CN101667839A - 交织方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了交织方法，该方法包括：预先设置各种交织深度K对应的多项式参数，形成多项式参数表；在进行Turbo编译码时，获取编码序列的长度K，并根据所述多项式参数表中的对应关系以及置换多项式，确定用于对编码序列进行交织的置换序列；按照所述置换序列对所述编码序列进行交织处理。应用本发明的交织方法，能够提高整个Turbo编译码系统的性能。

Description

交织方法
技术领域
本发明涉及编解码技术，特别涉及一种交织方法。
背景技术
1993年法国工程师克劳德·伯劳提了并行级联卷积编码，简称PCCC，又称Turbo码。Turbo码接近香农极限的性能，是一种高性能的编解码技术。一般的Turbo码都使用交织器。Turbo码的纠错性能受到交织器设计好坏的影响，而且交织技术是影响Turbo码性能的一个关键因素。
图1为Turbo编码的示意图。如图1所示，编码器由两个递归二进制卷积编码器ENC1、ENC2组成，ENC1、ENC2分别称为第一分量编码器和第二分量编码器。图1中的uk是Turbo编码器的输入，一方面uk直接输入到ENC1，经编码得到第一校验比特流yk 1；另一方面，uk交织器后的序列u′k，经过ENC2编码后，得到第二校验比特流yk 2。同时将输入uk直接输出，作为编码后的系统比特流xk。通信系统的业务信道一般都采用Turbo码进行差错控制。随着通信系统的发展，通信系统不仅对信道编码的纠错性能提出了更高的要求，而且还要求信道编码的时延越来越小。为了支持更高的速率，LTE及以后的通信系统都要求Turbo码译码器能够并行地译码。
为保证迭代译码器正常地进行并行译码，不同的处理器在同一时刻不会访问同一块存储器，从而最大化系统的吞吐量。这对Turbo码的交织器又提出了新的要求。然而在实际应用中，在某些时刻可能会存在不同处理器同时访问同一块存储器的冲突现象。图2a和图2b分别为有冲突交织器和无冲突交织器的示意图。在各个时刻，图2a所示的交织器都能保证处理器不同时访问同一块存储器，而图2b所示的存储器则不能保证。在图2b中，为了避免冲突，译码器需要将发生冲突的处理器之一延时，以避免对同一块存储器进行同时访问。
当满足以下条件：
Figure A20081011952300101
深度为K＝MW的交织器能够支持M个处理器并行操作。其中，W为每个处理器管理的存储器的长度，0≤k＜W，0≤t＜v＜K/W，f(·)表示交织π(·)和解交织π-1(·)运算。M被称为该交织器的并行度。当交织器能够支持交织深度K的任意因子个处理器并行操作时，该交织器被称为最大无冲突交织器(Maximum ContentionFree，MCF)。长期演进(LTE)系统采用的二次方置换多项式交织器(QuadraticPermutation Polynomial，QPP)就是最大无冲突交织器。LTE的交织器原理如式(2)所示。
f(x)＝f1 x+f2x2mod(K)(2)
式(2)中，K表示交织器的交织深度，x表示交织后比特位置的索引号且为小于K的非负整数，f(x)表示比特x对应的原始比特位置的索引号，f(x)构成的序列称为置换序列。依据公式(2)，可以将交织后各个比特对应的交织前的原始位置计算出来，在f1和f2的不同取值下，交织前后比特的对应关系发生变化，也即具体的交织操作不同。而LTE QPP交织器的参数f1，f2如表1所示。在表1中，每种K的取值分别对应一组f1，f2的取值，在进行Turbo编码时，根据输入比特长度确定K，再根据表1确定对应的f1，f2，然后利用公式(2)计算交织前后各个比特的对应关系，进行交织操作。
i K f1 f2 i K f1 f2 i K f1 f2 i K f1 f2
  1   40   3   10   48   416   25   52   95   1120   67   140   142   3200   111   240
  2   48   7   12   49   424   51   106   96   1152   35   72   143   3264   443   204
  3   56   19   42   50   432   47   72   97   1184   19   74   144   3328   51   104
  4   64   7   16   51   440   91   110   98   1216   39   76   145   3392   51   212
  5   72   7   18   52   448   29   168   99   1248   19   78   146   3456   451   192
  6   80   11   20   53   456   29   114   100   1280   199   240   147   3520   257   220
  7   88   5   22   54   464   247   58   101   1312   21   82   148   3584   57   336
