專利名稱：交織方法、編碼方法、交織器與編碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實(shí)施例涉及數(shù)據(jù)編碼技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種交織方法、編碼方法、交織器與編碼器。

背景技術(shù)：
隨著人們對(duì)于移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻帶利用率要求不斷提高，出現(xiàn)了很多技術(shù)來(lái)提高移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻帶利用率，比如，可以采用多天線技術(shù)，自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)等。但是，在提高移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻帶利用率的同時(shí)，還要保證可靠通信。在保證通信可靠性方面，可以通過(guò)采用先進(jìn)的信道編碼技術(shù)，如Turbo碼和低密度奇偶校驗(yàn)碼(Low Density Parity Check；簡(jiǎn)稱LDPC)來(lái)保證。其中，Turbo碼具有編碼簡(jiǎn)單，譯碼性能逼近香農(nóng)容量限，能夠靈活支持各種碼率等特點(diǎn)，特別適合高速無(wú)線通信系統(tǒng)使用。
通常，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Turbo碼是由兩個(gè)卷積碼編碼器通過(guò)一個(gè)內(nèi)碼交織器并行級(jí)聯(lián)而成。其中的分量碼編碼器是具有遞歸結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)卷積碼編碼器。在WIMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access，微波存取全球互通)系統(tǒng)中，使用的一種CTC(Convolutional Turbo Code，卷積Turbo碼)是基于兩個(gè)雙輸入的遞歸系統(tǒng)卷積碼編碼器通過(guò)一個(gè)內(nèi)碼交織器并行級(jí)聯(lián)而成，同時(shí)具有循環(huán)結(jié)尾的特點(diǎn)。即分量碼編碼器經(jīng)過(guò)編碼后，分量碼編碼器的移位寄存器的終止?fàn)顟B(tài)和移位寄存器的初始狀態(tài)相同，為了滿足這一條件，要求輸入的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)不能為7的倍數(shù)。
現(xiàn)有WIMAX系統(tǒng)中，CTC采用ARP(Almost Regular Permutation，準(zhǔn)規(guī)則交織)方法進(jìn)行內(nèi)碼交織。具體交織形式可以用如下函數(shù)表示 π(j)＝(P0*j+d(j))mod L，j＝0，1，2，…，L-1 其中，L表示待編碼的信息符號(hào)個(gè)數(shù)，P0與L互素，d(j)是一個(gè)周期為C的偏移向量，其中C表示環(huán)長(zhǎng)。對(duì)于一個(gè)ARP交織器，待編碼的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)要求是C的整數(shù)倍。
現(xiàn)有WIMAX系統(tǒng)中，CTC編碼時(shí)數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)的取值有{48，72，96，144，192，216，240，288，360，384，432，480，960，1920，2880，3840，4800}，單位為比特(bit)。
在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問(wèn)題采用以上數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)的取值，在編碼時(shí)需要填充比特?cái)?shù)目較多，導(dǎo)致系統(tǒng)的頻帶利用率降低。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種交織方法、編碼方法、交織器以及編碼器，可以在編碼時(shí)減少填充比特?cái)?shù)目，提高系統(tǒng)的頻帶利用率。
有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種交織方法，該方法包括 對(duì)一輸入序列進(jìn)行信息比特對(duì)內(nèi)交織，得到第一序列； 對(duì)所述第一序列根據(jù)函數(shù)π(j)進(jìn)行交織，得到一輸出序列； 其中，對(duì)于j＝0，1，2，...，N-1，所述函數(shù)π(j)滿足 當(dāng)jmod4＝＝0時(shí)，π(j)＝(P0·j+1)modN； 當(dāng)jmod4＝＝1時(shí)，π(j)＝(P0·j+1+N/2+P1)modN； 當(dāng)jmod4＝＝2時(shí)，π(j)＝(P0·j+1+P2)modN； 當(dāng)jmod4＝＝3時(shí)，π(j)＝(P0·j+1+N/2+P3)modN； 其中，π(j)表示所述輸出序列的信息比特對(duì)在所述第一序列中的位置索引號(hào)，N表示所述輸入序列的信息比特對(duì)個(gè)數(shù)，P0、P1、P2和P3為交織偏移量參數(shù)，2N為所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K； 其中，所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K包括{120，264，312，408，456，528，576，624，720，768，816，864，912，1056，1152，1248，1440，1536，1632，1728，1824，2112，2208，2304，2400，2496，2592，2784，2976，3072，3168，3264，3456，3552，3648，3744，3936，4128，4224，4320，4416，4512，4608}中的至少一個(gè)；其中，數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K的單位為比特。
本發(fā)明實(shí)施例還提供一種交織器，該交織器包括 第一交織單元，用于對(duì)一輸入序列進(jìn)行信息比特對(duì)內(nèi)交織，得到第一序列； 第二交織單元，用于對(duì)所述第一序列根據(jù)函數(shù)π(j)進(jìn)行交織，得到一輸出序列； 其中，第二交織單元交織時(shí)可以采用上述交織方法實(shí)施例中給出的函數(shù)π(j)，輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)可以選取上述交織方法中給出的取值。
