專利名稱：不規(guī)則ldpc碼對(duì)mpeg－2ts分級(jí)不等保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)字信息傳輸技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及利用不規(guī)則LDPC碼的分級(jí)不等錯(cuò)誤保護(hù)能力對(duì)MPEG-2TS碼流的包頭，適配域等重要信息進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)。
背景技術(shù)：
LDPC碼是一種基于稀疏校驗(yàn)矩陣的線性碼，于1962年由Gallager提出，其校驗(yàn)矩陣有稀疏性。LDPC碼的校驗(yàn)矩陣可用tanner圖表示時(shí)，如圖1，tanner圖的下邊有M個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)表示碼字的一個(gè)校驗(yàn)位，稱為校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)；上邊有N個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)表示一個(gè)信息位，稱為信息節(jié)點(diǎn)；每個(gè)節(jié)點(diǎn)相連的邊數(shù)稱為該節(jié)點(diǎn)的度。
可以把LDPC碼分為規(guī)則LDPC碼和不規(guī)則LDPC碼。
Gallager最早給出了規(guī)則LDPC碼的定義，其信息節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的度是固定值。MacKay和Neal的研究表明在非規(guī)則tanner圖上構(gòu)造的LDPC碼(即不規(guī)則LDPC碼)具有良好性能。相對(duì)于規(guī)則碼，不規(guī)則LDPC碼的tanner圖中信息節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的度數(shù)都不是一個(gè)固定的值，如圖1中的不規(guī)則LDPC碼的信息節(jié)點(diǎn)的度有2，3，4三種。不規(guī)則LDPC碼的度可用度分布函數(shù)(ρ(x)，λ(x))表示，所對(duì)應(yīng)的生成函數(shù)可分別定義為ρ(x)=Σi=2maxρixi,λ(x)=Σi=2maxλixi]]>其中xi為生成函數(shù)度為i的元素，ρi表示此不規(guī)則LDPC碼度為i的信息節(jié)點(diǎn)的概率，λi表示此不規(guī)則LDPC碼度為i的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的概率，并且滿足Σi=2maxρi=1]]>和Σi=2maxλi=1.]]>i的取值是在相應(yīng)的約束條件下采用數(shù)值優(yōu)化技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)運(yùn)算、搜索得到的。
LDPC碼的譯碼一般采用SPA算法。SPA算法又可分為概率域SPA算法和對(duì)數(shù)域SPA算法，二者從譯碼算法上而言是等價(jià)的。
在給出對(duì)數(shù)域SPA算法之前引入以下定義令H表示M×N的校驗(yàn)矩陣，Hi，j表示矩陣中位置為(i，j)的項(xiàng)。定義參與第m個(gè)校驗(yàn)方程的比特集合為N(m)＝{nHm，n＝1}，包含比特n的校驗(yàn)和的集合為M(n)。定義N(m)\n表示N(m)集合中除掉比特n，M(n)\m表示M(n)集合中除掉校驗(yàn)和m。
