專利名稱：一種編碼器、譯碼器及編碼、譯碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字通信領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及一種編碼器、譯碼器及編碼、譯 碼方法。
背景技術(shù)：
數(shù)字信號在傳輸過程中由于受到噪聲和干擾的影響會出現(xiàn)差錯，在通信系統(tǒng)中 一般采用糾錯編碼技術(shù)來保證可靠的傳輸。例如，在3GPP(3rdGeneration Partnership Project，第三代合作伙伴計劃)LTE (Long Term Evolution，長期演進)系統(tǒng)中，采用卷積碼 實現(xiàn)糾錯編碼。其中，卷積碼的編碼器包含6個串連的寄存器，在編碼開始時需要初始化編 碼器的寄存器，進行清“0”處理，在編碼過程中，輸入數(shù)據(jù)依次進入這些寄存器進行編碼，所 有的寄存器將存儲的數(shù)據(jù)進行加權(quán)和相加，獲得經(jīng)過編碼后的輸出碼字。3GPP移動通信系 統(tǒng)所采用的卷積碼編碼技術(shù)規(guī)范由3GPP中的協(xié)議TS36. 212詳細描述。如圖1所示，為卷積碼編碼的結(jié)構(gòu)示意圖，編碼器接收一路輸入比特序列ck，k = 0,1,2, ...，L，其中L是輸入比特序列的比特個數(shù)。編碼器輸出為3路比特流一Γ、<和 d ，分別對應(yīng)于生成多項式&、G1和G2的編碼輸出端。這些生成多項式按八進制為133、 171和165，轉(zhuǎn)化為二進制分別是G0 二 W), ，…,gf} = {1,0,1,1,0,1,1} ,
G1= {U,1,1,0,0,1} ，G2^{g(02),g\2),···, gi2)} = {1,1,0,0,1,0,1}相應(yīng)的3路比特流用公式表示為(幻W_ )其中，⑴是、加權(quán)系數(shù)，加
'=O’ Si
法運算為模2加法，i = 0,1,2, 1 = 0,1,…，6。上述編碼方法實質(zhì)上是基于上述差分方程的差分編碼技術(shù)。差分編碼技術(shù)也經(jīng)常 應(yīng)用于差分調(diào)制技術(shù)中，例如，差分BPSK技術(shù)(DPSK)、差分QPSK技術(shù)。對于上述的差分編碼技術(shù)、差分調(diào)制技術(shù)，通?？梢允褂肰iterbi算法、或者BCJR 算法進行譯碼和解調(diào)。然而，由于這些算法的復(fù)雜度隨使用的寄存器個數(shù)呈指數(shù)增長，例如 3GPP LTE的卷積碼的譯碼復(fù)雜度至少是26的數(shù)量級。譯碼或者解調(diào)的算法復(fù)雜度太大必 然導(dǎo)致處理速度較慢、處理延遲較大而且不實用，實際效果也不好。因此，有必要提出一種更加簡單高效的數(shù)據(jù)處理方法，降低上述差分編碼技術(shù)、差 分調(diào)制技術(shù)的譯碼和解調(diào)的算法復(fù)雜度，從而能降低編譯碼的處理延遲，提高數(shù)據(jù)處理速 度，以滿足IMT-Advanced系統(tǒng)的更高速度的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一，特別是解決差分編碼技術(shù)、差分 調(diào)制技術(shù)的譯碼和解調(diào)的算法復(fù)雜度較高的問題。
本發(fā)明一方面提出了一種編碼器，包括編碼調(diào)制模塊，所述編碼調(diào)制模塊將包含K個比特的輸入信息序列W1, -,dj進 行調(diào)制編碼后，輸出N個調(diào)制信號Ic1,…，cN}，其中K、N為整數(shù)；交織模塊，所述交織模塊將經(jīng)編碼調(diào)制后的信號Ic1,…，cN}進行交織后輸出 {f1;…，fN}；串并變換模塊，所述串并變換模塊將經(jīng)所述交織模塊交織后的信號{f” ···，&}進 行串并變換后分成P路并行的輸出信號■ ,·■·，<}，其中P為整數(shù)，且i = 1，…，P，Li為
第i路輸出的信號長度或者個數(shù)，{c1,...cx}差分編碼模塊，所述差分編碼模塊將ρ路并行信號aw =Mw,…乂^ (/ = 1,...,^)
分別進行加權(quán)和差分編碼處理，獲得ρ路信號#) = {#)，···,岵)} ( = 1···,ρ)，并將所述P路信 號0)(1 = 1，…，P)相加，獲得相應(yīng)的信號序列b= Ib1,…，bj并輸出，L為輸出信號序 列b的信號長度或者信號個數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述編碼調(diào)制模塊為TCM(Trellis Code Modulation，網(wǎng)格 編碼調(diào)制)編碼單元，所述TCM編碼單元將包含K個比特輸入信息序列W1,…，dK}進行 TCM調(diào)制編碼，輸出N個調(diào)制信號Ic1,…，cN}，其中Ci(i = 1，…，N)取自調(diào)制星座的信號 集合S =Is1,…，sM}中的一個信號sn(n = 1，…，M)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述差分編碼模塊ρ路寄存器個數(shù)相同，均為ω個，且 ,N