本發(fā)明實(shí)施例還提供一種編碼方法，該編碼方法包括 對(duì)一輸入序列進(jìn)行編碼； 對(duì)所述輸入序列進(jìn)行信息比特對(duì)內(nèi)交織，得到第一序列，并對(duì)所述第一序列根據(jù)函數(shù)π(j)進(jìn)行交織，得到一輸出序列； 對(duì)所述輸出序列進(jìn)行編碼； 其中，交織過(guò)程采用的函數(shù)可以采用上述交織方法實(shí)施例給出的函數(shù)π(j)，編碼過(guò)程中的輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)可以選取上述交織方法中給出的取值。
本發(fā)明實(shí)施例還提供一種編碼器，該編碼器包括 第一分量編碼器，用于對(duì)一輸入序列進(jìn)行編碼； 內(nèi)碼交織器，用于對(duì)所述輸入序列進(jìn)行信息比特對(duì)內(nèi)交織，得到第一序列，并對(duì)所述第一序列根據(jù)函數(shù)π(j)進(jìn)行交織，得到一輸出序列； 第二分量編碼器，用于對(duì)所述輸出序列進(jìn)行編碼； 其中，內(nèi)碼交織器交織時(shí)可以采用上述交織方法實(shí)施例中給出的函數(shù)π(j)，該編碼器的輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)可以選取上述交織方法中給出的取值。
本發(fā)明實(shí)施例提供的交織方法、編碼方法、交織器以及編碼器，在現(xiàn)有系統(tǒng)中提供的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)的基礎(chǔ)上增加了編碼時(shí)可以使用的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)。這樣，可以減少數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)之間的間隔，進(jìn)而可以減少編碼時(shí)填充比特?cái)?shù)目，提高系統(tǒng)頻帶利用率。



圖1為本發(fā)明交織方法的一個(gè)實(shí)施例流程示意圖； 圖2為本發(fā)明編碼方法的一個(gè)實(shí)施例流程示意圖； 圖3為本發(fā)明編碼器的一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明編碼器的另一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明交織器的一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)和現(xiàn)有WIMAX系統(tǒng)中使用的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)在BLER(Block Error Rate，誤塊率)分別為10％，1％，0.1％時(shí)的仿真結(jié)果。

具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖和具體方式進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案。
本發(fā)明實(shí)施例涉及通信系統(tǒng)中的編解碼技術(shù)。本發(fā)明實(shí)施例中，提供了間隔較小的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)，可以在編碼時(shí)減少填充比特的數(shù)目，提高系統(tǒng)頻帶利用率。
圖1為本發(fā)明交織方法的一個(gè)實(shí)施例流程示意圖。如圖1所示，該交織方法可以包括 步驟101，對(duì)一輸入序列進(jìn)行信息比特對(duì)內(nèi)交織，得到第一序列。
在這一步的交織過(guò)程中，對(duì)輸入序列進(jìn)行信息比特對(duì)內(nèi)交織可以是對(duì)輸入序列的信息比特對(duì)交替地進(jìn)行信息比特對(duì)內(nèi)交換。
下面以一個(gè)具體的例子說(shuō)明該交織過(guò)程。
假設(shè)輸入序列u0＝[(A0，B0)，(A1，B1)，(A2，B2)，(A3，B3)，...，(AN-1，BN-1)]，對(duì)輸入序列進(jìn)行信息比特對(duì)內(nèi)交織可以采用以下方法 如果輸入序列的信息比特對(duì)(Ai，Bi)(其中，i＝0，1，2，...，N-1)的下標(biāo)i滿足imod2＝＝1，則交換Ai和Bi的順序；這樣，交織后得到的序列 u1＝[(A0，B0)，(B1，A1)，(A2，B2)，(B3，A3)，...，(BN-1，AN-1)]＝[u1(0)，u1(1)，u1(2)，u1(3)，...，u1(N-1)]。
當(dāng)然，還可以采用另一種信息比特對(duì)內(nèi)交織的方法 如果輸入序列的信息比特對(duì)(Ai，Bi)(i＝0，1，2，...，N-1)的下標(biāo)i滿足imod2＝＝0，則交換Ai和Bi的順序，進(jìn)而獲得交織后的序列 u1＝[(B0，A0)，(A1，B1)，(B2，A2)，(A3，B3)，...，(AN-1，BN-1)]＝[u1(0)，u1(1)，u1(2)，u1(3)，...，u1(N-1)]。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，對(duì)輸入序列進(jìn)行信息比特對(duì)內(nèi)交織并不局限于以上的舉例，還可能有其他的交織方法。
步驟102，對(duì)第一序列根據(jù)函數(shù)π(j)進(jìn)行交織，得到一輸出序列。
本步驟中，對(duì)于j＝0，1，2，...，N-1，函數(shù)π(j)滿足 當(dāng)jmod4＝＝0時(shí)，π(j)＝(P0·j+1)modN； 當(dāng)jmod4＝＝1時(shí)，π(j)＝(P0·j+1+N/2+P1)modN； 當(dāng)jmod4＝＝2時(shí)，π(j)＝(P0·j+1+P2)modN； 當(dāng)jmod4＝＝3時(shí)，π(j)＝(P0·j+1+N/2+P3)modN； 其中，π(j)表示該輸出序列的信息比特對(duì)在第一序列中的位置索引號(hào)，N表示輸入序列的信息比特對(duì)個(gè)數(shù)，P0、P1、P2和P3為交織偏移量參數(shù)，2N為所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K。
本發(fā)明實(shí)施例中，輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K可以從{120，264，312，408，456，528，576，624，720，768，816，864，912，1056，1152，1248，1440，1536，1632，1728，1824，2112，2208，2304，2400，2496，2592，2784，2976，3072，3168，3264，3456，3552，3648，3744，3936，4128，4224，4320，4416，4512，4608}中取值，其中，K的單位為比特。
