CN101453220B - 用于重复累积码编码的交织方法和编码方法及相应设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于RA码编码的交织方法，将输入的重复序列分成q个子序列分别进行列内交织后再复用得到输出序列，在列内交织时基于互素思想以循环的方式重新排列元素顺序。本发明还提供相应的RA码的编码方法和交织器、编码器。本发明实施例的码长限制小，参数设置灵活性强，实施方便；并且可进一步在较少的附加限制条件下确保生成的RA码无4环，使得基于本发明实施例的RA码误码率曲线下降快，译码性能好。

Description

用于重复累积码编码的交织方法和编码方法及相应设备

技术领域

本发明涉及编码技术领域，具体涉及用于重复累积(RA：RepeatAccumulate)码编码的交织方法以及相应的编码方法和交织器、编码器。

背景技术

随着移动通信技术的迅速发展，人们对纠错编码技术要求也越来越高。目前较为逼近香农容量限的编码方式包括涡轮(Turbo)码和低密度奇偶校验(LDPC：Low-Density Parity-Check)码等。1998年提出的RA码是一种简单的类Turbo码(TLC：Turbo-Like Codes)，它可以理解为一种由重复码和码率为1的卷积码组成的串行级联码，也可以理解为一类特殊的LDPC码。系统RA码的一般构造说明如下：

①m＝[m₀，m₁，…，m_k-1]，是输入的信息比特序列，长度为k；

②b＝[m₀，…，m₀，m₁，…，m₁，……，m_k-1，…，m_k-1]，是m重复q次得到序列，其中m_x有q个，x＝0，1，…，k-1；

③d＝[d₀，…，d_q×k-1]，是b交织后得到序列；

④r＝[r₀，…，r_q×k/a-1]，r_y＝d_y×a_d_y×a+1_…_d_y×a+(a-1)，y＝0，1，…，(q×k/a-1)，_表示模2和，是d按照组合参数a进行组合后生成的序列；

⑤p₀，p₁，…，p_q×k/a-1，p₀＝r₀，p_z＝p_z-1_r_z，z＝1，…，(q×k/a-1)，是r累加后生成的序列；[m₀，m₁，…，m_k-1，p₀，p₁，……，p_q×k/a-1]即为系统RA码的码字序列。

由系统RA码的构造可以看出，它是由码率为1/q的重复码、码率为1的卷积码(累加过程)，通过交织和组合个数为a的组合过程连结而成的，码率为a/(a+q)，其编码器可由重复器、交织器、组合器和累加器等组成，编码简单；译码则可以采用LDPC码的高速并行译码算法。

当译码算法采用LDPC的信息传递译码时，需要建立RA码的校验矩阵和二部图。系统RA码编码器各部分的参数一起决定了系统RA码的奇偶校验矩阵H＝[H₁|H₂]，H是一个(q×k/a)×(k+q×k/a)的稀疏矩阵，其中，H₁是列重为q，行重为a的稀疏矩阵，度的分布由交织器决定；H₂是一个由累加器决定的双斜对角矩阵，

根据系统RA码的奇偶校验矩阵，即可确定与其对应的二部图，参考图1。图1中H的行与校验节点集3对应，列与信息节点集1和奇偶节点集4对应；汇聚于信息节点的连线数目由重复参数q决定，称为q边；汇聚于校验节点的连线数目由组合参数a决定，称为a边，q边到a边的连通关系由交织器2决定。当节点集1的第x个节点和节点集3中的第y个节点之间有边连接时，H₁的第x列第y行的元素为1。

连接校验节点和变量节点的，起始和结束于同一个节点并且不包括重复边的一条路径称为环(small cycle)，环的长度为边的数量，最小环的长度称为二部图的围长(girth)。显然，如果二部图中有环存在，那么校验矩阵就有相应分布的1与其对应。LDPC的信息传递译码算法假定变量节点相互独立，因此，小环的存在将破坏独立性假设，给译码带来困难。二部图的小环长度越长，各节点发出的信息被传递给自身的几率将越小，则译码性能也越好，而较短的环长特别是4环的存在对码的性能影响较大。从图1可以看出，系统RA码的H矩阵中的H₁的行重和列重由参数a和q决定，但是1的分布由交织器决定，因此对应的二部图的环与交织器的设计密切相关。

