專利名稱：分量編碼器及其編碼方法和雙輸入Turbo編碼器及其編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)中的信道編碼技術(shù)，尤指一種分量編碼器及其編碼方法和雙輸入Turbo編碼器及其編碼方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代通信系統(tǒng)為了提高數(shù)據(jù)在無線傳播環(huán)境中的傳輸可靠性，對抗數(shù)據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)的可能錯誤，通常會在發(fā)射端使用前向糾錯碼(FEC)對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行編碼處理。比如Turbo碼，就是一種高糾錯能力的信道編碼方法，采用Turbo碼進行編碼的編碼器稱為Turbo編碼器。Turbo編碼器在大多數(shù)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，如3G、DVB-s2、WIMAX系統(tǒng)等。
一般，Turbo編碼器由兩個或多個相同的分量編碼器構(gòu)成，各分量編碼器輸入的待編碼信息比特完全相同，只是輸入順序通過Turbo編碼器中交織器的交織而發(fā)生改變。圖1是IEEE802.16d/e標(biāo)準(zhǔn)中的雙輸入Turbo編碼器的組成原理圖，該雙輸入Turbo編碼器應(yīng)用在WIMAX系統(tǒng)和DVB-s2系統(tǒng)中。如圖1所示，雙輸入Turbo編碼器包括一個CTC交織器、分量編碼器1、分量編碼器2、和復(fù)合器，其工作原理描述如下將待編碼信息比特序列分解成編碼塊，每個編碼塊設(shè)為2N個信息比特，每個編碼塊的連續(xù)2個信息比特組成一組，共組成N組信息比特對{A(n)，B(n)}，其中，n＝1，2......，N，N為預(yù)設(shè)正整數(shù)。N組信息比特對{A(n)，B(n)}以正常的輸入順序輸入到分量編碼器1中進行編碼，編碼后得到校驗比特Y1(n)和W1(n)；同時，N組信息比特對{A(n)，B(n)}經(jīng)過Turbo編碼器中的交織器后改變信息比特的位置，得到交織信息比特對{A′(n)，B′(n)}，然后交織信息比特對{A′(n)，B′(n)}輸入到分量編碼器2中進行編碼，編碼后輸出校驗比特Y2(n)和W2(n)。分量編碼器編碼1和分量編碼器2輸出的校驗比特，與信息比特對{A(n)，B(n)}通過復(fù)合器合并輸出編碼后的碼字序列給接收端。
需要說明的是，圖1只是原理示意圖，實際使用中分量編碼器1和分量編碼器2可以共用一個分量編碼器，只需采用開關(guān)控制器控制該分量編碼器先后對信息比特對{A(n)，B(n)}和交織信息比特對{A′(n)，B′(n)}進行編碼即可。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)分量編碼器組成原理圖，如圖2所示，分量編碼器由寄存器S1～S3，加法器ADD1～ADD5組成，信息比特1和信息比特2為兩路輸入的信息比特，校驗比特1和校驗比特2為兩路經(jīng)過編碼后輸出的校驗比特。其中，加法器ADD1的輸入比特為信息比特1、信息比特2、寄存器S3的輸出比特和寄存器S1的輸出比特，加法器ADD2的輸入比特為寄存器S1的輸出比特和信息比特2，加法器ADD3的輸入比特為寄存器S2的輸出比特和信息比特2，加法器ADD4的輸入比特為加法器ADD1的輸出比特、寄存器S2的輸出比特和寄存器S3的輸出比特，加法器ADD5的輸入比特為加法器ADD1的輸出比特和寄存器S3的輸出比特；加法器ADD1的輸出比特是寄存器S1的輸入比特，加法器ADD2的輸出比特是寄存器S2的輸入比特，加法器ADD3的輸出比特是寄存器S3的輸入比特，加法器ADD4的輸出比特是校驗比特1，加法器ADD5的輸出比特是校驗比特2。