本發(fā)明實(shí)施例中，選取了一些數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)，使輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)的間隔變小。顯然，選取本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)，在使用上述交織方法進(jìn)行CTC編碼時(shí)就可以減少填充的比特?cái)?shù)目，提高系統(tǒng)頻帶利用率。
本發(fā)明實(shí)施例中，輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K、輸入序列的信息比特對(duì)個(gè)數(shù)N、以及交織偏移量參數(shù)(或者稱為交織參數(shù))P0、P1、P2和P3可以從表1中選取。
表1 表1中，每個(gè)數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的交織參數(shù)P0、P1、P2和P3可以通過(guò)BLER性能仿真結(jié)果獲得?；蛘撸€可以考慮BLER性能仿真結(jié)果與收發(fā)兩端的存儲(chǔ)開(kāi)銷兩方面獲得上述交織參數(shù)。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明實(shí)施例并不局限于表1所提供的交織參數(shù)。比如，對(duì)表1所提供的交織參數(shù)根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行必要的修正得到的交織參數(shù)也應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明實(shí)施例的范圍之內(nèi)。
另外，本發(fā)明的發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)參數(shù)P0的取值為

與

之間且與N互素的整數(shù)時(shí)，可以有較好的譯碼BLER性能。
圖2為本發(fā)明編碼方法的一個(gè)實(shí)施例流程示意圖。如圖2所示，該編碼方法可以包括 步驟201，對(duì)輸入序列進(jìn)行編碼。
假設(shè)輸入序列為u0＝[(A0，B0)，(A1，B1)，(A2，B2)，(A3，B3)，...，(AN-1，BN-1)]，如果以CTC編碼為例，該步驟中，由雙輸入的遞歸系統(tǒng)卷積碼編碼器對(duì)輸入序列進(jìn)行編碼，生成兩路校驗(yàn)比特序列Y1和W1。
步驟202，對(duì)輸入序列進(jìn)行兩步交織。
本步驟中，對(duì)輸入序列進(jìn)行兩步交織具體為首先對(duì)輸入序列進(jìn)行信息比特對(duì)內(nèi)交織，得到第一序列；然后對(duì)該第一序列根據(jù)函數(shù)π(j)進(jìn)行交織，得到一輸出序列。對(duì)輸入序列進(jìn)行兩步交織的具體過(guò)程還可以參考圖1所示的交織方法實(shí)施例中步驟102和步驟103的描述。
本步驟中，對(duì)于j＝0，1，2，...，N-1，函數(shù)π(j)滿足 當(dāng)jmod4＝＝0時(shí)，π(j)＝(P0·j+1)modN； 當(dāng)jmod4＝＝1時(shí)，π(j)＝(P0·j+1+N/2+P1)modN； 當(dāng)jmod4＝＝2時(shí)，π(j)＝(P0·j+1+P2)modN； 當(dāng)jmod4＝＝3時(shí)，π(j)＝(P0·j+1+N/2+P3)modN； 其中，π(j)表示輸出序列的信息比特對(duì)在第一序列中的位置索引號(hào)，N表示輸入序列的信息比特對(duì)個(gè)數(shù)，P0、P1、P2和P3為交織偏移量參數(shù)，2N為輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K。
其中，輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K可以從{120，264，312，408，456，528，576，624，720，768，816，864，912，1056，1152，1248，1440，1536，1632，1728，1824，2112，2208，2304，2400，2496，2592，2784，2976，3072，3168，3264，3456，3552，3648，3744，3936，4128，4224，4320，4416，4512，4608}中取值，其中K的單位為比特。
本發(fā)明實(shí)施例中，輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K、輸入序列的信息比特對(duì)個(gè)數(shù)N、以及交織偏移量參數(shù)(或者稱為交織參數(shù))P0、P1、P2和P3可以參照表1進(jìn)行選取。當(dāng)然，輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K對(duì)應(yīng)的交織參數(shù)還可以根據(jù)BLER性能仿真結(jié)果選取不同于表1給出的值。
步驟203，對(duì)輸出序列進(jìn)行編碼。
該步驟同步驟201類似，如果以CTC編碼為例，該步驟中，由雙輸入的遞歸系統(tǒng)卷積碼編碼器對(duì)輸出序列進(jìn)行編碼，并生成兩路校驗(yàn)比特序列Y2和W2。
本實(shí)施例提供的編碼方法中，選取了一些間隔較小的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)，在進(jìn)行CTC編碼時(shí)可以減少填充的比特?cái)?shù)目，提高系統(tǒng)頻帶利用率。
圖3為本發(fā)明編碼器的一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，該編碼器由兩個(gè)雙輸入的遞歸系統(tǒng)卷積碼編碼器31和32(或者稱為分量編碼器)通過(guò)一個(gè)內(nèi)碼交織器33并行級(jí)聯(lián)而成。其中，兩個(gè)分量碼編碼器31和32均為8狀態(tài)的雙輸入遞歸系統(tǒng)卷積編碼器。
其中，分量編碼器31用于對(duì)輸入序列進(jìn)行編碼，輸出的校驗(yàn)比特序列在圖3中標(biāo)記為(Y1、W1)；分量編碼器32用于對(duì)內(nèi)碼交織器33輸出的序列進(jìn)行編碼，輸出的校驗(yàn)比特序列在圖3中標(biāo)記為(Y2、W2)；內(nèi)碼交織器33用于對(duì)輸入序列進(jìn)行交織。
其中，內(nèi)碼交織器33的交織過(guò)程可以分為兩步交織。
第一步，信息比特對(duì)內(nèi)交織。