  8   96   11   24   55   472   29   118   102   1344   211   252   149   3648   313   228
  9   104   7   26   56   480   89   180   103   1376   21   86   150   3712   271   232
  10   112   41   84   57   488   91   122   104   1408   43   88   151   3776   179   236
  11   120   103   90   58   496   157   62   105   1440   149   60   152   3840   331   120
  12   128   15   32   59   504   55   84   106   1472   45   92   153   3904   363   244
  13   136   9   34   60   512   31   64   107   1504   49   846   154   3968   375   248
  14   144   17   108   61   528   17   66   108   1536   71   48   155   4032   127   168
  15   152   9   38   62   544   35   68   109   1568   13   28   156   4096   31   64
  16   160   21   120   63   560   227   420   110   1600   17   80   157   4160   33   130
  17   168   101   84   64   576   65   96   111   1632   25   102   158   4224   43   264
  18   176   21   44   65   592   19   74   112   1664   183   104   159   4288   33   134
  19   184   57   46   66   608   37   76   113   1696   55   954   160   4352   477   408
  20   192   23   48   67   624   41   234   114   1728   127   96   161   4416   35   138
  21   200   13   50   68   640   39   80   115   1760   27   110   162   4480   233   280
  22   208   27   52   69   656   185   82   116   1792   29   112   163   4544   357   142
  23   216   11   36   70   672   43   252   117   1824   29   114   164   4608   337   480
  24   224   27   56   71   688   21   86   118   1856   57   116   165   4672   37   146
  25   232   85   58   72   704   155   44   119   1888   45   354   166   4736   71   444
  26   240   29   60   73   720   79   120   120   1920   31   120   167   4800   71   120
  27   248   33   62   74   736   139   92   121   1952   59   610   168   4864   37   152
  28   256   15   32   75   752   23   94   122   1984   185   124   169   4928   39   462
  29   264   17   198   76   768   217   48   123   2016   113   420   170   4992   127   234
  30   272   33   68   77   784   25   98   124   2048   31   64   171   5056   39   158
  31   280   103   210   78   800   17   80   125   2112   17   66   172   5120   39   80