為了保證接收端的譯碼性能，Turbo編碼器中的分量編碼器對每個編碼塊進行編碼時，分量編碼器中寄存器的初始狀態(tài)和終止?fàn)顟B(tài)通常需要具有一定的狀態(tài)特征信息，接收端的譯碼器根據(jù)該狀態(tài)特征信息更好地進行譯碼。在IEEE802.16d/e標(biāo)準(zhǔn)中，雙輸入Turbo編碼器采用狀態(tài)循環(huán)(Circular)方式，即每個編碼塊編碼時，必須滿足兩個分量編碼器各自的初始狀態(tài)和終止?fàn)顟B(tài)都相同的循環(huán)特征，但具體的狀態(tài)隨編碼塊的輸入比特對不同而不同。為了達到分量編碼器的初始狀態(tài)和終止?fàn)顟B(tài)的循環(huán)特征，每個編碼塊的編碼需要按照以下步驟進行
1)分量編碼器1中寄存器的初始狀態(tài)設(shè)置為Sc1＝0，即S1＝0、S2＝0、S3＝0，N組信息比特對{A(n)，B(n)}以自然順序輸入分量編碼器1進行編碼，編碼完畢后寄存器的狀態(tài)值假設(shè)為S0N，在圖2所示的分量編碼器組成中有三個寄存器，因此容易看出狀態(tài)S0N有8種可能。為了得到分量編碼器的初始狀態(tài)，發(fā)射端中的雙輸入Turbo編碼器中需要存儲表1中的數(shù)據(jù)，表1是卷積Turbo編碼器(CTC)循環(huán)狀態(tài)查詢表，其中Nmod7表示N用7模的余數(shù)，如8mod7＝1，根據(jù)所得到的狀態(tài)值S0N和信息比特對的組數(shù)N值，通過查詢表1得到分量編碼器1的初始狀態(tài)Sc1，比如N＝8，S0N＝6時，Sc1＝3，如表1中加粗字體所示；2)以1)中得到的狀態(tài)值Sc1作為分量編碼器1的初始狀態(tài)，N組信息比特對{A(n)，B(n)}再次以自然順序輸入分量編碼器1進行第二次編碼，得到分量編碼器的輸出校驗比特Y1(n)和W1(n)；3)分量編碼器2中寄存器的初始狀態(tài)設(shè)置為Sc2＝0，將交織后的N組信息比特對{A′(n)，B′(n)}輸入分量編碼器2進行編碼，編碼完畢后寄存器的狀態(tài)值假設(shè)為S0N。根據(jù)所得到的狀態(tài)值S0N和信息比特對的組數(shù)N的大小通過查詢表1得到分量編碼器2的初始狀態(tài)Sc2；4)以3)中得到的狀態(tài)值Sc2作為分量編碼器2的初始狀態(tài)，交織后的N組信息比特對{A′(n)，B′(n)}再次輸入分量編碼器2進行第二次編碼，得到分量編碼器的輸出校驗比特Y2(n)和W2(n)；

表1以上，n＝1，2......，N。
經(jīng)過以上編碼操作，可以確保兩個編碼器的初始狀態(tài)和終止?fàn)顟B(tài)滿足循環(huán)特性。
從前述雙輸入Turbo碼的編碼過程不難看出，為了得到分量編碼器的狀態(tài)循環(huán)特性，對待編碼的每個編碼塊，兩個分量編碼器均需要進行兩次編碼，增加了雙輸入Turbo編碼器的編碼運算量和編碼時延，這對大編碼塊的通信系統(tǒng)是難以容忍的。同時，雖然現(xiàn)有的編碼方法保證了分量編碼器狀態(tài)的循環(huán)特性，但接收端的譯碼器并不知道具體的狀態(tài)，為了達到更好的譯碼性能，通常需要將編碼塊的最前面一段數(shù)據(jù)復(fù)制到編碼塊尾部，人為地增大了編碼塊的長度，從而增加了譯碼的復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種分量編碼器，能夠降低編碼計算量和編碼時延，并確保分量編碼器的初始狀態(tài)和結(jié)束狀態(tài)為已知狀態(tài)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種分量編碼器的編碼方法，能夠降低編碼計算量和編碼時延。