A =-其中ω為整數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述差分編碼模塊第i路寄存器對應(yīng)的加權(quán)系數(shù)為/7，，其 中 0 < t < ω。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述差分編碼模塊每一路寄存器對應(yīng)的加權(quán)系數(shù)/取值 相同。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述差分編碼模塊每一路寄存器對應(yīng)的加權(quán)系數(shù)Α”取值不 相同。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述差分編碼模塊第i路在第j時刻輸出的差分編碼序列為
所述差分編碼模塊將所述ρ路信號@相加，獲得相應(yīng)的信號序列b = {b1, ···，bl、}。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述差分編碼模塊的寄存器初始化為全零狀態(tài)，使用歸零 的結(jié)尾處理，其輸出信號序列b的信號長度L = Li+ω。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述差分編碼模塊對輸出序列進行無結(jié)尾處理，其輸出信 號序列b的信號長度L = L”本發(fā)明另一方面還提出了一種編碼方法，包括以下步驟編碼調(diào)制模塊將包含K個比特的輸入信息序列W1, -,dj進行調(diào)制編碼后，輸出 N個調(diào)制信號Ic1,…，cN}，其中K、N為整數(shù)；
交織模塊將經(jīng)編碼調(diào)制后的信號Ic1,…，cN}進行交織后輸出{f1;…，fN}，經(jīng)過 串并變換模塊將經(jīng)所述交織模塊交織后的信號{f”…，fNl進行串并變換后分成P路并行 的輸出信號 ，··■，<},其中P為整數(shù)，且i = 1，…，P，Li為第i路輸出的信號長度或者
個數(shù)， l, = ν ‘=1 ；差分編碼模塊將ρ路并行信號α(') -{ai'V··，^^} (/ = 1,.··,內(nèi)分別進行加權(quán)和差分 編碼處理，獲得P路信號妒=訴‘)，…，對"(/ = I,…，P)，并將所述P路信號b(i)(i = 1，…，
P)相加，獲得相應(yīng)的信號序列b= Ib1,…，bj并輸出，L為輸出信號序列b的信號長度或 者信號個數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述編碼調(diào)制模塊將所述輸入信息序列W1,…，dK}進行 TCM調(diào)制編碼，輸出N個調(diào)制信號Ic1,…，cN}，其中Ci(i = 1，…，N)取自調(diào)制星座的信號 集合S =Is1,…，sM}中的一個信號sn(n = 1，…，M)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述差分編碼模塊ρ路寄存器個數(shù)相同，均為ω個，且 ,N
L'=-其中ω為整數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述差分編碼模塊第i路寄存器對應(yīng)的加權(quán)系數(shù)為,其 中 0 < t < ω。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述差分編碼模塊每一路寄存器對應(yīng)的加權(quán)系數(shù)取值 相同或不相同。本發(fā)明另一方面還提出了一種譯碼器，包括差分解碼模塊，所述差分解碼模塊將接收信號進行差分檢測并輸出ρ路并行的軟 解調(diào)信息，其中P為整數(shù)，為編碼過程中差分編碼的并行路數(shù)；并串變換模塊，所述并串變換模塊將所述ρ路并行的所述軟解調(diào)信息并串轉(zhuǎn)換后 串行輸出；去交織器模塊，所述去交織模塊將串行輸入的所述軟解調(diào)信息去交織后輸出；SISO (Soft-input Soft-output，軟輸入軟輸出)譯碼模塊，所述SISO譯碼模塊將 所述軟解調(diào)信息進行譯碼，輸出相應(yīng)的軟譯碼信息并反饋給差分解碼模塊，當(dāng)譯碼迭代結(jié) 束后所述Siso譯碼模塊輸出最后的譯碼信息；交織器模塊，所述交織器模塊接收所述SISO譯碼模塊輸出的軟譯碼信息，進行交 織后輸出，串并變換模塊，所述串并變換模塊將交織后的所述軟譯碼信息串并變換后分為ρ 路并行輸出，差分編碼重構(gòu)模塊，所述差分編碼重構(gòu)模塊將并行輸入的所述軟譯碼信息經(jīng)過差 分編碼重構(gòu)處理后，反饋至所述差分解碼模塊，作為更新的先驗信息參與所述差分解碼模 塊的迭代差分解碼。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述ρ路并行的軟解調(diào)信息為

代表在 <)= 并且<、5 其中
i興1的條件下取χ的最小值，Ilyll為復(fù)數(shù)y的模，A^(JkO)為所述差分解碼模塊的寄存 器的初始化的初始值，接收信號是r= Ir1,…，rj，先驗信息是W= Iw1,…，wJ，L為編 碼信息序列的信號長度或者信號個數(shù)，S = Is1,…，sM}為調(diào)制星座M信號集合，包含M個 信號。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述SISO譯碼模塊通過BCJR算法進行軟輸入軟輸出譯碼， 對N個軟解調(diào)信號Le(Ci) (i = 1，…，N)進行相應(yīng)的譯碼處理，輸出相應(yīng)的軟譯碼信息e = Ie1,…，％}和相應(yīng)的二進制譯碼信息d' = {d' 1； ···，(!' κ}，其中，每個軟譯碼信息力(士 =1，…，N)包含M種軟符號信息，分別對應(yīng)于調(diào)制星座的信號集合S= Is1,…，sM}中的 M個信號的似然值，N = LXρ。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述差分編碼重構(gòu)模塊在第j時亥lj，基于軟譯碼 信息e= Ie1, ···，％}經(jīng)過交織處理、串并變換后在第j時刻輸出的每路并行
