專(zhuān)利名稱(chēng)：二維交織設(shè)備及方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及交織/解交織設(shè)備及方法，并且更具體地涉及一種用于在諸如衛(wèi)星、ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))、數(shù)字蜂窩、W-CDMA(寬帶碼分多址)、IMT-2000和W-ATM(寬帶異步傳輸模式)的通信系統(tǒng)中使用的快速(turbo)編碼器的二維交織/解交織設(shè)備及方法。
2.相關(guān)技術(shù)描述快速代碼是一種影響數(shù)字通信系統(tǒng)可靠性的糾錯(cuò)碼。通常，快速代碼分為串行快速代碼和并行快速代碼。并行快速編碼器使用兩個(gè)簡(jiǎn)單的并行級(jí)聯(lián)代碼將L信息位流的輸入幀編碼為奇偶校驗(yàn)符號(hào)，其中遞歸系統(tǒng)卷積(RSC)編碼器典型地用做分量編碼器。另外，并行快速編碼器包括在分量編碼器之間連接的交織器。
在快速編碼器中執(zhí)行交織以便以幀為單位隨機(jī)化數(shù)據(jù)流并改進(jìn)代碼字的距離屬性。具體地，希望在IMT-200(或CDMA-2000)通信系統(tǒng)的輔助信道(或業(yè)務(wù)信道)和由ETSI(歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì))提出的UMTS(通用移動(dòng)電信系統(tǒng))的數(shù)據(jù)信道中使用快速編碼器。因此，需要用于這一目的采用使用快速編碼器的快速交織器的可靠方法。
圖1示出了一般的并行快速編碼器，公開(kāi)于1995年8月29日授權(quán)的美國(guó)專(zhuān)利No.5,446,747，其引用于此以資參考。
參照?qǐng)D1，快速編碼器包括第一分量編碼器111，用于編碼輸入的幀數(shù)據(jù)；交織器112，用于交織輸入的幀數(shù)據(jù)；以及第二分量編碼器113，用于編碼交織器112的輸出。已知的RSC(遞歸系統(tǒng)卷積)編碼器或NSC(非遞歸系統(tǒng)卷積)編碼器典型地被用于第一和第二分量編碼器111和113。這種分量編碼器基于編碼速率、約束長(zhǎng)度K和生成器多項(xiàng)式具有不同結(jié)構(gòu)。而且，交織器112具有和輸入信息位流相同的尺寸，并且重新排列提供到第二分量編碼器113的信息位的順序以降低在信息位之間的相關(guān)。
對(duì)于快速編碼器的內(nèi)部交織器(或快速交織器)112，提出了各種交織器，諸如PN(偽噪聲)隨機(jī)交織器、隨機(jī)交織器、塊交織器、非線性交織器和S-隨機(jī)交織器。但是目前為止，就科學(xué)研究而不是實(shí)施角度而言，這些交織器僅是為改進(jìn)它們的性能而設(shè)計(jì)的算法。當(dāng)實(shí)施一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)時(shí)，必須考慮硬件實(shí)施的復(fù)雜性?，F(xiàn)在將對(duì)與快速編碼器的常規(guī)交織器相關(guān)的屬性和問(wèn)題進(jìn)行描述。
快速編碼器的性能是取決于內(nèi)部交織器的。一般而言，輸入幀尺寸的增加(即，包括在一幀中的信息位數(shù)目)使快速編碼器性能增加得到提升。但是，交織器尺寸的增加要求計(jì)算量的增加。因此，通常，如果幀尺寸很大，則實(shí)施交織器是不實(shí)際的。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)，隨機(jī)交織器在性能上優(yōu)于塊交織器。但是隨機(jī)交織器在下述情況中是不利的，即，種類(lèi)的增加和幀尺寸增加導(dǎo)致存儲(chǔ)交織器索引(即映射規(guī)則或地址)的所需存儲(chǔ)器容量增加。也就是說(shuō)，尋址所需的存儲(chǔ)器容量顯著地增加。因此，考慮到所需的硬件尺寸，最好使用用于通過(guò)使用索引生成規(guī)則在每個(gè)標(biāo)志時(shí)鐘上產(chǎn)生地址讀取存儲(chǔ)在相應(yīng)地址上的數(shù)據(jù)的地址枚舉方法而不是用于存儲(chǔ)交織器檢索的查表方法。
因此，當(dāng)需要各種交織器尺寸并且在IMT-2000或UMTS系統(tǒng)中硬件復(fù)雜程度受限時(shí)，考慮到固有的限制，應(yīng)該將快速交織器設(shè)計(jì)成保證最優(yōu)的交織器性能。即，需要根據(jù)特定的交織執(zhí)行交織/解交織的交織器。另外，交織器需要好的交織器屬性(例如，距離屬性、加權(quán)屬性和隨機(jī)屬性)。