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種雙輸入Turbo編碼器，能夠降低編碼計算量和編碼時延。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種雙輸入Turbo編碼器的編碼方法，能夠降低編碼計算量和編碼時延。
為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的一種分量編碼器，包括第一寄存器、第二寄存器和第三寄存器，第一加法器、第二加法器、第三加法器、第四加法器和第五加法器，還包括用于控制分量編碼器的輸入信息比特的控制開關(guān)；控制開關(guān)控制分量編碼器的輸入為待編碼的編碼塊的信息比特對時，第一加法器接收信息比特對中的第一信息比特、信息比特對中的第二信息比特、第三寄存器的輸出比特和第一寄存器的輸出比特并求和，輸出求和后的比特給第一寄存器；
第二加法器接收第一寄存器的輸出比特和第二信息比特并求和，輸出求和后的比特給第二寄存器；第三加法器接收第二寄存器的輸出比特和第二信息比特并求和，輸出求和后的比特給第三寄存器；第四加法器接收第一加法器的輸出比特、第二寄存器的輸出比特和第三寄存器的輸出比特并求和，輸出第一校驗比特；第五加法器接收第一加法器的輸出比特和第三寄存器的輸出比特并，輸出第二校驗比特；控制開關(guān)控制分量編碼器的輸入為自身的反饋比特時，第一加法器接收反饋比特中的第三寄存器的輸出比特、反饋比特中的第一寄存器的輸出比特、第三寄存器的輸出比特和第一寄存器的輸出比特并求和，輸出求和后的比特給第一寄存器；第二加法器接收第一寄存器的輸出比特和反饋比特中的第一寄存器的輸出比特并求和，輸出求和后的比特給第二寄存器；第三加法器接收第二寄存器的輸出比特和反饋比特中的第一寄存器的輸出比特并求和，輸出求和后的比特給第三寄存器；第四加法器接收第一加法器的輸出比特、第二寄存器的輸出比特和第三寄存器的輸出比特并求和，輸出第一校驗比特；第五加法器接收第一加法器的輸出比特和第三寄存器的輸出比特并求和，輸出第二校驗比特。
所述控制開關(guān)為預(yù)設(shè)時鐘信號。
一種分量編碼器的編碼方法，該方法包括A.設(shè)置分量編碼器中寄存器的初始狀態(tài)為零狀態(tài)，設(shè)置用于控制分量編碼器的輸入信息比特的控制開關(guān)；B.在控制開關(guān)控制下，分量編碼器完成對每個待編碼的編碼塊的編碼后，利用分量編碼器自身寄存器輸出的反饋比特進行編碼，以使分量編碼器中寄存器的終止?fàn)顟B(tài)為零狀態(tài)。
所述對反饋比特編碼為兩次編碼。
所述反饋比特為分量編碼器中第一寄存器和第三寄存器的輸出比特。
所述控制開關(guān)為預(yù)設(shè)時鐘信號。
一種雙輸入Turbo編碼器，包括交織器、分量編碼器和復(fù)合器，所述分量編碼器包括第一寄存器、第二寄存器和第三寄存器，第一加法器、第二加法器、第三加法器、第四加法器和第五加法器；所述分量編碼器還包括用于控制分量編碼器的輸入信息比特的控制開關(guān)。
所述分量編碼器包括第一分量編碼器和第二分量編碼器。
所述Turbo編碼器還包括開關(guān)控制器，用于控制所述分量編碼器先后對待編碼的信息比特對和所述交織器輸出的交織信息比特對進行編碼。
所述控制開關(guān)為預(yù)設(shè)時鐘信號。