信號(l = \,...,p-,j=:\,...,L)中的M種軟符號信息{<丨,…，<L},給出每路信號
幻的似然估計劣‘)
為噪聲功率譜密度，j =所述差分編碼重構(gòu)模塊利用信號的似然估計巧力二丨，…，廠/^…，幻，重構(gòu)編碼 信號b = Ib1,…，bj的似然估計w = Iw1,…，wj，在第j時刻
為編碼時第i路差分編碼的寄存器個數(shù)；所述差分編碼重構(gòu)模塊將所述似然估計w = Iw1,…，wj反饋至所述差分解碼模 塊，作為更新的先驗信息參與所述差分解碼模塊的迭代差分解碼。本發(fā)明另一方面還提出了一種譯碼方法，包括以下步驟差分解碼模塊將接收到的信號進行差分檢測，輸出ρ路并行的軟解調(diào)信息，經(jīng)并 串變換模塊并串轉(zhuǎn)換后串行輸出，其中P為整數(shù)，為編碼過程中差分編碼的并行路數(shù)；去交織模塊將串行輸入的所述軟解調(diào)信息去交織后輸出；SISO譯碼模塊將所述軟解調(diào)信息進行譯碼，輸出相應(yīng)的軟譯碼信息并反饋給差分 解碼模塊，當(dāng)譯碼迭代結(jié)束后所述Siso譯碼模塊輸出最后的譯碼信息。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述輸出相應(yīng)的軟譯碼信息并反饋給差分解碼模塊包括交織器模塊接收所述SISO譯碼模塊輸出的軟譯碼信息，進行交織后輸出，經(jīng)串并 變換模塊將交織后的所述軟譯碼信息串并變換后分為P路并行輸入到差分編碼重構(gòu)模塊，所述差分編碼重構(gòu)模塊將并行輸入的所述軟譯碼信息經(jīng)過差分編碼重構(gòu)處理后，反饋至所 述差分解碼模塊，作為更新的先驗信息參與所述差分解碼模塊的迭代差分解碼。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述ρ路并行的軟解調(diào)信息為
代表在 二 并且 其中
i興1的條件下取χ的最小值，Ilyll代表復(fù)數(shù)y的模，《(/力<0)為所述差分解碼模塊的寄 存器的初始化的初始值，接收信號是r= Ir1,…，rj，先驗信息是W= Iw1,…，wJ，L為編 碼信息序列的信號長度或者信號個數(shù)，S = Is1,…，sM}為調(diào)制星座M信號集合，包含M個 信號。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述SISO譯碼模塊通過BCJR算法進行軟輸入軟輸出譯碼， 對N個軟解調(diào)信號Le(Ci) (i = 1，…，N)進行相應(yīng)的譯碼處理，輸出相應(yīng)的軟譯碼信息e = Ie1,…，％}和相應(yīng)的二進制譯碼信息d' = {d' 1； ···，(!' κ}，其中，每個軟譯碼信息力(士 =1，…，N)包含M種軟符號信息，分別對應(yīng)于調(diào)制星座的信號集合S= Is1,…，sM}中的 M個信號的似然值，N = LXρ。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述差分編碼重構(gòu)模塊在第j時亥lj，基于軟譯碼 信息e= Ie1, ···，％}經(jīng)過交織處理、串并變換后在第j時刻輸出的每路并行
信號{l = \,...,p-j = \,...,L)中的M種軟符號信息,給出每路信號 a (/ = 1,…,ρ; y· = 1,…，的似然估計劣).《‘)=Σ ( · Ρη 乃)其中，尸(/ /) = 一 W N0為噪聲功率譜密度，j = 1，···, L ；所述差分編碼重構(gòu)模塊利用信號的似然估計《Μ = 1，…，P;7 = l，…，幻，重構(gòu)編碼 信號b = Ib1,…，bj的似然估計w = Iw1,…，wj，在第j時刻
ρm,Σ^0其中巧O j = 1，…，L，Hii為編碼時第i路差分編碼的 ‘=1 , '=° ,
寄存器個數(shù)；所述差分編碼重構(gòu)模塊將所述似然估計w = Iw1,…，wj反饋至所述差分解碼模 塊，作為更新的先驗信息參與所述差分解碼模塊的迭代差分解碼。本發(fā)明提出上述編碼器、編碼方法，通過采用更加簡單高效的數(shù)據(jù)處理方法，降低 了差分編碼技術(shù)、差分調(diào)制技術(shù)的算法復(fù)雜度，降低處理延遲，提高了數(shù)據(jù)處理的速度。相應(yīng)地，本發(fā)明的譯碼器、譯碼方法，通過采用更加簡單高效的數(shù)據(jù)處理方法，降 低了差分譯碼技術(shù)、差分解調(diào)技術(shù)的算法復(fù)雜度，提高了數(shù)據(jù)處理的速度，有效降低了譯碼 處理的復(fù)雜度和減少譯碼延遲。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中圖1為卷積碼編碼的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明編碼器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為編碼調(diào)制模塊實施例的結(jié)構(gòu)意圖；圖4為串并變換模塊實施例的結(jié)構(gòu)意圖；圖5為差分編碼模塊實施例的結(jié)構(gòu)意圖；圖6為本發(fā)明編碼方法的流程圖；圖7為本發(fā)明譯碼器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明譯碼方法的流程圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。