  32   288   19   36   79   816   127   102   126   2176   171   136   173   5184   31   96
  33   296   19   74   80   832   25   52   127   2240   209   420   174   5248   113   902
  34   304   37   76   81   848   239   106   128   2304   253   216   175   5312   41   166
  35   312   19   78   82   864   17   48   129   2368   367   444   176   5376   251   336
  36   320   21   120   83   880   137   110   130   2432   265   456   177   5440   43   170
  37   328   21   82   84   896   215   112   131   2496   181   468   178   5504   21   86
  38   336   115   84   85   912   29   114   132   2560   39   80   179   5568   43   174
  39   344   193   86   86   928   15   58   133   2624   27   164   180   5632   45   176
  40   352   21   44   87   944   147   118   134   2688   127   504   181   5696   45   178
  41   360   133   90   88   960   29   60   135   2752   143   172   182   5760   161   120
  42   368   81   46   89   976   59   122   136   2816   43   88   183   5824   89   182
  43   376   45   94   90   992   65   124   137   2880   29   300   184   5888   323   184
  44   384   23   48   91   1008   55   84   138   2944   45   92   185   5952   47   186
  45   392   243   98   92   1024   31   64   139   3008   157   188   186   6016   23   94
  46   400   151   40   93   1056   17   66   140   3072   47   96   187   6080   47   190
  47   408   155   102   94   1088   171   204   141   3136   13   28   188   6144   263   480
表1
由表1可见，在K≤512时，相邻的交织深度为8，当K＞512时，相邻的交织深度为16，可见，交织器的粒度过大，这将会造成编码器的频谱利用率降低。而且在部分交织深度K下，由于参数f1，f2的选取不好，使得应用该LTE QPP交织器的Turbo编译码系统不能提供最好的性能，误码率偏高。另外，LTE的Turbo码交织器都是QPP交织器，如式(2)所示，对应于每个交织深度K，存储这些QPP交织器参数需要两个字节的存储空间，因此存储空间和计算复杂度都比较大。
发明内容
有鉴于此，本发明提供新的交织方法，将该方法应用于Turbo编解码技术，能够提高整个Turbo编译码系统的性能。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种交织方法，包括：
预先设置交织深度K对应的一次方置换多项式参数f1，形成多项式参数表；所述多项式参数表包括表A中的一组或多组对应关系；
Figure A20081011952300121
表A
在进行Turbo编译码时，获取编码序列的长度K，并根据所述多项式参数表中的对应关系以及一次方置换多项式，确定用于对编码序列进行交织的置换序列；
按照所述置换序列对所述编码序列进行交织处理。
较佳地，所述根据所述多项式参数表中的对应关系以及一次方多项式确定用于对编码序列进行交织的置换序列包括：
预先根据所述多项式参数表中的任一交织深度K和对应的f1，按照公式f(i)＝(f1·i)mod K，i＝0，1，…，K-1计算所述任一交织深度K对应的置换序列，形成并保存用于记录交织深度K与置换序列对应关系的置换表；其中，f(i)和i分别为交织前后编码序列中各比特位置的索引号，或者分别为交织后和交织前编码序列中各比特位置的索引号；
