專利名稱：交織方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及編解碼技術(shù)，特別涉及一種交織方法。

背景技術(shù)：
1993年法國工程師克勞德·伯勞提了并行級(jí)聯(lián)卷積編碼，簡稱PCCC，又稱Turbo碼。Turbo碼接近香農(nóng)極限的性能，是一種高性能的編解碼技術(shù)。一般的Turbo碼都使用交織器。Turbo碼的糾錯(cuò)性能受到交織器設(shè)計(jì)好壞的影響，而且交織技術(shù)是影響Turbo碼性能的一個(gè)關(guān)鍵因素。
圖1為Turbo編碼的示意圖。如圖1所示，編碼器由兩個(gè)遞歸二進(jìn)制卷積編碼器ENC1、ENC2組成，ENC1、ENC2分別稱為第一分量編碼器和第二分量編碼器。圖1中的uk是Turbo編碼器的輸入，一方面uk直接輸入到ENC1，經(jīng)編碼得到第一校驗(yàn)比特流yk1；另一方面，uk交織器后的序列u′k，經(jīng)過ENC2編碼后，得到第二校驗(yàn)比特流yk2。同時(shí)將輸入uk直接輸出，作為編碼后的系統(tǒng)比特流xk。通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)信道一般都采用Turbo碼進(jìn)行差錯(cuò)控制。隨著通信系統(tǒng)的發(fā)展，通信系統(tǒng)不僅對(duì)信道編碼的糾錯(cuò)性能提出了更高的要求，而且還要求信道編碼的時(shí)延越來越小。為了支持更高的速率，LTE及以后的通信系統(tǒng)都要求Turbo碼譯碼器能夠并行地譯碼。
為保證迭代譯碼器正常地進(jìn)行并行譯碼，不同的處理器在同一時(shí)刻不會(huì)訪問同一塊存儲(chǔ)器，從而最大化系統(tǒng)的吞吐量。這對(duì)Turbo碼的交織器又提出了新的要求。然而在實(shí)際應(yīng)用中，在某些時(shí)刻可能會(huì)存在不同處理器同時(shí)訪問同一塊存儲(chǔ)器的沖突現(xiàn)象。圖2a和圖2b分別為有沖突交織器和無沖突交織器的示意圖。在各個(gè)時(shí)刻，圖2a所示的交織器都能保證處理器不同時(shí)訪問同一塊存儲(chǔ)器，而圖2b所示的存儲(chǔ)器則不能保證。在圖2b中，為了避免沖突，譯碼器需要將發(fā)生沖突的處理器之一延時(shí)，以避免對(duì)同一塊存儲(chǔ)器進(jìn)行同時(shí)訪問。
當(dāng)滿足以下條件
深度為K＝MW的交織器能夠支持M個(gè)處理器并行操作。其中，W為每個(gè)處理器管理的存儲(chǔ)器的長度，0≤k＜W，0≤t＜v＜K/W，f(·)表示交織π(·)和解交織π-1(·)運(yùn)算。M被稱為該交織器的并行度。當(dāng)交織器能夠支持交織深度K的任意因子個(gè)處理器并行操作時(shí)，該交織器被稱為最大無沖突交織器(Maximum ContentionFree，MCF)。長期演進(jìn)(LTE)系統(tǒng)采用的二次方置換多項(xiàng)式交織器(QuadraticPermutation Polynomial，QPP)就是最大無沖突交織器。LTE的交織器原理如式(2)所示。
f(x)＝f1x+f2x2mod(K)(2) 式(2)中，K表示交織器的交織深度，x表示交織后比特位置的索引號(hào)且為小于K的非負(fù)整數(shù)，f(x)表示比特x對(duì)應(yīng)的原始比特位置的索引號(hào)，f(x)構(gòu)成的序列稱為置換序列。依據(jù)公式(2)，可以將交織后各個(gè)比特對(duì)應(yīng)的交織前的原始位置計(jì)算出來，在f1和f2的不同取值下，交織前后比特的對(duì)應(yīng)關(guān)系發(fā)生變化，也即具體的交織操作不同。而LTE QPP交織器的參數(shù)f1，f2如表1所示。在表1中，每種K的取值分別對(duì)應(yīng)一組f1，f2的取值，在進(jìn)行Turbo編碼時(shí)，根據(jù)輸入比特長度確定K，再根據(jù)表1確定對(duì)應(yīng)的f1，f2，然后利用公式(2)計(jì)算交織前后各個(gè)比特的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)行交織操作。
表1 由表1可見，在K≤512時(shí)，相鄰的交織深度為8，當(dāng)K＞512時(shí)，相鄰的交織深度為16，可見，交織器的粒度過大，這將會(huì)造成編碼器的頻譜利用率降低。而且在部分交織深度K下，由于參數(shù)f1，f2的選取不好，使得應(yīng)用該LTE QPP交織器的Turbo編譯碼系統(tǒng)不能提供最好的性能，誤碼率偏高。另外，LTE的Turbo碼交織器都是QPP交織器，如式(2)所示，對(duì)應(yīng)于每個(gè)交織深度K，存儲(chǔ)這些QPP交織器參數(shù)需要兩個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)空間，因此存儲(chǔ)空間和計(jì)算復(fù)雜度都比較大。


發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供新的交織方法，將該方法應(yīng)用于Turbo編解碼技術(shù)，能夠提高整個(gè)Turbo編譯碼系統(tǒng)的性能。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案 一種交織方法，包括 預(yù)先設(shè)置交織深度K對(duì)應(yīng)的一次方置換多項(xiàng)式參數(shù)f1，形成多項(xiàng)式參數(shù)表；所述多項(xiàng)式參數(shù)表包括表A中的一組或多組對(duì)應(yīng)關(guān)系；
