專利名稱：一種Turbo碼編碼方法與編碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及ー種Turbo碼編碼方法與編碼器。
背景技術(shù)：
無線通信相對(duì)有線通信而言，其數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸捹Y源有限，且傳輸信道環(huán)境較為惡劣。為提高數(shù)據(jù)傳輸效率，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)通常需要對(duì)信道內(nèi)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼，以降低誤碼率，進(jìn)而增強(qiáng)信道可靠性。Turbo碼是二十世紀(jì)九十年代提出的ー種重要的新型無線信道編碼方式，該編碼不僅在信道信噪比較低的高噪聲環(huán)境下性能優(yōu)越，而且還具有較強(qiáng)的抗衰落、抗干擾的能力?；谶@些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，Turbo碼日益成為無線通信技術(shù)領(lǐng)域研究的熱門 課題?，F(xiàn)有技術(shù)中，Turbo碼的編碼實(shí)現(xiàn)通常包括兩種方式一是采用DSP(DigitalSignal Processing數(shù)字信號(hào)處理)進(jìn)行串行編碼，ニ是米用FPGA(Field ProgrammableGate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)進(jìn)行并行編碼。雖然并行編碼處理速率比串行處理快，但其輸入輸出速率必須對(duì)稱，才能保證Turbo碼編碼的正常實(shí)現(xiàn)。參見圖1，該圖示出了LTE (Long Term Evolution,長期項(xiàng)目演進(jìn))系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)Turbo碼編碼的現(xiàn)有編碼器。該圖中Ck表示上游模塊輸入到Turbo碼編碼器的輸入碼流，c’ k表示Ck經(jīng)過Turbo碼編碼器內(nèi)的交織器后的碼流，xk表示Turbo碼編碼器輸出的系統(tǒng)碼流，Zk和z’k分別表示Turbo碼編碼器輸出的第一校驗(yàn)碼和第二校驗(yàn)碼。該編碼器編碼過程中，其上游模塊向編碼器的輸入速率與編碼器向下游模塊的輸出速率必須對(duì)稱，即Ck與xk、zk和z’ k的數(shù)據(jù)位數(shù)必須保持一致，比如輸入碼流為4bit，輸出碼流也為4bit，否則，將無能實(shí)現(xiàn)Turbo碼的正常編碼。然而，由于各種原因，編碼器的上下游模塊對(duì)編碼器數(shù)據(jù)速率的要求存在差別，即出現(xiàn)編碼器輸入與輸出速率不對(duì)稱的現(xiàn)象。這種情形下，現(xiàn)有編碼器將無法實(shí)現(xiàn)Turbo碼編碼。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)非対稱速率情況下的Turbo碼編碼的問題，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了ー種Turbo碼編碼方法與編碼器，以實(shí)現(xiàn)編碼器的上下游模塊不對(duì)稱速率情況下的Turbo碼編碼。本申請(qǐng)實(shí)施例提供的Turbo碼編碼方法包括接收用于表征待編碼塊大小的第一參數(shù)；根據(jù)第一參數(shù)、第二參數(shù)和第三參數(shù)計(jì)算交織地址，所述第二參數(shù)、第三參數(shù)為與第一參數(shù)具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的預(yù)置參數(shù)；根據(jù)所述交織地址讀取緩存的待編碼塊的數(shù)據(jù)；將順序讀取的緩存的待編碼塊的數(shù)據(jù)和根據(jù)交織地址讀取的待編碼塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行遞歸系統(tǒng)卷積編碼后輸出。 優(yōu)選地，在接收到第一參數(shù)后觸發(fā)待編碼塊的數(shù)據(jù)緩存操作。
進(jìn)ー步優(yōu)選地，在待編碼塊的數(shù)據(jù)緩存完畢后觸發(fā)交織地址計(jì)算操作。優(yōu)選地，所述根據(jù)第一參數(shù)、第二參數(shù)和第三參數(shù)計(jì)算交織地址具體包括獲取遞推初始值；按照下式計(jì)算交織后的第i個(gè)數(shù)據(jù)和交織前第TI (i+m)個(gè)數(shù)據(jù)的遞推關(guān)系TI (i+m) = mod (( TI (i) +mod ((Inf^m2T2), K) +mod (2mi f2, K)), K)式中i的取值范圍為0到(K-I)，m為并行處理的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，TI (0)為獲取的遞推初始值，K為表征待編碼塊大小的第一參數(shù)，fi為第二參數(shù)，f2為第二參數(shù)；根據(jù)上述遞推關(guān)系確定交織地址。 進(jìn)ー步優(yōu)選地,對(duì)遞推關(guān)系中的mod((mffm2f2), K)的數(shù)值進(jìn)行存儲(chǔ)。優(yōu)選地，所述緩存待編碼塊的數(shù)據(jù)速率與經(jīng)過遞歸系統(tǒng)卷積編碼后的數(shù)據(jù)輸出速率滿足如下關(guān)系經(jīng)遞歸系統(tǒng)卷積編碼后的數(shù)據(jù)輸出速率與緩存待編碼塊的數(shù)據(jù)速率之比為2的整數(shù)次方。本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了ー種Turbo編碼器。