以获取的所述编码序列的长度K为索引查询所述置换表，从所述编码序列的长度K对应的置换序列中选择一个，将该选择的置换序列或其循环移位后得到的序列确定为用于对所述编码序列进行交织的置换序列。
较佳地，所述根据多项式参数表中的对应关系以及一次方多项式确定用于对编码序列进行交织的置换序列包括：
以获取的所述编码序列的长度K为索引查询所述多项式参数表，从所述编码序列的长度K对应的多项式参数中选择一个f1，按照公式f(i)＝(f1·i)modK，i＝0，1，…，K-1计算所述编码序列的长度K对应的置换序列，将该置换序列或其循环移位后得到的序列确定为用于对编码序列进行交织的置换序列；其中，f(i)和i分别为交织前后编码序列中各比特的索引号，或者分别为交织后和交织前编码序列中各比特位置的索引号。
一种交织方法，包括：
预先设置交织深度K对应的二次方置换多项式参数f1和f2，形成多项式参数表；所述多项式参数表包括表B中的一组或多组对应关系；
Figure A20081011952300141
Figure A20081011952300151
表B
获取编码序列的长度K，并根据所述多项式参数表中的对应关系以及二次方置换多项式确定用于对编码序列进行交织的置换序列；
按照所述置换序列对所述编码序列进行交织处理。
较佳地，所述根据所述多项式参数表中的对应关系以及二次方置换多项式确定用于对编码序列进行交织的置换序列包括：
预先根据所述多项式参数表中的任一交织深度K和对应的f1、f2，按照公式f(i)＝(f1i+f2i2)modK，i＝0，1，…，K-1计算所述任一交织深度K对应的置换序列，形成并保存用于记录交织深度K与置换序列对应关系的置换表；其中，f(i)和i分别为交织前后编码序列中各比特位置的索引号，或者分别为交织后和交织前编码序列中各比特位置的索引号；
以获取的所述编码序列的长度K为索引查询所述置换表，从所述编码序列的长度K对应的置换序列中选择一个，将该选择的置换序列或其循环移位后得到的序列确定为用于对所述编码序列进行交织的置换序列。
较佳地，所述根据多项式参数表中的对应关系以及二次方置换多项式确定用于对编码序列进行交织的置换序列包括：
以获取的所述编码序列的长度K为索引查询所述多项式参数表，从所述编码序列的长度K对应的多项式参数中选择一组f1和f2，按照公式f(i)＝(f1i+f2i2)modK，i＝0，1，…，K-1计算所述编码序列的长度K对应的置换序列，将该置换序列或其循环移位后得到的序列确定为用于对编码序列进行交织的置换序列；其中，f(i)和i分别为交织前后编码序列中各比特位置的索引号，或者分别为交织后和交织前编码序列中各比特位置的索引号。
一种交织方法，包括：
预先设置交织深度K对应的三次方置换多项式参数f1、f2和f3，形成多项式参数表；所述多项式参数表包括表C中的一组或多组对应关系；
Figure A20081011952300161
表C
获取编码序列的长度K，并根据所述多项式参数表中的对应关系以及三次方置换多项式确定用于对编码序列进行交织的置换序列；
按照所述置换序列对所述编码序列进行交织处理。
较佳地，所述根据所述多项式参数表中的对应关系以及三次方置换多项式确定用于对编码序列进行交织的置换序列包括：
预先根据所述多项式参数表中的任一交织深度K和对应的f1、f2、f3，按照公式f(i)＝(f1i+f2i2+f3i3)modK，i＝0，1，…，K-1计算所述任一交织深度K对应的置换序列，形成并保存用于记录交织深度K与置换序列对应关系的置换表；其中，f(i)和i分别为交织前后编码序列中各比特位置的索引号，或者分别为交织后和交织前编码序列中各比特位置的索引号；
以获取的所述编码序列的长度K为索引查询所述置换表，从所述编码序列的长度K对应的置换序列中选择一个，将该选择的置换序列或其循环移位后得到的序列确定为用于对所述编码序列进行交织的置换序列。
较佳地，所述根据多项式参数表中的对应关系以及三次方置换多项式确定用于对编码序列进行交织的置换序列包括：
以获取的所述编码序列的长度K为索引查询所述多项式参数表，从所述编码序列的长度K对应的多项式参数中选择一组f1、f2和f3，按照公式f(i)＝(f1i+f2i2+f3i3)modK，i＝0，1，…，K-1计算所述编码序列的长度K对应的置换序列，将该置换序列或其循环移位后得到的序列确定为用于对编码序列进行交织的置换序列；其中，f(i)和i分别为交织前后编码序列中各比特位置的索引号，或者分别为交织后和交织前编码序列中各比特位置的索引号。
由上述技术方案可见，本发明中，在各种交织深度下，设置一次方、二次方和三次方置换多项式的参数。在进行Turbo编解码时，根据编码序列长度K确定对应的参数，并根据一次方、二次方或三次方置换多项式确定置换序列，进行交织处理。应用本发明中设置的一次方置换多项式参数得到置换序列进而进行交织处理的方式，能够节约存储空间、降低计算复杂度，同时仍能够保证编解码性能。本发明中设置的二次方和三次方置换多项式参数，相对于现有的二次方置换多项式中的参数，能够获得更好的编译码性能，降低误码率。
附图说明
图1为Turbo编码的示意图。