表A 在進(jìn)行Turbo編譯碼時(shí)，獲取編碼序列的長度K，并根據(jù)所述多項(xiàng)式參數(shù)表中的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及一次方置換多項(xiàng)式，確定用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列； 按照所述置換序列對(duì)所述編碼序列進(jìn)行交織處理。
較佳地，所述根據(jù)所述多項(xiàng)式參數(shù)表中的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及一次方多項(xiàng)式確定用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列包括 預(yù)先根據(jù)所述多項(xiàng)式參數(shù)表中的任一交織深度K和對(duì)應(yīng)的f1，按照公式f(i)＝(f1·i)mod K，i＝0，1，…，K-1計(jì)算所述任一交織深度K對(duì)應(yīng)的置換序列，形成并保存用于記錄交織深度K與置換序列對(duì)應(yīng)關(guān)系的置換表；其中，f(i)和i分別為交織前后編碼序列中各比特位置的索引號(hào)，或者分別為交織后和交織前編碼序列中各比特位置的索引號(hào)； 以獲取的所述編碼序列的長度K為索引查詢所述置換表，從所述編碼序列的長度K對(duì)應(yīng)的置換序列中選擇一個(gè)，將該選擇的置換序列或其循環(huán)移位后得到的序列確定為用于對(duì)所述編碼序列進(jìn)行交織的置換序列。
較佳地，所述根據(jù)多項(xiàng)式參數(shù)表中的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及一次方多項(xiàng)式確定用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列包括 以獲取的所述編碼序列的長度K為索引查詢所述多項(xiàng)式參數(shù)表，從所述編碼序列的長度K對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式參數(shù)中選擇一個(gè)f1，按照公式f(i)＝(f1·i)modK，i＝0，1，…，K-1計(jì)算所述編碼序列的長度K對(duì)應(yīng)的置換序列，將該置換序列或其循環(huán)移位后得到的序列確定為用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列；其中，f(i)和i分別為交織前后編碼序列中各比特的索引號(hào)，或者分別為交織后和交織前編碼序列中各比特位置的索引號(hào)。
一種交織方法，包括 預(yù)先設(shè)置交織深度K對(duì)應(yīng)的二次方置換多項(xiàng)式參數(shù)f1和f2，形成多項(xiàng)式參數(shù)表；所述多項(xiàng)式參數(shù)表包括表B中的一組或多組對(duì)應(yīng)關(guān)系；

表B 獲取編碼序列的長度K，并根據(jù)所述多項(xiàng)式參數(shù)表中的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及二次方置換多項(xiàng)式確定用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列； 按照所述置換序列對(duì)所述編碼序列進(jìn)行交織處理。
較佳地，所述根據(jù)所述多項(xiàng)式參數(shù)表中的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及二次方置換多項(xiàng)式確定用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列包括 預(yù)先根據(jù)所述多項(xiàng)式參數(shù)表中的任一交織深度K和對(duì)應(yīng)的f1、f2，按照公式f(i)＝(f1i+f2i2)modK，i＝0，1，…，K-1計(jì)算所述任一交織深度K對(duì)應(yīng)的置換序列，形成并保存用于記錄交織深度K與置換序列對(duì)應(yīng)關(guān)系的置換表；其中，f(i)和i分別為交織前后編碼序列中各比特位置的索引號(hào)，或者分別為交織后和交織前編碼序列中各比特位置的索引號(hào)； 以獲取的所述編碼序列的長度K為索引查詢所述置換表，從所述編碼序列的長度K對(duì)應(yīng)的置換序列中選擇一個(gè)，將該選擇的置換序列或其循環(huán)移位后得到的序列確定為用于對(duì)所述編碼序列進(jìn)行交織的置換序列。
較佳地，所述根據(jù)多項(xiàng)式參數(shù)表中的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及二次方置換多項(xiàng)式確定用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列包括 以獲取的所述編碼序列的長度K為索引查詢所述多項(xiàng)式參數(shù)表，從所述編碼序列的長度K對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式參數(shù)中選擇一組f1和f2，按照公式f(i)＝(f1i+f2i2)modK，i＝0，1，…，K-1計(jì)算所述編碼序列的長度K對(duì)應(yīng)的置換序列，將該置換序列或其循環(huán)移位后得到的序列確定為用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列；其中，f(i)和i分別為交織前后編碼序列中各比特位置的索引號(hào)，或者分別為交織后和交織前編碼序列中各比特位置的索引號(hào)。
一種交織方法，包括 預(yù)先設(shè)置交織深度K對(duì)應(yīng)的三次方置換多項(xiàng)式參數(shù)f1、f2和f3，形成多項(xiàng)式參數(shù)表；所述多項(xiàng)式參數(shù)表包括表C中的一組或多組對(duì)應(yīng)關(guān)系；