IMT-2000或UMTS規(guī)范還沒(méi)有提供對(duì)快速交織器的任何定義。IMT-2000規(guī)范定義的前向鏈路和反向鏈路具有多種類(lèi)型的邏輯信道和多種交織器尺寸。因此，為了滿足各種要求，需要增加存儲(chǔ)器容量。例如，在CDMA前向鏈路傳輸模式中，可以使用范圍為從144比特/幀至36864比特/幀的各種尺寸的交織器。另外，交織器可以分類(lèi)成將整個(gè)輸入幀作為一個(gè)區(qū)域來(lái)執(zhí)行交織的1維交織器和將輸入幀分成幾個(gè)部分區(qū)域來(lái)根據(jù)分割的區(qū)域執(zhí)行交織的2維交織器。
綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在下列缺點(diǎn)首先，對(duì)于快速編碼器的常規(guī)內(nèi)部交織器來(lái)說(shuō)，可以使用PN隨機(jī)交織器、隨機(jī)交織器、塊交織器、非線性交織器以及S-隨機(jī)交織器。但是僅就科學(xué)研究而不是實(shí)施角度而言，這些交織器是為改進(jìn)它們的性能而設(shè)計(jì)的算法。因此，當(dāng)實(shí)施一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)時(shí)，必須考慮這種交織器硬件實(shí)施的復(fù)雜性。但是，這一點(diǎn)沒(méi)有具體定義。
第二，由于在使用查詢(xún)表的現(xiàn)有交織方法中收發(fā)機(jī)的控制器(CPU或主機(jī))必須存儲(chǔ)基于各個(gè)交織器尺寸的交織規(guī)則，主存儲(chǔ)器除了要求交織器緩沖器之外還要求分離的容量。即，當(dāng)幀尺寸是變化并增加的時(shí)候，要求增加用于存儲(chǔ)交織器索引(即，映射或地址)的存儲(chǔ)器容量。即，它存在存儲(chǔ)器容量的大的增加的缺點(diǎn)。
第三，滿足距離屬性和隨機(jī)屬性二者的交織器的實(shí)施并不容易。
第四，當(dāng)使用2維交織器時(shí)，不考慮分量編碼器的周期性來(lái)選擇區(qū)域，使得可以復(fù)位分量編碼器的狀態(tài)。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種通信系統(tǒng)中最小化快速編碼器的距離屬性的交織/解交織設(shè)備和方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供用于快速編碼器的交織裝置和方法，其中在交織前快速編碼器以特定的尺寸分割輸入幀。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種2維交織設(shè)備和方法，用于控制組選擇，使得選擇特定組的周期應(yīng)該不同于快速編碼器中分量編碼器的周期。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一編碼設(shè)備，包括第一反饋卷積編碼器，用于使用m階本原多項(xiàng)式編碼n個(gè)數(shù)據(jù)流；2維交織器，用于將n個(gè)數(shù)據(jù)流分成k段，并交織n個(gè)數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)組以及從k個(gè)數(shù)據(jù)組中讀取n個(gè)數(shù)據(jù)流并交織n個(gè)數(shù)據(jù)流；以及第二反饋卷積編碼器，用于使用m階本原多項(xiàng)式編碼來(lái)自2維交織器的交織數(shù)據(jù)。該編碼設(shè)備包括一控制器，用于控制數(shù)據(jù)組的選擇，使得2維交織器的輸出與特定模式不一致，其中k是2m-1的正倍數(shù)，并且至少一個(gè)數(shù)據(jù)組具有所述特定模式。


通過(guò)下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中圖1是說(shuō)明常規(guī)快速編碼器的方框圖；圖2是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通信系統(tǒng)中交織設(shè)備的方框圖；圖3是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通信系統(tǒng)中解交織設(shè)備的方框圖；圖4是2維快速交織器的工作原理說(shuō)明圖；
圖5是表示當(dāng)K＝4，Ng＝7，并且依次執(zhí)行組選擇時(shí)，特定輸入序列的輸出的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的2維交織設(shè)備的組選擇概念的說(shuō)明圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的2維交織設(shè)備的說(shuō)明圖；圖8A是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖7的控制器的詳細(xì)方框圖；圖8B是圖8A的控制器的時(shí)序圖；圖9A是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖7的控制器的詳細(xì)方框圖；圖9B是圖9A的控制器的時(shí)序圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述下面將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在下面的描述中，為避免在不需詳細(xì)的地方模糊本發(fā)明，不再描述眾所周知的功能或結(jié)構(gòu)。