對(duì)數(shù)域SPA算法輸入先驗(yàn)概率信息pn0=P(yn=0)]]>和pn1=P(yn=1)=1-pn0,n=1,···,N;]]>輸出硬判決結(jié)果x＝{x1，…，xN)；運(yùn)算過(guò)程初始化對(duì)每個(gè)n，計(jì)算信道信息γn=log(pn0/pn1);]]>對(duì)于每個(gè)(m，n)∈{(i，j)|Hi，j＝1}，計(jì)算αm,n=sign(γn)log(1+e-|γn|1-e-|γn|),]]>其中sign(γn)=+1γn≥0-1γn<0.]]>步驟1(水平更新)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)處理步驟對(duì)每個(gè)m，n，計(jì)算βm,n=log(1+e-α1-e-α)Πn′∈N(m)\nsign(αm,n′)---(1)]]>其中α=Σn′∈N(m)\n|αm,n′|]]>步驟2(垂直更新)信息節(jié)點(diǎn)處理步驟對(duì)每個(gè)m，n，計(jì)算αm,n=sign(γm,n)log(1+e-|γm,n|1-e-|γm,n|)---(2)]]>其中γm,n=γn+Σm′∈M(n)\mβm′,n.]]>對(duì)于每個(gè)n，更新后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比(LLR)λn如下λn=γn+Σm∈M(n)βm,n---(3)]]>步驟3驗(yàn)證譯碼結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)硬判決xn=0λn>01λn≤0,n=1,···,N.]]>如果H·x＝0或者達(dá)到最大迭代次數(shù)，結(jié)束譯碼并將硬判決譯碼結(jié)果輸出；否則重復(fù)步驟1-3。
上述算法中的變量αm，n和βm，n分別稱為信息到校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)外信息和校驗(yàn)到信息節(jié)點(diǎn)外信息。需要說(shuō)明的是，在硬件實(shí)現(xiàn)上述算法中的函數(shù)f(x)=log(1+e-|x|1-e-|x|)]]>時(shí)采用查表法操作。
LDPC碼的優(yōu)異性能及其在信息可靠傳輸中的良好應(yīng)用前景(例如數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)、光通信、衛(wèi)星通信、、第4代移動(dòng)通信系統(tǒng)、高速與甚高速率數(shù)字用戶線、光和磁存儲(chǔ)系統(tǒng)等)，已引起世界各國(guó)學(xué)術(shù)界和IT業(yè)界的高度重視。
目前，主要數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的信源音視頻壓縮部分的主要是MPEG(活動(dòng)圖像專家組)提出的MPEG-2TS標(biāo)準(zhǔn)。它是MPEG-1的進(jìn)一步發(fā)展，碼流為1.5～50Mb/s，主要應(yīng)用在衛(wèi)星、電纜和微波上的視頻和音頻數(shù)字傳輸。MPEG-2TS流就是Transmitting Stream，既傳輸碼流。TS流的長(zhǎng)度定義為188個(gè)字節(jié)，PES(Packet Elementary Stream)被分段存于TS流包中進(jìn)行傳輸。TS流包分成三部分，包頭，適配域，凈荷，圖2是MPEG-2TS流結(jié)構(gòu)，圖3是包頭結(jié)構(gòu)，圖4是適配域結(jié)構(gòu)。MPEG-2TS流格式互通性好，適用于傳輸。TS流包中各Byte的重要性不一樣，TS流包的包頭和適配域包含很多重要信息，要比凈荷(payload)重要的多，如sync_byte同步字節(jié)，如果發(fā)生錯(cuò)誤，將導(dǎo)致本TS包丟失，若造成系統(tǒng)失同步，會(huì)導(dǎo)致大量誤碼。
PID包標(biāo)識(shí)符，表示本TS包類型，若發(fā)生錯(cuò)誤，將造成本TS包丟失，若視頻(video)包的PID發(fā)生錯(cuò)誤，變成音頻(audio)包進(jìn)入音頻解碼器，會(huì)導(dǎo)致大量錯(cuò)誤。
PCR節(jié)目時(shí)鐘參考，為MPEG-2TS解碼器提供精確定時(shí)，若發(fā)生錯(cuò)誤，將導(dǎo)致解碼器緩沖器上溢或下溢。造成大量錯(cuò)誤。