假設(shè)序列u0＝[(A0，B0)，(A1，B1)，(A2，B2)，(A3，B3)，...，(AN-1，BN-1)]作為第一分量編碼器31和內(nèi)碼交織器33的輸入序列。其中N表示輸入的序列的信息比特對(duì)數(shù)目。
其中，內(nèi)碼交織器33第一步的交織過(guò)程為 如果輸入序列的信息比特對(duì)(Ai，Bi)(其中，i＝0，1，2，...，N-1)的下標(biāo)i滿足imod2＝＝1，則交換Ai和Bi的順序，獲得交織后的序列 u1＝[(A0，B0)，(B1，A1)，(A2，B2)，(B3，A3)，...，(BN-1，AN-1)]＝[u1(0)，u1(1)，u1(2)，u1(3)，...，u1(N-1)]，然后將u1進(jìn)行第二步交織處理。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，在第一步交織中，也可以是對(duì)輸入序列的信息比特對(duì)(Ai，Bi)的下標(biāo)i滿足imod 2＝＝0是，交換Ai和Bi的順序，進(jìn)而獲得交織后的序列 u1＝[(B0，A0)，(A1，B1)，(B2，A2)，(A3，B3)，...，(AN-1，BN-1)]＝[u1(0)，u1(1)，u1(2)，u1(3)，...，u1(N-1)]，然后將其進(jìn)行第二步交織處理。
第二步，采用函數(shù)π(j)對(duì)u1的信息比特對(duì)進(jìn)行交織。
其中，π(j)表示通過(guò)第二步交織后序列的信息比特對(duì)在交織前序列中的位置，即u2(j)＝u1(π(j))。第二步中，具體的交織方法為 對(duì)于j＝0，1，2，...，N-1，函數(shù)π(j)滿足 當(dāng)jmod 4＝＝0時(shí)，π(j)＝(P0·j+1)modN； 當(dāng)jmod 4＝＝1時(shí)，π(j)＝(P0·j+1+N/2+P1)mod N； 當(dāng)jmod 4＝＝2時(shí)，π(j)＝(P0·j+1+P2)mod N； 當(dāng)jmod 4＝＝3時(shí)，π(j)＝(P0·j+1+N/2+P3)modN。
通過(guò)第二步交織，獲得序列u2＝[u1(π(0))，u1(π(1))，u1(π(2))，...，u1(π(N-1))]，然后將序列u2輸入到分量編碼器32進(jìn)行編碼。
其中，N是輸入序列的信息比特對(duì)數(shù)目，2N為輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K，P0、P1、P2和P3是相應(yīng)的交織偏移量參數(shù)(或者稱為交織參數(shù))。這些交織參數(shù)可以和數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K一起存儲(chǔ)在收發(fā)兩端的隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)中。
本發(fā)明實(shí)施例中，輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K(K的單位為比特)可以從{120，264，312，408，456，528，576，624，720，768，816，864，912，1056，1152，1248，1440，1536，1632，1728，1824，2112，2208，2304，2400，2496，2592，2784，2976，3072，3168，3264，3456，3552，3648，3744，3936，4128，4224，4320，4416，4512，4608}中選取。
本發(fā)明的實(shí)施例中，在現(xiàn)有系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)的基礎(chǔ)上，增加新的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)，可以減少各個(gè)數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)之間的間隔，進(jìn)而在CTC編碼時(shí)可以減少填充比特的數(shù)目，提高系統(tǒng)頻帶利用率。
本發(fā)明實(shí)施例中，CTC編碼器還可以采用如圖4所示的結(jié)構(gòu)。如圖4所示，CTC編碼器有一個(gè)分量編碼器41。當(dāng)切換開(kāi)關(guān)位于圖4中所示的位置1時(shí)，執(zhí)行的編碼過(guò)程與圖3中分量編碼器31執(zhí)行的編碼過(guò)程一致；當(dāng)切換開(kāi)關(guān)切換到位置2時(shí)，執(zhí)行的編碼過(guò)程與圖3中分量編碼器32執(zhí)行的編碼過(guò)程一致。內(nèi)碼交織器43執(zhí)行的交織過(guò)程與圖3中內(nèi)碼交織器33執(zhí)行的交織過(guò)程一致。
本發(fā)明實(shí)施例中，輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K、輸入序列的信息比特對(duì)個(gè)數(shù)N、以及交織參數(shù)P0、P1、P2和P3可以參照表1進(jìn)行選取。當(dāng)然，輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K對(duì)應(yīng)的交織參數(shù)還可以根據(jù)BLER性能仿真結(jié)果選取不同于表1給出的值。
由表1可知，在現(xiàn)有系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)的基礎(chǔ)上，增加了一些新的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)供編碼時(shí)使用。這樣，可以降低各數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)之間的間隔，使得編碼時(shí)需要填充比特?cái)?shù)目減少。例如，當(dāng)所輸入的比特流為1000bits，在支持HARQ情況下，若應(yīng)用現(xiàn)有系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)則選擇1920bits的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)，因此所要填充比特?cái)?shù)目為920bits(即1920bits-1000bits＝920bits)，所填充比特?cái)?shù)目幾乎接近有效數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)，將嚴(yán)重地影響到系統(tǒng)的頻帶利用率。而應(yīng)用本實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)，則可以選用1056bits的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)，此時(shí)所要填充比特?cái)?shù)目?jī)H為56bits，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于920bits，可以大大提高系統(tǒng)的頻帶利用率。