表C 獲取編碼序列的長度K，并根據(jù)所述多項(xiàng)式參數(shù)表中的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及三次方置換多項(xiàng)式確定用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列； 按照所述置換序列對(duì)所述編碼序列進(jìn)行交織處理。
較佳地，所述根據(jù)所述多項(xiàng)式參數(shù)表中的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及三次方置換多項(xiàng)式確定用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列包括 預(yù)先根據(jù)所述多項(xiàng)式參數(shù)表中的任一交織深度K和對(duì)應(yīng)的f1、f2、f3，按照公式f(i)＝(f1i+f2i2+f3i3)modK，i＝0，1，…，K-1計(jì)算所述任一交織深度K對(duì)應(yīng)的置換序列，形成并保存用于記錄交織深度K與置換序列對(duì)應(yīng)關(guān)系的置換表；其中，f(i)和i分別為交織前后編碼序列中各比特位置的索引號(hào)，或者分別為交織后和交織前編碼序列中各比特位置的索引號(hào)； 以獲取的所述編碼序列的長度K為索引查詢所述置換表，從所述編碼序列的長度K對(duì)應(yīng)的置換序列中選擇一個(gè)，將該選擇的置換序列或其循環(huán)移位后得到的序列確定為用于對(duì)所述編碼序列進(jìn)行交織的置換序列。
較佳地，所述根據(jù)多項(xiàng)式參數(shù)表中的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及三次方置換多項(xiàng)式確定用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列包括 以獲取的所述編碼序列的長度K為索引查詢所述多項(xiàng)式參數(shù)表，從所述編碼序列的長度K對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式參數(shù)中選擇一組f1、f2和f3，按照公式f(i)＝(f1i+f2i2+f3i3)modK，i＝0，1，…，K-1計(jì)算所述編碼序列的長度K對(duì)應(yīng)的置換序列，將該置換序列或其循環(huán)移位后得到的序列確定為用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列；其中，f(i)和i分別為交織前后編碼序列中各比特位置的索引號(hào)，或者分別為交織后和交織前編碼序列中各比特位置的索引號(hào)。
由上述技術(shù)方案可見，本發(fā)明中，在各種交織深度下，設(shè)置一次方、二次方和三次方置換多項(xiàng)式的參數(shù)。在進(jìn)行Turbo編解碼時(shí)，根據(jù)編碼序列長度K確定對(duì)應(yīng)的參數(shù)，并根據(jù)一次方、二次方或三次方置換多項(xiàng)式確定置換序列，進(jìn)行交織處理。應(yīng)用本發(fā)明中設(shè)置的一次方置換多項(xiàng)式參數(shù)得到置換序列進(jìn)而進(jìn)行交織處理的方式，能夠節(jié)約存儲(chǔ)空間、降低計(jì)算復(fù)雜度，同時(shí)仍能夠保證編解碼性能。本發(fā)明中設(shè)置的二次方和三次方置換多項(xiàng)式參數(shù)，相對(duì)于現(xiàn)有的二次方置換多項(xiàng)式中的參數(shù)，能夠獲得更好的編譯碼性能，降低誤碼率。



圖1為Turbo編碼的示意圖。
圖2a為有沖突交織器的示意圖。
圖2b為無沖突交織器的示意圖。
圖3為應(yīng)用本發(fā)明的交織方法進(jìn)行Turbo編碼的編碼系統(tǒng)示意圖。
圖4為本發(fā)明中利用一次方置換多項(xiàng)式交織器的Turbo碼與現(xiàn)有LTETurbo碼的性能仿真比較結(jié)果示意圖。
圖5為本發(fā)明中利用二次方置換多項(xiàng)式交織器的Turbo碼與現(xiàn)有LTETurbo碼的性能仿真比較結(jié)果示意圖。
圖6為本發(fā)明中利用三次方置換多項(xiàng)式交織器的Turbo碼與現(xiàn)有LTETurbo碼的性能仿真比較結(jié)果示意圖。

具體實(shí)施例方式 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)手段和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
經(jīng)仿真證明，在較短的交織深度(K≤128)下，采用一次方置換多項(xiàng)式交織器(互素交織器)的Turbo碼的糾錯(cuò)性能要優(yōu)于LTE Turbo碼的性能，并且互素交織器在計(jì)算復(fù)雜度和存儲(chǔ)空間上都要優(yōu)于LTE的QPP交織器。
并且，經(jīng)過不斷地研究發(fā)現(xiàn)一次方、二次方、三次方置換多項(xiàng)式交織器(Permutation Polynomial，PP)及其它很多交織器都是最大無沖突交織器，并且能夠提供很好的編譯碼性能。
基于此，本發(fā)明的基本思想是利用一次方和三次方置換多項(xiàng)式進(jìn)行Turbo編譯碼中的交織操作，并且改進(jìn)二次方置換多項(xiàng)式中參數(shù)的取值，以獲得更好的編譯碼性能。
圖3為應(yīng)用本發(fā)明的交織方法進(jìn)行Turbo編碼的編碼系統(tǒng)示意圖。該編碼系統(tǒng)由一個(gè)編碼子系統(tǒng)和一個(gè)交織子系統(tǒng)組成。編碼子系統(tǒng)包含2個(gè)分量編碼器，其中第一分量編碼器直接與數(shù)據(jù)輸入端相連，對(duì)輸入序列直接進(jìn)行編碼并輸出第一校驗(yàn)比特序列；第二分量編碼器通過交織子系統(tǒng)與數(shù)據(jù)輸入端相連，對(duì)經(jīng)過交織后的輸入序列進(jìn)行編碼并輸出第二校驗(yàn)比特序列。該編碼系統(tǒng)還直接把未經(jīng)編碼處理的輸入序列輸出為信息比特序列。交織子系統(tǒng)用于應(yīng)用本發(fā)明的交織方法對(duì)輸入的編碼序列進(jìn)行交織處理。