可見(jiàn)，MPEG-2TS流的包頭和適配域信息非常重要，應(yīng)該對(duì)這些重要信息加以重點(diǎn)保護(hù)?？墒牵壳爸饕獢?shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)和其它傳輸標(biāo)準(zhǔn)中，均未對(duì)MPEG-2TS流的包頭和適配域作重點(diǎn)保護(hù)，導(dǎo)致這些重要信息的抗誤碼能力較差，從而影響了系統(tǒng)的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于利用不規(guī)則LDPC碼的分級(jí)不等錯(cuò)誤保護(hù)特性，提供一種對(duì)具有分組結(jié)構(gòu)的視頻流的幀頭，包頭，適配域等重要信息進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)的方法，對(duì)MPEG-2TS流的包頭和適配域重點(diǎn)保護(hù)的方法。
本發(fā)明的特征在于對(duì)于通信系統(tǒng)，該方法在通信系統(tǒng)發(fā)射端，在信道編碼電路之前增加保護(hù)處理電路實(shí)現(xiàn)，該保護(hù)處理電路含有控制器(11)；計(jì)數(shù)器(12)，與控制器(11)相連；同步識(shí)別器(13)，與控制器〔13〕相連，檢測(cè)MPEG-2TS碼流包頭；地址存儲(chǔ)器(14)，為輸入緩存器(15)提供輸出地址，并與控制器(11)相連；輸入緩存器(15)與控制器(11)和地址存儲(chǔ)器(14)相連，該輸入緩存器(15)有MPEG-2TS碼流輸入端和MPEG-2TS碼流輸出端，輸出包頭和適配域調(diào)整后的MPEG-2TS碼流；在該保護(hù)處理電路內(nèi)，所述保護(hù)方法是依照以下步驟實(shí)現(xiàn)的步驟1)將不規(guī)則LDPC碼度較高的信息節(jié)點(diǎn)的地址存儲(chǔ)于地址存儲(chǔ)器(14)中；步驟2)控制器1控制MPEG-2TS碼流順序進(jìn)入輸入緩存器(15)，同時(shí)控制器(11)啟動(dòng)同步識(shí)別器(13)開(kāi)始捕步驟捉sync_byte同步字節(jié)；步驟3)當(dāng)同步識(shí)別器(13)捕捉到sync_byte，為了防止TS流凈荷中也有與同步字節(jié)相同的字節(jié)，可每隔188Bytes檢測(cè)sync_byte，連續(xù)檢測(cè)到三次同步字節(jié)后，認(rèn)為同步，同步識(shí)別器(13提供給控制器(11)同步信號(hào)；步驟4)控制器(11)得到同步信號(hào)后，啟動(dòng)計(jì)數(shù)器(12)計(jì)數(shù)到188，此時(shí)輸入緩存器(15)中正是一個(gè)MPEG-2TS流包，同時(shí)計(jì)數(shù)器(12)提供給控制器(11)計(jì)數(shù)信號(hào)；步驟5)控制器(11)啟動(dòng)輸入緩存器(15)輸出，輸入緩存器(15)開(kāi)始按照地址存儲(chǔ)器(14)所存儲(chǔ)的不規(guī)則LDPC碼度較高信息節(jié)點(diǎn)的地址開(kāi)始輸出MPEG-2TS碼流，所輸出的MPEG-2TS碼流的順序已被調(diào)整，TS流包頭和調(diào)整域已對(duì)應(yīng)不規(guī)則LDPC碼度較高的信息節(jié)點(diǎn)；步驟6)順序已被調(diào)整的MPEG-2TS碼流輸入到信道編碼器經(jīng)過(guò)編碼后，完成包頭和適配域?qū)Σ灰?guī)則LDPC碼度較高的信息比特的映射；該方法在通信系統(tǒng)接收端，在信道譯碼電路之后，增加保護(hù)反處理電路實(shí)現(xiàn)，該保護(hù)反處理電路含有控制器(21)；計(jì)數(shù)器(22)，與控制器(21)相連；地址存儲(chǔ)器(23)，提供MPEG-2TS碼流包頭和適配域地址，并與控制器(21)相連；輸入緩存器(24)，與控制器(21)和地址存儲(chǔ)器(23)相連，該輸入緩存器(24)有MPEG-2TS碼流輸入端，接收信道譯碼電路輸出碼流，和MPEG-2TS碼流輸出端，輸出恢復(fù)正常順序碼流；在所述保護(hù)反處理電路，所述方法依照以下步驟實(shí)現(xiàn)步驟1)將MPEG-2TS流包頭和適配域地址存儲(chǔ)于地址存儲(chǔ)器(23)中；步驟2)控制器(21)控制輸入緩存器(24)，存儲(chǔ)信道譯碼器輸出的碼流，并啟動(dòng)計(jì)數(shù)器(22)計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)到188時(shí)，提供給控制器(22)計(jì)數(shù)信號(hào)，此時(shí)輸入緩存器(24)存儲(chǔ)的是順序調(diào)整后的MPEG-2TS碼流；步驟3)控制器(21)啟動(dòng)輸入緩存器(24)輸出，按照地址存儲(chǔ)器(23)存儲(chǔ)的TS流包頭和適配域地址進(jìn)行輸出，所輸出碼流正是正常順序的MPEG-2TS流，實(shí)現(xiàn)MPEG-2TS流的恢復(fù)。