本發(fā)明實(shí)施例還提供一種選取數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)的方法，在選取數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)時(shí)可以考慮譯碼時(shí)的并行度這一因素。本實(shí)施例中并行度表示在分量譯碼器進(jìn)行并行譯碼時(shí)子塊譯碼器的數(shù)目。
本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有系統(tǒng)中可供選擇的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)下可以支持的并行度如表2所示。其中，表2所給出的并行度僅從可以滿足并行譯碼條件出發(fā)，未考慮對(duì)于實(shí)際譯碼性能的影響。
表2 從表2中可以看出，現(xiàn)有系統(tǒng)中選取的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)下對(duì)應(yīng)的并行度中均含有并行度1和3。因此，在選取數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)時(shí)可以考慮并行度這一因素，選取的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)是3的倍數(shù)。
再有，根據(jù)以上描述可知，CTC具有雙輸入的特點(diǎn)，譯碼操作的基本單位是信息比特對(duì)。因此，在選取數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)時(shí)也可以考慮CTC的這一特點(diǎn)，選取的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)是2的倍數(shù)。
另外，隨著數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)的增加，為了獲得更大的編碼增益同時(shí)盡量減少收發(fā)兩端的存儲(chǔ)開(kāi)銷，本實(shí)施例中，使用ARP交織方法時(shí)，取環(huán)長(zhǎng)為4。因此，本實(shí)施例中選取的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的信息比特對(duì)數(shù)目N為4的倍數(shù)。
同時(shí)，本實(shí)施例中數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)的選取還考慮了與現(xiàn)有系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)相兼容。因此，本實(shí)施例中選取的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)為3×2×4的倍數(shù)。
本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，接收端為了提高譯碼器吞吐量而采用并行譯碼，會(huì)影響譯碼性能；且隨著并行度的增加，對(duì)于并行譯碼性能的影響越明顯。因此，本發(fā)明實(shí)施例中對(duì)并行度的選取考慮了譯碼性能。下面給出本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的并行度選擇方案 當(dāng)48≤K≤480bits時(shí)，可以使用的并行度為1、3； 當(dāng)480＜K≤960bits時(shí)，可以使用的并行度為1，2，3，6； 當(dāng)960＜K≤4800bits時(shí)，可以使用的并行度為1，2，3，4，6，12。
上述并行度選擇方案在保證接收端譯碼性能的基礎(chǔ)上，可以在一定的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)范圍內(nèi)，具有相同的并行度，簡(jiǎn)化硬件的實(shí)現(xiàn)。
如表1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的可供編碼時(shí)使用的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)中不包括7的整數(shù)倍的情況。例如168bits雖然滿足為3×2×4的倍數(shù)的要求，但是其同時(shí)也是7的整數(shù)倍，因此不包括在本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)的范圍內(nèi)。
上述實(shí)施例是基于最大數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)為4800bits的情況，在本發(fā)明其他實(shí)施例中，如果系統(tǒng)要求最大的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)接近IP包長(zhǎng)的一半，其中IP包的最大包長(zhǎng)為1500bytes左右，可以選用的最大數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)為6144bits。相應(yīng)的，大于4800bits的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)部分可以采用如下公式獲得 K＝25×3×l，l＝51，52，53，...，64。
此時(shí)，數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)之間的間隔為96bits，可以使用的并行度為1，2，3，4，6，12。當(dāng)然，數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)也不包括K為7的倍數(shù)的情況。
本發(fā)明實(shí)施例提出的并行度選擇方案，可以在保證接收端譯碼性能的基礎(chǔ)上，在一定的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)范圍內(nèi)，接收端的譯碼器具有相同的譯碼并行度，以簡(jiǎn)化硬件實(shí)現(xiàn)。
圖5為本發(fā)明交織器的一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，該交織器包含第一交織單元51和第二交織單元52。其中，第一交織單元51用于對(duì)一輸入序列進(jìn)行信息比特對(duì)內(nèi)交織，得到第一序列；第二交織單元52用于對(duì)所述第一序列根據(jù)函數(shù)π(j)進(jìn)行交織，得到一輸出序列。第一交織單元51和第二交織單元52采用的具體的交織方法可以為圖3所示的內(nèi)碼交織器33的兩步交織方法，在此不再贅述。
圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)以及現(xiàn)有WIMAX系統(tǒng)中使用的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)在BLER分別為10％，1％，0.1％時(shí)的仿真結(jié)果。其中，圖6的仿真結(jié)果所采用的仿真條件為碼率為1/3，QPSK(Quadrature Phase Shift Keying，正交相位轉(zhuǎn)換鍵控)調(diào)制，譯碼算法為Max-Log-MAP，迭代次數(shù)為8次，仿真信道為加性高斯白噪聲信道。
本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)仿真發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有WIMAX系統(tǒng)中數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)取值為360bits，432bits，480bits，1920bits，2880bits，3840bits和4800bits，在BLER分別為10％，1％，0.1％時(shí)比鄰近的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)性能差，BLER性能并沒(méi)有隨著數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)的增加而有所改善。因此，不利于調(diào)制編碼方案的制定，同時(shí)影響系統(tǒng)調(diào)度的性能。
另外，對(duì)于現(xiàn)有WIMAX系統(tǒng)中數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)為384bits的情況，交織參數(shù)P3需要8個(gè)比特進(jìn)行存儲(chǔ)，而本發(fā)明實(shí)施例中新增加的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)最多僅需要7個(gè)比特來(lái)存儲(chǔ)。因此，本發(fā)明實(shí)施例中還對(duì)數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)為384bits時(shí)的交織參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
因此，本發(fā)明實(shí)施例還給出數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)為360bits，384bits，432bits，480bits，1920bits，2880bits，3840bits和4800bits時(shí)所采用的新的交織參數(shù)，如表3所示 對(duì)于數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)為360bits，432bits，480bits，1920bits，2880bits，3840bits和4800bits情況，本發(fā)明實(shí)施例提出新的交織參數(shù)P0、P1、P2和P3在盡量減少收發(fā)兩端的存儲(chǔ)開(kāi)銷的基礎(chǔ)上，可以提高這些數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)下的BLER性能。同時(shí)，對(duì)于數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)為384bits的情況，經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的交織參數(shù)P3僅需要7個(gè)比特來(lái)存儲(chǔ)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，以上實(shí)施例在不沖突的前提下可以相互結(jié)合。
以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種交織方法，其特征在于，包括
對(duì)一輸入序列進(jìn)行信息比特對(duì)內(nèi)交織，得到第一序列；
對(duì)所述第一序列根據(jù)函數(shù)π(j)進(jìn)行交織，得到一輸出序列；
其中，對(duì)于j＝0，1，2，...，N-1，所述函數(shù)π(j)滿足
當(dāng)jmod4＝＝0時(shí)，π(j)＝(P0·j+1)modN；
當(dāng)jmod4＝＝1時(shí)，π(j)＝(P0·j+1+N/2+P1)modN；
當(dāng)jmod4＝＝2時(shí)，π(j)＝(P0·j+1+P2)modN；
當(dāng)jmod4＝＝3時(shí)，π(j)＝(P0·j+1+N/2+P3)modN；
其中，π(j)表示所述輸出序列的信息比特對(duì)在所述第一序列中的位置索引號(hào)，N表示所述輸入序列的信息比特對(duì)個(gè)數(shù)，P0、P1、P2和P3為交織偏移量參數(shù)，2N為所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K；
其中，所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K包括{120，264，312，408，456，528，576，624，720，768，816，864，912，1056，1152，1248，1440，1536，1632，1728，1824，2112，2208，2304，2400，2496，2592，2784，2976，3072，3168，3264，3456，3552，3648，3744，3936，4128，4224，4320，4416，4512，4608}中的至少一個(gè)；其中，數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K的單位為比特。
2.如權(quán)利要求1所述的交織方法，其特征在于，當(dāng)所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)大于4800比特時(shí)，
根據(jù)公式K＝25×3×l，l＝51，52，53，...，64選取非7整倍數(shù)的值作為所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)。
3.如權(quán)利要求1所述的交織方法，其特征在于，所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K與所述輸入序列的信息比特對(duì)個(gè)數(shù)N、所述交織偏移量參數(shù)P0、P1、P2和P3的對(duì)應(yīng)關(guān)系包含下表中至少一行