目前使用的一种用于系统RA码编码的交织器称为L-交织器，其工作过程为：先依次输入k位信息比特，得到一个长度为k的比特序列k₀；然后使用k/L行L列的行列交织器对序列k₀进行交织，得到序列k₁；再对序列k₁执行同样的操作得到序列k₂；以此类推，执行q-1次后，得到的k₀，k₁，…，k_q-1即为交织后的比特序列。

在对现有技术的研究和实践过程中，本发明的发明人发现，现有的用于系统RA码编码的交织器基于其所使用的交织方法的特性，信息序列的长度k必须是L的倍数，使得码长受到了较大的限制，实用性差，并且性能不够理想，错误平层较高，收敛速度慢。

发明内容

本发明实施例提供参数选择灵活的用于RA码编码的交织方法以及相应的RA码的编码方法和交织器、编码器。

一种用于RA码编码的交织方法，包括：根据输入的重复信息序列，生成q个长度为k的子序列M₀，M₁，…，M_q-1，其中，M_i＝[m₀，m₁，…，m_k-1]，i＝0，1，…，q-1；根据k、q以及预置的组合参数a确定各个子序列的交织参数c_i，所述c_i为与k的所有素因数互素的素数，且c_i≠c_j，i≠j，j＝0，1，…，q-1；分别对各个子序列进行首尾循环交织，每个子序列中以序号为(c_i+N)的元素作为交织后的起始元素，N为与i无关的常值非负整数，交织深度为c_i；对交织后的各个子序列复用，获得复用后的序列。

一种RA码的编码方法，包括：输入长度为k的信息序列并重复q次，得到序列b＝[m₀，…，m₀，m₁，…，m₁，……，m_k-1，…，m_k-1]，其中每个相同的元素重复q次；按照权利要求1～5任意一项所述的交织方法，将所述序列b处理后输出序列d＝[d₀，…，d_q×k-1]；按照组合参数a对序列d中相邻的a个元素进行组合生成序列r＝[r₀，…，r_q×k/a-1]，其中，r_y由d_y×a，d_y×a+1，…，d_y×a+(a-1)组合得到，y＝0，1，…，(q×k/a-1)；累加组合后的序列r，生成序列p₀，p₁，…，p_q×k/a-1，其中，p₀＝r₀，p_z由p_z-1和r_z累加得到，z＝1，…，(q×k/a-1)；输出编码序列m₀，m₁，…，m_k-1，p₀，p₁，…，p_q×k/a-1。

一种交织器，包括：行列交织器，用于输入重复信息序列，按照设置的外交织器参数k、q，对所述重复信息序列进行k行q列的交织，生成q个长度为k的子序列M₀，M₁，…，M_q-1，其中，M_i＝[m₀，m₁，…，m_k-1]，i＝0，1，…，q-1；q个列内交织器，分别用于按照内交织器参数c_i对所述行列交织器生成的子序列M_i进行首尾循环的列内交织，以序号为(c_i+N)的元素作为交织后的起始元素，N为与i无关的常值非负整数，交织深度为c_i；所述c_i为与k的所有素因数互素的素数，且c_i≠c_j，i≠j，j＝0，1，…，q-1；复用器，用于将各个列内交织器交织后的子序列依次复用，输出复用后的序列。