為設(shè)計(jì)相對(duì)于各種幀尺寸具有最優(yōu)性能的快速編碼器，必須考慮許多參數(shù)，諸如快速編碼器的分量編碼器的存儲(chǔ)量(即約束長(zhǎng)度K)、生成器多項(xiàng)式和最優(yōu)編碼率。在沒(méi)有確認(rèn)這些參數(shù)對(duì)性能的影響有多大的情況下，很難通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)具有最優(yōu)性能的快速編碼器。
因此，一般地，通過(guò)確定滿足幾個(gè)給定標(biāo)準(zhǔn)的條件來(lái)實(shí)現(xiàn)交織器。標(biāo)準(zhǔn)如下距離屬性在相鄰代碼字符號(hào)之間的距離應(yīng)該保持在一定程度。因?yàn)楹途矸e代碼的代碼字距離屬性具有相同的功能，如果可能的話，最好交織器被設(shè)計(jì)成具有較長(zhǎng)的距離。
加權(quán)屬性相應(yīng)于非零信息字的代碼字的加權(quán)應(yīng)該比閾值高。因?yàn)檫@和卷積代碼的最小距離屬性具有相同功能，如果可能的話，最好交織器被設(shè)計(jì)成具有較高的加權(quán)。
隨機(jī)屬性在交織后的輸出字符號(hào)之間的相關(guān)因子應(yīng)該比在交織前的原始輸入字符號(hào)之間的相關(guān)因子低的多。即應(yīng)該完全執(zhí)行輸出字符號(hào)之間的隨機(jī)化。這對(duì)連續(xù)解碼中產(chǎn)生的外來(lái)信息的質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響。
現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明。
本發(fā)明提出一種滿足快速交織器的屬性(包括距離屬性、加權(quán)屬性和隨機(jī)屬性)的最優(yōu)交織/解交織設(shè)備。
一般地，作為快速編碼器的內(nèi)部交織器，隨機(jī)交織器具有好的性能，特別是對(duì)于較大的幀尺寸來(lái)說(shuō)。因此，本發(fā)明提出了使用在滿足隨機(jī)交織器的屬性的同時(shí)具有低復(fù)雜性的2維交織器。該2維交織器將輸入幀分成多個(gè)組，并應(yīng)用基于組的特定交織規(guī)則。組選擇周期，定義為在選擇一特定組的時(shí)間與該組被接下來(lái)選中的時(shí)間之間的時(shí)段，應(yīng)該不與內(nèi)部分量編碼器的周期相一致。而且，本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)每一組采用用于產(chǎn)生PN序列的線性反饋移位寄存器(LFSR)，并使用從那產(chǎn)生的隨機(jī)號(hào)作為讀地址。但是本發(fā)明不限于在組單元基礎(chǔ)上執(zhí)行交織的方法，并且旨在考慮分量編碼器的周期性而選擇基于組產(chǎn)生的地址。而且不僅常規(guī)的分量編碼器而且CDMA-2000和UMTS規(guī)范所定義的分量編碼器都能用于根據(jù)本發(fā)明的快速編碼器的第一和第二分量編碼器。另外，根據(jù)本發(fā)明的交織器能夠應(yīng)用于信道交織器以及串行快速編碼器的內(nèi)部交織器。
圖2和3分別示出了根據(jù)本發(fā)明的交織器和解交織器的結(jié)構(gòu)。
參照?qǐng)D2，將描述用于交織幀數(shù)據(jù)輸出的交織器。地址生成器211根據(jù)輸入幀數(shù)據(jù)尺寸L和輸入時(shí)鐘生成用于重排數(shù)據(jù)位順序的讀地址，并將所生成的讀地址提供到交織器存儲(chǔ)器212。交織器存儲(chǔ)器212在寫(xiě)模式操作中將輸入數(shù)據(jù)順序存儲(chǔ)，并根據(jù)從地址生成器211提供的地址在讀模式操作中讀取數(shù)據(jù)。接收輸入始終的計(jì)數(shù)器213將寫(xiě)地址提供給交織器存儲(chǔ)器212。如上所述，交織器在寫(xiě)模式操作中將輸入數(shù)據(jù)順序存儲(chǔ)在交織器存儲(chǔ)器212中，并根據(jù)地址生成器211生成的讀地址在讀模式操作中讀取存儲(chǔ)在交織器存儲(chǔ)器212中的數(shù)據(jù)。另外，交織器能夠在寫(xiě)模式操作中在重排數(shù)據(jù)位順序之后將輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在交織器存儲(chǔ)器212中，并在讀模式操作中順序讀取數(shù)據(jù)。