一種雙輸入Turbo編碼器的編碼方法，該方法包括a.設(shè)置分量編碼器中寄存器的初始狀態(tài)為零狀態(tài)，設(shè)置用于控制分量編碼器的輸入信息比特的控制開關(guān)，設(shè)置待編碼的比特對；b.在所述控制開關(guān)控制下，分量編碼器對待編碼的比特對進行編碼后，對自身寄存器的反饋比特進行兩次編碼；c.對待編碼的比特對進行交織處理；在所述控制開關(guān)控制下，分量編碼器對交織處理后的比特對進行編碼后，對自身寄存器的反饋比特進行兩次編碼。
所述反饋比特為分量編碼器中第一寄存器和第三寄存器的輸出比特。
所述控制開關(guān)為預(yù)設(shè)時鐘信號。
由上述技術(shù)方案可見，本發(fā)明通過設(shè)置分量編碼器中寄存器的初始狀態(tài)為零狀態(tài)，分量編碼器完成對每個編碼塊的編碼后，利用分量編碼器自身寄存器輸出的反饋比特，進行兩次編碼，保證編碼完成后分量編碼器中寄存器的終止?fàn)顟B(tài)與初始狀態(tài)的一致。本發(fā)明分量編碼器及其實現(xiàn)編碼的方法，以及采用該分量編碼器的雙輸入Turbo編碼器，避免了現(xiàn)有分量編碼器的兩次編碼過程，大大降低了編碼計算量和編碼延遲。除此之外，仿真結(jié)果表明，本發(fā)明雙輸入Turbo編碼器的性能在對小編碼塊譯碼時略優(yōu)于現(xiàn)有雙輸入Turbo編碼器的性能。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)雙輸入Turbo編碼器組成原理圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)分量編碼器組成原理圖；圖3是本發(fā)明分量編碼器組成原理圖；圖4是本發(fā)明雙輸入Turbo編碼器實現(xiàn)編碼的流程圖；圖5a是采用本發(fā)明歸零雙輸入Turbo編碼器與現(xiàn)有雙輸入Turbo編碼器編碼后，接收端譯碼后的仿真結(jié)果比較示意圖一；圖5b是采用本發(fā)明歸零雙輸入Turbo編碼器與現(xiàn)有雙輸入Turbo編碼器編碼后，接收端譯碼后的仿真結(jié)果比較示意圖二；圖5c是采用本發(fā)明歸零雙輸入Turbo編碼器與現(xiàn)有雙輸入Turbo編碼器編碼后，接收端譯碼后的仿真結(jié)果比較示意圖三；圖5d是采用本發(fā)明歸零雙輸入Turbo編碼器與現(xiàn)有雙輸入Turbo編碼器編碼后，接收端譯碼后的仿真結(jié)果比較示意圖四。
具體實施例方式
本發(fā)明的核心思想是設(shè)置分量編碼器中寄存器的初始狀態(tài)為零狀態(tài)，分量編碼器完成對每個編碼塊的編碼后，利用分量編碼器自身寄存器輸出的反饋比特，以使分量編碼器中寄存器的結(jié)束狀態(tài)為零狀態(tài)。
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉較佳實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。
圖3是本發(fā)明分量編碼器組成原理圖，如圖3所示，本發(fā)明分量編碼器由寄存器S1～S3、加法器ADD1～ADD5及控制開關(guān)k組成，信息比特1和信息比特2為兩路輸入的信息比特，校驗比特1和校驗比特2為兩路經(jīng)過編碼后輸出的校驗比特。其中，控制開關(guān)k可以采用預(yù)設(shè)時鐘信號進行控制，比如當(dāng)時鐘信號為低電平0時，控制開關(guān)k的1端和2端分別與信息比特1和信息比特2相連接，分量編碼器對雙輸入信息比特進行編碼，具體實現(xiàn)與現(xiàn)有技術(shù)完全一致，可參見對圖2的描述；當(dāng)時鐘信號為高電平1時，控制開關(guān)k的1端和2端分別與信息比特a和信息比特b相連接，分量編碼器對信息比特a和信息比特b進行編碼，具體編碼原理實現(xiàn)與現(xiàn)有技術(shù)完全一致，所不同的是輸入的雙路信息比特為信息比特1和信息比特2，分別被信息比特a即寄存器S3輸出的反饋比特S3和信息比特b即寄存器S1輸出的反饋比特S1代替。