如圖2所示，本發(fā)明提出了一種編碼器，包括以下模塊編碼調(diào)制模塊，交織模塊， 串并變換模塊，差分編碼模塊。其中，編碼調(diào)制模塊將包含K個比特的輸入信息序列W1,…，dK}進行調(diào)制編碼 后，輸出N個調(diào)制信號Ic1,…，cN}，其中K、N為整數(shù)。作為本發(fā)明的實施例，編碼調(diào)制模塊為TCM編碼單元，TCM編碼單元將包含K個比 特輸入信息序列W1, -,dK}進行TCM調(diào)制編碼，輸出N個調(diào)制信號Ic1,…，cN}，其中Ci(i =1，…，N)取自調(diào)制星座的信號集合S= Is1,…，％}中的一個信號SnOi= 1，…，M)。 如圖3所示，為本發(fā)明編碼調(diào)制模塊一個實施例的結(jié)構(gòu)意圖，二進制信息分成兩路輸入實 現(xiàn)TCM編碼。此外，編碼調(diào)制處理模塊還可以采用常用的信道編碼與數(shù)字調(diào)制的級聯(lián)。信道編 碼可以是常用的分組碼，例如BCH碼、卷積碼、Turbo碼、LDPC碼等編碼技術(shù)。數(shù)字調(diào)制可以交織模塊將經(jīng)編碼調(diào)制后的信號Ic1,…，cN}進行交織后輸出{f1; ···，&}。作為 本發(fā)明的實施例，交織器為塊交織器，對N個輸入信號Ic1,…，cN}進行交織處理，輸出N個 交織后的信號憂，···，&}。串并變換模塊將經(jīng)過交織模塊交織后的信號{f1;…，fN}進行串并變換后分成P 路并行的輸出信號{ ')，···,<)}，其中P為整數(shù)，且i = 1，…，P，Li為第i路輸出的信號長
度或者個數(shù)， = Ν如圖4所示，為實施串并變換的結(jié)構(gòu)意圖。
‘=1O差分編碼模塊，將ρ路并行信號W =^'),…,^} (/ = 1,...，ρ)分別進行加權(quán)和差分編碼處理，獲得P路信號妒丨爐，…，對？^！，…，妁，并將所述？路信號一)“ =1，…，
P)相加，獲得相應(yīng)的信號序列b= Ib1,…，bj并輸出，L為輸出信號序列b的信號長度或 者信號個數(shù)。作為本發(fā)明的實施例，如圖5所示，為本發(fā)明差分編碼模塊的一個實施例。其中，
廠N
差分編碼模塊P路寄存器個數(shù)相同，均為ω個，且A ==;其中ω為整數(shù)。如圖5所示，差
尸 ’
分編碼模塊第i路寄存器對應(yīng)的加權(quán)系數(shù)為,其中0 < t < ω。作為本發(fā)明的實施例，差分編碼模塊每一路寄存器對應(yīng)的加權(quán)系數(shù)/取值可以 相同。作為本發(fā)明的又一個實施例，差分編碼模塊每一路寄存器對應(yīng)的加權(quán)系數(shù) 取值 部分不相同或完全不相同。如圖5所示，在第j時刻輸入信息…時，差分編碼模塊第i路在第j時刻輸出的
差分編碼序列為時)= Yj(H0-aT^t) ,所述差分編碼模塊將所述P路信號，ω
/=0b i 0. 二 U
相加，獲得相應(yīng)的信號序列b = Ib1,…，bj，其中，《(/〈ο)為差分編碼模塊的寄存器的初
始化的初始值。作為本發(fā)明的實施例，差分編碼模塊的寄存器初始化為全零狀態(tài)，使用歸零的結(jié) 尾處理，其輸出信號序列b的信號長度L = Li+ω。作為本發(fā)明的實施例，差分編碼模塊對輸出序列進行無結(jié)尾處理，其輸出信號序 列b的信號長度L = L”
此外，本發(fā)明提出的差分編碼模塊的所有的寄存器可以都初始化為同一個初始 值，該初始值對應(yīng)于全零比特所映射的一個調(diào)制信號。例如，該初始值可以是一個8PSK信號。如圖6所示，本發(fā)明還提出了一種編碼方法，包括以下步驟S601 編碼調(diào)制模塊將包含K個比特的輸入信息序列進行調(diào)制編碼后輸出。在步驟S601中，編碼調(diào)制模塊將包含K個比特的輸入信息序列W1,…，dK)進行 調(diào)制編碼后，輸出N個調(diào)制信號Ic1,…，cN}，其中K、N為整數(shù)。進一步而言，編碼調(diào)制模塊將所述輸入信息序列{dp···，+}進行TCM調(diào)制編碼，輸 出N個調(diào)制信號Ic1,…，cN}，其中Ci(i = 1，…，N)取自調(diào)制星座的信號集合S= Is1,…， SM}中的一個信號sn(n = 1，…，M)。S602 交織模塊將經(jīng)編碼調(diào)制后的信號進行交織，并經(jīng)過串并變換模塊分成多路 并行的輸出信號。在步驟S602中，交織模塊將經(jīng)編碼調(diào)制后的信號Ic1,…，cN}進行交織后輸出 If1,…，fN}，經(jīng)過串并變換模塊將經(jīng)所述交織模塊交織后的信號{fi，…，fN}進行串并變 換后分成P路并行的輸出信號似“，…，^，其中P為整數(shù)，且i = 1，…，P，Li為第i路輸
出的信號長度或者個數(shù)，: L. = N
i = I
ο
S603:差分編碼模塊將多路并行信號分別進行加權(quán)和差分編碼處理，合并相加后 輸出得到編碼信息。在步驟S603中，差分編碼模塊將ρ路并行信號W Hc^，···，^} (/ = 1,·..，^分別