一种编码器，包括：重复器，用于输入长度为k的信息序列，按照设置的重复参数q生成序列b＝[m₀，…，m₀，m₁，…，m₁，……，m_k-1，…，m_k-1]，其中每个相同的元素重复q次；交织器，采用权利要求7或8所述的结构，用于对所述重复器生成的序列b进行处理，输出序列d＝[d₀，…，d_q×k-1]；组合器，用于按照设置的组合参数a对序列d中相邻的a个元素进行组合生成序列r＝[r₀，…，r_q×k/a-1]，其中，r_y由d_y×a，d_y×a+1，…，d_y×a+(a-1)组合得到，y＝0，1，…，(q×k/a-1)；累加器，用于累加组合后的序列r，生成序列p₀，p₁，…，p_q×k/a-1，其中，p₀＝r₀，p_z由p_z-1和r_z累加得到，z＝1，…，(q×k/a-1)；参数设置单元，用于确定重复参数q和组合参数a，按照输入的信息序列的长度k和a确定q个交织参数c_i，为所述重复器、交织器和组合器配置相应的参数。

本发明实施例采用将输入的重复序列分成q个子序列分别进行列内交织后再复用得到输出序列的方法，在列内交织时基于互素思想以循环的方式重新排列元素顺序；使得本发明实施例的码长限制小，参数设置灵活性强，实施方便。

附图说明

图1是现有RA码的二部图；

图2是本发明实施例的用于RA码编码的交织方法流程示意图；

图3是本发明实施例的交织器的逻辑结构示意图；

图4是本发明实施例的RA码的编码方法流程示意图；

图5是本发明实施例的编码器的逻辑结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种用于RA码编码的交织方法，将输入的重复序列分成q个子序列分别进行列内交织后再复用得到输出序列。本发明实施例还提供相应的RA码的编码方法和交织器、编码器。以下分别进行详细说明。

本发明实施例的用于RA码编码的交织方法的流程如图2所示，包括步骤：

A1、根据输入的重复信息序列，生成q个长度为k的子序列M₀，M₁，…，M_q-1，其中，M_i＝[m₀，m₁，…，m_k-1]，i＝0，1，…，q-1。

进入本实施例处理过程的序列是RA码编码过程中经过重复后的信息序列b＝[m₀，…，m₀，m₁，…，m₁，……，m_k-1，…，m_k-1]，其中每个相同的元素均重复q次。可以通过行列交织的方法将序列b分为q个子序列，即，将序列b按行写入k×q的交织器П，得到q列长度为k的子序列，每一列都对应于信息序列m₀，m₁，…，m_k-1。交织器П使用的参数k为所编码的信息比特序列长度、q为信息比特序列在重复信息序列中重复的次数，该两个参数可在交织过程开始前根据相关编码要求确定。

A2、根据k、q以及预置的组合参数a确定各个子序列的交织参数c_i。

本步骤与步骤A1之间没有时间顺序上的逻辑关系，在各项基本参数已确定的情况下，可以与步骤A1并行或先于步骤A1执行。所确定的c_i需要满足如下约束条件：

①c_i为与k的所有素因数互素的素数，且c_i≠c_j，i≠j，j＝0，1，…，q-1；

对于k＝2ⁿ(n为正整数)的情况，本约束条件限制c_i为大于等于3的素数；

对于更一般的情况，k≠2ⁿ，由于任意一个整数k都可以分解成若干个素数的乘积，因此，

当k＝tⁿ(t为素数)时，本约束条件限制c_i为除t以外的素数；

当k＝t₁ ⁿ¹× t₂ ⁿ²×…×t_s ^ns(t₁，…，t_s为不同的素数，n1，…，ns为正整数)时，本约束条件限制c_i为除t₁，…，t_s以外的素数。