下面對(duì)本發(fā)明的交織處理方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。
實(shí)施例一 本實(shí)施例中，利用一次方置換多項(xiàng)式獲得置換序列，并進(jìn)行交織處理。
本實(shí)施例中的交織處理方法包括 步驟11，預(yù)先設(shè)置交織深度K對(duì)應(yīng)的一次方置換多項(xiàng)式參數(shù)f1，形成并保存多項(xiàng)式參數(shù)表。
當(dāng)利用一次方置換多項(xiàng)式進(jìn)行交織時(shí)，在本發(fā)明中，對(duì)應(yīng)任一交織長度K，根據(jù)仿真結(jié)果選擇合適的參數(shù)f1，從而當(dāng)利用該參數(shù)進(jìn)行交織時(shí)能夠獲得較好的Turbo碼性能。具體在本實(shí)施例中，為多個(gè)交織長度K選擇了參數(shù)f1，當(dāng)然在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要針對(duì)某一特定的交織長度K，選擇對(duì)應(yīng)的參數(shù)f1。并且，在本實(shí)施例中，將所有選出的參數(shù)與相應(yīng)交織長度K的對(duì)應(yīng)關(guān)系形成表2所示的多項(xiàng)式參數(shù)表。

表2 具體地，在表2中，對(duì)應(yīng)每種交織長度K，分別設(shè)置了一個(gè)或多個(gè)對(duì)應(yīng)的參數(shù)f1。當(dāng)然，也可以只選擇表2中的一部分對(duì)應(yīng)關(guān)系構(gòu)成多項(xiàng)式參數(shù)表。例如，為每種交織長度K選擇所設(shè)置的一個(gè)對(duì)應(yīng)參數(shù)f1，構(gòu)成多項(xiàng)式參數(shù)表。
步驟12，在進(jìn)行Turbo編譯碼時(shí)，置換裝置獲取輸入序列uk的長度K，并以該K值為索引查詢保存的多項(xiàng)式參數(shù)表，找到與K對(duì)應(yīng)的參數(shù)f1。
本步驟中，若查詢到K值對(duì)應(yīng)多個(gè)參數(shù)f1，則在查詢到的參數(shù)中任意選擇一個(gè)f1進(jìn)行后續(xù)操作。
步驟13，置換裝置將步驟12查詢到的參數(shù)f1代入一次方置換多項(xiàng)式，確定K值對(duì)應(yīng)的置換序列。
一次方置換多項(xiàng)式為f(i)＝(f1·i)modK，i＝0，1，…，K-1(3) 其中，若i為交織前編碼比特索引，f(i)則為交織后編碼比特索引，將所有f(i)構(gòu)成的序列或其循環(huán)移位序列作為K值對(duì)應(yīng)的置換序列；若i為交織后編碼比特索引，f(i)則為交織前編碼比特索引，將所有i構(gòu)成的序列或其循環(huán)移位序列作為K值對(duì)應(yīng)的置換序列。
步驟14，置換裝置利用步驟13計(jì)算得到K值對(duì)應(yīng)的置換序列，對(duì)輸入序列uk進(jìn)行置換處理，得到并輸出經(jīng)過交織處理的序列u′k。
至此，本實(shí)施例中的交織處理方法流程結(jié)束。在上述實(shí)施例中，在進(jìn)行Turbo編譯碼時(shí)，根據(jù)K值對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式參數(shù)f1代入公式(3)，以得到置換序列進(jìn)行交織處理。事實(shí)上，也可以預(yù)先在Turbo編譯碼前，根據(jù)多項(xiàng)式參數(shù)表，針對(duì)多項(xiàng)式參數(shù)表中的任一交織深度K，以及該任一交織深度K對(duì)應(yīng)的f1，按照公式(3)計(jì)算所述任一交織深度K對(duì)應(yīng)的置換序列，形成并保存用于記錄交織深度K與置換序列對(duì)應(yīng)關(guān)系的置換表；具體地，當(dāng)多項(xiàng)式參數(shù)表為表1時(shí)，可以得到置換表如表3所示。







表3 將置換表進(jìn)行保存，在進(jìn)行編譯碼時(shí)，直接根據(jù)輸入序列K值對(duì)置換表進(jìn)行查詢，直接確定K值對(duì)應(yīng)的置換序列。當(dāng)查詢結(jié)果為多個(gè)置換序列時(shí)，可以任意選擇一個(gè)作為進(jìn)行交織處理的置換序列。當(dāng)采用這種方式時(shí)，對(duì)于編譯碼系統(tǒng)的存儲(chǔ)量要求較大，但是在進(jìn)行編譯碼過程中，不需要根據(jù)公式(2)再運(yùn)算得到置換序列，可以直接查詢到置換序列，簡化了處理步驟。
上述即為本實(shí)施例中利用一次方置換多項(xiàng)式進(jìn)行交織處理的整個(gè)流程。由上述流程可見，利用一次方置換多項(xiàng)式進(jìn)行交織處理時(shí)，由于公式(3)相對(duì)于公式(2)運(yùn)算上更加簡單，因此大大降低了編譯碼過程的計(jì)算復(fù)雜度。同時(shí)，經(jīng)過仿真發(fā)現(xiàn)，一次方置換多項(xiàng)式交織器的Turbo碼的糾錯(cuò)性能也優(yōu)于LTE Turbo碼的性能。具體仿真結(jié)果如圖4所示。其中，橫軸表示信噪比，縱軸表示誤碼率，仿真環(huán)境為白高斯信道，采用QPSK的調(diào)制方式，交織深度K＝64，編碼率R＝1/3。曲線401為LTE Turbo碼的信噪比與誤碼率關(guān)系曲線；曲線402為f1＝19時(shí)本發(fā)明中一次方置換多項(xiàng)式交織器的Turbo碼信噪比與誤碼率關(guān)系曲線；曲線403為f1＝27時(shí)本發(fā)明的互素交織器的Turbo碼信噪比與誤碼率關(guān)系曲線；曲線404為f1＝37時(shí)本發(fā)明的互素交織器的Turbo碼信噪比與誤碼率關(guān)系曲線；曲線405為f1＝45時(shí)本發(fā)明的互素交織器的Turbo碼信噪比與誤碼率關(guān)系曲線。