本發(fā)明所述的不規(guī)則LDPC碼對(duì)MPEG-2TS碼流的不等保護(hù)方法，對(duì)包頭4個(gè)字節(jié)和適配域前16個(gè)字節(jié)，共20個(gè)字節(jié)進(jìn)行保護(hù)。發(fā)射端地址存儲(chǔ)器(14)存儲(chǔ)不規(guī)則LDPC碼度較高的信息節(jié)點(diǎn)的地址。接收端地址存儲(chǔ)器(23)存儲(chǔ)MPEG-2TS流包頭和適配域地址。
不規(guī)則LDPC碼度分布的不一致性導(dǎo)致各信息節(jié)點(diǎn)抗誤碼能力的差異。分析LDPC譯碼的SPA算法，譯碼軟信息在信息節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)之間迭代傳遞，在垂直更新時(shí)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)為信息節(jié)點(diǎn)提供譯碼軟信息，信息節(jié)點(diǎn)利用此軟信息進(jìn)行譯碼。在水平更新時(shí)，此譯碼軟信息又被信息節(jié)點(diǎn)返回給校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，直至全部信息節(jié)點(diǎn)被正確譯碼(若超出最大迭代次數(shù)，則退出迭代，并輸出譯碼結(jié)果)?？芍容^高的信息節(jié)點(diǎn)與多個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)相連，并且這多個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)相距較遠(yuǎn)，這些校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)會(huì)提供較多的譯碼軟信息給度較高的信息節(jié)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)少量迭代，度較高的信息節(jié)點(diǎn)就可正確譯碼，其抗誤碼能力強(qiáng)。相反，度較少的信息節(jié)點(diǎn)與較少的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)相連，較少的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)提供的譯碼軟信息較少，這樣，度較少的信息節(jié)點(diǎn)得到的譯碼軟信息較少，經(jīng)過(guò)多次迭代后，這些信息節(jié)點(diǎn)也很難正確譯碼，其抗誤碼能力較弱。不規(guī)則LDPC碼具有天然的不等錯(cuò)誤保護(hù)能力(Unequal Error Protection)，在同一不規(guī)則LDPC碼字中，度較高的信息節(jié)點(diǎn)具有較高的抗誤碼能力，度較低的信息節(jié)點(diǎn)具有較小的抗誤碼能力，而且這種不等錯(cuò)誤保護(hù)能力隨著信噪比的增高和譯碼迭代次數(shù)的減少而越來(lái)越顯著。
我們可以利用這種不等錯(cuò)誤保護(hù)能力對(duì)MPEG-2TS流的重要信息加以保護(hù)，將包頭和適配域等重要信息映射到不規(guī)則LDPC碼度比較高的信息節(jié)點(diǎn)上，提高這些重要信息的抗誤碼能力，使重要信息的誤碼率顯著降低。
在系統(tǒng)發(fā)射端，在信道編碼模塊之前，增加保護(hù)處理電路。系統(tǒng)存儲(chǔ)不規(guī)則LDPC碼度較高的信息節(jié)點(diǎn)的地址，根據(jù)所選用的不規(guī)則LDPC碼的不同結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)所存儲(chǔ)的地址量可以很小，甚至不需要存儲(chǔ)不規(guī)則LDPC碼度較高的信息節(jié)點(diǎn)的地址。