若进一步保证最终生成的RA码无4环，则c_i还需要满足如下三项约束条件：

②c_i＜k/a；

③a’×c_i+a”×c_j≠k，a’＝0，1，…，a-1；a”＝1，…，a；

④最多只有1个c_i≤a。

由于满足上述条件的c_i比较多，在实际应用中，可采用按等间距选取参数的方法来确定c_i，具体步骤如下：

(a)根据k、a计算满足条件的参数集合A’，集合A’大小为f；

(b)按大小顺序将A’中的元素排列成长度为f的序列A，A＝[A(0)，A(1)，…，A(f-1)]；

(c)从序列A中不重复的选择q个c_i。

为进一步规范c_i的选取规则，可按照从序列A中等间距选择的方式来确定参数c_i，例如在步骤(c)中可具体按照如下公式来选择c_i：

其中，

表示向上取整。

举例说明如下：假设k＝256，重复参数q＝3，组合参数a＝3。根据四项约束条件计算出c_i的集合，按从小到大的顺序排列为A＝[3，5，11，13，17，19，23，29，31，37，41，47，53，59，61，71，83]，f＝17。按照上述选择公式得到的c_i分别为：c₀＝A(16)＝83，c₁＝A(10)＝41，c₂＝A(4)＝17。

A3、按照交织参数c_i分别对各个子序列进行交织。

若步骤A1中采用交织器∏生成各个子序列，本步骤相当于使用q个列内交织器∏_i对∏的每一列进行列内交织，每个列内交织器∏_i使用的交织参数为c_i，具体交织方法为：在子序列M_i中进行首尾循环交织，每个子序列中以序号为(c_i+N)的元素作为交织后的起始元素，N为与i无关的常值非负整数，交织深度为c_i。即从序号为(c_i+N)的元素开始，依次以序号增加c_i的元素作为交织后的下一个元素；当序号超过(k-1)后，将列尾与列首视为相接的循环继续计算。

举例说明如下：假设c₀＝3，N＝0，M₀＝[m₀，m₁，m₂，m₃，m₄，m₅，m₆，m₇]；起始元素为m₃；序号增加3后确定下一个元素为m₆；序号再增加3后为9，循环至列首开始计算确定下一个元素为m₁；以此类推，得到交织后的序列为：M₀’＝[m₃，m₆，m₁，m₄，m₇，m₂，m₅，m₀]。

基于以上所描述的∏_i所使用的交织方法的特性，可采用线性同余法的公式来确定交织后的元素顺序：

${\mathrm{\π}}_i\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}(c_i+N)\mathrm{mod}k,x=0\\ [{\mathrm{\π}}_i(x-1)+c_i]\mathrm{mod}k,x\≠0\end{array}\right.;$

若取N＝0，则以上公式简化为：

${\mathrm{\π}}_i\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}{c}_i,x=0\\ [{\mathrm{\π}}_i(x-1)+c_i]\mathrm{mod}k,x\≠0\end{array}\right.;$

其中，{x|x＝0，1，…，k-1}为交织前依次排列的元素序号，{π_i(x)|x＝0，1，…，k-1}为交织后依次排列的元素序号，mod表示求余。

A4、将交织后的各个子序列依次复用，输出复用后的序列。

经过步骤A3，M₀，M₁，…，M_q-1分别被列内交织为M₀’，M₁’，…，M_q-1’。依次复用交织后的子序列，即将各子序列的数据合成一路数据，得到输出序列d＝[d₀，…，d_q×k-1]，其中d_ik，…，d_(i+1)×k-1对应M_i’。

下面给出用于实现上述实施例交织方法的本发明交织器的实施例，参考图3，包括：

行列交织器П(图3中标号101)，用于输入重复信息序列b，按照设置的外交织器参数k、q，对所述重复信息序列进行k行×q列的交织，生成q个长度为k的子序列M₀，M₁，…，M_q-1，其中，M_i＝[m₀，m₁，…，m_k-1]，i＝0，1，…，q-1。

q个列内交织器∏₀，∏₁，…，∏_q-1(图3中统一标号102)，分别用于按照内交织器参数c_i对行列交织器101生成的子序列M_i进行首尾循环的列内交织，以序号为(c_i+N)的元素作为交织后的起始元素，N为与i无关的常值非负整数，交织深度为c_i；所述c_i为与k的所有素因数互素的素数，且c_i≠c_j，i≠j，j＝0，1，…，q-1。当然，若需要进一步的保证最终生成的RA码无4环，则c_i还需要满足前述方法实施例中提供的另外三项约束条件。