本發(fā)明分量編碼器實現(xiàn)編碼的方法為設(shè)置分量編碼器中寄存器的初始狀態(tài)為零狀態(tài)，分量編碼器完成對每個編碼塊的編碼后，利用分量編碼器自身寄存器輸出的反饋比特，再進行兩次編碼，以保證編碼完成后，寄存器的終止?fàn)顟B(tài)與初始狀態(tài)的一致。本發(fā)明分量編碼器及其實現(xiàn)編碼的方法，以及采用該分量編碼器的雙輸入Turbo編碼器，避免了現(xiàn)有分量編碼器的兩次編碼過程，大大降低了編碼計算量和編碼延遲。
下面結(jié)合圖4本發(fā)明上輸入Turbo編碼器實現(xiàn)編碼的流程圖，以及圖1，詳細描述本發(fā)明雙輸入Turbo編碼器中分量編碼器進行編碼的過程步驟400設(shè)置分量編碼器中寄存器的初始狀態(tài)為零狀態(tài)，設(shè)置(N-2)組比特對。
本實例中，假設(shè)本發(fā)明歸零雙輸入Turbo編碼器中包括兩個獨立的分量編碼器即分量編碼器1和分量編碼器2，分量編碼器1中的控制開關(guān)為k1，時鐘信號為CLK1；分量編碼器2中的控制開關(guān)為k2，時鐘信號為CLK2。
分量編碼器1和分量編碼器2中寄存器的初始狀態(tài)取為零狀態(tài)。
步驟401分量編碼器對(N-2)組比特對進行編碼后，對自身的當(dāng)前寄存器反饋比特進行兩次編碼。
在時鐘信號CLK1的控制下，控制開關(guān)k1的1端和2端分別與信息比特1和信息比特2相連接，(N-2)組信息比特對{A(n)，B(n)}，其中，n＝1，2......，N-2，以自然順序輸入分量編碼器1進行編碼，編碼完畢后寄存器的狀態(tài)假設(shè)為S01N；接下來，在時鐘信號CLK1的控制下，控制開關(guān)k1的1端和2端分別與信息比特a和信息比特b相連接，分量編碼器1的反饋比特對{S3，S1}作為分量編碼器1的輸入進行編碼，該過程重復(fù)進行兩次。從本文中涉及的分量編碼器的結(jié)構(gòu)容易看出，經(jīng)過兩次對反饋比特對{S3，S1}的編碼后，分量編碼器1中寄存器的狀態(tài)一定是為零的，比如S01N-2為101，如圖3所示，經(jīng)過對反饋比特對{S3，S1}(此時S3＝1，S1＝1)的第一次編碼后，S01N-1改變?yōu)?01，經(jīng)過對反饋比特對{S3，S1}(此時S3＝1，S1＝0)的第二次編碼后，S01N改變?yōu)?00。
本步驟通過對反饋比特的兩次編碼，保證了分量編碼器編碼結(jié)束時寄存器的終止?fàn)顟B(tài)回歸為初始的零狀態(tài)，基于此特征，本發(fā)明也將雙輸入Turbo編碼器稱為歸零雙輸入Turbo編碼器。
步驟402分量編碼器對交織處理后的(N-2)組比特進行編碼后，對自身的寄存器反饋比特進行兩次編碼。
在時鐘信號CLK2的控制下，控制開關(guān)k2的1端和2端分別與信息比特1和信息比特2相連接，將交織后的(N-2)組信息比特對{A′(n)，B′(n)}，其中，n＝1，2......，N-2，輸入分量編碼器2進行編碼，編碼完畢后寄存器的狀態(tài)假設(shè)為S02N；接下來，在時鐘信號CLK2的控制下，控制開關(guān)k2的1端和2端分別與信息比特a和信息比特b相連接，分量編碼器2的反饋比特對{S3，S1}作為分量編碼器2的輸入進行編碼，該過程重復(fù)進行兩次。同理，經(jīng)過兩次對反饋比特對{S3，S1}的編碼后，分量編碼器2中寄存器的終止?fàn)顟B(tài)一定是為零的。