系統(tǒng)從輸入MPEG-2TS碼流中檢測(cè)MPEG-2TS包的包頭和適配域，因?yàn)镸PEG-2TS包是固定188Bytes長(zhǎng)度，包頭和適配域在TS包的前端，而且包頭占4個(gè)字節(jié)，適配域長(zhǎng)度雖不固定，但有固定的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)在找到MPEG-2TS碼流的包起始字節(jié)后，很容易檢測(cè)到包頭和適配域。在MPEG-2TS流進(jìn)行不規(guī)則LDPC信道編碼之前，進(jìn)行位置調(diào)整與處理，按照系統(tǒng)存儲(chǔ)的地址，將MPEG-2TS碼流包頭和適配域映射到不規(guī)則LDPC碼的度較高的信息節(jié)點(diǎn)上。MPEG-2TS碼流的凈荷映射到不規(guī)則LDPC碼的其它信息節(jié)點(diǎn)上。
在系統(tǒng)接收端，在信道譯碼模塊之后，增加保護(hù)反處理模塊，系統(tǒng)存儲(chǔ)MPEG-2TS碼流的包頭和適配域地址。在MPEG-2TS流進(jìn)行不規(guī)則LDPC信道譯碼之后，進(jìn)行位置反調(diào)整與處理，按照系統(tǒng)存儲(chǔ)的地址，將不規(guī)則LDPC碼的度較高的信息節(jié)點(diǎn)映射到MPEG-2TS碼流的包頭和適配域。不規(guī)則LDPC碼的其它信息節(jié)點(diǎn)也按照地址映射到MPEG-2TS碼流的凈荷，完成MPEG-2TS碼流的恢復(fù)。
經(jīng)過(guò)這個(gè)過(guò)程，對(duì)MPEG-2TS流的包頭和適配域等重要信息進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)，極大提高了這些重要信息的抗誤碼能力，顯著改善系統(tǒng)性能。
測(cè)試不規(guī)則LDPC碼對(duì)MPEG-2TS流重要信息的保護(hù)能力。所選用的不規(guī)則LDPC碼信息節(jié)點(diǎn)的度有2，3，6，15四種，其度分布生成函數(shù)為ρ(x)＝0.37x2+0.38x3+0.15x6+0.1x15未考慮MPEG-2TS碼流的包頭和適配域的重要性和不規(guī)則LDPC碼得不等錯(cuò)誤保護(hù)能力時(shí)，直接進(jìn)行信道編碼，MPEG-2TS碼流的包頭和適配域被映射到不規(guī)則LDPC碼度為3的信息節(jié)點(diǎn)上；在考慮了MPEG-2TS碼流的包頭和適配域的重要性和不規(guī)則LDPC碼的不等錯(cuò)誤保護(hù)能力后，在信道編碼前進(jìn)行重要信息映射，MPEG-2TS碼流的包頭和適配域被映射到不規(guī)則LDPC碼度為15的信息節(jié)點(diǎn)上。
測(cè)試環(huán)境調(diào)制方式為16QAM，信道為AWGN信道，所采用的SPA譯碼算法迭代20次。
測(cè)試結(jié)果

可見(jiàn)，利用不規(guī)則LDPC碼的天然不等錯(cuò)誤保護(hù)能力，對(duì)MPEG-2TS碼流的包頭和調(diào)整域等非常重要的信息加以保護(hù)，可以使這些重要信息的BER下降1到2個(gè)數(shù)量級(jí)(在相同信噪比下)，極大提高了其抗誤碼能力，明顯改善了系統(tǒng)整體性能。


圖1為某不規(guī)則LDPC碼Tanner2為MPEG-2TS流結(jié)構(gòu)圖。
圖3為MPEG-2TS流包頭結(jié)構(gòu)圖。
圖4為MPEG-2TS流適配域結(jié)構(gòu)圖。
圖5為保護(hù)處理電路結(jié)構(gòu)圖。
圖6為保護(hù)反處理電路結(jié)構(gòu)圖。
圖7為某通信系統(tǒng)圖，7.1為發(fā)射端，7.2為接收端
具體實(shí)施例方式分析所選用不規(guī)則LDPC碼結(jié)構(gòu)，得到此不規(guī)則LDPC碼信息節(jié)點(diǎn)的度分布函數(shù)，進(jìn)一步得到度較高的信息節(jié)點(diǎn)的地址。將輸入的MPEG-2TS碼流的包頭和適配域映射到不規(guī)則LDPC碼度較高的信息節(jié)點(diǎn)上。MPEG-2TS碼流順序輸入緩存器中，再按照不規(guī)則LDPC碼度較高的信息節(jié)點(diǎn)的地址讀出，調(diào)整了MPEG-2TS碼流中包頭和適配域的位置，從而實(shí)現(xiàn)了包頭和適配域到不規(guī)則LDPC碼度較高的信息節(jié)點(diǎn)的映射，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便。