列内交织器102具体可按照下述线性同余法公式确定交织后的元素顺序：

${\mathrm{\π}}_i\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}{c}_i,x=0\\ [{\mathrm{\π}}_i(x-1)+c_i]\mathrm{mod}k,x\≠0\end{array}\right.;$

其中，{x|x＝0，1，…，k-1}为交织前依次排列的元素序号，{π_i(x)|x＝0，1，…，k-1}为交织后依次排列的元素序号，mod表示求余。

复用器103，用于将各个列内交织器102交织后的子序列M₀’，M₁’，…，M_q-1’依次复用，输出复用后的序列d。

上述实施例的交织方法中，对于给定的信息序列长度，满足条件的交织器参数选择范围大，因此可以根据度分布的优化原则进行择优录用，参数选择灵活，实用性强，适用于各种不同码率的情况。相应的交织器采用并行的方式对各个子序列进行内部交织，提高了编码效率；并且可进一步在较少的附加限制条件下确保生成的RA码无4环，使得基于本发明实施例的RA码误码率曲线下降快，译码性能好。

下面对采用本发明实施例交织方法的本发明RA码的编码方法的实施例进行说明，参考图4，包括步骤：

B1、输入长度为k的信息序列m＝[m₀，m₁，…，m_k-1]并重复q次，得到序列b＝[m₀，…，m₀，m₁，…，m₁，……，m_k-1，…，m_k-1]，其中每个相同的元素重复q次。

由于RA码的码率由重复参数q和组合参数a决定，因此可在执行编码之前根据需要的码率确定重复参数q和组合参数a的取值。

B2、按照前述本发明实施例交织方法的描述，对重复后得到的序列b进行处理，输出序列d＝[d₀，…，d_q×k-1]。

B3、按照组合参数a对序列d中相邻的a个元素进行组合生成序列r＝[r₀，…，r_q×k/a-1]，其中，r_y由d_y×a，d_y×a+1，…，d_y×a+(a-1)组合得到，y＝0，1，…，(q×k/a-1)。

序列d中相邻的a个元素可参照r_y＝d_y×a_d_y×a+1_…_d_y×a+(a-1)的形式进行组合，_表示模2和。

B4、累加组合后的序列r，生成序列p₀，p₁，…，p_q×k/a-1，其中，p₀＝r₀，p_z由p_z-1和r_z累加得到，z＝1，…，(q×k/a-1)。

p_z-1和r_z的累加可采用p_z＝p_z-1_r_z的形式，可使用延时叠加的方式来执行该累加过程。

B5、输出编码序列m₀，m₁，…，m_k-1，p₀，p₁，…，p_q×k/a-1。

其中序列m₀，m₁，…，m_k-1可直接从输入的信息序列获得，与计算得到的校验序列p₀，p₁，…，p_q×k/a-1连接即得到RA码字序列。

按照本实施例编码方法获得的RA码可采用现有LDPC码的置信传播译码算法进行译码，具体算法可参考相关文献，不再赘述。

下面给出用于实现上述实施例编码方法的本发明编码器的实施例，参考图5，包括：

重复器201，用于输入长度为k的信息序列m＝[m₀，m₁，…，m_k-1]，按照设置的重复参数q生成序列b＝[m₀，…，m₀，m₁，…，m₁，……，m_k-1，…，m_k-1]，其中每个相同的元素重复q次。输入的信息序列m可作为RA码字序列中的信息部分直接输出。

交织器202，采用前述本发明交织器实施例中所描述的结构，用于对重复器201生成的序列b进行处理，输出序列d＝[d₀，…，d_q×k-1]。

组合器203，用于按照设置的组合参数a对序列d中相邻的a个元素进行组合生成序列r＝[r₀，…，r_q×k/a-1]，其中，r_y由d_y×a，d_y×a+1，…，d_y×a+(a-1)组合得到，y＝0，1，…，(q×k/a-1)。

