專利名稱：：并行Turbo碼內(nèi)交織方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及到第三代移動通信長期演進系統(tǒng)(簡稱3GLTE)中并行Turbo碼內(nèi)交織方法。
背景技術：
：2004年底第三代移動通信系統(tǒng)標準化組織(以下簡稱3GPP)啟動了關于3GLTE(長期演進)的研究和標準化工作，在3GLTE系統(tǒng)中依然采用Turbo碼作為數(shù)據(jù)業(yè)務的信道編碼。Turbo譯碼器由兩個SISO(軟輸入軟輸出)分量譯碼器、硬判決器、交織器和解交織器構(gòu)成(如圖1)。由于LTE系統(tǒng)的傳輸速率比較高，那么對于接收機就需要一個高速的Turbo譯碼器。高速Turbo譯碼器通常采用并行Turbo譯碼方式，即將兩個SIS0分量譯碼器設計成多個并行的譯碼單元，即將長度為K的碼塊分成M個子塊并行譯碼，分量譯碼器的并行結(jié)構(gòu)如圖2所示。從圖2中可以看出，將存儲器分成M個子存儲器，在并行譯碼過程中，M個譯碼器輸出的M個結(jié)果同時進行交織或解交織后分別存入M個子存儲器中。在3GLTE系統(tǒng)中Turbo碼在兩個分量譯碼器之間用了一個QPP(簡稱二次置換多項式)內(nèi)交織器，在3GLTE協(xié)議(3GPP36.212)中給出了QPP內(nèi)交織器的地址計算方法如下假設輸入到Turbo碼內(nèi)交織器的比特表示為c。，Cl，...，cK—15其中K表示輸入數(shù)據(jù)的長度，從Turbo碼內(nèi)交織器輸出的數(shù)據(jù)表示為c'。，c'p...，c'K—lt)輸入比特和輸出比特的交織過程用下式表示c'iCn(i)，i=0，1，…，K-l輸出的下標i和輸入QPP交織器地址下標TI(i)計算關系滿足如下二次方程式II(i)=(f\i+f2i2)modK其中，mod表示求余運算，^和f2由輸入數(shù)據(jù)的長度K決定，K有多種取值方式，如表l所示。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>美國專利US2008/0115034A1(文獻1)公開了一種遞推計算QPP交織器地址的方法，步驟如下1)計算初始值g(o)、n(0)和常量c;n(0)=02)從ifg(/_l)+C假如g(Z_l)+C"[g(/-1)+C_K其他fn(/_i)+g("i)假如n(/-i)+g(卜1)<夂Ln(/-i)+g(/_i)-A:其他由上面的步驟可知，QPP交織器的地址的計算可以通過以上g(i)和TI(i)計算公式做簡單的加減和判斷計算得到，而不需要乘法和求余運算，減小了運算復雜度，但是并行Turbo譯碼器要進行并行交織或解交織，需要知道交織器地址對應的子存儲器中的地址偏移量和子存儲器的索引。IEEEInternationalSymposiumonCircuitsandSystems,2006.ISCAS2006，MichaelK.Cheng，BruceE.Moision，JonHamkins，andMichaelA.Nakashima，AnlnterleaverImplementationfortheSeriallyConcatenatedPulse—PositionModulationDecoder,(文獻2)將并行設計中數(shù)據(jù)的存儲器分成了多個子存儲器，假設將長度為K的碼塊平均分成M個子塊，每個子塊的長度為W，則K=麗，并提出了將交織地址II(i)表示為11(i)modK=!!'(i)+qn(i)W，其中TI'(i)=11(i)modW，表示交織地址偏移量，化(0:『，其中，，表示向下取整，表示交織地址索引(子存儲器編號從o開始)。該文獻中雖然給出了交織地址偏移量和交織地址索引的計算方法，但本方法并未考慮Turbo并行譯碼在同一時刻有M個輸出，從而未給出在同一時刻計算多個并行交織地址的方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決的問題是提供一種同一時刻計算多個并行交織地址、且運算量和存儲量都較小的并行Turbo碼內(nèi)交織方法。為解決以上問題，本發(fā)明并行Turbo碼內(nèi)交織方法在同一時刻i先計算M個譯碼數(shù)據(jù)的地址偏移量n'(i)，再計算地址索引qn(i+tW)，實現(xiàn)同一時刻對M個譯碼結(jié)果交織尋址的處理，主要包括以下步驟步驟A:在i=0時刻，初始化，獲得11'(0)和qn(O)，并從t=1至IJM-1遞推計算此時刻的qn(tW)步驟B:從i=1到i=W-l時刻，遞推計算n'(i)和qn(i+tW)，t=1，，M-l;所述步驟A的初始化包括a)根據(jù)碼塊長度K查表得到Turbo碼內(nèi)交織器的參數(shù)f工和f2;b)根據(jù)碼塊長度K將碼塊平均分割成M個子塊，讓K=麗，每個子塊的長度為W;c)獲取或計算以下初始值TI'(0)，a，b，g'(0)，r2f，q2f，qn(0)，qg(0)