图2a为有冲突交织器的示意图。
图2b为无冲突交织器的示意图。
图3为应用本发明的交织方法进行Turbo编码的编码系统示意图。
图4为本发明中利用一次方置换多项式交织器的Turbo码与现有LTETurbo码的性能仿真比较结果示意图。
图5为本发明中利用二次方置换多项式交织器的Turbo码与现有LTETurbo码的性能仿真比较结果示意图。
图6为本发明中利用三次方置换多项式交织器的Turbo码与现有LTETurbo码的性能仿真比较结果示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明做进一步详细说明。
经仿真证明，在较短的交织深度(K≤128)下，采用一次方置换多项式交织器(互素交织器)的Turbo码的纠错性能要优于LTE Turbo码的性能，并且互素交织器在计算复杂度和存储空间上都要优于LTE的QPP交织器。
并且，经过不断地研究发现一次方、二次方、三次方置换多项式交织器(Permutation Polynomial，PP)及其它很多交织器都是最大无冲突交织器，并且能够提供很好的编译码性能。
基于此，本发明的基本思想是：利用一次方和三次方置换多项式进行Turbo编译码中的交织操作，并且改进二次方置换多项式中参数的取值，以获得更好的编译码性能。
图3为应用本发明的交织方法进行Turbo编码的编码系统示意图。该编码系统由一个编码子系统和一个交织子系统组成。编码子系统包含2个分量编码器，其中第一分量编码器直接与数据输入端相连，对输入序列直接进行编码并输出第一校验比特序列；第二分量编码器通过交织子系统与数据输入端相连，对经过交织后的输入序列进行编码并输出第二校验比特序列。该编码系统还直接把未经编码处理的输入序列输出为信息比特序列。交织子系统用于应用本发明的交织方法对输入的编码序列进行交织处理。
下面对本发明的交织处理方法进行详细介绍。
实施例一：
本实施例中，利用一次方置换多项式获得置换序列，并进行交织处理。
本实施例中的交织处理方法包括：
步骤11，预先设置交织深度K对应的一次方置换多项式参数f1，形成并保存多项式参数表。
当利用一次方置换多项式进行交织时，在本发明中，对应任一交织长度K，根据仿真结果选择合适的参数f1，从而当利用该参数进行交织时能够获得较好的Turbo码性能。具体在本实施例中，为多个交织长度K选择了参数f1，当然在实际应用中，可以根据需要针对某一特定的交织长度K，选择对应的参数f1。并且，在本实施例中，将所有选出的参数与相应交织长度K的对应关系形成表2所示的多项式参数表。
Figure A20081011952300201
表2
具体地，在表2中，对应每种交织长度K，分别设置了一个或多个对应的参数f1。当然，也可以只选择表2中的一部分对应关系构成多项式参数表。例如，为每种交织长度K选择所设置的一个对应参数f1，构成多项式参数表。
步骤12，在进行Turbo编译码时，置换装置获取输入序列uk的长度K，并以该K值为索引查询保存的多项式参数表，找到与K对应的参数f1。
本步骤中，若查询到K值对应多个参数f1，则在查询到的参数中任意选择一个f1进行后续操作。
步骤13，置换装置将步骤12查询到的参数f1代入一次方置换多项式，确定K值对应的置换序列。
一次方置换多项式为：f(i)＝(f1·i)modK，i＝0，1，…，K-1(3)
其中，若i为交织前编码比特索引，f(i)则为交织后编码比特索引，将所有f(i)构成的序列或其循环移位序列作为K值对应的置换序列；若i为交织后编码比特索引，f(i)则为交织前编码比特索引，将所有i构成的序列或其循环移位序列作为K值对应的置换序列。
步骤14，置换装置利用步骤13计算得到K值对应的置换序列，对输入序列uk进行置换处理，得到并输出经过交织处理的序列u′k。
至此，本实施例中的交织处理方法流程结束。在上述实施例中，在进行Turbo编译码时，根据K值对应的多项式参数f1代入公式(3)，以得到置换序列进行交织处理。事实上，也可以预先在Turbo编译码前，根据多项式参数表，针对多项式参数表中的任一交织深度K，以及该任一交织深度K对应的f1，按照公式(3)计算所述任一交织深度K对应的置换序列，形成并保存用于记录交织深度K与置换序列对应关系的置换表；具体地，当多项式参数表为表1时，可以得到置换表如表3所示。
Figure A20081011952300211
Figure A20081011952300221
Figure A20081011952300231
Figure A20081011952300241
Figure A20081011952300251
Figure A20081011952300261
Figure A20081011952300271
表3
将置换表进行保存，在进行编译码时，直接根据输入序列K值对置换表进行查询，直接确定K值对应的置换序列。当查询结果为多个置换序列时，可以任意选择一个作为进行交织处理的置换序列。当采用这种方式时，对于编译码系统的存储量要求较大，但是在进行编译码过程中，不需要根据公式(2)再运算得到置换序列，可以直接查询到置换序列，简化了处理步骤。