4.如權(quán)利要求1所述的交織方法，其特征在于，所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K還包括{360，384，432，480，1920，2880，3840，4800}中至少一個(gè)；
其中，所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K與所述輸入序列的信息比特對(duì)個(gè)數(shù)N、所述交織偏移量參數(shù)P0、P1、P2和P3的對(duì)應(yīng)關(guān)系包含下表中至少一行
5.如權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的交織方法，其特征在于，所述對(duì)一輸入序列進(jìn)行信息比特對(duì)內(nèi)交織包括
對(duì)所述輸入序列的信息比特對(duì)交替地進(jìn)行信息比特對(duì)內(nèi)交換。
6.一種交織器，其特征在于，包括
第一交織單元，用于對(duì)一輸入序列進(jìn)行信息比特對(duì)內(nèi)交織，得到第一序列；
第二交織單元，用于對(duì)所述第一序列根據(jù)函數(shù)π(j)進(jìn)行交織，得到一輸出序列；
其中，對(duì)于j＝0，1，2，...，N-1，所述函數(shù)π(j)滿足
當(dāng)jmod4＝＝0時(shí)，π(j)＝(P0·j+1)modN；
當(dāng)jmod4＝＝1時(shí)，π(j)＝(P0·j+1+N/2+P1)modN；
當(dāng)jmod4＝＝2時(shí)，π(j)＝(P0·j+1+P2)modN；
當(dāng)jmod4＝＝3時(shí)，π(j)＝(P0·j+1+N/2+P3)modN；
其中，π(j)表示所述輸出序列的信息比特對(duì)在所述第一序列中的位置索引號(hào)，N表示所述輸入序列的信息比特對(duì)個(gè)數(shù)，P0、P1、P2和P3為交織偏移量參數(shù)，2N為所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K；
其中，所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K包括{120，264，312，408，456，528，576，624，720，768，816，864，912，1056，1152，1248，1440，1536，1632，1728，1824，2112，2208，2304，2400，2496，2592，2784，2976，3072，3168，3264，3456，3552，3648，3744，3936，4128，4224，4320，4416，4512，4608}中的至少一個(gè)；其中，數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K的單位為比特。
7.如權(quán)利要求6所述的交織器，其特征在于，當(dāng)所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)大于4800比特時(shí)，
根據(jù)公式K＝25×3×l，l＝51，52，53，...，64選取非7整倍數(shù)的值作為所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)。
8.如權(quán)利要求6所述的交織器，其特征在于，所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K與所述輸入序列的信息比特對(duì)個(gè)數(shù)N、所述交織偏移量參數(shù)P0、P1、P2和P3的對(duì)應(yīng)關(guān)系包含下表中至少一行
9.如權(quán)利要求6所述的交織器，其特征在于，所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K還包括{360，384，432，480，1920，2880，3840，4800}中至少一個(gè)；
其中，所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K與所述輸入序列的信息比特對(duì)個(gè)數(shù)N、所述交織偏移量參數(shù)P0、P1、P2和P3的對(duì)應(yīng)關(guān)系包含下表中至少一行
10.如權(quán)利要求6至9任意一項(xiàng)所述的交織器，其特征在于，所述第一交織單元具體用于對(duì)所述輸入序列的信息比特對(duì)交替地進(jìn)行信息比特對(duì)內(nèi)交換。
11.一種編碼方法，其特征在于，包括
對(duì)一輸入序列進(jìn)行編碼；
對(duì)所述輸入序列進(jìn)行信息比特對(duì)內(nèi)交織，得到第一序列，并對(duì)所述第一序列根據(jù)函數(shù)π(j)進(jìn)行交織，得到一輸出序列；
對(duì)所述輸出序列進(jìn)行編碼；
其中，對(duì)于j＝0，1，2，...，N-1，所述函數(shù)π(j)滿足
當(dāng)jmod4＝＝0時(shí)，π(j)＝(P0·j+1)modN；
當(dāng)jmod4＝＝1時(shí)，π(j)＝(P0·j+1+N/2+P1)modN；
當(dāng)jmod4＝＝2時(shí)，π(j)＝(P0·j+1+P2)modN；
當(dāng)jmod4＝＝3時(shí)，π(j)＝(P0·j+1+N/2+P3)modN；
其中，π(j)表示所述輸出序列的信息比特對(duì)在所述第一序列中的位置索引號(hào)，N表示所述輸入序列的信息比特對(duì)個(gè)數(shù)，P0、P1、P2和P3為交織偏移量參數(shù)，2N為所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K；
其中，所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K包括{120，264，312，408，456，528，576，624，720，768，816，864，912，1056，1152，1248，1440，1536，1632，1728，1824，2112，2208，2304，2400，2496，2592，2784，2976，3072，3168，3264，3456，3552，3648，3744，3936，4128，4224，4320，4416，4512，4608}中的至少一個(gè)；其中，數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K的單位為比特。
12.如權(quán)利要求11所述的編碼方法，其特征在于，當(dāng)所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)大于4800比特時(shí)，
根據(jù)公式K＝25×3×l，l＝51，52，53，...，64選取非7整倍數(shù)的值作為所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)。