從圖4可以看出，除采用f1＝19互素交織器Turbo碼的性能和LTE幾乎完全相同以外，其余互素交織器的性能都優(yōu)于LTE Turbo碼的性能。并且與LTE Turbo碼交織器需要進(jìn)行二次方的運(yùn)算相比，本發(fā)明的交織器只需要進(jìn)行一次方的運(yùn)算，因此運(yùn)算復(fù)雜度更低。另外，本發(fā)明和LTE的交織器相比，只需要一個(gè)字節(jié)來存儲(chǔ)交織參數(shù)f1，節(jié)省了存儲(chǔ)空間。
實(shí)施例二 本實(shí)施例中，利用二次方置換多項(xiàng)式獲得置換序列，并進(jìn)行交織處理，但是與背景技術(shù)中提到的LTE Turbo碼中的交織處理不同的是，二次方置換多項(xiàng)式中參數(shù)f1和參數(shù)f2的取值不同于背景技術(shù)中表1所示的參數(shù)取值。
本實(shí)施例中的交織處理方法包括 步驟21，預(yù)先設(shè)置交織深度K對(duì)應(yīng)的二次方置換多項(xiàng)式參數(shù)f1和f2，形成并保存多項(xiàng)式參數(shù)表。
當(dāng)利用二次方置換多項(xiàng)式進(jìn)行交織時(shí)，在本發(fā)明中，對(duì)應(yīng)任一交織長度K，根據(jù)仿真結(jié)果選擇合適的參數(shù)f1和f2，從而當(dāng)利用該組參數(shù)進(jìn)行交織時(shí)能夠獲得較好的Turbo碼性能。具體在本實(shí)施例中，為多個(gè)交織長度K選擇了參數(shù)f1和f2，當(dāng)然在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要只針對(duì)某一特定的交織長度K，選擇對(duì)應(yīng)的參數(shù)f1和f2。并且，在本實(shí)施例中，將所有選出的參數(shù)與相應(yīng)交織長度K的對(duì)應(yīng)關(guān)系形成表4所示的多項(xiàng)式參數(shù)表。


表4 具體地，在表4中，對(duì)應(yīng)每種交織長度K，分別設(shè)置了一組或多組對(duì)應(yīng)的參數(shù)f1和f2。當(dāng)然，也可以只選擇表4中的一部分對(duì)應(yīng)關(guān)系構(gòu)成多項(xiàng)式參數(shù)表。例如，為每種交織長度K選擇所設(shè)置的一組對(duì)應(yīng)參數(shù)f1和f2，構(gòu)成多項(xiàng)式參數(shù)表。
步驟22，在進(jìn)行Turbo編譯碼時(shí)，置換裝置獲取輸入序列uk的長度K，并以該K值為索引查詢保存的多項(xiàng)式參數(shù)表，找到與K對(duì)應(yīng)的參數(shù)f1和f2。
本步驟中，若查詢到K值對(duì)應(yīng)多組參數(shù)f1和f2，則在查詢到的參數(shù)中任意選擇一組f1和f2進(jìn)行后續(xù)操作。
步驟23，置換裝置將步驟22查詢到的參數(shù)f1和f2代入二次方置換多項(xiàng)式，確定K值對(duì)應(yīng)的置換序列。
二次方置換多項(xiàng)式為f(i)＝(f1i+f2i2)modK，i＝0，1，…，K-1(4) 其中，若i為交織前編碼比特索引，f(i)則為交織后編碼比特索引，將所有f(i)構(gòu)成的序列或其循環(huán)移位序列作為K值對(duì)應(yīng)的置換序列；若i為交織后編碼比特索引，f(i)則為交織前編碼比特索引，將所有i構(gòu)成的序列或其循環(huán)移位序列作為K值對(duì)應(yīng)的置換序列。
步驟24，置換裝置利用步驟23計(jì)算得到K值對(duì)應(yīng)的置換序列，對(duì)輸入序列uk進(jìn)行置換處理，得到并輸出經(jīng)過交織處理的序列u′k。
至此，本實(shí)施例中的交織處理方法流程結(jié)束。在上述實(shí)施例中，在進(jìn)行Turbo編譯碼時(shí)，根據(jù)K值對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式參數(shù)f1和f2代入公式(4)，以得到置換序列進(jìn)行交織處理。事實(shí)上，也可以與實(shí)施例一中類似，預(yù)先在Turbo編譯碼前，根據(jù)多項(xiàng)式參數(shù)表，針對(duì)多項(xiàng)式參數(shù)表中的任一交織深度K，以及該任一交織深度K對(duì)應(yīng)的參數(shù)f1和f2，按照公式(3)計(jì)算所述任一交織深度K對(duì)應(yīng)的置換序列，形成并保存用于記錄交織深度K與置換序列對(duì)應(yīng)關(guān)系的置換表。將置換表進(jìn)行保存，在進(jìn)行編譯碼時(shí)，直接根據(jù)輸入序列K值對(duì)置換表進(jìn)行查詢，直接確定K值對(duì)應(yīng)的置換序列。當(dāng)查詢結(jié)果為多個(gè)置換序列時(shí)，可以任意選擇一個(gè)作為進(jìn)行交織處理的置換序列。當(dāng)采用這種方式時(shí)，對(duì)于編譯碼系統(tǒng)的存儲(chǔ)量要求較大，但是在進(jìn)行編譯碼過程中，不需要根據(jù)公式(4)再運(yùn)算得到置換序列，可以直接查詢到置換序列，簡化了處理步驟。