上述即为本实施例中利用一次方置换多项式进行交织处理的整个流程。由上述流程可见，利用一次方置换多项式进行交织处理时，由于公式(3)相对于公式(2)运算上更加简单，因此大大降低了编译码过程的计算复杂度。同时，经过仿真发现，一次方置换多项式交织器的Turbo码的纠错性能也优于LTE Turbo码的性能。具体仿真结果如图4所示。其中，横轴表示信噪比，纵轴表示误码率，仿真环境为白高斯信道，采用QPSK的调制方式，交织深度K＝64，编码率R＝1/3。曲线401为LTE Turbo码的信噪比与误码率关系曲线；曲线402为f1＝19时本发明中一次方置换多项式交织器的Turbo码信噪比与误码率关系曲线；曲线403为f1＝27时本发明的互素交织器的Turbo码信噪比与误码率关系曲线；曲线404为f1＝37时本发明的互素交织器的Turbo码信噪比与误码率关系曲线；曲线405为f1＝45时本发明的互素交织器的Turbo码信噪比与误码率关系曲线。
从图4可以看出，除采用f1＝19互素交织器Turbo码的性能和LTE几乎完全相同以外，其余互素交织器的性能都优于LTE Turbo码的性能。并且与LTE Turbo码交织器需要进行二次方的运算相比，本发明的交织器只需要进行一次方的运算，因此运算复杂度更低。另外，本发明和LTE的交织器相比，只需要一个字节来存储交织参数f1，节省了存储空间。
实施例二：
本实施例中，利用二次方置换多项式获得置换序列，并进行交织处理，但是与背景技术中提到的LTE Turbo码中的交织处理不同的是，二次方置换多项式中参数f1和参数f2的取值不同于背景技术中表1所示的参数取值。
本实施例中的交织处理方法包括：
步骤21，预先设置交织深度K对应的二次方置换多项式参数f1和f2，形成并保存多项式参数表。
当利用二次方置换多项式进行交织时，在本发明中，对应任一交织长度K，根据仿真结果选择合适的参数f1和f2，从而当利用该组参数进行交织时能够获得较好的Turbo码性能。具体在本实施例中，为多个交织长度K选择了参数f1和f2，当然在实际应用中，可以根据需要只针对某一特定的交织长度K，选择对应的参数f1和f2。并且，在本实施例中，将所有选出的参数与相应交织长度K的对应关系形成表4所示的多项式参数表。
Figure A20081011952300291
Figure A20081011952300301
表4
具体地，在表4中，对应每种交织长度K，分别设置了一组或多组对应的参数f1和f2。当然，也可以只选择表4中的一部分对应关系构成多项式参数表。例如，为每种交织长度K选择所设置的一组对应参数f1和f2，构成多项式参数表。
步骤22，在进行Turbo编译码时，置换装置获取输入序列uk的长度K，并以该K值为索引查询保存的多项式参数表，找到与K对应的参数f1和f2。
本步骤中，若查询到K值对应多组参数f1和f2，则在查询到的参数中任意选择一组f1和f2进行后续操作。
步骤23，置换装置将步骤22查询到的参数f1和f2代入二次方置换多项式，确定K值对应的置换序列。
二次方置换多项式为：f(i)＝(f1i+f2i2)modK，i＝0，1，…，K-1(4)
其中，若i为交织前编码比特索引，f(i)则为交织后编码比特索引，将所有f(i)构成的序列或其循环移位序列作为K值对应的置换序列；若i为交织后编码比特索引，f(i)则为交织前编码比特索引，将所有i构成的序列或其循环移位序列作为K值对应的置换序列。
步骤24，置换装置利用步骤23计算得到K值对应的置换序列，对输入序列uk进行置换处理，得到并输出经过交织处理的序列u′k。
至此，本实施例中的交织处理方法流程结束。在上述实施例中，在进行Turbo编译码时，根据K值对应的多项式参数f1和f2代入公式(4)，以得到置换序列进行交织处理。事实上，也可以与实施例一中类似，预先在Turbo编译码前，根据多项式参数表，针对多项式参数表中的任一交织深度K，以及该任一交织深度K对应的参数f1和f2，按照公式(3)计算所述任一交织深度K对应的置换序列，形成并保存用于记录交织深度K与置换序列对应关系的置换表。将置换表进行保存，在进行编译码时，直接根据输入序列K值对置换表进行查询，直接确定K值对应的置换序列。当查询结果为多个置换序列时，可以任意选择一个作为进行交织处理的置换序列。当采用这种方式时，对于编译码系统的存储量要求较大，但是在进行编译码过程中，不需要根据公式(4)再运算得到置换序列，可以直接查询到置换序列，简化了处理步骤。
上述即为本实施例中利用二次方置换多项式进行交织处理的整个流程。并且实施例中表4所示多项式参数的选择是根据仿真结果确定的，相对于背景技术中LTE Turbo采用的参数更加合理，能够提高Turbo码的纠错性能。具体仿真结果如图5所示。其中，横轴表示信噪比，纵轴表示误码率，仿真环境为白高斯信道，采用QPSK的调制方式，交织深度K＝104，编码率R＝1/3。曲线501为LTE Turbo码f1＝7、f2＝26的信噪比与误码率关系曲线；曲线502为f1＝59、f2＝26时本发明中二次方置换多项式交织器的Turbo码信噪比与误码率关系曲线；曲线503为f1＝43、f2＝52时本发明中二次方置换多项式交织器的Turbo码信噪比与误码率关系曲线。
