CN101931419A - 一种turbo码内交织器的计算方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种turbo码内交织器的计算方法，包括：将输入turbo码内交织器的长度为K_j的序列分为窗长均为Δ_j的多个窗口，且窗长Δ_j满足2f₂Δ_j(mod K_j)＝0、并K_j能被Δ_j整除，其中，f₂为取决于K_j的参数；获取第一个窗口中各个输入指标对应的输出指标；根据第一个窗口中各个输入指标对应的输出指标，依次计算剩余窗口中各个输入指标对应的输出指标。本发明还公开了一种turbo码内交织器的计算装置。采用本发明可降低turbo码内交织器计算的复杂性，从而减少具体计算的时延并节省内存资源。

Description

一种turbo码内交织器的计算方法及装置

技术领域

本发明涉及第三代合作伙伴计划(3GPP)中的长期演进(LTE)，尤其涉及LTE中一种turbo码内交织器的计算方法及装置。

背景技术

turbo码编码器或turbo码译码器中内交织器使用公式(1)来根据输入指标计算输出指标：

∏(i)＝(f₁·i+f₂·i²)mod K    (1)

其中，i为输入指标，i的取值为0、1、2、......、K-1；

∏(i)为输出指标；

f₁和f₂为取决于K的参数；

K为输入的序列的长度。

其中，当公式(1)用于turbo码编码器时，序列为比特序列；当用于turbo码译码器时，该序列为软比特序列，软比特序列是指非二进制形式的序列。

另外，f₁、f₂和K的具体取值可从3GPP TS 36.212 Evolved UniversalTerrestrial Radio Access(E-UTRA)；Multiplexing and channel coding(Release 8)v8.5.0(2008-12)(第三代合作伙伴计划技术规范36.212演进通用陆地无线接入；多路技术和信道编码(版本8)v8.5.0(2008-12))中的turbo码内交织器参数表查到。

现有技术直接使用公式(1)计算输出指标∏(i)时，涉及过多的求模运算，使得计算复杂，从而耗费过多的内存资源，并导致turbo码编码器的编码过程或turbo码译码器的译码过程具体实现的时延很长。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种turbo码内交织器的计算方法，能够降低计算的复杂性，从而节省内存资源并减小时延。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种turbo码内交织器的计算方法，包括：

将输入turbo码内交织器的长度为K_j的序列分为窗长均为Δ_j的多个窗口，且窗长Δ_j满足2f₂Δ_j(mod K_j)＝0、并K_j能被Δ_j整除，其中，f₂为取决于K_j的参数；

获取第一个窗口中各个输入指标对应的输出指标；

根据第一个窗口中各个输入指标对应的输出指标，依次计算剩余窗口中各个输入指标对应的输出指标。

其中，所述计算剩余窗口中各个输入指标对应的输出指标所用的公式为：

$\mathrm{\Π}(i+k\·{\mathrm{\Δ}}_j)=\mathrm{\Π}\left(i\right)+[k\·(f_1\·{\mathrm{\Δ}}_j+f_2\·{\mathrm{\Δ}}_j^2)]\left(\mathrm{mod}{K}_j\right)$

其中，i为第一个窗口中的输入指标，取值为0、1、2、......、Δ_j-1；

k的取值为1、2、......、

Δ_j为窗长；

f₁和f₂为取决于K_j的参数；

K_j为序列的长度。

其中，所述多个窗口为两个或两个以上窗口。

其中，所述获取第一个窗口中各个输入指标对应的输出指标的方式为从内存读取或计算得出。

其中，所述序列为比特序列或软比特序列。

一种turbo码内交织器的计算装置，包括：

窗口设定模块，用于将输入turbo码内交织器的长度为K_j的序列分为窗长均为Δ_j的多个窗口，且窗长Δ_j满足2f₂Δ_j(mod K_j)＝0、并K_j能被Δ_j整除，其中，f₂为取决于K_j的参数；

第一输出指标获取模块，用于获取第一个窗口中各个输入指标对应的输出指标；及

第二输出指标获取模块，用于根据第一个窗口中各个输入指标对应的输出指标，依次计算剩余窗口中各个输入指标对应的输出指标。

其中，所述多个窗口为两个或两个以上窗口。

其中，所述序列为比特序列或软比特序列。

由以上技术方案可以看出，本发明通过将长度为K_j的比特序列或软比特序列分为窗长均为Δ_j的多个窗口，并使窗长Δ_j满足2f₂Δ_j(mod K_j)＝0、且K_j能被Δ_j整除，从而使得从第二个窗口开始，每个窗口中各个输入指标对应的输出指标都能根据第一个窗口中各个输入指标对应的输出指标计算得出，本方法涉及的求模运算很简单，因此能大大降低turbo码内交织器计算的复杂性，进而能节省实现该计算的内存资源，即可降低实现该计算的内存面积，从而节省成本；并且，该算法得到的输出指标用于turbo码编码器或turbo码译码器，由于turbo码内交织器计算的复杂性降低了，因此对于turbo码编码器的整个编码过程或turbo码译码器的整个译码过程来说，减小了具体实现过程的时延；进而，本发明能够节省整个系统的成本及时延。

附图说明

图1为本发明turbo码内交织器的计算方法的流程示意图；

图2为本发明turbo码内交织器的计算装置的结构示意图。

具体实施方式

在详细说明本发明turbo码内交织器的计算方法之前，首先介绍一下该计算方法的原理。

先将输入turbo码内交织器的长度为K_j的比特序列或软比特序列分为相同的若干段，每一段称为一个窗口。假设每个窗口的窗长为Δ_j，对于窗口n中的一个元素a，它的输入指标为i，由公式(1)交织后的输出指标为∏(i)；窗口n+1中，和元素a距离为Δ_j的元素b的输入指标为i+Δ_j，由公式(1)交织后的输出指标为∏(i+Δ_j)＝[f₁(i+Δ_j)+f₂(i+Δ_j)²](mod K_j)。