參照?qǐng)D3，將根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例描述解交織器。地址生成器311根據(jù)輸入幀數(shù)據(jù)尺寸L和輸入時(shí)鐘生成用于將輸入數(shù)據(jù)的順序恢復(fù)成原始狀態(tài)的寫(xiě)地址，并將所生成的寫(xiě)地址提供到解交織器存儲(chǔ)器312。解交織器存儲(chǔ)器312在寫(xiě)模式操作中根據(jù)從地址生成器311提供的寫(xiě)地址存儲(chǔ)輸入數(shù)據(jù)，并在讀模式操作中順序讀取所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。接收符號(hào)時(shí)鐘的計(jì)數(shù)器313將用于讀取來(lái)自解交織器存儲(chǔ)器312的數(shù)據(jù)的讀地址提供給解交織器存儲(chǔ)器312。如上所述，解交織器具有交織器的逆操作，但具有與交織器的相同結(jié)構(gòu)。二者唯一的區(qū)別是在寫(xiě)和讀模式中輸入數(shù)據(jù)位的順序。因此，下面將僅參照交織器給出描述。
一般地，對(duì)于給定的輸入幀尺寸，快速編碼器的性能是根據(jù)約束長(zhǎng)度K和快速交織器的屬性而確定的。在設(shè)計(jì)解碼器中，考慮到最終的復(fù)雜性和所需的性能改進(jìn)，約束長(zhǎng)度K被設(shè)置成3或4。例如在CDMA-2000和UMTS系統(tǒng)中，約束長(zhǎng)度K一般設(shè)置成4(K＝4)。相反，對(duì)于快速交織器(即快速編碼器的交織器)，由于存在太多的設(shè)計(jì)參數(shù)，所以很難選擇屬性以到達(dá)最優(yōu)的快速交織器。因此，使用次優(yōu)的快速交織器而不是最優(yōu)的快速交織器來(lái)進(jìn)行研究。
首先，必須分析常規(guī)代碼的屬性。對(duì)于一般的卷積代碼，當(dāng)輸入序列I的漢明(Hamming)加權(quán)W(I)低時(shí)，代碼的加權(quán)也低。相反，當(dāng)漢明加權(quán)W(I)高時(shí)，代碼的加權(quán)也高。這是基于前饋卷積代碼的屬性的。與卷積代碼不同，使用遞歸卷積代碼的快速代碼具有無(wú)限沖激響應(yīng)序列。即，對(duì)于K＝4，當(dāng)使用輸入序列100000...0，產(chǎn)生具有周期7的分量代碼序列。
圖1示出了快速編碼器的結(jié)構(gòu)。如所示，包括在快速編碼器的快速交織器連接在兩個(gè)分量編碼器之間，這兩個(gè)分量編碼器使用了遞歸卷積編碼器?？焖俳豢椘鲗?duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行交織，以便當(dāng)?shù)谝痪幋a器產(chǎn)生具有低加權(quán)的代碼時(shí)，使第二編碼器產(chǎn)生具有高加權(quán)的代碼。因此，盡管第一編碼器輸出的代碼具有低加權(quán)，第二編碼器的輸出仍具有高加權(quán)，所以使其能夠增加代碼的總加權(quán)。例如，當(dāng)將輸入序列100000...0輸入到K＝4的快速編碼器時(shí)，快速編碼器的每一分量編碼器產(chǎn)生具有2(k-1)-1＝7的周期的周期二進(jìn)制序列。該序列模式與快速編碼器的生成器多項(xiàng)式有關(guān)。另外，通過(guò)將分量編碼器的狀態(tài)復(fù)位成與特定輸入序列而不是零序列編碼器有關(guān)的零狀態(tài)來(lái)生成有限代碼序列。
例如，當(dāng)K＝4時(shí)，對(duì)于10000001000000000...的輸入序列，第一分量編碼器的狀態(tài)在編碼第2個(gè)“1”比特之后被復(fù)位成零狀態(tài)。而且，對(duì)于在兩個(gè)‘1’之間的距離是7的倍數(shù)的每一種情況，由于周期性，第一編碼器的狀態(tài)以相同方式被復(fù)位。因此，所有后續(xù)的代碼變成零，導(dǎo)致快速代碼的最小距離減小。在這種情況下，快速交織器將這種模式的輸入序列打斷以便第二分量編碼器具有較高的代碼加權(quán)，因此增加了快速編碼器的最小加權(quán)。
根據(jù)設(shè)計(jì)方法，這種快速交織器能夠被分成1維快速交織器和2維快速交織器。1維交織器將被交織的幀被看作一個(gè)對(duì)象執(zhí)行交織器。2維交織器將整個(gè)幀分成子幀或具有相同尺寸的多個(gè)組，并接著每一組獨(dú)立地使用相應(yīng)的交織器規(guī)則執(zhí)行交織。一般地，在性能上2維快速交織器優(yōu)于1維快速交織器，并具有根據(jù)組的交織規(guī)則，因此與1維快速交織器相比，提供了簡(jiǎn)單的最優(yōu)處理。