MPEG-2TS碼流的包頭為固定長(zhǎng)度4字節(jié)，而適配域長(zhǎng)度不固定，這增加了適配域到不規(guī)則LDPC碼度較高的信息節(jié)點(diǎn)映射的難度。在實(shí)現(xiàn)時(shí)，可只將適配域一段固定長(zhǎng)度的部分進(jìn)行度較高的信息節(jié)點(diǎn)映射。綜合考慮適配域內(nèi)信息的重要性和實(shí)現(xiàn)難度，取適配域前16個(gè)字節(jié)(此16字節(jié)已包括絕大部重要信息)和包頭4個(gè)字節(jié)，共20個(gè)字節(jié)進(jìn)行映射。
下面參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明對(duì)于通信系統(tǒng)，該方法在通信系統(tǒng)發(fā)射端，在信道編碼電路之前增加保護(hù)處理電路實(shí)現(xiàn)，該保護(hù)處理電路含有控制器(11)；計(jì)數(shù)器(12)，與控制器(11)相連；同步識(shí)別器(13)，與控制器〔13〕相連，檢測(cè)MPEG-2TS碼流包頭；地址存儲(chǔ)器(14)，為輸入緩存器(15)提供輸出地址，并與控制器(11)相連；輸入緩存器(15)與控制器(11)和地址存儲(chǔ)器(14)相連，該輸入緩存器(15)有MPEG-2TS碼流輸入端和MPEG-2TS碼流輸出端，輸出包頭和適配域調(diào)整后的MPEG-2TS碼流；在該保護(hù)處理電路內(nèi)，所述保護(hù)方法是依照以下步驟實(shí)現(xiàn)的步驟1)將不規(guī)則LDPC碼度較高的信息節(jié)點(diǎn)的地址存儲(chǔ)于地址存儲(chǔ)器(14)中；步驟2)控制器1控制MPEG-2TS碼流順序進(jìn)入輸入緩存器(15)，同時(shí)控制器(11)啟動(dòng)同步識(shí)別器(13)開(kāi)始捕步驟捉sync_byte同步字節(jié)；步驟3)當(dāng)同步識(shí)別器(13)捕捉到sync_byte，為了防止TS流凈荷中也有與同步字節(jié)相同的字節(jié)，可每隔188Bytes檢測(cè)sync_byte，連續(xù)檢測(cè)到三次同步字節(jié)后，認(rèn)為同步，同步識(shí)別器(13提供給控制器(11)同步信號(hào)；步驟4)控制器(11)得到同步信號(hào)后，啟動(dòng)計(jì)數(shù)器(12)計(jì)數(shù)到188，此時(shí)輸入緩存器(15)中正是一個(gè)MPEG-2TS流包，同時(shí)計(jì)數(shù)器(12)提供給控制器(11)計(jì)數(shù)信號(hào)；步驟5)控制器(11)啟動(dòng)輸入緩存器(15)輸出，輸入緩存器(15)開(kāi)始按照地址存儲(chǔ)器(14)所存儲(chǔ)的不規(guī)則LDPC碼度較高信息節(jié)點(diǎn)的地址開(kāi)始輸出MPEG-2TS碼流，所輸出的MPEG-2TS碼流的順序已被調(diào)整，TS流包頭和調(diào)整域已對(duì)應(yīng)不規(guī)則LDPC碼度較高的信息節(jié)點(diǎn)；步驟6)順序已被調(diào)整的MPEG-2TS碼流輸入到信道編碼器經(jīng)過(guò)編碼后，完成包頭和適配域?qū)Σ灰?guī)則LDPC碼度較高的信息比特的映射；
該方法在通信系統(tǒng)接收端，在信道譯碼電路之后，增加保護(hù)反處理電路實(shí)現(xiàn)，該保護(hù)反處理電路含有控制器(21)；計(jì)數(shù)器(22)，與控制器(21)相連；地址存儲(chǔ)器(23)，提供MPEG-2TS碼流包頭和適配域地址，并與控制器(21)相連；輸入緩存器(24)，與控制器(21)和地址存儲(chǔ)器(23)相連，該輸入緩存器(24)有MPEG-2TS碼流輸入端，接收信道譯碼電路輸出碼流，和MPEG-2TS碼流輸出端，輸出恢復(fù)正常順序碼流；在所述保護(hù)反處理電路，所述方法依照以下步驟實(shí)現(xiàn)步驟1)將MPEG-2TS流包頭和適配域地址存儲(chǔ)于地址存儲(chǔ)器(23)中；步驟2)控制器(21)控制輸入緩存器(24)，存儲(chǔ)信道譯碼器輸出的碼流，并啟動(dòng)計(jì)數(shù)器(22)計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)到188時(shí)，提供給控制器(22)計(jì)數(shù)信號(hào)，此時(shí)輸入緩存器(24)存儲(chǔ)的是順序調(diào)整后的MPEG-2TS碼流；步驟3)控制器(21)啟動(dòng)輸入緩存器(24)輸出，按照地址存儲(chǔ)器(23)存儲(chǔ)的TS流包頭和適配域地址進(jìn)行輸出，所輸出碼流正是正常順序的MPEG-2TS流，實(shí)現(xiàn)MPEG-2TS流的恢復(fù)。