从图5可以看出，采用本发明表4给出的二次方置换多项式交织器(QPP)，能够优化LTE QPP交织器在给定长度下的性能。
实施例三：
本实施例中，利用三次方置换多项式获得置换序列，并进行交织处理。
本实施例中的交织处理方法包括：
步骤31，预先设置各种交织深度K对应的三次方置换多项式参数f1、f2和f3，形成并保存多项式参数表。
当利用三次方置换多项式进行交织时，在本发明中，对应任一交织长度K，根据仿真结果选择合适的参数f1、f2和f3，从而当利用该组参数进行交织时能够获得较好的Turbo码性能。具体在本实施例中，为多个交织长度K选择了参数f1、f2和f3，当然在实际应用中，可以根据需要只针对某一特定的交织长度K，选择对应的参数f1、f2和f3。并且，在本实施例中，将所有选出的参数与相应交织长度K的对应关系形成表5所示的多项式参数表。
Figure A20081011952300331
表5
具体地，在表5中，对应每种交织长度K，分别设置了一组或多组对应的参数f1、f2和f3。当然，也可以只选择表5中的一部分对应关系构成多项式参数表。例如，为每种交织长度K选择所设置的一组对应参数f1、f2和f3，构成多项式参数表。
步骤32，在进行Turbo编译码时，置换装置获取输入序列uk的长度K，并以该K值为索引查询保存的多项式参数表，找到与K对应的参数f1、f2和f3。
本步骤中，若查询到K值对应多组参数f1、f2和f3，则在查询到的参数中任意选择一组进行后续操作。
步骤33，置换装置将步骤32查询到的参数f1、f2和f3代入一次方置换多项式，确定K值对应的置换序列。
三次方置换多项式为：f(i)＝(f1i+f2i2+f3i3)modK，i＝0，1，…，K-1(5)
其中，若i为交织前编码比特索引，f(i)则为交织后编码比特索引，将所有f(i)构成的序列或其循环移位序列作为K值对应的置换序列；若i为交织后编码比特索引，f(i)则为交织前编码比特索引，将所有i构成的序列或其循环移位序列作为K值对应的置换序列。
步骤34，置换装置利用步骤33计算得到K值对应的置换序列，对输入序列uk进行置换处理，得到并输出经过交织处理的序列u′k。
至此，本实施例中的交织处理方法流程结束。在上述实施例中，在进行Turbo编译码时，根据K值对应的多项式参数代入公式(5)，以得到置换序列进行交织处理。事实上，也可以与实施例一中类似，预先在Turbo编译码前，根据多项式参数表，针对多项式参数表中的任一交织深度K，以及该任一交织深度K对应的参数f1、f2和f3，按照公式(5)计算所述任一交织深度K对应的置换序列，形成并保存用于记录交织深度K与置换序列对应关系的置换表。将置换表进行保存，在进行编译码时，直接根据输入序列K值对置换表进行查询，直接确定K值对应的置换序列。当查询结果为多个置换序列时，可以任意选择一个作为进行交织处理的置换序列。当采用这种方式时，对于编译码系统的存储量要求较大，但是在进行编译码过程中，不需要根据公式(5)再运算得到置换序列，可以直接查询到置换序列，简化了处理步骤。
上述即为本实施例中利用三次方置换多项式进行交织处理的整个流程。当利用三次方置换多项式进行交织处理，由于高于二次方置换多项式的最高次方，因此进行交织处理后显然会带来Turbo码纠错性能的提高。具体仿真结果如图6所示。其中，横轴表示信噪比，纵轴表示误码率，仿真环境为白高斯信道，采用QPSK的调制方式，交织深度K＝64，编码率R＝0.8。曲线601为LTE Turbo码f1＝11、f2＝26的信噪比与误码率关系曲线；曲线502为f1＝33、f2＝26、f3＝26时本发明中三次方置换多项式交织器(CPP)的Turbo码信噪比与误码率关系曲线。
从图6可以看出，采用本发明表5给出的三次方置换多项式交织器(CPP)，在高码率下能够使得Turbo获得比LTE Turbo更高的性能。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1、一种交织方法，其特征在于，该方法包括：
预先设置交织深度K对应的一次方置换多项式参数f1，形成多项式参数表；所述多项式参数表包括表A中的一组或多组对应关系；
Figure A2008101195230002C1
表A
在进行Turbo编译码时，获取编码序列的长度K，并根据所述多项式参数表中的对应关系以及一次方置换多项式，确定用于对编码序列进行交织的置换序列；
按照所述置换序列对所述编码序列进行交织处理。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多项式参数表中的对应关系以及一次方多项式确定用于对编码序列进行交织的置换序列包括：
预先根据所述多项式参数表中的任一交织深度K和对应的f1，按照公式f(i)＝(f1·i)mod K，i＝0，1，…，K-1计算所述任一交织深度K对应的置换序列，形成并保存用于记录交织深度K与置换序列对应关系的置换表；其中，f(i)和i分别为交织前后编码序列中各比特位置的索引号，或者分别为交织后和交织前编码序列中各比特位置的索引号；