，并根據(jù)初始值計算qn(tW)，t=1，，M-l;其中，TI'(0)=O，a=f\modM，b=(^+2f2)modM，g'(0)=(f,f2)modW，r2f=(2f2)modW，《2/=叢『qn(0)=0，&(0)=『所述步驟A遞推計算此時刻qn(tW)的方法為從t=1開始，遞推計算qn(tW)，直到t=M-l;化((卜l)『)+a假如化((,-1,)+"Mh((卜l,)+a-M所述步驟B進一步包括以下過程Bl:設定初始時刻i=1B2:計算TI'(i):其他n'(/)='g'(/_i)+n'(/-1)假如-1)+n'(/-1)<rg'(f_i)+n'(/—其他其中，~+g'(z'—l)假如"2/+^(/-1)<『&2/+g'(/-l)—『其他B3:遞推計算當前時刻的qn(i+tW)，t從1到M-l:《n(/+(/-1)『)+a假如《n(/+0-1)『)+a<M^n("(M,)+fl_M其他其中，《n(M)+W_l)+n'(/-l)十g'(z-1)『n'("i)+g'('-i)『假如化(''_1)+&(,'-1)+n'(z-i)+g'(i—1)『<M其他8<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>其他B4:i=i+l，若i>W-1，執(zhí)行完成，否則重復步驟B2-B4;本發(fā)明與文獻2的差異在于本發(fā)明利用計算出來的第O個子存儲器的索引qn(i)來進行遞推計算得到第t個子存儲器的索引qn(i+tW)，t=1，…，M-l，根據(jù)qn(i+tW)和TI'(i)就可以實現(xiàn)M路數(shù)據(jù)同時進行并行交織或解交織。由于本發(fā)明通過簡單的加減和判斷計算，因此計算量低，表2給出了按照最大并行度為8進行分段時不同碼塊長度下本發(fā)明與其他方法的計算量的比較。從表2可以看出本發(fā)明在碼塊長度比較大時其加減法運算量遠小于文獻1、2所述的兩種算法。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由于本發(fā)明只需存儲子存儲器的地址偏移量n'(i)和子存儲器的地址索引qn(i+tW)，i=0，1，2，…，W-1，因此存儲量較小。表3給出了按照最大并行度為8進行分段本發(fā)明與其他方法的最大存儲3小得多。表3:的比較，從表中可以看出本發(fā)明比一般的方法存儲量要<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>圖1是Turbo譯碼器的結(jié)構(gòu)圖；圖2是分量譯碼器的并行結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明并行Turbo碼內(nèi)交織方法流程圖。具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例的附圖3對本發(fā)明作進一步的說明，本發(fā)明在同一時刻i先計算M個譯碼數(shù)據(jù)的地址偏移量n'(i)，再計算地址索引qn(i+tW)，實現(xiàn)同一時刻對M個譯碼結(jié)果交織尋址的處理。以LTE的Turbo碼內(nèi)交織器且Turbo譯碼器最大的并行度為4為例，具體實現(xiàn)流程如圖3所示，步驟如下步驟A:在i=0時刻，初始化，獲得11'(0)和qn(O)，并從t=1至IJM-I遞推計算此時刻的qn(tW)所述初始化包括a)根據(jù)碼塊長度K查表得到Turbo碼內(nèi)交織器的參數(shù)^和f2;b)根據(jù)碼塊長度K將碼塊平均分割成M個子塊，讓K=麗，每個子塊的長度為W;所述根據(jù)碼塊長度K將碼塊平均分割成M個子塊的方式為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>作為另一實施例，當Turbo譯碼器最大的并行度為8時，所述分割方法方式為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>c)獲取或計算以下初始值TI'(O)，a，b，g'(0)，r2f，q2f，qn(O)，qg(O)，并根據(jù)初始值計算qn(tW)，t=1，…，M-l;<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>優(yōu)選地，以上初始值可以預先計算，然后存儲起來，使用時直接讀取。所述遞推計算此時刻qn(tW)的方法為從t=1開始，遞推計算qn(tW)，直到t=M-l;M-l;下公式a假如&((卜1)『)+"M^n(0—l)『)+fl_M其他步驟B:從i=1到i=W-l時刻，遞推計算n'(i)和qn(i+tW)，t=1:進一步地，包括以下過程Bl:設定初始時刻i=1B2:計算TI'(i):n',.、Ig'('-i)+n'(/-i)假如g'(!:i)+n'(/—1)<『lg'("i)+n'(/-i)-^其他其中，r2/+g'("i)假如^+g'(/-i)〈『^2/+g'(/—1)—『其他B3:遞推計算當前時刻的qn(i+tW)，t從1到M-l:其中，B4:i=i+l，若i>W-1，執(zhí)行完成，否則重復步驟B2-B4。