本發(fā)明所述的不規(guī)則LDPC碼對(duì)MPEG-2TS碼流的不等保護(hù)方法，對(duì)包頭4個(gè)字節(jié)和適配域前16個(gè)字節(jié)，共20個(gè)字節(jié)進(jìn)行保護(hù)。發(fā)射端地址存儲(chǔ)器(14)存儲(chǔ)不規(guī)則LDPC碼度較高的信息節(jié)點(diǎn)的地址。接收端地址存儲(chǔ)器(23)存儲(chǔ)MPEG-2TS流包頭和適配域地址。
一個(gè)采用本發(fā)明所述方法的通信系統(tǒng)如圖7所示，發(fā)射端7.1增加了本發(fā)明的保護(hù)處理電路，接收端7.2增加了本發(fā)明的保護(hù)反處理電路。輸入的MPEG-2TS碼流可以是視頻、音頻、數(shù)據(jù)等多媒體信息，MPEG-2TS碼流送給本發(fā)明的保護(hù)處理電路，然后送給不規(guī)則LDPC碼編碼器以進(jìn)行糾錯(cuò)編碼，再經(jīng)過(guò)OFDM多載波調(diào)制，最后與PN序列等復(fù)接后，經(jīng)射頻模塊處理后由天線發(fā)射出去。接受端天線接收調(diào)制信號(hào)，經(jīng)下變頻和模數(shù)轉(zhuǎn)換后，經(jīng)過(guò)解復(fù)接送到OFDM多載波解調(diào)系統(tǒng)。解調(diào)后的信號(hào)送給LDPC碼譯碼器處理后，輸入本發(fā)明的保護(hù)反處理電路，最后恢復(fù)MPEG-2TS碼流。
權(quán)利要求
1.不規(guī)則LDPC碼對(duì)MPEG-2TS分級(jí)不等保護(hù)方法，其特征在于對(duì)于通信系統(tǒng)，該方法在通信系統(tǒng)發(fā)射端，信道編碼電路之前增加保護(hù)處理電路實(shí)現(xiàn)，該保護(hù)處理電路含有控制器(11)；計(jì)數(shù)器(12)，和控制器(11)相連；同步識(shí)別器(13)，與控制器(11)互連，檢測(cè)MPEG-2TS碼流包頭；地址存儲(chǔ)器(14)，為輸入緩存器(15)提供輸出地址，并與控制器(11)相連；輸入緩存器(15)與控制器(11)相連，該輸入緩存器(15)具有MPEG-2TS碼流輸入端和MPEG-2TS碼流輸出端，輸出包頭和適配域調(diào)整后的MPEG-2TS碼流；在該保護(hù)處理電路內(nèi)，所述保護(hù)方法是依照以下步驟實(shí)現(xiàn)的步驟1)將不規(guī)則LDPC碼度較高的信息節(jié)點(diǎn)的地址存儲(chǔ)于地址存儲(chǔ)器(14)中；步驟2)控制器(11)控制MPEG-2TS碼流順序進(jìn)入輸入緩存器(15)，同時(shí)控制器(11)啟動(dòng)同步識(shí)別器(13)開(kāi)始捕步驟捉sync_byte同步字節(jié)；步驟3)當(dāng)同步識(shí)別器(13)捕捉到sync_byte同步字節(jié)，為了防止MPEG-2TS碼流凈荷中也有與同步字節(jié)相同的字節(jié)，可每隔188Bytes檢測(cè)sync_byte，連續(xù)檢測(cè)到三次同步字節(jié)后，認(rèn)為同步，同步識(shí)別器(13)提供給控制器(11)同步信號(hào)；步驟4)控制器(11)得到同步信號(hào)后，啟動(dòng)計(jì)數(shù)器(12)計(jì)數(shù)到188，此時(shí)輸入緩存器(15)中正是一個(gè)MPEG-2TS流包，同時(shí)計(jì)數(shù)器(12)提供給控制器(11)計(jì)數(shù)信號(hào)；步驟5)控制器(11)啟動(dòng)輸入緩存器(15)輸出，輸入緩存器(15)開(kāi)始按照地址存儲(chǔ)器(14)所存儲(chǔ)的不規(guī)則LDPC碼度較高信息節(jié)點(diǎn)的地址開(kāi)始輸出MPEG-2TS碼流，所輸出的MPEG-2TS碼流的順序已被調(diào)整，TS流包頭和調(diào)整域已對(duì)應(yīng)不規(guī)則LDPC碼度較高的信息節(jié)點(diǎn)；步驟6)順序已被調(diào)整的MPEG-2TS碼流輸入到信道編碼器經(jīng)過(guò)編碼后，完成包頭和調(diào)整域?qū)Σ灰?guī)則LDPC碼度較高的信息比特的映射；該方法在通信系統(tǒng)接收端，在信道譯碼電路之后，增加保護(hù)反處理電路實(shí)現(xiàn)，該保護(hù)反處理電路含有控制器(21)；計(jì)數(shù)器(22)，與控制器(21)相連；地址存儲(chǔ)器(23)，提供MPEG-2TS碼流包頭和適配域地址，并與控制器(21)相連；輸入緩存器(24)，與控制器(21)和地址存儲(chǔ)器(23)相連，該輸入緩存器(24)有MPEG-2TS碼流輸入端，接收信道譯碼電路輸出碼流，和MPEG-2TS碼流輸出端，輸出恢復(fù)正常順序碼流；在所述保護(hù)反處理電路，所述方法依照以下步驟實(shí)現(xiàn)步驟1)將MPEG-2TS流包頭和適配域地址存儲(chǔ)于地址存儲(chǔ)器(23)中；步驟2)控制器(21)控制輸入緩存器(24)，存儲(chǔ)信道譯碼器輸出的碼流，并啟動(dòng)計(jì)數(shù)器(22)計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)到188時(shí)，提供給控制器(21)計(jì)數(shù)信號(hào)，此時(shí)輸入緩存器(24)存儲(chǔ)的是順序調(diào)整后的MPEG-2TS碼流；步驟3)控制器(21)啟動(dòng)輸入緩存器(24)輸出，按照地址存儲(chǔ)器(23)存儲(chǔ)的MPEG-2TS流包頭和適配域地址進(jìn)行輸出，所輸出碼流正是正常順序的MPEG-2TS流，實(shí)現(xiàn)MPEG-2TS流的恢復(fù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不規(guī)則LDPC碼對(duì)MPEG-2TS不等保護(hù)方法，其特征在于對(duì)包頭4個(gè)字節(jié)和適配域前16個(gè)字節(jié)，共20個(gè)字節(jié)進(jìn)行保護(hù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述不規(guī)則LDPC碼對(duì)MPEG-2TS不等保護(hù)方法，發(fā)射端地址存儲(chǔ)器(14)存儲(chǔ)不規(guī)則LDPC碼度較高的信息節(jié)點(diǎn)的地址。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述不規(guī)則LDPC碼對(duì)MPEG-2TS不等保護(hù)方法，接收端地址存儲(chǔ)器(23)存儲(chǔ)MPEG-2TS流包頭和適配域地址。
全文摘要
不規(guī)則LDPC碼對(duì)MPEG－2TS分級(jí)不等保護(hù)方法涉及數(shù)字信息傳輸技術(shù)領(lǐng)域，特別對(duì)MPEG－2TS流包頭和適配域重點(diǎn)保護(hù)，其特征在于在通信系統(tǒng)發(fā)射端，增加保護(hù)處理電路，存儲(chǔ)不規(guī)則LDPC碼度較高信息節(jié)點(diǎn)的地址，使MPEG－2TS碼流包頭和適配域映射到不規(guī)則LDPC碼度較高信息節(jié)點(diǎn)上；在通信系統(tǒng)接收端，增加保護(hù)反處理電路，并存儲(chǔ)MPEG－2TS流包頭和適配域地址，利用此地址恢復(fù)正常順序的MPEG－2TS碼流，此方法使MPEG－2TS流包頭和適配域重要信息的誤比特率(BER)下降1到2個(gè)數(shù)量級(jí)(在相同信噪比下)，極大提高了其抗誤碼能力，明顯改善了系統(tǒng)整體性能。
文檔編號(hào)H04N7/26GK1741613SQ20051008647
公開(kāi)日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2005年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月23日
發(fā)明者楊知行, 張楊, 潘長(zhǎng)勇, 王軍, 宋健 申請(qǐng)人:清華大學(xué)