以获取的所述编码序列的长度K为索引查询所述置换表，从所述编码序列的长度K对应的置换序列中选择一个，将该选择的置换序列或其循环移位后得到的序列确定为用于对所述编码序列进行交织的置换序列。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据多项式参数表中的对应关系以及一次方多项式确定用于对编码序列进行交织的置换序列包括：
以获取的所述编码序列的长度K为索引查询所述多项式参数表，从所述编码序列的长度K对应的多项式参数中选择一个f1，按照公式f(i)＝(f1·i)mod K，i＝0，1，…，K-1计算所述编码序列的长度K对应的置换序列，将该置换序列或其循环移位后得到的序列确定为用于对编码序列进行交织的置换序列；其中，f(i)和i分别为交织前后编码序列中各比特的索引号，或者分别为交织后和交织前编码序列中各比特位置的索引号。
4、一种交织方法，其特征在于，该方法包括：
预先设置交织深度K对应的二次方置换多项式参数f1和f2，形成多项式参数表；所述多项式参数表包括表B中的一组或多组对应关系；
Figure A2008101195230004C1
Figure A2008101195230005C1
表B
获取编码序列的长度K，并根据所述多项式参数表中的对应关系以及二次方置换多项式确定用于对编码序列进行交织的置换序列；
按照所述置换序列对所述编码序列进行交织处理。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述多项式参数表中的对应关系以及二次方置换多项式确定用于对编码序列进行交织的置换序列包括：
预先根据所述多项式参数表中的任一交织深度K和对应的f1、f2，按照公式f(i)＝(f1i+f2i2)mod K，i＝0，1，…，K-1计算所述任一交织深度K对应的置换序列，形成并保存用于记录交织深度K与置换序列对应关系的置换表；其中，f(i)和i分别为交织前后编码序列中各比特位置的索引号，或者分别为交织后和交织前编码序列中各比特位置的索引号；
以获取的所述编码序列的长度K为索引查询所述置换表，从所述编码序列的长度K对应的置换序列中选择一个，将该选择的置换序列或其循环移位后得到的序列确定为用于对所述编码序列进行交织的置换序列。
6、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据多项式参数表中的对应关系以及二次方置换多项式确定用于对编码序列进行交织的置换序列包括：
以获取的所述编码序列的长度K为索引查询所述多项式参数表，从所述编码序列的长度K对应的多项式参数中选择一组f1和f2，按照公式f(i)＝(f1i+f2i2)mod K，i＝0，1，…，K-1计算所述编码序列的长度K对应的置换序列，将该置换序列或其循环移位后得到的序列确定为用于对编码序列进行交织的置换序列；其中，f(i)和i分别为交织前后编码序列中各比特位置的索引号，或者分别为交织后和交织前编码序列中各比特位置的索引号。
7、一种交织方法，其特征在于，该方法包括：
预先设置交织深度K对应的三次方置换多项式参数f1、f2和f3，形成多项式参数表；所述多项式参数表包括表C中的一组或多组对应关系；
Figure A2008101195230006C1
Figure A2008101195230007C1
表C
获取编码序列的长度K，并根据所述多项式参数表中的对应关系以及三次方置换多项式确定用于对编码序列进行交织的置换序列；
按照所述置换序列对所述编码序列进行交织处理。
8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述多项式参数表中的对应关系以及三次方置换多项式确定用于对编码序列进行交织的置换序列包括：
预先根据所述多项式参数表中的任一交织深度K和对应的f1、f2、f3，按照公式f(i)＝(f1i+f2i2+f3i3)mod K，i＝0，1，…，K-1计算所述任一交织深度K对应的置换序列，形成并保存用于记录交织深度K与置换序列对应关系的置换表；其中，f(i)和i分别为交织前后编码序列中各比特位置的索引号，或者分别为交织后和交织前编码序列中各比特位置的索引号；
以获取的所述编码序列的长度K为索引查询所述置换表，从所述编码序列的长度K对应的置换序列中选择一个，将该选择的置换序列或其循环移位后得到的序列确定为用于对所述编码序列进行交织的置换序列。
9、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据多项式参数表中的对应关系以及三次方置换多项式确定用于对编码序列进行交织的置换序列包括：
以获取的所述编码序列的长度K为索引查询所述多项式参数表，从所述编码序列的长度K对应的多项式参数中选择一组f1、f2和f3，按照公式f(i)＝(f1i+f2i2+f3i3)mod K，i＝0，1，…，K-1计算所述编码序列的长度K对应的置换序列，将该置换序列或其循环移位后得到的序列确定为用于对编码序列进行交织的置换序列；其中，f(i)和i分别为交织前后编码序列中各比特位置的索引号，或者分别为交织后和交织前编码序列中各比特位置的索引号。
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