本領域技術人員顯然清楚并且理解，本發(fā)明方法所舉的以上實施例僅用于說明本發(fā)明，而并不用于限制本發(fā)明，本領域技術人員顯然清楚，在不背離本發(fā)明的精神及其實質(zhì)的情況下，本領域技術人員當可根據(jù)本發(fā)明方法做出各種相應的改變或變形，但這些相應的改變或變形均屬于本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍。權(quán)利要求并行Turbo碼內(nèi)交織方法，其特征在于，在同一時刻i先計算M個譯碼數(shù)據(jù)的地址偏移量∏′(i)，再計算地址索引q∏(i+tW)，實現(xiàn)同一時刻對M個譯碼結(jié)果交織尋址的處理，包括以下步驟步驟A在i＝0時刻，初始化，獲得∏′(0)和q∏(0)，并從t＝1到M-1遞推計算q∏(tW)；步驟B從i＝1到i＝W-1時刻，遞推計算∏′(i)和q∏(i+tW)，t＝1，…，M-1；其中，M是子塊個數(shù)，W為每個子塊的長度。2.如權(quán)利要求1所述并行Turbo碼內(nèi)交織方法，其特征在于，所述步驟A的初始化包括a)根據(jù)碼塊長度K查表得到Turbo碼內(nèi)交織器的參數(shù)&和f2;b)根據(jù)碼塊長度K將碼塊平均分割成M個子塊，讓K=麗，每個子塊的長度為W;c)獲取或計算以下初始值TI'(0)，a，b，g'(0)，f2f，q2f，qn(0)，qg(0)，并根據(jù)初始值計算qn(tW)，t=1，…，M-1;其中，TT(0)=O，a=f!modM，b=(f,2f2)modM，g'(0)=(f^+f^modW,!^=(2f2)modW，《2/叢『qn(0)=0，&(0)="+/2)modiJ:『M=3.如權(quán)利要求2所述并行Turbo碼內(nèi)交織方法，其特征在于，所述根據(jù)碼塊長度K將碼塊平均分割成M個子塊的方式為當Turbo譯碼器最大的并行度為4時<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>當Turbo譯碼器最大的并行度為8時<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>4.如權(quán)利要求1所述并行Turbo碼內(nèi)交織方法，其特征在于，所述步驟A遞推計算qn(tW)的方法為從t=1開始，遞推計算qn(tW)，直到t=M-l;f—a假如9n(0-l)『)+"〈M^n(0_l)『)+a—M其他°5.如權(quán)利要求1所述并行Turbo碼內(nèi)交織方法，其特征在于，所述步驟B進一步包括以下過程Bl:設定初始時刻i=1;B2:計算TI'(i):g'(/-i)+n'(/-i)假如g'(z'-i)+n'o'-i)〈『其中，化(嶺n'(o=-i)+n'(/—1)-『其他其中，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>B3:遞推計算當前時刻的qn(i+tW)，t從1到M-l:當Turbo譯碼器最大的并行度為4時<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>當Turbo譯碼器最大的并行度為8時當i為偶數(shù)時<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>當i為奇數(shù)時其中，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>若i>W-1，執(zhí)行完成，否則重復步驟B2-B4。全文摘要本發(fā)明提供一種并行Turbo碼內(nèi)交織方法，在同一時刻i先計算M個譯碼數(shù)據(jù)的地址偏移量∏′(i)，再計算地址索引q∏(i+tW)，實現(xiàn)同一時刻對M個譯碼結(jié)果交織尋址的處理；在i＝0時刻，初始化，獲得∏′(0)和q∏(0)，并從t＝1到M-1遞推計算q∏(tW)；從i＝1到i＝W-1時刻，遞推計算∏′(i)和q∏(i+tW)，t＝1，…，M-1；本發(fā)明利用計算出來的第0個子存儲器的索引q∏(i)來進行遞推計算得到第t個子存儲器的索引q∏(i+tW)，t＝1，…，M-1，根據(jù)q∏(i+tW)和∏′(i)就可以實現(xiàn)M路數(shù)據(jù)同時進行并行交織或解交織，通過簡單的加減和判斷計算，計算量低；只需存儲子存儲器的地址偏移量∏′(i)和子存儲器的地址索引q∏(i+tW)，i＝0，1，2，…，W-1，因此存儲量較小。文檔編號H03M13/27GK101707490SQ20091019092公開日2010年5月12日申請日期2009年9月22日優(yōu)先權(quán)日2009年9月22日發(fā)明者沈靜,王俊,王茜竹申請人:重慶重郵信科通信技術有限公司