圖4是2維快速交織器的工作原理說(shuō)明圖。參照?qǐng)D4，輸入幀被分成4組，組0、組1、組2和組3。P0(k)指示用于交織組0的數(shù)據(jù)的交織規(guī)則；P1(k)指示用于交織組1的數(shù)據(jù)的交織規(guī)則；P2(k)指示用于交織組2的數(shù)據(jù)的交織規(guī)則；P3(k)指示用于交織組3的數(shù)據(jù)的交織規(guī)則。而且當(dāng)K＝0時(shí)，P0(0)、P1(0)、P2(0)和P3(0)指示在各個(gè)組中交織的數(shù)據(jù)的地址；當(dāng)K＝1時(shí)，P0(1)、P1(1)、P2(1)和P3(1)指示在各個(gè)組中交織的數(shù)據(jù)的地址；當(dāng)K＝2時(shí)，P0(2)、P1(2)、P2(2)和P3(2)指示在各個(gè)組中交織的數(shù)據(jù)的地址；當(dāng)K＝3時(shí)，P0(3)、P1(3)、P2(3)和P3(3)指示在各個(gè)組中交織的數(shù)據(jù)的地址。即在每一k上，根據(jù)相應(yīng)于該組的交織規(guī)則Pg(k)從每一組中讀取一個(gè)數(shù)據(jù)位。這可以被看作是1維交織的自然擴(kuò)展，其中組數(shù)是1。當(dāng)然，可以順序地或根據(jù)特定規(guī)則選擇組。例如，可以通過(guò)改變總交織規(guī)則以0、2、1和3的順序而不是圖4所示的0、1、2和3的順序來(lái)選擇組。即，圖4所示情況為輸入幀的數(shù)據(jù)位數(shù)是16，輸入幀被分段成4組，其每一個(gè)具有4比特，并且根據(jù)其相關(guān)的交織規(guī)則交織每一組。
這種2維快速交織器可能存在一個(gè)問(wèn)題。即，當(dāng)組數(shù)等于分量編碼器的周期或周期的倍數(shù)時(shí)，快速代碼的最小距離被極大地減小了。例如對(duì)于k＝4，周期為7。因此，如果組數(shù)是7或7的倍數(shù)，則存在將每一分量編碼器復(fù)位成零狀態(tài)的可能性。
圖5示出了即使交織之后快速編碼器的輸入序列100000010000...仍被保持的最壞情況。如所示，輸入序列即使在交織之后模式仍被保持。因此，第二分量編碼器也被復(fù)位成零狀態(tài)，由此減小了快速代碼的最小加權(quán)。這相應(yīng)于組數(shù)為7的倍數(shù)的每一情況。在多數(shù)情況下，當(dāng)組數(shù)為7或14時(shí)生成最小距離。因此快速交織器具有很短的最小距離，使得快速代碼的總BER(誤碼率)或FER(幀差錯(cuò)率)水平降低。
因此，為解決上述問(wèn)題，當(dāng)設(shè)計(jì)2維快速交織器時(shí)，本發(fā)明改變諸如組選擇周期之類(lèi)的組選擇模式，在相同組的連續(xù)選擇之間的周期是不同于快速編碼器的分量編碼器的周期的。即，本發(fā)明旨在當(dāng)2維快速交織器執(zhí)行組選擇時(shí)，通過(guò)分析快速編碼器的屬性最小化快速代碼的最小距離。
現(xiàn)在，將描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例最小化快速代碼的最小距離的快速交織器設(shè)備。
打斷組選擇周期性的最有效方法是在每一周期上改變將被選擇的組。下表1示出了這種方法的例子，其中k＝4并且組數(shù)是7。盡管表1示出了在循環(huán)移位基礎(chǔ)上順序產(chǎn)生的組選擇，也可以按照預(yù)定模式根據(jù)循環(huán)移位基礎(chǔ)隨機(jī)進(jìn)行組選擇。


例如，在表1中，當(dāng)移位步長(zhǎng)是2時(shí)，在第一周期使用0123456的順序選擇組，并且當(dāng)組選擇順序移位3時(shí)，在第二周期使用順序2345601選擇組。即，在每一組選擇周期上，通過(guò)以將前一組選擇順序移位2而確定的組選擇順序來(lái)選擇組，如表1所示，在‘2’行中從左向右移動(dòng)。當(dāng)通過(guò)表1中所示的循環(huán)移位來(lái)選擇組時(shí)，在7個(gè)不同的組選擇順序之后，重復(fù)特定的組，由此增加了最小距離。即，當(dāng)移位步長(zhǎng)是0時(shí)，在每一周期上組選擇模式具有和前一組相同的組選擇模式。但是，當(dāng)移位步長(zhǎng)是1、2、3、4、5和6時(shí)，特定組選擇模式在7個(gè)不同的組選擇模式之后出現(xiàn)循環(huán)。即，通過(guò)循環(huán)移位改變組選擇順序，以便快速編碼器的周期應(yīng)該不同于循環(huán)的移位順序。
這種循環(huán)移位組選擇能夠簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)。每一組選擇由下面方程(1)確定[方程1]對(duì)于clk＝0，...，frame_length-1g＝(clk％Ng+shift_step*k)％NG例如，在Ng＝7，并且shift_step＝1的情況下，如果clk是0，1，2，3，4，5，6|7，8，9，10，11，12，13|...，k＝0，0，0，0，0，0，0|1，1，1，1，1，1，1|...，所以它輸出g＝0，1，2，3，4，5，6|1，2，3，4，5，6，0|...。其中Ng。表示組數(shù)，clk表示比特單元中的數(shù)據(jù)時(shí)鐘，其為一種計(jì)數(shù)器，并且k表示計(jì)數(shù)器，其被初始化為0(k＝0)，并且在每一Ng組選擇時(shí)將要被首先選擇的順序增加1。另外，shift_step是一滿足GCD(2＾K-1，shift_step)＝1的給定數(shù)字，并是一取決于約束長(zhǎng)度K的常數(shù)。即，能夠使用兩個(gè)計(jì)數(shù)器和一個(gè)地址加法器實(shí)現(xiàn)循環(huán)移位。