需要說明的是，本實施例中步驟401和步驟402不存在先后順序。但是，如果雙輸入Turbo編碼器中的分量編碼器1和分量編碼器2共用一個分量編碼器，則按照先執(zhí)行步驟401，再執(zhí)行步驟402的順序執(zhí)行。
進一步地，為了保持編碼后的比特數(shù)和現(xiàn)有循環(huán)雙輸入Turbo編碼器的輸出比特數(shù)相同，采用本發(fā)明歸零雙輸入Turbo編碼器的輸出可以通過后續(xù)的打孔操作多打掉4個校驗比特即可。打孔操作屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)，這里不再詳細描述。
從上述可見，本發(fā)明歸零雙輸入Turbo編碼器對每個編碼塊編碼時，分量編碼器1和分量編碼器2只需編碼一次，相對現(xiàn)有雙輸入Turbo編碼器，節(jié)省了一半的編碼運算量，降低了編碼帶來的編碼時延，尤其在編碼塊較大時效果更明顯；同時，編碼過程中不再需要通過查表的方式確定編碼器的初始狀態(tài)，既方便又無需存儲表1的數(shù)據(jù)。
此外，由于歸零雙輸入Turbo編碼器的初始狀態(tài)和終止?fàn)顟B(tài)恒為零狀態(tài)，這種編碼器的狀態(tài)特征，接收端的譯碼器是確知的，在譯碼過程中可以充分加以利用，無需將編碼塊最前面的一段數(shù)據(jù)，一般也要10～20個比特對拷貝到編碼塊的后面，從而降低了編碼的復(fù)雜度。
圖5a～圖5d給出了本發(fā)明歸零雙輸入Turbo編碼器與現(xiàn)有雙輸入Turbo編碼器，分別在對大編碼塊和小編碼塊進行編碼時，以及不同調(diào)制方式下的接收端的譯碼仿真結(jié)果比較示意圖。
圖5a是采用本發(fā)明歸零雙輸入Turbo編碼器與現(xiàn)有雙輸入Turbo編碼器編碼后，接收端對10000個編碼塊進行譯碼的仿真結(jié)果比較示意圖一，如圖5a所示，橫坐標(biāo)表示信噪比，縱坐標(biāo)表示誤碼率，在發(fā)射端，均采用編碼碼率為1/2的正交相移鍵控(QPSK)調(diào)制方式，每個編碼塊為6字節(jié)(byte)即小編碼塊。經(jīng)過本發(fā)明雙輸入Turbo編碼器編碼后，在接收端譯碼后得到譯碼結(jié)果51a；經(jīng)過現(xiàn)有雙輸入Turbo編碼器編碼后，在接收端譯碼后得到譯碼結(jié)果52a，從圖5a可見，在相同的信噪比條件下，發(fā)射端采用本發(fā)明雙輸入Turbo編碼器對小編碼塊進行編碼后，譯碼結(jié)果51a的誤碼率略低于譯碼結(jié)果52a。
圖5b是采用本發(fā)明歸零雙輸入Turbo編碼器與現(xiàn)有雙輸入Turbo編碼器編碼后，接收端對10000個編碼塊進行譯碼的仿真結(jié)果比較示意圖二，如圖5b所示，橫坐標(biāo)表示信噪比，縱坐標(biāo)表示誤碼率，在發(fā)射端，均采用編碼碼率為1/2的QPSK調(diào)制方式，每個編碼塊為360byte即大編碼塊。經(jīng)過本發(fā)明雙輸入Turbo編碼器編碼后，在接收端譯碼后得到譯碼結(jié)果51b；經(jīng)過現(xiàn)有雙輸入Turbo編碼器編碼后，在接收端譯碼后得到譯碼結(jié)果52b，從圖5b可見，譯碼結(jié)果51a與譯碼結(jié)果52a基本一致，但正如前所述，由于本發(fā)明編碼運算量小，編碼時延小，因此本發(fā)明先得到譯碼結(jié)果，提高了收發(fā)信號的速率。