進行加權(quán)和差分編碼處理，獲得P路信號滬O- = I,--,P)，開將所述P路信號 b(i)(i = 1,…，ρ)相加，獲得相應(yīng)的信號序列b = Ib1,…，bj并輸出，L為輸出信號序列 b的信號長度或者信號個數(shù)。差分編碼模塊可以采用如圖5所示的差分編碼結(jié)構(gòu)。例如，差分編碼模塊ρ路寄
γ Ν
存器個數(shù)相同，均為ω個，且A 其中ω為整數(shù)。其中，差分編碼模塊第i路寄存器對 應(yīng)的加權(quán)系數(shù)為/,其中0彡t彡ω。進一步而言，差分編碼模塊每一路寄存器對應(yīng)的加權(quán)系數(shù) 取值可以相同或部 分相同或完全不同。例如，如圖5所示，在第j時刻輸入信息…時，差分編碼模塊第i路在第j時
刻輸出的差分編碼序列為Μ'.) 二oS),所述差分編碼模塊將所述ρ路信號
(=0
^ (;_ = 1，...,內(nèi)相加，獲得相應(yīng)的信號序列
，其中，々(/〈ο)為差分編碼模塊 的寄存器的初始化的初始值。作為上述方法的實施例，差分編碼模塊的寄存器初始化為全零狀態(tài)，使用歸零的 結(jié)尾處理，其輸出信號序列b的信號長度L = Li+ω。作為上述方法的實施例，差分編碼模塊對輸出序列進行無結(jié)尾處理，其輸出信號 序列b的信號長度L = Li。本發(fā)明提出上述編碼器、編碼方法，通過采用更加簡單高效的數(shù)據(jù)處理方法，降低 了差分編碼技術(shù)、差分調(diào)制技術(shù)的算法復(fù)雜度，降低處理延遲，提高了數(shù)據(jù)處理的速度。如圖7所示，本發(fā)明還提出了一種譯碼器，包括差分解碼模塊，并串變換模塊，去 交織器模塊，Siso譯碼模塊，交織器模塊，串并變換模塊，差分編碼重構(gòu)模塊。其中，差分解碼模塊將接收信號進行差分檢測并輸出ρ路并行的軟解調(diào)信息，其 中P為整數(shù)，為編碼過程中差分編碼的并行路數(shù)；并串變換模塊將所述P路并行的所述軟 解調(diào)信息并串轉(zhuǎn)換后串行輸出；去交織模塊將串行輸入的所述軟解調(diào)信息去交織后輸出； SISO譯碼模塊將所述軟解調(diào)信息進行譯碼，輸出相應(yīng)的軟譯碼信息并反饋給差分解碼模 塊，當(dāng)譯碼迭代結(jié)束后所述SISO譯碼模塊輸出最后的譯碼信息；交織器模塊接收所述SISO 譯碼模塊輸出的軟譯碼信息，進行交織后輸出，串并變換模塊將交織后的所述軟譯碼信息 串并變換后分為P路并行輸出，差分編碼重構(gòu)模塊將并行輸入的所述軟譯碼信息經(jīng)過差分 編碼重構(gòu)處理后，反饋至所述差分解碼模塊，作為更新的先驗信息參與所述差分解碼模塊 的迭代差分解碼。差分解碼模塊對接收信號r = Ir1,…，rL}和先驗信息w = Iw1,…，wj進行差 分檢測，并輸出新的軟解調(diào)信號。差分解碼模塊接收信號r = Ir1,…，rj，得到ρ路并行的軟解調(diào)信息為

其中，
代表在< 二 并且“其中
i興1的條件下取X的最小值，Ilyll代表復(fù)數(shù)y的模，《^(./〈Ο)為所述差分解碼模塊的寄 存器的初始化的初始值，接收信號是r= Ir1,…，rj，先驗信息是W= Iw1,…，wJ，L為編 碼信息序列的信號長度或者信號個數(shù)，S = Is1,…，sM}為調(diào)制星座M信號集合，包含M個 信號。差分解碼模塊在每個時刻j輸出ρ路并行信號々(《(/)) (K…,P)，其中，每路信號
還包含M種軟符號信息，分別對應(yīng)于調(diào)制星座的信號集合S= Is1,…，sM}中的M個 信號的似然值。其中，先驗信息w = Iw1,…，wj在第一次迭代譯碼開始時，初始化為全零的數(shù)值。軟輸入軟輸出SISO譯碼模塊接收經(jīng)過并串變換和去交織處理的N個軟解調(diào)信號 Le(Ci) (i = 1,…，N)，其中，N = LXp，每個軟解調(diào)信號Le(Ci)包含M種軟符號信息。SISO 譯碼模塊使用BCJR算法對這N個軟解調(diào)信號Le(Ci) (i = 1，···，Ν)進行相應(yīng)的譯碼處理，輸 出相應(yīng)的軟譯碼信息e = Ie1,…，％}和相應(yīng)的二進制譯碼信息d' = {d' 1； ···，(!' κ}， 其中每個軟譯碼信息ei(i = 1，…，N)還包含M種軟符號信息，分別對應(yīng)于調(diào)制星座的信 號集合S= Is1,…，sM}中的M個信號的似然值。軟譯碼信息e= Ie1,…，eN}再經(jīng)過交
織處理、串并變換，在每個時刻j輸出P路并行信號(/ 二 1,…,外= 1，…,Z)這ρ路并行
信號β(/)(/ = 1,.·.，ρ;7· 二 1,...，幻經(jīng)過差分編碼重構(gòu)處理，輸出重構(gòu)信號W= {Wl，…，wj，并將 重構(gòu)信號w反饋至差分解碼模塊，作為更新的先驗信息參與迭代譯碼。其中，每路信號6(/)包含M種軟符號信息{《，···，<1}，分別對應(yīng)于調(diào)制星座的
信號集合S= Is1,…，sM}中的M個信號的似然值。差分編碼重構(gòu)模塊在第j時刻， 基于軟譯碼信息e= Ie1,…，％}經(jīng)過交織處理、串并變換后在第j時刻輸出的每路
并行信號< (/…，...，/^…,...,幻中的厘種軟符號信息仏汴…，^^，給出每路信號 a (l = l--,p-j = \,···,丄)的似然估計:
為噪聲功率譜密度，j = 1，···, L ；所述差分編碼重構(gòu)模塊利用信號的似然估計<)(/ = l，···,仍V_ = l，…乂)，重構(gòu)編碼 信號b = Ib1,…，bj的似然估計w = Iw1,…，wj，在第j時刻其中