盡管已經(jīng)參照循環(huán)組移位方法描述了本發(fā)明，其中組選擇順序是順序增加的，但是為增加快速交織器的距離屬性，還能夠隨機(jī)輸出每一組的交織地址。
例如，假設(shè)k＝4，并且組數(shù)Ng＝7，在這種情況下，無(wú)論使用何種組多路轉(zhuǎn)換方法，不進(jìn)行循環(huán)組移位，就不能打斷組選擇的周期性。因此，在通過(guò)周期移位增加組選擇周期之后，組多路轉(zhuǎn)換根據(jù)模式對(duì)組選擇隨機(jī)化。這里，“組多路轉(zhuǎn)換”是指根據(jù)特定模式隨機(jī)選擇組。盡管通過(guò)循環(huán)移位對(duì)組選擇順序進(jìn)行了移位，但隨機(jī)選擇組的特定模式?jīng)]有變。即，在移位特定模式的同時(shí)執(zhí)行組選擇。
圖6說(shuō)明了2維交織設(shè)備中的組選擇器，其具有用于隨機(jī)組選擇的組多路轉(zhuǎn)換操作和在每一周期移位組選擇以打斷組選擇周期性的循環(huán)移位操作。
參照?qǐng)D6，組選擇器確定組數(shù)Ng是否是2(k-1)-1的倍數(shù)，并且如果是，則通過(guò)循環(huán)組移位操作增加組選擇周期。此后，根據(jù)增加的組選擇周期，組多路轉(zhuǎn)換器根據(jù)特定模式隨機(jī)地選擇組。
圖7說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于執(zhí)行2維交織的地址生成器。
參照?qǐng)D7，隨機(jī)地址生成器711-71N根據(jù)給定的交織器規(guī)則使用它們相關(guān)的組的地址生成器生成讀地址?？刂破?21控制選擇器731的多路轉(zhuǎn)換。選擇器731在控制器721的控制下選擇地址生成器711-711N生成的地址。輸出地址被用來(lái)讀取順序存儲(chǔ)在交織器存儲(chǔ)器212中的輸入幀數(shù)據(jù)。如上所述，2維交織方法將交織器尺寸分段成多個(gè)組，根據(jù)所分段的組執(zhí)行交織以生成地址，并接著順序地或隨機(jī)地選擇所生成的地址以將它們作為讀地址。在這種情況中，選擇器的組選擇順序在獲得好的交織屬性中起著重要的作用。本發(fā)明提出了用于在每一周期上使用循環(huán)移位來(lái)移位組選擇順序的基本方法，以及用于對(duì)組選擇順序隨機(jī)化以增加交織器的距離屬性的輔助方法。
至于圖7的地址生成器的操作，地址生成器711-711N使用在相應(yīng)組中的它們的相關(guān)交織規(guī)則來(lái)生成地址。例如，一個(gè)能夠使用地址生成器的線性反饋移位寄存器(LFSR)?？刂破?21將用于選擇地址生成器711-711N生成的地址的選擇信號(hào)提供給選擇器731?？刂破?21輸出表1所示的用于循環(huán)移位的組選擇信號(hào)。例如，當(dāng)移位步長(zhǎng)是2時(shí)，控制器721輸出一選擇信號(hào)，其用于在每一周期上以第一周期的0123456順序、第二周期的2345601順序...以及第七周期的5601234順序地將移位組選擇順序移位2。為增加交織器的距離屬性，控制器721能夠根據(jù)特定模式隨機(jī)地選擇組。在每一Ng組選擇上移位特定模式，但不改變其順序。選擇器731根據(jù)來(lái)自控制器721的選擇信號(hào)選擇地址生成器生成的地址。所選擇的地址用于隨機(jī)讀取順序存儲(chǔ)在交織器存儲(chǔ)器212中的輸入幀數(shù)據(jù)。
圖8A示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于控制組選擇的控制器的詳細(xì)方框圖，并且圖8B示出了圖8A的控制器721的時(shí)序圖。
參照?qǐng)D8A，響應(yīng)于第二時(shí)鐘信號(hào)clk2，運(yùn)算器803提供模7運(yùn)算值給計(jì)數(shù)器801作為開(kāi)始計(jì)數(shù)值(圖8B所示)。計(jì)數(shù)器801接著響應(yīng)第一時(shí)鐘信號(hào)clkl，使用來(lái)自運(yùn)算器803提供的開(kāi)始計(jì)數(shù)值開(kāi)始計(jì)數(shù)，并以組選擇順序?qū)⒉樵?xún)表805中的計(jì)數(shù)值用作查詢(xún)表計(jì)數(shù)值的地址。這里，計(jì)數(shù)器801使用循環(huán)移位來(lái)計(jì)數(shù)
。
圖9A示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于控制組選擇的控制器的詳細(xì)方框圖，并且圖9B示出了圖9A的控制器721的時(shí)序圖。