圖5c是采用本發(fā)明歸零雙輸入Turbo編碼器與現(xiàn)有雙輸入Turbo編碼器編碼后，接收端對10000個編碼塊進行譯碼的仿真結(jié)果比較示意圖三，如圖5c所示，橫坐標(biāo)表示信噪比，縱坐標(biāo)表示誤碼率，在發(fā)射端，均采用編碼碼率為1/2的QPSK調(diào)制方式，每個編碼塊為60byte。經(jīng)過本發(fā)明雙輸入Turbo編碼器編碼后，在接收端譯碼后得到譯碼結(jié)果51c；經(jīng)過現(xiàn)有雙輸入Turbo編碼器編碼后，在接收端譯碼后得到譯碼結(jié)果52c，從圖5c可見，譯碼結(jié)果51a與譯碼結(jié)果52a基本一致，但正如前所述，由于本發(fā)明編碼運算量小，編碼時延小，因此本發(fā)明先得到譯碼結(jié)果，提高了收發(fā)信號的速率。
圖5d是采用本發(fā)明歸零雙輸入Turbo編碼器與現(xiàn)有雙輸入Turbo編碼器編碼后，接收端對10000個編碼塊進行譯碼的仿真結(jié)果比較示意圖四，如圖5d所示，橫坐標(biāo)表示信噪比，縱坐標(biāo)表示誤碼率，在發(fā)射端，均采用編碼碼率為1/2的16正交幅度調(diào)制(16QAM)方式，對每個編碼塊為60byte。經(jīng)過本發(fā)明雙輸入Turbo編碼器編碼后，在接收端譯碼后得到譯碼結(jié)果51d；經(jīng)過現(xiàn)有雙輸入Turbo編碼器編碼后，在接收端譯碼后得到譯碼結(jié)果52d，從圖5d可見，譯碼結(jié)果51d與譯碼結(jié)果52d基本一致，但正如前所述，由于本發(fā)明編碼運算量小，編碼時延小，因此本發(fā)明先得到譯碼結(jié)果，提高了收發(fā)信號的速率。
圖5a～圖5d所示仿真結(jié)果清晰顯示，采用本發(fā)明歸零雙輸入Turbo編碼器的性能在對小編碼塊進行編碼之后，譯碼后的譯碼性能有所提高，大編碼塊時與現(xiàn)有方法接近，但是，如前所述譯碼計算量大大降低了。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種分量編碼器，包括第一寄存器、第二寄存器和第三寄存器，第一加法器、第二加法器、第三加法器、第四加法器和第五加法器，其特征在于，還包括用于控制分量編碼器的輸入信息比特的控制開關(guān)；控制開關(guān)控制分量編碼器的輸入為待編碼的編碼塊的信息比特對時，第一加法器接收信息比特對中的第一信息比特、信息比特對中的第二信息比特、第三寄存器的輸出比特和第一寄存器的輸出比特并求和，輸出求和后的比特給第一寄存器；第二加法器接收第一寄存器的輸出比特和第二信息比特并求和，輸出求和后的比特給第二寄存器；第三加法器接收第二寄存器的輸出比特和第二信息比特并求和，輸出求和后的比特給第三寄存器；第四加法器接收第一加法器的輸出比特、第二寄存器的輸出比特和第三寄存器的輸出比特并求和，輸出第一校驗比特；第五加法器接收第一加法器的輸出比特和第三寄存器的輸出比特并，輸出第二校驗比特；控制開關(guān)控制分量編碼器的輸入為自身的反饋比特時，第一加法器接收反饋比特中的第三寄存器的輸出比特、反饋比特中的第一寄存器的輸出比特、第三寄存器的輸出比特和第一寄存器的輸出比特并求和，輸出求和后的比特給第一寄存器；第二加法器接收第一寄存器的輸出比特和反饋比特中的第一寄存器的輸出比特并求和，輸出求和后的比特給第二寄存器；第三加法器接收第二寄存器的輸出比特和反饋比特中的第一寄存器的輸出比特并求和，輸出求和后的比特給第三寄存器；第四加法器接收第一加法器的輸出比特、第二寄存器的輸出比特和第三寄存器的輸出比特并求和，輸出第一校驗比特；第五加法器接收第一加法器的輸出比特和第三寄存器的輸出比特并求和，輸出第二校驗比特。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分量編碼器，其特征在于，所述控制開關(guān)為預(yù)設(shè)時鐘信號。