上述即為本實(shí)施例中利用二次方置換多項(xiàng)式進(jìn)行交織處理的整個(gè)流程。并且實(shí)施例中表4所示多項(xiàng)式參數(shù)的選擇是根據(jù)仿真結(jié)果確定的，相對(duì)于背景技術(shù)中LTE Turbo采用的參數(shù)更加合理，能夠提高Turbo碼的糾錯(cuò)性能。具體仿真結(jié)果如圖5所示。其中，橫軸表示信噪比，縱軸表示誤碼率，仿真環(huán)境為白高斯信道，采用QPSK的調(diào)制方式，交織深度K＝104，編碼率R＝1/3。曲線501為LTE Turbo碼f1＝7、f2＝26的信噪比與誤碼率關(guān)系曲線；曲線502為f1＝59、f2＝26時(shí)本發(fā)明中二次方置換多項(xiàng)式交織器的Turbo碼信噪比與誤碼率關(guān)系曲線；曲線503為f1＝43、f2＝52時(shí)本發(fā)明中二次方置換多項(xiàng)式交織器的Turbo碼信噪比與誤碼率關(guān)系曲線。
從圖5可以看出，采用本發(fā)明表4給出的二次方置換多項(xiàng)式交織器(QPP)，能夠優(yōu)化LTE QPP交織器在給定長度下的性能。
實(shí)施例三 本實(shí)施例中，利用三次方置換多項(xiàng)式獲得置換序列，并進(jìn)行交織處理。
本實(shí)施例中的交織處理方法包括 步驟31，預(yù)先設(shè)置各種交織深度K對(duì)應(yīng)的三次方置換多項(xiàng)式參數(shù)f1、f2和f3，形成并保存多項(xiàng)式參數(shù)表。
當(dāng)利用三次方置換多項(xiàng)式進(jìn)行交織時(shí)，在本發(fā)明中，對(duì)應(yīng)任一交織長度K，根據(jù)仿真結(jié)果選擇合適的參數(shù)f1、f2和f3，從而當(dāng)利用該組參數(shù)進(jìn)行交織時(shí)能夠獲得較好的Turbo碼性能。具體在本實(shí)施例中，為多個(gè)交織長度K選擇了參數(shù)f1、f2和f3，當(dāng)然在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要只針對(duì)某一特定的交織長度K，選擇對(duì)應(yīng)的參數(shù)f1、f2和f3。并且，在本實(shí)施例中，將所有選出的參數(shù)與相應(yīng)交織長度K的對(duì)應(yīng)關(guān)系形成表5所示的多項(xiàng)式參數(shù)表。


表5 具體地，在表5中，對(duì)應(yīng)每種交織長度K，分別設(shè)置了一組或多組對(duì)應(yīng)的參數(shù)f1、f2和f3。當(dāng)然，也可以只選擇表5中的一部分對(duì)應(yīng)關(guān)系構(gòu)成多項(xiàng)式參數(shù)表。例如，為每種交織長度K選擇所設(shè)置的一組對(duì)應(yīng)參數(shù)f1、f2和f3，構(gòu)成多項(xiàng)式參數(shù)表。
步驟32，在進(jìn)行Turbo編譯碼時(shí)，置換裝置獲取輸入序列uk的長度K，并以該K值為索引查詢保存的多項(xiàng)式參數(shù)表，找到與K對(duì)應(yīng)的參數(shù)f1、f2和f3。
本步驟中，若查詢到K值對(duì)應(yīng)多組參數(shù)f1、f2和f3，則在查詢到的參數(shù)中任意選擇一組進(jìn)行后續(xù)操作。
步驟33，置換裝置將步驟32查詢到的參數(shù)f1、f2和f3代入一次方置換多項(xiàng)式，確定K值對(duì)應(yīng)的置換序列。
三次方置換多項(xiàng)式為f(i)＝(f1i+f2i2+f3i3)modK，i＝0，1，…，K-1(5) 其中，若i為交織前編碼比特索引，f(i)則為交織后編碼比特索引，將所有f(i)構(gòu)成的序列或其循環(huán)移位序列作為K值對(duì)應(yīng)的置換序列；若i為交織后編碼比特索引，f(i)則為交織前編碼比特索引，將所有i構(gòu)成的序列或其循環(huán)移位序列作為K值對(duì)應(yīng)的置換序列。
步驟34，置換裝置利用步驟33計(jì)算得到K值對(duì)應(yīng)的置換序列，對(duì)輸入序列uk進(jìn)行置換處理，得到并輸出經(jīng)過交織處理的序列u′k。
至此，本實(shí)施例中的交織處理方法流程結(jié)束。在上述實(shí)施例中，在進(jìn)行Turbo編譯碼時(shí)，根據(jù)K值對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式參數(shù)代入公式(5)，以得到置換序列進(jìn)行交織處理。事實(shí)上，也可以與實(shí)施例一中類似，預(yù)先在Turbo編譯碼前，根據(jù)多項(xiàng)式參數(shù)表，針對(duì)多項(xiàng)式參數(shù)表中的任一交織深度K，以及該任一交織深度K對(duì)應(yīng)的參數(shù)f1、f2和f3，按照公式(5)計(jì)算所述任一交織深度K對(duì)應(yīng)的置換序列，形成并保存用于記錄交織深度K與置換序列對(duì)應(yīng)關(guān)系的置換表。將置換表進(jìn)行保存，在進(jìn)行編譯碼時(shí)，直接根據(jù)輸入序列K值對(duì)置換表進(jìn)行查詢，直接確定K值對(duì)應(yīng)的置換序列。當(dāng)查詢結(jié)果為多個(gè)置換序列時(shí)，可以任意選擇一個(gè)作為進(jìn)行交織處理的置換序列。當(dāng)采用這種方式時(shí)，對(duì)于編譯碼系統(tǒng)的存儲(chǔ)量要求較大，但是在進(jìn)行編譯碼過程中，不需要根據(jù)公式(5)再運(yùn)算得到置換序列，可以直接查詢到置換序列，簡化了處理步驟。
上述即為本實(shí)施例中利用三次方置換多項(xiàng)式進(jìn)行交織處理的整個(gè)流程。當(dāng)利用三次方置換多項(xiàng)式進(jìn)行交織處理，由于高于二次方置換多項(xiàng)式的最高次方，因此進(jìn)行交織處理后顯然會(huì)帶來Turbo碼糾錯(cuò)性能的提高。具體仿真結(jié)果如圖6所示。其中，橫軸表示信噪比，縱軸表示誤碼率，仿真環(huán)境為白高斯信道，采用QPSK的調(diào)制方式，交織深度K＝64，編碼率R＝0.8。曲線601為LTE Turbo碼f1＝11、f2＝26的信噪比與誤碼率關(guān)系曲線；曲線502為f1＝33、f2＝26、f3＝26時(shí)本發(fā)明中三次方置換多項(xiàng)式交織器(CPP)的Turbo碼信噪比與誤碼率關(guān)系曲線。