為編碼時第i路差分編碼的 ,寄存器個數(shù)；所述差分編碼重構(gòu)模塊將所述似然估計w = Iw1,…，wj反饋至所述差分解碼模塊，作為更新的先驗信息參與所述差分解碼模塊的迭代差分解碼。此外，在差分編碼重構(gòu)模塊使用的差分編碼方法中，所有的寄存器都初始化為同 一個初始值，該初始值對應(yīng)于全零比特所映射的一個調(diào)制信號。例如，該初始值可以是一個 8PSK信號。如圖8所示，本發(fā)明還提出了一種譯碼方法，包括以下步驟S801 差分解碼模塊將接收到的信號進行差分檢測并輸出多路并行的軟解調(diào)信 息，經(jīng)并串變換模塊并串轉(zhuǎn)換后串行輸出。在步驟S801中，差分解碼模塊將接收到的信號進行差分檢測，輸出ρ路并行的軟 解調(diào)信息，經(jīng)并串變換模塊并串轉(zhuǎn)換后串行輸出，其中P為整數(shù)，為編碼過程中差分編碼的 并行路數(shù)。結(jié)合本發(fā)明實施例中給出的編碼方案，相應(yīng)地，所述ρ路并行的軟解調(diào)信息為
i興1的條件下取X的最小值，Ilyll代表復(fù)數(shù)y的模y^C/^O)為所述差分解碼模塊的寄 存器的初始化的初始值，接收信號是r= Ir1,…，rj，先驗信息是W= Iw1,…，wJ，L為編 碼信息序列的信號長度或者信號個數(shù)，S = Is1,…，sM}為調(diào)制星座M信號集合，包含M個 信號。S802 將軟解調(diào)信息去交織。在步驟S802中，去交織模塊將串行輸入的所述軟解調(diào)信息去交織后輸出。S803 對軟解調(diào)信息進行SISO譯碼，輸出相應(yīng)的軟譯碼信息并反饋給差分解碼模 塊，當(dāng)譯碼迭代結(jié)束后輸出最后的譯碼信息。在步驟S803中，SISO譯碼模塊將所述軟解調(diào)信息進行譯碼，輸出相應(yīng)的軟譯碼信 息并反饋給差分解碼模塊，當(dāng)譯碼迭代結(jié)束后所述Siso譯碼模塊輸出最后的譯碼信息。其中，上述輸出相應(yīng)的軟譯碼信息并反饋給差分解碼模塊包括交織器模塊接收所述SISO譯碼模塊輸出的軟譯碼信息，進行交織后輸出，經(jīng)串并 變換模塊將交織后的所述軟譯碼信息串并變換后分為P路并行輸入到差分編碼重構(gòu)模塊， 所述差分編碼重構(gòu)模塊將并行輸入的所述軟譯碼信息經(jīng)過差分編碼重構(gòu)處理后，反饋至所 述差分解碼模塊，作為更新的先驗信息參與所述差分解碼模塊的迭代差分解碼。具體而言，SISO譯碼模塊通過BCJR算法進行軟輸入軟輸出譯碼，對N個軟解調(diào)信 號Le(Ci) (i = 1，…，N)進行相應(yīng)的譯碼處理，輸出相應(yīng)的軟譯碼信息e = Ie1,…，％}和 相應(yīng)的二進制譯碼信息d' = {d' 1； ···，(!' κ}，其中，每個軟譯碼信息力(1 = 1，…，N) 包含M種軟符號信息，分別對應(yīng)于調(diào)制星座的信號集合S= Is1，…，sM}中的M個信號的似 然值，N = LXp0其中，差分編碼重構(gòu)模塊在第j時刻，基于軟譯碼信息e = Ie1,…，eN}經(jīng)過交織 處理、串并變換后在第j時刻輸出的每路并行信號(/ = 1，..·，/7;/ = 1，·_·，Ζ)中的M種軟符號信息Wj,…，} ’給出每路信號(l = \,-,P-J = I,-,幻的似然估計:
其中，
為噪聲功率譜密度，j = 1，L ；差分編碼重構(gòu)模塊利用信號的似然估計<)(/ = 1，‘__，外7 = 1，一八)，重構(gòu)編碼信號 b = Ib1,…，bL}的似然估計w = Iw1,…，wj，在第j時刻% =YX、其中時)=X (^0j = 1，…，L，HIi為編碼時第i路差分編碼的
,=1 ,'=O,
寄存器個數(shù)；差分編碼重構(gòu)模塊將所述似然估計w = Iw1,…，wj反饋至所述差分解碼模塊，作 為更新的先驗信息參與所述差分解碼模塊的迭代差分解碼。本發(fā)明提出的上述譯碼器、譯碼方法，通過采用更加簡單高效的數(shù)據(jù)處理方法，降 低了差分譯碼技術(shù)、差分解調(diào)技術(shù)的算法復(fù)雜度，提高了數(shù)據(jù)處理的速度，有效降低了譯碼 處理的復(fù)雜度和減少譯碼延遲。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
一種編碼器，其特征在于，包括編碼調(diào)制模塊，所述編碼調(diào)制模塊將包含K個比特的輸入信息序列{d1，…，dK}進行調(diào)制編碼后，輸出N個調(diào)制信號{c1，…，cN}，其中K、N為整數(shù)；交織模塊，所述交織模塊將經(jīng)編碼調(diào)制后的信號{c1，…，cN}進行交織后輸出{f1，…，fN}；串并變換模塊，所述串并變換模塊將經(jīng)所述交織模塊交織后的信號{f1，…，fN}進行串并變換后分成p路并行的輸出信號其中p為整數(shù)，且i＝1，…，p，Li為第i路輸出的信號長度或者個數(shù)，差分編碼模塊，所述差分編碼模塊將p路并行信號分別進行加權(quán)和差分編碼處理，獲得p路信號并將所述p路信號b(i)(i＝1，…，p)相加，獲得相應(yīng)的信號序列b＝{b1，…，bL}并輸出，L為輸出信號序列b的信號長度或者信號個數(shù)。F2009100802834C0000011.tif,F2009100802834C0000012.tif,F2009100802834C0000013.tif,F2009100802834C0000014.tif