13.如權(quán)利要求11所述的編碼方法，其特征在于，所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K與所述輸入序列的信息比特對(duì)個(gè)數(shù)N、所述交織偏移量參數(shù)P0、P1、P2和P3的對(duì)應(yīng)關(guān)系包含下表中至少一行
14.如權(quán)利要求11所述的編碼方法，其特征在于，所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K還包括{360，384，432，480，1920，2880，3840，4800}中至少一個(gè)；
其中，所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K與所述輸入序列的信息比特對(duì)個(gè)數(shù)N、所述交織偏移量參數(shù)P0、P1、P2和P3的對(duì)應(yīng)關(guān)系包含下表中至少一行
15.如權(quán)利要求11至14任意一項(xiàng)所述的編碼方法，其特征在于，所述對(duì)一輸入序列進(jìn)行信息比特對(duì)內(nèi)交織包括
對(duì)所述輸入序列的信息比特對(duì)交替地進(jìn)行信息比特對(duì)內(nèi)交換。
16.如權(quán)利要求11至14任意一項(xiàng)所述的編碼方法，其特征在于，所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K與譯碼時(shí)使用的并行度的對(duì)應(yīng)關(guān)系包含下表中至少一行
17.一種編碼器，其特征在于，包括
第一分量編碼器，用于對(duì)一輸入序列進(jìn)行編碼；
內(nèi)碼交織器，用于對(duì)所述輸入序列進(jìn)行信息比特對(duì)內(nèi)交織，得到第一序列，并對(duì)所述第一序列根據(jù)函數(shù)π(j)進(jìn)行交織，得到一輸出序列；
第二分量編碼器，用于對(duì)所述輸出序列進(jìn)行編碼；
其中，對(duì)于j＝0，1，2，...，N-1，所述函數(shù)π(j)滿足
當(dāng)jmod4＝＝0時(shí)，π(j)＝(P0·j+1)modN；
當(dāng)jmod4＝＝1時(shí)，π(j)＝(P0·j+1+N/2+P1)modN；
當(dāng)jmod4＝＝2時(shí)，π(j)＝(P0·j+1+P2)modN；
當(dāng)jmod4＝＝3時(shí)，π(j)＝(P0·j+1+N/2+P3)modN；
其中，π(j)表示所述輸出序列的信息比特對(duì)在所述第一序列中的位置索引號(hào)，N表示所述輸入序列的信息比特對(duì)個(gè)數(shù)，P0、P1、P2和P3為交織偏移量參數(shù)，2N為所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K；
其中，所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K包括{120，264，312，408，456，528，576，624，720，768，816，864，912，1056，1152，1248，1440，1536，1632，1728，1824，2112，2208，2304，2400，2496，2592，2784，2976，3072，3168，3264，3456，3552，3648，3744，3936，4128，4224，4320，4416，4512，4608}中的至少一個(gè)；其中，數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K的單位為比特。
18.如權(quán)利要求17所述的編碼器，其特征在于，當(dāng)所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)大于4800比特時(shí)，
根據(jù)公式K＝25×3×l，l＝51，52，53，...，64選取非7整倍數(shù)的值作為所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)。
19.如權(quán)利要求17所述的編碼器，其特征在于，所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K與所述輸入序列的信息比特對(duì)個(gè)數(shù)N、所述交織偏移量參數(shù)P0、P1、P2和P3的對(duì)應(yīng)關(guān)系包含下表中至少一行
20.如權(quán)利要求17所述的編碼器，其特征在于，所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K還包括{360，384，432，480，1920，2880，3840，4800}中至少一個(gè)；
其中，所述輸入序列的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)K與所述輸入序列的信息比特對(duì)個(gè)數(shù)N、所述交織偏移量參數(shù)P0、P1、P2和P3的對(duì)應(yīng)關(guān)系包含下表中至少一行
21.如權(quán)利要求17所述的編碼器，其特征在于，所述第一分量編碼器與所述第二分量編碼器為同一個(gè)分量編碼器。
22.如權(quán)利要求17至21任意一項(xiàng)所述的編碼器，其特征在于，所述內(nèi)碼交織器用于對(duì)所述輸入序列進(jìn)行信息比特對(duì)內(nèi)交織具體為
所述內(nèi)碼交織器用于對(duì)所述輸入序列的信息比特對(duì)交替地進(jìn)行信息比特對(duì)內(nèi)交換。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供一種在通信系統(tǒng)中進(jìn)行交織的方法與交織器，還提供一種編碼的方法與編碼器。特別地，在現(xiàn)有系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)的基礎(chǔ)上，增加新的數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)，減少各個(gè)數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)之間的間隔，可以減少編碼時(shí)填充比特?cái)?shù)目，提高系統(tǒng)頻帶利用率。
文檔編號(hào)H03M13/27GK101771422SQ20091010488
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2009年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月4日
發(fā)明者金瑩, 花文健, 汪紹芳, 熊杰 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司