從圖6可以看出，采用本發(fā)明表5給出的三次方置換多項(xiàng)式交織器(CPP)，在高碼率下能夠使得Turbo獲得比LTE Turbo更高的性能。
以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種交織方法，其特征在于，該方法包括
預(yù)先設(shè)置交織深度K對(duì)應(yīng)的一次方置換多項(xiàng)式參數(shù)f1，形成多項(xiàng)式參數(shù)表；所述多項(xiàng)式參數(shù)表包括表A中的一組或多組對(duì)應(yīng)關(guān)系；
表A
在進(jìn)行Turbo編譯碼時(shí)，獲取編碼序列的長度K，并根據(jù)所述多項(xiàng)式參數(shù)表中的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及一次方置換多項(xiàng)式，確定用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列；
按照所述置換序列對(duì)所述編碼序列進(jìn)行交織處理。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述多項(xiàng)式參數(shù)表中的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及一次方多項(xiàng)式確定用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列包括
預(yù)先根據(jù)所述多項(xiàng)式參數(shù)表中的任一交織深度K和對(duì)應(yīng)的f1，按照公式f(i)＝(f1·i)mod K，i＝0，1，…，K-1計(jì)算所述任一交織深度K對(duì)應(yīng)的置換序列，形成并保存用于記錄交織深度K與置換序列對(duì)應(yīng)關(guān)系的置換表；其中，f(i)和i分別為交織前后編碼序列中各比特位置的索引號(hào)，或者分別為交織后和交織前編碼序列中各比特位置的索引號(hào)；
以獲取的所述編碼序列的長度K為索引查詢所述置換表，從所述編碼序列的長度K對(duì)應(yīng)的置換序列中選擇一個(gè)，將該選擇的置換序列或其循環(huán)移位后得到的序列確定為用于對(duì)所述編碼序列進(jìn)行交織的置換序列。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)多項(xiàng)式參數(shù)表中的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及一次方多項(xiàng)式確定用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列包括
以獲取的所述編碼序列的長度K為索引查詢所述多項(xiàng)式參數(shù)表，從所述編碼序列的長度K對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式參數(shù)中選擇一個(gè)f1，按照公式f(i)＝(f1·i)mod K，i＝0，1，…，K-1計(jì)算所述編碼序列的長度K對(duì)應(yīng)的置換序列，將該置換序列或其循環(huán)移位后得到的序列確定為用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列；其中，f(i)和i分別為交織前后編碼序列中各比特的索引號(hào)，或者分別為交織后和交織前編碼序列中各比特位置的索引號(hào)。
4、一種交織方法，其特征在于，該方法包括
預(yù)先設(shè)置交織深度K對(duì)應(yīng)的二次方置換多項(xiàng)式參數(shù)f1和f2，形成多項(xiàng)式參數(shù)表；所述多項(xiàng)式參數(shù)表包括表B中的一組或多組對(duì)應(yīng)關(guān)系；
表B
獲取編碼序列的長度K，并根據(jù)所述多項(xiàng)式參數(shù)表中的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及二次方置換多項(xiàng)式確定用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列；
按照所述置換序列對(duì)所述編碼序列進(jìn)行交織處理。
5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述多項(xiàng)式參數(shù)表中的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及二次方置換多項(xiàng)式確定用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列包括
預(yù)先根據(jù)所述多項(xiàng)式參數(shù)表中的任一交織深度K和對(duì)應(yīng)的f1、f2，按照公式f(i)＝(f1i+f2i2)mod K，i＝0，1，…，K-1計(jì)算所述任一交織深度K對(duì)應(yīng)的置換序列，形成并保存用于記錄交織深度K與置換序列對(duì)應(yīng)關(guān)系的置換表；其中，f(i)和i分別為交織前后編碼序列中各比特位置的索引號(hào)，或者分別為交織后和交織前編碼序列中各比特位置的索引號(hào)；
以獲取的所述編碼序列的長度K為索引查詢所述置換表，從所述編碼序列的長度K對(duì)應(yīng)的置換序列中選擇一個(gè)，將該選擇的置換序列或其循環(huán)移位后得到的序列確定為用于對(duì)所述編碼序列進(jìn)行交織的置換序列。