參照?qǐng)D9A，計(jì)數(shù)器903響應(yīng)圖9B的時(shí)鐘信號(hào)clk輸出圖9B的計(jì)數(shù)器信號(hào)。比較器909將來(lái)自計(jì)數(shù)器903的計(jì)數(shù)器信號(hào)與預(yù)定數(shù)目‘6’進(jìn)行比較，并當(dāng)計(jì)數(shù)器信號(hào)與預(yù)定數(shù)目‘6’相同時(shí)，提供一激活脈沖ACT到可裝載的計(jì)數(shù)器901和移位計(jì)數(shù)器905。一旦接收到激活脈沖ACT，移位計(jì)數(shù)器905便輸出一移位計(jì)數(shù)器信號(hào)(如圖9B所示)到可裝載的計(jì)數(shù)器901?？裳b載計(jì)數(shù)器901接著響應(yīng)時(shí)鐘信號(hào)clk，在查詢(xún)表907中以組選擇順序?qū)懭朐诿恳恢芷谏弦?位的可裝載計(jì)數(shù)器值(如圖9B所示)。
如上所述，本發(fā)明提供一種用于當(dāng)執(zhí)行2維交織時(shí)滿足交織器的距離屬性的方法。即，設(shè)計(jì)一種新的2維交織器，使得選擇特定組的周期不同于快速編碼器的周期，由此防止包含在快速編碼器中的分量編碼器被復(fù)位成零狀態(tài)，由此最大化快速編碼器的最小距離。
盡管已經(jīng)參考一具體優(yōu)選實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的是，在不背離由所附權(quán)利要求書(shū)限定的本發(fā)明實(shí)質(zhì)和范圍情況下，可以進(jìn)行多種變化。
權(quán)利要求
1.一種編碼設(shè)備，包含第一反饋卷積編碼器，用于使用m階本原多項(xiàng)式編碼n個(gè)數(shù)據(jù)流；2維交織器，用于將n個(gè)數(shù)據(jù)流分段成k個(gè)數(shù)據(jù)組，并從k個(gè)數(shù)據(jù)組中讀取n個(gè)數(shù)據(jù)流并交織n個(gè)數(shù)據(jù)流；以及第二反饋卷積編碼器，用于使用m階本原多項(xiàng)式編碼來(lái)自2維交織器的交織過(guò)的數(shù)據(jù)流，該編碼設(shè)備包括控制器，用于控制數(shù)據(jù)組的選擇，使得當(dāng)k是2m-1的正倍數(shù)，并且至少一個(gè)數(shù)據(jù)組具有所述特定模式時(shí)，2維交織器的輸出不同于一特定模式。
2.如權(quán)利要求1所述的編碼設(shè)備，其中控制器在每一選擇周期上將數(shù)據(jù)組選擇順序移位一特定值。
3.如權(quán)利要求1所述的編碼設(shè)備，其中所述的特定模式是一序列，其中在第一個(gè)“1”和隨后的“1”之間的距離是2m-1比特的倍數(shù)。
4.一種通信系統(tǒng)中的交織方法，該通信系統(tǒng)包含具有m個(gè)存儲(chǔ)器的反饋編碼器以及具有g(shù)個(gè)數(shù)據(jù)組的2維交織器，其中g(shù)是2m-1的倍數(shù)，以及每一數(shù)據(jù)組具有給定尺寸的地址，其中選擇地址，使得選擇每一數(shù)據(jù)組中的地址之一的數(shù)據(jù)組選擇周期不等于2m-1的倍數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的交織方法，其中數(shù)據(jù)組選擇順序在每一選擇周期上移位一特定值。
6.一種編碼設(shè)備，包含第一反饋卷積編碼器，用于使用m階本原多項(xiàng)式編碼n個(gè)數(shù)據(jù)流；2維交織器，用于將n個(gè)數(shù)據(jù)流分段成k個(gè)數(shù)據(jù)組，并從k個(gè)數(shù)據(jù)組中讀取n個(gè)數(shù)據(jù)流并交織n個(gè)數(shù)據(jù)流；以及第二反饋卷積編碼器，用于使用m階本原多項(xiàng)式編碼來(lái)自2維交織器的交織過(guò)的數(shù)據(jù)流，該編碼設(shè)備包括控制器，用于當(dāng)k是2m-1的正倍數(shù)時(shí)，選擇k個(gè)數(shù)據(jù)組的特定一個(gè)，并控制數(shù)據(jù)組的選擇，使得選擇所述特定數(shù)據(jù)組的周期不同于反饋卷積編碼器的周期。
7.如權(quán)利要求6所述的編碼設(shè)備，其中控制器在每一選擇周期上將數(shù)據(jù)組選擇順序移位一特定值。
8.如權(quán)利要求6所述的編碼設(shè)備，其中m＝3并且反饋卷積編碼器的周期是7。
9.一種編碼設(shè)備，包含第一反饋卷積編碼器，用于使用m階本原多項(xiàng)式編碼n個(gè)數(shù)據(jù)流；2維交織器，用于將n個(gè)數(shù)據(jù)流分段成k個(gè)數(shù)據(jù)組，并從k個(gè)數(shù)據(jù)組中讀取n個(gè)數(shù)據(jù)流并交織n個(gè)數(shù)據(jù)流；以及第二反饋卷積編碼器，用于使用m階本原多項(xiàng)式編碼來(lái)自2維交織器的交織過(guò)的數(shù)據(jù)流，該編碼設(shè)備包括控制器，用于當(dāng)k是2m-1的正倍數(shù)時(shí)，選擇k個(gè)數(shù)據(jù)組的特定一個(gè)，并控制數(shù)據(jù)組的選擇，使得選擇所述特定數(shù)據(jù)組的周期不等于2m-1的倍數(shù)。
