提供显著的容量增益。
[0005] ACM方案的主要思想是通过避免由于采用固定物理层情境而引起的资源浪费来增 加系统通信的容量，用所述固定物理层情境，必须牺牲谱效率以在最差信道条件下保证对 于用户的良好性能。
[0006] 通过采用ACM方案，发射机能够在若干星座和码之间切换，选择最大可用调制和 码率，其确保目标DER("检错率")，从而保证对于每个用户的最大谱效率。在接收机端，为 了成功地将消息解码，每个用户应该能够判定该消息是否意图给他，和/或识别已被发射 机使用的星座和码的参数。
[0007] 一般而言，由发射机发送的每个分组由两个主要部分组成。
[0008] 第一部分称为帧的报头或简作报头，并且包含关于调制和编码的信息，在下文中 称为ACMI("自适应编码和调制指示符")。
[0009] 第二部分包含使用相应ACMI参数来编码的消息。
[0010]因此，每个用户应首先将帧的报头中的信息解码以便能够将消息的其余部分解 码。
[0011] 在诸如卫星广播之类的应用中，由于通常从-15dB至15dB的SNR("信噪比")的 宽动态范围，编码策略并不是微不足道的。仅仅ACM方案的使用可能不足以确保到接收机 的无线电链路、良好的谱效率和目标误码率。
[0012] 因此通过码的生成来改善谱效率是重要的，所述码的生成允许使帧的报头的平均 和最大长度最小化。
[0013] 在专利申请号US2010/0128661中，码生成过程基于探索性考虑，没有试图使帧 的报头长度最小化。可变长度码在于单个强Reed-Muller码的重复，以应对不同的信噪比 条件。
[0014] 然而，该专利申请没有教导使帧的报头的长度最小化。
[0015] 本发明的主要目标是指示一种用于特别地针对帧的报头生成信道码、能够使数据 分组的帧的报头的平均和最大长度最小化的方法和系统。
[0016] 本发明的另一目标是指示一种用于特别地针对帧的报头生成信道码、能够使通信 系统的谱效率最大化的方法和系统。
[0017] 本发明的另一目标是指示一种用于特别地针对帧的报头生成信道码、能够改善所 生成的信道码的纠正能力的方法和系统。
[0018] 本发明的另一目标是指示一种用于特别地针对帧的报头生成信道码、能够降低解 码器的计算复杂度的方法和系统。
[0019] 本发明的另一目标是指示一种用于特别地针对帧的报头生成信道码、能够对于所 有码字获得固定长度以便使可变长度码的最大似然解码器具有相同复杂度的方法和系统。
[0020] 本发明的这些及其它目标通过如在所附权利要求中所请求保护的用于特别地针 对帧的报头生成信道码的方法和系统来实现，其意图是本说明书不可分割的部分。
【具体实施方式】
[0021] 简而言之，一种用于特别地针对帧的报头生成信道码的方法被公开，其中，至少借 助于两个组成码的码字的串接来获得所述信道码的码字，并且在具有最大长度的第一组成 码的码字上与第二组成码的码字执行这样的串接。
[0022] 根据其无线电链路的质量将用户划分成例如i/个类型的较小集合。每个用户类型 i与可用信噪比相关联。假设对于任何两个用户类型妨卩?而言，如果左，?，则 SNRm〇
[0023] 最大ACM模式的集合JO(被关联到该用户类型的集合。每个用户类型i必须能 够检测使用ACM模式j' <i所编码的所有分组(其对应的信噪比SNR低于或等于被关联到 用户类型i的信噪比SNR)，并将其解码。因此，随后对应于高SNR值的较高类型的用户必须 能够在与比较低类型用户的集合相比更大的集合内检测ACM模式。
[0024] 这对应于码的生成，其容许此类码的码字的子集序列在纠正能力方面具有非常大 的差异。
[0025] 在所附权利要求中阐述了本发明的其它特征，其意图是本说明书不可分割的部 分。