6、根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)多項(xiàng)式參數(shù)表中的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及二次方置換多項(xiàng)式確定用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列包括
以獲取的所述編碼序列的長度K為索引查詢所述多項(xiàng)式參數(shù)表，從所述編碼序列的長度K對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式參數(shù)中選擇一組f1和f2，按照公式f(i)＝(f1i+f2i2)mod K，i＝0，1，…，K-1計(jì)算所述編碼序列的長度K對(duì)應(yīng)的置換序列，將該置換序列或其循環(huán)移位后得到的序列確定為用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列；其中，f(i)和i分別為交織前后編碼序列中各比特位置的索引號(hào)，或者分別為交織后和交織前編碼序列中各比特位置的索引號(hào)。
7、一種交織方法，其特征在于，該方法包括
預(yù)先設(shè)置交織深度K對(duì)應(yīng)的三次方置換多項(xiàng)式參數(shù)f1、f2和f3，形成多項(xiàng)式參數(shù)表；所述多項(xiàng)式參數(shù)表包括表C中的一組或多組對(duì)應(yīng)關(guān)系；
表C
獲取編碼序列的長度K，并根據(jù)所述多項(xiàng)式參數(shù)表中的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及三次方置換多項(xiàng)式確定用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列；
按照所述置換序列對(duì)所述編碼序列進(jìn)行交織處理。
8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述多項(xiàng)式參數(shù)表中的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及三次方置換多項(xiàng)式確定用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列包括
預(yù)先根據(jù)所述多項(xiàng)式參數(shù)表中的任一交織深度K和對(duì)應(yīng)的f1、f2、f3，按照公式f(i)＝(f1i+f2i2+f3i3)mod K，i＝0，1，…，K-1計(jì)算所述任一交織深度K對(duì)應(yīng)的置換序列，形成并保存用于記錄交織深度K與置換序列對(duì)應(yīng)關(guān)系的置換表；其中，f(i)和i分別為交織前后編碼序列中各比特位置的索引號(hào)，或者分別為交織后和交織前編碼序列中各比特位置的索引號(hào)；
以獲取的所述編碼序列的長度K為索引查詢所述置換表，從所述編碼序列的長度K對(duì)應(yīng)的置換序列中選擇一個(gè)，將該選擇的置換序列或其循環(huán)移位后得到的序列確定為用于對(duì)所述編碼序列進(jìn)行交織的置換序列。
9、根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)多項(xiàng)式參數(shù)表中的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及三次方置換多項(xiàng)式確定用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列包括
以獲取的所述編碼序列的長度K為索引查詢所述多項(xiàng)式參數(shù)表，從所述編碼序列的長度K對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式參數(shù)中選擇一組f1、f2和f3，按照公式f(i)＝(f1i+f2i2+f3i3)mod K，i＝0，1，…，K-1計(jì)算所述編碼序列的長度K對(duì)應(yīng)的置換序列，將該置換序列或其循環(huán)移位后得到的序列確定為用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列；其中，f(i)和i分別為交織前后編碼序列中各比特位置的索引號(hào)，或者分別為交織后和交織前編碼序列中各比特位置的索引號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了交織方法，該方法包括預(yù)先設(shè)置各種交織深度K對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式參數(shù)，形成多項(xiàng)式參數(shù)表；在進(jìn)行Turbo編譯碼時(shí)，獲取編碼序列的長度K，并根據(jù)所述多項(xiàng)式參數(shù)表中的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及置換多項(xiàng)式，確定用于對(duì)編碼序列進(jìn)行交織的置換序列；按照所述置換序列對(duì)所述編碼序列進(jìn)行交織處理。應(yīng)用本發(fā)明的交織方法，能夠提高整個(gè)Turbo編譯碼系統(tǒng)的性能。
文檔編號(hào)H03M13/00GK101667839SQ20081011952
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2008年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月2日
發(fā)明者王正海, 軍 陳, 孫韶輝, 索士強(qiáng) 申請(qǐng)人:大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司