10.如權(quán)利要求9所述的編碼設(shè)備，其中控制器通過(guò)在選擇周期上將數(shù)據(jù)組選擇順序移位一特定值來(lái)控制組的選擇。
11.如權(quán)利要求10所述的編碼設(shè)備，其中數(shù)據(jù)組選擇順序是根據(jù)特定模式而隨機(jī)化的序列。
12.如權(quán)利要求9所述的編碼設(shè)備，其中交織器包括存儲(chǔ)器，用于順序存儲(chǔ)n個(gè)數(shù)據(jù)流；地址生成器，用于根據(jù)給定的交織規(guī)則生成k個(gè)數(shù)據(jù)組的每一個(gè)的讀地址；以及選擇器，用于在控制器的控制下根據(jù)預(yù)定順序選擇數(shù)據(jù)組，并從所選擇的數(shù)據(jù)組中選擇讀地址；其中，存儲(chǔ)器使用來(lái)自選擇器的讀地址輸出n個(gè)數(shù)據(jù)流。
13.一種用于編碼設(shè)備中交織器的交織方法，所述編碼設(shè)備包含第一反饋卷積編碼器，用于使用m階本原多項(xiàng)式編碼n個(gè)數(shù)據(jù)流；2維交織器，用于將n個(gè)數(shù)據(jù)流分段成k個(gè)數(shù)據(jù)組，并從k個(gè)數(shù)據(jù)組中讀取n個(gè)數(shù)據(jù)流并交織n個(gè)數(shù)據(jù)流；以及第二反饋卷積編碼器，用于使用m階本原多項(xiàng)式編碼來(lái)自2維交織器的交織過(guò)的數(shù)據(jù)流，其中當(dāng)k是2m-1的正倍數(shù)時(shí)，選擇k個(gè)數(shù)據(jù)組的特定一個(gè)，并控制數(shù)據(jù)組的選擇，使得選擇所述特定數(shù)據(jù)組的周期不等于2m-1的倍數(shù)。
14.如權(quán)利要求13所述的編碼方法，其中通過(guò)在選擇周期上將數(shù)據(jù)組選擇順序移位一特定值來(lái)控制組的選擇。
15.如權(quán)利要求14所述的編碼方法，其中數(shù)據(jù)組選擇順序是根據(jù)特定模式而隨機(jī)化的序列。
16.一種用于編碼設(shè)備中交織器的交織方法，所述編碼設(shè)備包含第一反饋卷積編碼器，用于使用m階本原多項(xiàng)式編碼n個(gè)數(shù)據(jù)流；2維交織器，用于將n個(gè)數(shù)據(jù)流分段成k個(gè)數(shù)據(jù)組，并從k個(gè)數(shù)據(jù)組中讀取n個(gè)數(shù)據(jù)流并交織n個(gè)數(shù)據(jù)流；以及第二反饋卷積編碼器，用于使用m階本原多項(xiàng)式編碼來(lái)自2維交織器的交織過(guò)的數(shù)據(jù)流，所述交織方法包括步驟將輸入的n個(gè)數(shù)據(jù)流順序存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中；根據(jù)給定的交織規(guī)則生成讀地址，其中交織規(guī)則包括，當(dāng)k是2m-1的正倍數(shù)時(shí)，選擇k個(gè)數(shù)據(jù)組的特定一個(gè)，并控制數(shù)據(jù)組的選擇，使得選擇所述特定數(shù)據(jù)組的周期不等于2m-1的倍數(shù)，以及使用讀地址讀取來(lái)自存儲(chǔ)器的輸入數(shù)據(jù)。
17.如權(quán)利要求16所述的交織方法，其中通過(guò)在每一周期上將數(shù)據(jù)組選擇順序移位一特定值來(lái)控制組的選擇。
18.如權(quán)利要求17所述的編碼方法，其中數(shù)據(jù)組選擇順序是根據(jù)特定模式而隨機(jī)化的序列。
全文摘要
一種編碼設(shè)備,包含:第一反饋卷積編碼器,用于使用m階本原多項(xiàng)式編碼n個(gè)數(shù)據(jù)流;2維交織器,用于將n個(gè)數(shù)據(jù)流分段成k個(gè)數(shù)據(jù)組,并從k個(gè)數(shù)據(jù)組中讀取n個(gè)數(shù)據(jù)流并交織n個(gè)數(shù)據(jù)流;以及第二反饋卷積編碼器,用于使用m階本原多項(xiàng)式編碼來(lái)自2維交織器的交織過(guò)的數(shù)據(jù)流。該編碼設(shè)備包括控制器,用于控制數(shù)據(jù)組的選擇,使得2維交織器的輸出不同于一特定模式,其中k是文檔編號(hào)H03M13/27GK1345485SQ00805575
公開(kāi)日2002年4月17日 申請(qǐng)日期2000年4月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月6日
發(fā)明者金炳朝, 金潣龜 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社