[0026] 具体参考附图，根据用于生成信道码的方法的以下详细描述，上述目标将变得更 加显而易见，在所述附图中： -图1示出通信系统的框图； -图2和3示出了对于用户类型i的ACMI检测器的操作模式； -图4示出使用可变长度编码的码生成的示例； -图5示出具有DER("检错率"）等于1(T6的使用汉明码界和根据本发明方法的具有 32个模式的可变长度码的码参数； -图6示出用于使用DER等于1(T6的现有技术线性码的具有32个模式的可变长度码 的码参数； -图7示出用于使用DER等于1(T8的现有技术线性最佳码的具有48个模式的可变长 度码的码参数； -图8和9示出用于分别具有32个模式和48个模式的使用DER等于1(T8的使用现有 技术线性最佳码和根据本发明的方法的可变长度码的码参数； -图10示出关于图8的数据的图表； -图11a和lib示出图8的码的码字； -图12和13分别示出当DER被固定于1(T6时对于k位的一些值的所要求的报头分组 长度对比最小信噪比5M?，以及涉及图12的数据，由此与帧的报头的简单最差情况设计相 对应； -图14和15分别示出当DER被固定于1(T8时对于k位的一些值的所要求的报头分组 长度对比最小信噪比5M?，以及涉及图14的数据，由此与帧的报头的简单最差情况设计相 对应。
[0027] 参考图1，示出了被用作系统情境的示例以解释本发明的详细描述的通信系统 10。由网关1通过卫星应答机2服务于多个用户，并且网关1包括至少生成码的至少一个 编码器3。
[0028] 根据用户的当前无线电链路质量将其划分成i/个类型，例如64,并且该细分 由设计者在通信系统10的设计期间创建。
[0029] 每个用户类型i与可用信噪比相关联，并且在不失普遍性的情况下，假设 SNRi<SNRi+1彡…..彡SNRM。后一种情况通常是卫星通信系统。因此，对于每个用户类 型i而言，信噪比是不同的。此外，每个用户类型i包括至少一个物理用户。
[0030] 最大ACM模式的集合被关联到每个用户类型i。每个用户类型i必须能够检测使 用模式ACM」<i)所编码的所有分组，并将其解码。反馈信道（图1中未示出）允许网 关1知道每个用户的类型i。
[0031] 此外，网关1有可能针对每个用户类型i选择具有索引J彡/的ACM模式。选择 最大所允许的i以下的值(其原则上对于总系统容量而言是次优的)允许在网关1的一些灵 活性。然而，这附加的系统灵活性要求用户类型i检测所有模式ACM」彡i)，并将其解 码。然后，此要求施加高检测复杂度，尤其是对于被关联至高SNR值的用户而言。特别是， 具有最高用户类型施]用户必须检测来自卫星的所有分组并将其解码。根据实际预期目的 地的分组的过滤在解码过程之后被推迟。
[0032] 参考图2,示出了图1所示通信系统10中的包括输入信号对于用户类型i的 ACMI检测器21的接收机23的操作模式。ACMI检测器21递送在范围[i, ...，/]中的索 引J(其表示在所允许范围内的ACM索引的估计)，或者常规符号"0"（其表示检测失败，冻 结随后的解码器22)。
[0033] 在通信系统10的该示例中，用于ACMI的以下事件类型是： _检错
这指的是根据ACMI检测器21所估计的ZCMIj从ACMI检测器21被传送到解码器22 且其不等于从网关1接收到的ACM。的概率(假定索引j小于或等于用户类型的索引i)。潜 在针对用户类型i的分组被不正确的ACM模式所解码，并由此没有被正确地递送。
[0034] -无用解码
这指的是根据ACMI检测器21所估计的从ACMI检测器21被传送到解码器22 且其不等于零的概率(假定索引J大于用户类型的索引i)。并非针对类型J前用户的分组 被错误的格式不正确地解码。仅有的成本是无用解码。
[0035] 根据前述内容，重要的是设计并生成用于使检错概率&最小