累加器2n4，用于累加组合器203组合后的序列r，生成序列p＝[p₀，p₁，…，p_q×k/a-1]，其中，p₀＝r₀，p_z由p_z-1和r_z累加得到，z＝1，…，(q×k/a-1)。

参数设置单元205，用于根据码率或外部输入的指令等确定重复参数q和组合参数a，按照输入的信息序列的长度k和a确定q个交织参数c_i，为重复器201、交织器202和组合器203配置相应的参数。

参数设置单元205具体可按照如下步骤确定q个交织参数c_i：

根据k、a计算满足条件的参数集合，并按大小顺序排列成长度为f的序列A，A＝[A(0)，A(1)，…，A(f-1)]；

从序列A中不重复的选择q个c_i。

进一步的，当参数设置单元在从序列A中不重复的选择q个c_i时，具体可按照下述公式确定c_i：

其中，

表示向上取整。

上述实施例的编码方法和编码器，由于采用前述本发明实施例提供的交织方案，不仅能保证计算得到的RA码字没有4环，并且码参数选择灵活，误码率曲线下降速度快，译码性能好，在实际系统中具有较高的应用价值。

下面对上述实施例编码方法在所描述约束条件下的无4环特性进行验证说明。

已知RA码的奇偶校验矩阵H＝[H₁|H₂]由重复器的重复参数q、组合器的组合参数a以及交织器的设计决定，H₁是列重为q，行重为a，且1的分布由交织器确定。基于本发明实施例方案，对于任意两个列内交织器∏_i与∏_j，i≠j，c_i≠c_j，如果用R_i表示矩阵H₁中与交织器∏_i对应的行集合，用D_i表示R_i中每行内相邻两个“1”之间的距离，由公式

${\mathrm{\π}}_i\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}(c_i+N)\mathrm{mod}k,x=0\\ [{\mathrm{\π}}_i(x-1)+c_i]\mathrm{mod}k,x\≠0\end{array}\right.;$

可知，对于所有的x＝0，1，…，k-1，均满足π_i(x)＞π_i(x-1)时，D_i＝c_i；若存在π_i(x)＜π_i(x-1)时，则D_i＝c_i或D_i＝k-(a-1)c_i，将后者记为D_i’。由上述公式确定的H₁结构如下：

由环的定义可知，如果奇偶校验矩阵的两行在相同的两列都有“1”存在，则对应的二部图将会出现围长为4的环。对RA码而言，有如下两类4环：

①当H₁中有一列包含有连续两个“1”时出现的4环，此时H结构如下：

②当H₁中有两列具有相同位置的两个“1”时出现的4环，此时H结构如下：

显然，由于H₂中各列并不能单独产生环，所以第一类和第二类4环就是RA码的所有可能的4环。

(1)对于第一类4环

由本发明实施例提供的RA码的编码过程可知，重复后的信息序列经过一个外交织器后，得到的是q列[m₀，m₁，…，m_k-1]信息序列，每列信息经过内交织器交织以后再进行复用，复用以后的序列以每a个一组进行组合，每组组合都与H₁的一行相对应。由第一类4环的定义可知，要保证H₁中没有一列有两个相邻的“1”，即要保证复用以后的信息序列，以每a个一组得到的相邻组合中，没有同样的信息。由于每个子序列中的元素不重复，每个R_i内各列只有一个“1”，因此第一类4环只可能出现在两列信息序列的交接处，即发生在交织以后的第i列的后a个信息，与交织后第i+1列的前a个信息之间。由本发明实施例提供的对交织参数c_i的约束条件③可知a’×c_i+a”×c_j≠k，a’＝0，1，…，a-1；a”＝1，…，a；该约束条件等价于D_i’+a’×c_i≠a”×c_j，假设j＝i+1，这个约束条件说明交织后第i列的后a个信息与第i+1列的前a个信息互不相同，所以第一类4环不存在。