該編碼器包括接收單元、交織單元、讀取單元和編碼單元，以及用于緩存待編碼塊數(shù)據(jù)的緩存單元，其中所述接收単元，用于接收表征待編碼塊大小的第一參數(shù)；所述交織単元，用于根據(jù)第一參數(shù)、第二參數(shù)和第三參數(shù)計(jì)算交織地址，所述第二參數(shù)、第三參數(shù)為與第一參數(shù)具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的預(yù)置參數(shù)；所述讀取単元，用于順序讀取緩存的待編碼塊的數(shù)據(jù)和根據(jù)交織地址讀取緩存的待編碼塊的數(shù)據(jù)；所述編碼単元，用于將順序讀取的緩存的待編碼塊的數(shù)據(jù)和根據(jù)交織地址讀取的待編碼塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行遞歸系統(tǒng)卷積編碼，并輸出。優(yōu)選地，接收單元接收表征待編碼塊大小的第一參數(shù)后觸發(fā)緩存單元進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存操作。進(jìn)ー步優(yōu)選地，緩存單元緩存完待編碼塊的數(shù)據(jù)后觸發(fā)交織單元進(jìn)行交織地址計(jì)算操作。優(yōu)選地，所述緩存単元包括兩個(gè)子緩存單元，兩個(gè)子緩存單元交替用于緩存和讀取操作。本申請(qǐng)實(shí)施例的技術(shù)方案通過接收表征待編碼塊大小的第一參數(shù)后，根據(jù)第一參數(shù)和第二、第三參數(shù)計(jì)算交織地址，將緩存的編碼塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行順序讀取和根據(jù)交織地址進(jìn)行讀取，然后將兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行遞歸系統(tǒng)卷積編碼后輸出。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)實(shí)施例將待編碼塊緩存后再根據(jù)交織地址讀取數(shù)據(jù)，通過緩存的調(diào)節(jié)作用，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)過程與交織地址計(jì)算過程相分離，単位時(shí)間內(nèi)緩存數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)可與計(jì)算的交織地址個(gè)數(shù)不等同，保證了編碼器接收數(shù)據(jù)速率與輸出數(shù)據(jù)速率不對(duì)稱的情況下仍然能夠正常地進(jìn)行Turbo碼編碼，從而有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)的問題。此外，本申請(qǐng)實(shí)施例還可采用并行數(shù)據(jù)處理方式實(shí)現(xiàn)Turbo碼編碼，在相同時(shí)鐘頻率下，傳輸數(shù)據(jù)速率比串行數(shù)據(jù)處理時(shí)間更快，提高了Turbo碼編碼效率。


為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的ー些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為現(xiàn)有技術(shù)中基于LTE系統(tǒng)的Turbo編碼器結(jié)構(gòu)圖；圖2為本申請(qǐng)的方法實(shí)施例一的流程圖；圖3(a)為本申請(qǐng)的方法實(shí)施例ニ的流程圖；圖3(b)為單比特遞歸系統(tǒng)卷積編碼示意圖；圖4為本申請(qǐng)的編碼器實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)圖； 圖5(a)為本申請(qǐng)的編碼器實(shí)施例ニ的結(jié)構(gòu)圖；圖5(b)為實(shí)施例ニ的交織模塊的特殊值存儲(chǔ)示意圖；圖5 (C)為實(shí)施例ニ的存儲(chǔ)模塊硬件設(shè)計(jì)圖。
具體實(shí)施例方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請(qǐng)中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。為使本申請(qǐng)的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。參見圖2，該圖示出了本申請(qǐng)實(shí)施例一的流程。該實(shí)施例包括步驟S201 :接收用于表征待編碼塊大小的第一參數(shù)；如前所述，對(duì)傳輸信道進(jìn)行Turbo碼編碼的目的在于提交數(shù)據(jù)傳輸效率。因此，信道編碼在無線通信系統(tǒng)中處于重要地位，它與其他上下游模塊共同實(shí)現(xiàn)無線通信。信道編碼的上游操作通常包括CRC添加、碼塊分割等，通過這些操作可將大的碼塊劃分為編碼器能夠處理的碼塊大小。根據(jù)無線通信系統(tǒng)的不同，碼塊的大小范圍也不同。比如，在LTE系統(tǒng)中，通常用于表征碼塊大小的參數(shù)K(本實(shí)施例的第一參數(shù))取值范圍在40至6144之間。經(jīng)過碼塊分割等上游操作后，即可獲得該參數(shù)。步驟S202 :根據(jù)第一參數(shù)、第二參數(shù)和第三參數(shù)計(jì)算交織地址，所述第二參數(shù)、第三參數(shù)為與第一參數(shù)對(duì)應(yīng)的預(yù)置參數(shù)；通過前述步驟獲得表征碼塊大小的第一參數(shù)K后，即可在此基礎(chǔ)上進(jìn)行交織地址的計(jì)算。計(jì)算過程中需要利用到與第一參數(shù)K具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的第二參數(shù)和第三參數(shù)f2，第二參數(shù)も和第三參數(shù)f2是取決于第一參數(shù)K的預(yù)置參數(shù)。在LTE系統(tǒng)中，這三個(gè)參數(shù)存在如下對(duì)應(yīng)關(guān)系表I:第一參數(shù)K與第二參數(shù)も、第三參數(shù)f2關(guān)系對(duì)照表T-H