2.如權(quán)利要求1所述的編碼器，其特征在于，所述編碼調(diào)制模塊為網(wǎng)格編碼調(diào)制TCM 編碼單元，所述TCM編碼單元將包含K個比特輸入信息序列W1,…，dK}進行TCM調(diào)制編 碼，輸出N個調(diào)制信號Ic1,…，cN}，其中Ci(i = 1，…，N)取自調(diào)制星座的信號集合S = Is1,…，sM}中的一個信號sn(n = 1，…，M)。
3.如權(quán)利要求1所述的編碼器，其特征在于，所述差分編碼模塊P路寄存器個數(shù)相同， Γ N均為ω個，且及其中ω為整數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的編碼器，其特征在于，所述差分編碼模塊第i路寄存器對應(yīng)的加 權(quán)系數(shù)為/,其中0彡t彡ω。
5.如權(quán)利要求4所述的編碼器，其特征在于，所述差分編碼模塊每一路寄存器對應(yīng)的 加權(quán)系數(shù)/^)取值相同。
6.如權(quán)利要求4所述的編碼器，其特征在于，所述差分編碼模塊每一路寄存器對應(yīng)的 加權(quán)系數(shù)矽)取值不相同。
7.如權(quán)利要求5至6之一所述的編碼器，其特征在于，所述差分編碼模塊第i路在第j時刻輸出的差分編碼序列為 ,所述差分編碼模塊將所述P路信號bj (i=1,..·,P)相力口，獲得相應(yīng)的信號序列b = Ib1, ···，、}。
8.如權(quán)利要求7所述的編碼器，其特征在于，所述差分編碼模塊的寄存器初始化為全 零狀態(tài)，使用歸零的結(jié)尾處理，其輸出信號序列b的信號長度L = Li+ω。
9.如權(quán)利要求7所述的編碼器，其特征在于，所述差分編碼模塊對輸出序列進行無結(jié) 尾處理，其輸出信號序列b的信號長度L = Li
10.一種編碼方法，其特征在于，包括以下步驟編碼調(diào)制模塊將包含K個比特的輸入信息序列W1, -,dj進行調(diào)制編碼后，輸出N個 調(diào)制信號Ic1,…，cN}，其中K、N為整數(shù)；交織模塊將經(jīng)編碼調(diào)制后的信號Ic1,…，CN}進行交織后輸出{f1;…，fN}，經(jīng)過串并 變換模塊將經(jīng)所述交織模塊交織后的信號{f”…，fN}進行串并變換后分成P路并行的輸 出信號{…，···，<},其中ρ為整數(shù)，且i = 1，…，？山為第i路輸出的信號長度或者個數(shù)， L1 = N/=] ‘ 9差分編碼模塊將P路并行信號《^=·^^，…,^^} (/二 1,·.·，妁分別進行加權(quán)和差分編碼處理，獲得P路信號爐=樹°，…，砍Ig = I,...,/^并將所述ρ路信號b(i)(i = 1，...，p)相力口，獲得相應(yīng)的信號序列b = Ib1,…，bL}并輸出，L為輸出信號序列b的信號長度或者信 號個數(shù)。
11.如權(quán)利要求10所述的編碼方法，其特征在于，所述編碼調(diào)制模塊將所述輸入信息 序列W1,…，dK}進行TCM調(diào)制編碼，輸出N個調(diào)制信號Ic1,…，cN}，其中Ci (i = 1，…， N)取自調(diào)制星座的信號集合S= Is1,…，％}中的一個信號SnOi = 1，…，M)。
12.如權(quán)利要求10所述的編碼方法，其特征在于，所述差分編碼模塊ρ路寄存器個數(shù)相 ,N同，均為ω個，且A =J其中ω為整數(shù)。
13.如權(quán)利要求12所述的編碼方法，其特征在于，所述差分編碼模塊第i路寄存器對應(yīng) 的加權(quán)系數(shù)為、ω ,其中0彡t彡ω。
14.如權(quán)利要求13所述的編碼方法，其特征在于，所述差分編碼模塊每一路寄存器對 應(yīng)的加權(quán)系數(shù)取值相同或不相同。
15.一種譯碼器，其特征在于，包括差分解碼模塊，所述差分解碼模塊將接收信號進行差分檢測并輸出P路并行的軟解調(diào) 信息，其中P為整數(shù)，為編碼過程中差分編碼的并行路數(shù)；并串變換模塊，所述并串變換模塊將所述P路并行的所述軟解調(diào)信息并串轉(zhuǎn)換后串行 輸出；去交織器模塊，所述去交織模塊將串行輸入的所述軟解調(diào)信息去交織后輸出； 軟輸入軟輸出SISO譯碼模塊，所述SISO譯碼模塊將所述軟解調(diào)信息進行譯碼，輸出相 應(yīng)的軟譯碼信息并反饋給差分解碼模塊，當(dāng)譯碼迭代結(jié)束后所述SISO譯碼模塊輸出最后 的譯碼信息；交織器模塊，所述交織器模塊接收所述SISO譯碼模塊輸出的軟譯碼信息，進行交織后 輸出，串并變換模塊，所述串并變換模塊將交織后的所述軟譯碼信息串并變換后分為P路并 行輸出，差分編碼重構(gòu)模塊，所述差分編碼重構(gòu)模塊將并行輸入的所述軟譯碼信息經(jīng)過差分編 碼重構(gòu)處理后，反饋至所述差分解碼模塊，作為更新的先驗信息參與所述差分解碼模塊的 迭代差分解碼。
16.如權(quán)利要求15所述的譯碼器，其特征在于，所述ρ路并行的軟解調(diào)信息為 代表在 并且、其中 i 興 1 的條件下取χ的最小值，Ilyll為復(fù)數(shù)y的模，<0'<0)為所述差分解碼模塊的寄存器的初始 化的初始值，接收信號為r = Ir1,…，rj，先驗信息為w = Iw1,…，wL}，L為編碼信息序 列的信號長度或者信號個數(shù)，S= Is1,…，sM}為調(diào)制星座M信號集合，包含M個信號。