(2)对于第二类4环

通过(1)的分析已知，本发明实施例的交织器设计得到的每个R_i内各列只有一个“1”，因此第二类4环只可能存在于不同的R_i之间。

由本发明实施例提供的对交织参数c_i的约束条件①可知，任意c_i与其他c_j之间的最大公约数只能为1，因此不存在其他倍数关系。又由约束条件④可知，只有一个小于a的c_i存在，所以a_×c_i≠a”×c_j，a_＝1，…，a，即R_i中相邻距离D_i＝c_i的“1”不会与其它R_j中相邻距离为c_j的“1”之间产生第二类4环。

由约束条件②可知，c_i＜k/a，即有D_i’＝k-(a-1)c_i＞c_i，且D_i’均不相等。假设最大的c_i为c_max，对应的最小D_i’为D_min’，则D_min’＞c_max，即任意的D_i’都大于任意的c_i。又由约束条件③可知，D_i’≠a”×c_j，即任意的D_i’与任意的c_j都不存在{1，2，…，a}的倍数关系。因此R_i中相邻距离D_i＝D_i’的“1”不会与其它R_j中相邻距离为c_j的“1”之间产生第二类4环；又因为D_i’不等，所以不同R_i中相邻距离为D_i＝D_i’的“1”之间也不会产生第二类4环。

综合以上(1)和(2)的分析可知，本发明实施例构造的交织器产生的RA码二部图没有4环。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的用于RA码编码的交织方法以及相应的RA码的编码方法和交织器、编码器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种用于重复累积码编码的交织方法，其特征在于，包括：

根据输入的重复信息序列，生成q个长度为k的子序列M₀，M₁，...，M_q-1，其中，M_i＝[m₀，m₁，...，m_k-1]，i＝0，1，...，q-1；

根据k、q以及预置的组合参数a确定各个子序列的交织参数c_i，a为正整数，所述c_i为与k的所有素因数互素的素数，且c_i≠c_j，i≠j，j＝0，1，...，q-1；

分别对各个子序列进行首尾循环交织，每个子序列中以序号为(c_i+N)的元素作为交织后的起始元素，N为与i无关的常值非负整数，交织深度为c_i；

对交织后的各个子序列复用，获得复用后的序列。

2.根据权利要求1所述的用于重复累积码编码的交织方法，其特征在于，所述c_i进一步满足：

c_i＜k/a；

a’×c_i+a”×c_j≠k，a’＝0，1，...，a-1；a”＝1，...，a；

最多只有1个c_i≤a。

3.根据权利要求1或2所述的用于重复累积码编码的交织方法，其特征在于，所述分别对各个子序列进行交织的步骤具体为，按照下述公式确定交织后的元素顺序：

${\mathrm{\π}}_i\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}{c}_i,& x=0\\ [{\mathrm{\π}}_i(x-1)+c_i]\mathrm{mod}k,& x\≠0\end{array}\right.;$

其中，{x |x＝0，1，...，k-1}为交织前依次排列的元素序号，{π_i(x)|x＝0，1，...，k-1}为交织后依次排列的元素序号，mod表示求余。

4.根据权利要求1或2所述的用于重复累积码编码的交织方法，其特征在于，所述确定各个子序列的交织参数c_i的步骤具体为：

根据k、a计算满足条件的参数集合，并按大小顺序排列成长度为f的序列A，A＝[A(0)，A(1)，...，A(f-1)]；

从序列A中不重复的选择q个c_i。

5.根据权利要求4所述的用于重复累积码编码的交织方法，其特征在于，所述从序列A中不重复的选择q个c_i的步骤具体为，按照下述公式确定c_i：

其中，

表示向上取整。

6.一种重复累积码的编码方法，其特征在于，包括：

输入长度为k的信息序列并重复q次，得到序列b＝[m₀，...，m₀，m₁，...，m₁，......，m_k-1，...，m_k-1]，其中每个相同的元素重复q次；