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權(quán)利要求
1.一種Turbo碼編碼方法，其特征在于，該方法包括 接收用于表征待編碼塊大小的第一參數(shù)； 根據(jù)第一參數(shù)、第二參數(shù)和第三參數(shù)計(jì)算交織地址，所述第二參數(shù)、第三參數(shù)為與第一參數(shù)具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的預(yù)置參數(shù)； 根據(jù)所述交織地址讀取緩存的待編碼塊的數(shù)據(jù)； 將順序讀取的緩存的待編碼塊的數(shù)據(jù)和根據(jù)交織地址讀取的待編碼塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行遞歸系統(tǒng)卷積編碼后輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在接收到第一參數(shù)后觸發(fā)待編碼塊的數(shù)據(jù)緩存操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在待編碼塊的數(shù)據(jù)緩存完畢后觸發(fā)交織地址計(jì)算操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)第一參數(shù)、第二參數(shù)和第三參數(shù)計(jì)算交織地址具體包括 獲取遞推初始值； 按照下式確定交織后的第i個(gè)數(shù)據(jù)和交織前第TI (i+m)個(gè)數(shù)據(jù)的遞推關(guān)系 TI (i+m) = mod (( TI (i) +mod ((Inf^m2T2), K) +mod (2mi f2, K)), K) 式中i的取值范圍為0到(K-I)，m為并行處理的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，TI (0)為獲取的遞推初始值，K為表征待編碼塊大小的第一參數(shù)，fi為第二參數(shù)，f2為第二參數(shù)； 根據(jù)上述遞推關(guān)系確定交織地址。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，對(duì)遞推關(guān)系中的mocKOiifi+m2^)， 的數(shù)值進(jìn)行存儲(chǔ)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述緩存待編碼塊的數(shù)據(jù)速率與經(jīng)遞歸系統(tǒng)卷積編碼后的數(shù)據(jù)輸出速率滿足如下關(guān)系 經(jīng)遞歸系統(tǒng)卷積編碼后的數(shù)據(jù)輸出速率與緩存待編碼塊的數(shù)據(jù)速率之比為2的整數(shù)次方。
7.—種Turbo碼編碼器，其特征在于，該編碼器包括接收單元、交織單元、讀取單元和編碼單元，以及用于緩存待編碼塊數(shù)據(jù)的緩存單元，其中 所述接收單元，用于接收表征待編碼塊大小的第一參數(shù)； 所述交織單元，用于根據(jù)第一參數(shù)、第二參數(shù)和第三參數(shù)計(jì)算交織地址，所述第二參數(shù)、第三參數(shù)為與第一參數(shù)具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的預(yù)置參數(shù)； 所述讀取單元，用于順序讀取緩存的待編碼塊的數(shù)據(jù)和根據(jù)交織地址讀取緩存的待編碼塊的數(shù)據(jù)； 所述編碼單元，用于將順序讀取的緩存的待編碼塊的數(shù)據(jù)和根據(jù)交織地址讀取的待編碼塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行遞歸系統(tǒng)卷積編碼，并輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的編碼器，其特征在于，接收單元接收表征待編碼塊大小的第一參數(shù)后觸發(fā)緩存單元進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存操作。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的編碼器，其特征在于，緩存單元緩存完待編碼塊的數(shù)據(jù)后觸發(fā)交織單元進(jìn)行交織地址計(jì)算操作。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的編碼器，其特征在于，所述緩存單元包括兩個(gè)子緩存單元，兩個(gè)子緩 存單元交替用于緩存和讀取操作。
全文摘要
本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種Turbo碼編碼方法。該方法包括接收用于表征待編碼塊大小的第一參數(shù)；根據(jù)第一參數(shù)、第二參數(shù)和第三參數(shù)計(jì)算交織地址，所述第二參數(shù)、第三參數(shù)為與第一參數(shù)對(duì)應(yīng)的預(yù)置參數(shù)；根據(jù)所述交織地址讀取緩存的待編碼塊的數(shù)據(jù)；將順序讀取的緩存的待編碼塊的數(shù)據(jù)和根據(jù)交織地址讀取的待編碼塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行遞歸系統(tǒng)卷積編碼后輸出。本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種Turbo碼編碼器。通過本申請(qǐng)實(shí)施例的技術(shù)方案，可解決輸入輸出速率不對(duì)等情況的Turbo碼編碼問題。
文檔編號(hào)H03M13/29GK102769471SQ20121021611
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者廖曉強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京北方烽火科技有限公司