17.如權(quán)利要求16的譯碼器，其特征在于，所述SISO譯碼模塊通過BCJR算法進行軟 輸入軟輸出譯碼，對N個軟解調(diào)信號Le(Ci) (i = 1，…，N)進行相應(yīng)的譯碼處理，輸出相應(yīng) 的軟譯碼信息e =Ie1,…，％}和相應(yīng)的二進制譯碼信息d' = {d' 1； ···，(!' k}，其中， 每個軟譯碼信息^(1 = 1，…，N)包含M種軟符號信息，分別對應(yīng)于調(diào)制星座的信號集合 S= Is1, ···，％}中的M個信號的似然值，N = LXp。
18.如權(quán)利要求17的譯碼器，其特征在于，所述差分編碼重構(gòu)模塊在第j時刻， 基于軟譯碼信息e= Ie1,…，％}經(jīng)過交織處理、串并變換后在第j時刻輸出的每路并行信號 幻中的厘種軟符號信息{0_、<1^，給出每路信號 a (/ = 1,…，P; = 1，…,L)的似然估計. 其中，尸N0 為噪聲功率譜密度， 所述差分編碼重構(gòu)模塊利用信號的似然估計 ，重構(gòu)編碼信號 b = Ib1,…，bL}的似然估計w = Iw1,…，wj，在第j時刻 Hii為編碼時第i路差分編碼的寄存 /=1 9 /=0 ,器個數(shù)；所述差分編碼重構(gòu)模塊將所述似然估計W = Iw1, -,WL}反饋至所述差分解碼模塊，作 為更新的先驗信息參與所述差分解碼模塊的迭代差分解碼。
19.一種譯碼方法，其特征在于，包括以下步驟差分解碼模塊將接收到的信號進行差分檢測，輸出P路并行的軟解調(diào)信息，經(jīng)并串變 換模塊并串轉(zhuǎn)換后串行輸出，其中P為整數(shù)，為編碼過程中差分編碼的并行路數(shù)； 去交織模塊將串行輸入的所述軟解調(diào)信息去交織后輸出；SISO譯碼模塊將所述軟解調(diào)信息進行譯碼，輸出相應(yīng)的軟譯碼信息并反饋給差分解碼 模塊，當(dāng)譯碼迭代結(jié)束后所述SISO譯碼模塊輸出最后的譯碼信息。
20.如權(quán)利要求19所述的譯碼方法，其特征在于，所述輸出相應(yīng)的軟譯碼信息并反饋 給差分解碼模塊包括交織器模塊接收所述Siso譯碼模塊輸出的軟譯碼信息，進行交織后輸出，經(jīng)串并變換 模塊將交織后的所述軟譯碼信息串并變換后分為P路并行輸入到差分編碼重構(gòu)模塊，所述差分編碼重構(gòu)模塊將并行輸入的所述軟譯碼信息經(jīng)過差分編碼重構(gòu)處理后，反饋至所述差 分解碼模塊，作為更新的先驗信息參與所述差分解碼模塊的迭代差分解碼。
21.如權(quán)利要求20所述的譯碼方法，其特征在于，所述ρ路并行的軟解調(diào)信息為 其中，η=ι，...，Ma = L ...，p， 代表在α(i)=sn并且a(i)j—其中 i興 1 的條件下取χ的最小值，Ilyll為復(fù)數(shù)y的模 為所述差分解碼模塊的寄存器的初始 化的初始值，接收信號為r = Ir1,…，rj，先驗信息為w = Iw1,…，wL}，L為編碼信息序 列的信號長度或者信號個數(shù)，S= Is1,…，sM}為調(diào)制星座M信號集合，包含M個信號。
22.如權(quán)利要求21的譯碼方法，其特征在于，所述SISO譯碼模塊通過BCJR算法進行軟 輸入軟輸出譯碼，對N個軟解調(diào)信號Le (Ci) (i = 1，…，N)進行相應(yīng)的譯碼處理，輸出相應(yīng) 的軟譯碼信息e =Ie1,…，％}和相應(yīng)的二進制譯碼信息d' = {d' 1； ···，(!' κ}，其中， 每個軟譯碼信息^(1 = 1，…，N)包含M種軟符號信息，分別對應(yīng)于調(diào)制星座的信號集合 S= Is1, ···，％}中的M個信號的似然值，N = LXp。
23.如權(quán)利要求22的譯碼方法，其特征在于，所述差分編碼重構(gòu)模塊在第j時刻， 基于軟譯碼信息e= Ie1,…，％}經(jīng)過交織處理、串并變換后在第j時刻輸出的每路并行信號e(i)j=(l=1,...,p;j=1,...,L)中的厘種軟符號信息{e1,...,en}，給出每路信號 a(j)l = (l=1,...,p;j = 1,...,l)的似然估計a(i)j. 為噪聲功率譜密度，j = 1，…，所述差分編碼重構(gòu)模塊利用信號的似然估計a(I)j=(l=1,...,p;j=1,...,L)重構(gòu)編碼信號 b = {b1,…，bL}的似然估計 ，在第j時刻 ,為編碼時第i路差分編碼的寄存器個數(shù)；所述差分編碼重構(gòu)模塊將所述似然估計W = Iw1, -,WL}反饋至所述差分解碼模塊，作 為更新的先驗信息參與所述差分解碼模塊的迭代差分解碼。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種編碼器，包括編碼調(diào)制模塊、交織模塊、串并變換模塊以及差分編碼模塊。編碼調(diào)制模塊將輸入信息序列行調(diào)制編碼后，經(jīng)差分編碼模塊將多路并行信號分別進行加權(quán)和差分編碼處理，獲得編碼信號并輸出。本發(fā)明還公開了一種譯碼器及譯碼方法。本發(fā)明公開的技術(shù)方案，通過采用更加簡單高效的數(shù)據(jù)處理方法，降低了差分編碼技術(shù)、差分調(diào)制技術(shù)的譯碼和解調(diào)算法復(fù)雜度，降低處理延遲，提高了數(shù)據(jù)處理的速度。
文檔編號H03M13/25GK101841339SQ20091008028
公開日2010年9月22日 申請日期2009年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月17日
發(fā)明者戴曉明, 王正海, 陸會賢, 陳軍 申請人:大唐移動通信設(shè)備有限公司