3.一種分量編碼器的編碼方法，其特征在于，該方法包括A.設(shè)置分量編碼器中寄存器的初始狀態(tài)為零狀態(tài)，設(shè)置用于控制分量編碼器的輸入信息比特的控制開關(guān)；B.在控制開關(guān)控制下，分量編碼器完成對每個待編碼的編碼塊的編碼后，利用分量編碼器自身寄存器輸出的反饋比特進行編碼，以使分量編碼器中寄存器的終止?fàn)顟B(tài)為零狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述對反饋比特的編碼為兩次編碼。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述反饋比特為分量編碼器中第一寄存器和第三寄存器的輸出比特。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制開關(guān)為預(yù)設(shè)時鐘信號。
7.一種雙輸入Turbo編碼器，包括交織器、分量編碼器和復(fù)合器，所述分量編碼器包括第一寄存器、第二寄存器和第三寄存器，第一加法器、第二加法器、第三加法器、第四加法器和第五加法器；其特征在于，所述分量編碼器還包括用于控制分量編碼器的輸入信息比特的控制開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的Turbo編碼器，其特征在于所述分量編碼器包括第一分量編碼器和第二分量編碼器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的Turbo編碼器，其特征在于，所述Turbo編碼器還包括開關(guān)控制器，用于控制所述分量編碼器先后對待編碼的信息比特對和所述交織器輸出的交織信息比特對進行編碼。
10.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述的Turbo編碼器，其特征在于，所述控制開關(guān)為預(yù)設(shè)時鐘信號。
11.一種雙輸入Turbo編碼器的編碼方法，其特征在于，該方法包括設(shè)置分量編碼器中寄存器的初始狀態(tài)為零狀態(tài)，設(shè)置用于控制分量編碼器的輸入信息比特的控制開關(guān)，設(shè)置待編碼的比特對；在所述控制開關(guān)控制下，分量編碼器對待編碼的比特對進行編碼后，對自身寄存器的反饋比特進行兩次編碼；對待編碼的比特對進行交織處理；在所述控制開關(guān)控制下，分量編碼器對交織處理后的比特對進行編碼后，對自身寄存器的反饋比特進行兩次編碼。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述反饋比特為分量編碼器中第一寄存器和第三寄存器的輸出比特。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述控制開關(guān)為預(yù)設(shè)時鐘信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分量編碼器及其編碼方法，本發(fā)明分量編碼器中寄存器的初始狀態(tài)設(shè)置為零狀態(tài)，分量編碼器完成對每個編碼塊的編碼后，在控制開關(guān)的控制下，利用分量編碼器自身寄存器輸出的反饋比特進行編碼，以保證編碼完成后，寄存器的終止?fàn)顟B(tài)與初始狀態(tài)的一致。同時，本發(fā)明公開了一種采用上述分量編碼器的雙輸入Turbo編碼器及其編碼方法。本發(fā)明方案避免了現(xiàn)有編碼器的兩次編碼過程，大大降低了編碼計算量和編碼延遲，同時，也降低了接收端的譯碼計算量。
文檔編號H03M13/27GK1983827SQ200610074959
公開日2007年6月20日 申請日期2006年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月25日
發(fā)明者吳和兵, 王吉濱 申請人:華為技術(shù)有限公司