按照权利要求1～5任意一项所述的交织方法，将所述序列b处理后输出序列d＝[d₀，...，d_q×k-1]；

按照组合参数a对序列d中相邻的a个元素进行组合生成序列r＝[r₀，...，r_q×k/a-1]，其中，a为正整数，r_y由d_y×a，d_y×a+1，...，d_y×a+(a-1)组合得到，y＝0，1，...，(q×k/a-1)；

累加组合后的序列r，生成序列p₀，p₁，...，p_q×k/a-1，其中，p₀＝r₀，p_z由p_z-1和r_z累加得到，z＝1，...，(q×k/a-1)；

输出编码序列m₀，m₁，...，m_k-1，p₀，p₁，...，p_q×k/a-1。

7.一种交织器，其特征在于，包括：

行列交织器，用于输入重复信息序列，按照设置的外交织器参数k、q，对所述重复信息序列进行k行q列的交织，生成q个长度为k的子序列M₀，M₁，...，M_q-1，其中，M_i＝[m₀，m₁，...，m_k-1]，i＝0，1，...，q-1；

q个列内交织器，分别用于按照内交织器参数c_i对所述行列交织器生成的子序列M_i进行首尾循环的列内交织，以序号为(c_i+N)的元素作为交织后的起始元素，N为与i无关的常值非负整数，交织深度为c_i；所述c_i为与k的所有素因数互素的素数，且c_i≠c_j，i≠j，j＝0，1，...，q-1；

复用器，用于将各个列内交织器交织后的子序列依次复用，输出复用后的序列。

8.根据权利要求7所述的交织器，其特征在于，所述q个列内交织器具体是按照下述公式确定交织后的元素顺序：

${\mathrm{\π}}_i\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}{c}_i,& x=0\\ [{\mathrm{\π}}_i(x-1)+c_i]\mathrm{mod}k,& x\≠0\end{array}\right.;$

其中，{x |x＝0，1，...，k-1}为交织前依次排列的元素序号，{π_i(x)|x＝0，1，...，k-1}为交织后依次排列的元素序号，mod表示求余。

9.一种编码器，其特征在于，包括：

重复器，用于输入长度为k的信息序列，按照设置的重复参数q生成序列b＝[m₀，...，m₀，m₁，...，m₁，......，m_k-1，...，m_k-1]，其中每个相同的元素重复q次；

交织器，采用权利要求7或8所述的结构，用于对所述重复器生成的序列b进行处理，输出序列d＝[d₀，...，d_q×k-1]；

组合器，用于按照设置的组合参数a对序列d中相邻的a个元素进行组合生成序列r＝[r₀，...，r_q×k/a-1]，其中，a为正整数，r_y由d_y×a，d_y×a+1，...，d_y×a+(a-1)组合得到，y＝0，1，...，(q×k/a-1)；

累加器，用于累加组合后的序列r，生成序列p₀，p₁，...，p_q×k/a-1，其中，p₀＝r₀，p_z由p_z-1和r_z累加口得到，z＝1，...，(q×k/a-1)；

参数设置单元，用于确定重复参数q和组合参数a，按照输入的信息序列的长度k和a确定q个交织参数c_i，为所述重复器、交织器和组合器配置相应的参数。

10.根据权利要求9所述的编码器，其特征在于，所述参数设置单元具体是按照如下步骤确定q个交织参数c_i：

根据k、a计算满足条件的参数集合，并按大小顺序排列成长度为f的序列A，A＝[A(0)，A(1)，...，A(f-1)]；

从序列A中不重复的选择q个c_i。

11.根据权利要求10所述的编码器，其特征在于，所述参数设置单元在从序列A中不重复的选择q个c_i时，具体是按照下述公式确定c_i：

其中，

表示向上取整。

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