接着，可以得到下面的等式：

∏(i+Δ_j)-∏(i)

＝[f₁·(i+Δ_j)+f₂·(i+Δ_j)²-f₁·i-f₂·i²](mod K_j)

＝[f₁·Δ_j+f₂·Δ_j ²+2f₂Δ_ji](mod K_j)

由上面的等式可以看到，如果2f₂Δ_j(mod K_j)＝0，则2f₂Δ_ji(mod K_j)＝0，则可得到公式(2)：

∏(i+Δ_j)＝∏(i)+[f₁·Δ_j+f₂·Δ_j ²](mod K_j)             (2)

也即，∏(i+Δ_j)＝∏(i)+不依赖于i的常数(mod K_j)。

因此，如果使窗长Δ_j能够满足2f₂Δ_j(mod K_j)＝0这一条件，则可以很容易地从第一个窗口中的元素的输出指标计算出后续其他窗口中的元素的输出指标。

实际上，根据turbo码内交织器参数表，对于每个K_j都能选择到合适的Δ_j，使得2f₂Δ_j(mod K_j)＝0、且K_j能被Δ_j整除。其中，根据turbo码内交织器参数表可知，j为1、2、3、......、188。由于j对本发明的技术方案没有太大影响，故本文将不再对其进行说明。

例如，K_j＝40，f₁＝3，f₂＝10，要使2×10×Δ_jmod40＝0、且40能被Δ_j整除，则Δ_j可取20。这里，Δ_j的取值并不是唯一的，只要能满足2f₂Δ_j(mod K_j)＝0、且K_j能被Δ_j整除即可。例如，Δ_j可以取2或4等。

因此，由上述例子可以得知，对于不同的K_j，在满足2f₂Δ_j(mod K_j)＝0、且K_j能被Δ_j整除的前提下，Δ_j可取不同的值。

这里，本领域技术人员应该很容易了解到为什么Δ_j除了需满足2f₂Δ_j(mod K_j)＝0这一条件之外，还需满足K_j能被Δ_j整除。这是因为需使每个窗口的窗长都相等、且窗口应为整数个。

由公式(2)可类推得到公式(3)：

$\mathrm{\Π}(i+k\·{\mathrm{\Δ}}_j)=\mathrm{\Π}\left(i\right)+[k\·(f_1\·{\mathrm{\Δ}}_j+f_2\·{\mathrm{\Δ}}_j^2)]\left(\mathrm{mod}{K}_j\right)---\left(3\right)$

其中，i为第一个窗口中的输入指标，取值为0、1、2、......、Δ_j-1；

k的取值为1、2、......、

当k＝1时，表示由第一个窗口中各个输入指标i对应的输出指标∏(i)计算第二个窗口中各个输入指标对应的输出指标；当k为其他值时，可依此类推。

以下对本发明的技术方案作详细说明。

如图1所示，本发明turbo码内交织器的计算方法包括以下步骤：

步骤101，将输入turbo码内交织器的长度为K_j的序列分为窗长均为Δ_j的多个窗口，且窗长Δ_j满足2f₂Δ_j(mod K_j)＝0、并K_j能被Δ_j整除，其中，f₂为取决于K_j的参数。

其中，序列为比特序列或软比特序列；软比特序列指非二进制形式的序列。

多个窗口指两个或两个以上窗口。

步骤102，获取第一个窗口中各个输入指标对应的输出指标。

其中，当内存中存储有预先计算好的第一个窗口中各个输入指标对应的输出指标时，则第一个窗口中各个输入指标对应的输出指标可以直接从内存读取，或者由公式(1)计算得出。

步骤103，根据第一个窗口中各个输入指标对应的输出指标，依次计算剩余窗口中各个输入指标对应的输出指标。

所谓依次是指：先计算出一个窗口中所有输入指标对应的输出指标，再计算出下一个窗口中所有输入指标对应的输出指标。

具体的计算公式即上文提到的公式(3)：

$\mathrm{\Π}(i+k\·{\mathrm{\Δ}}_j)=\mathrm{\Π}\left(i\right)+[k\·(f_1\·{\mathrm{\Δ}}_j+f_2\·{\mathrm{\Δ}}_j^2)]\left(\mathrm{mod}{K}_j\right)---\left(3\right)$

其中，i为第一个窗口中的输入指标，取值为0、1、2、......、Δ_j-1；

k的取值为1、2、......、

Δ_j为窗长；

f₁和f₂为取决于K_j的参数；

K_j为序列的长度。

以下通过一个具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

当输入turbo码内交织器的比特序列的长度K_j为6144时，由turbo码内交织器参数表可知，f₁＝263，f₂＝480。根据窗长Δ_j需满足2f₂Δ_j(mod K_j)＝0、且K_j能被Δ_j整除这一条件，设定窗长Δ_j＝64，则共有6144/64＝96个窗口。

其中，64并不是窗长Δ_j的唯一取值，在此仅作示例用。

从内存读取或者由公式(1)计算得出第一个窗口中各个输入指标对应的输出指标。

其中，第一个窗口中的输入指标i分别为0、1、2、......、63。

令k＝1，按照公式(3)计算第二个窗口中各个输入指标对应的输出指标。

计算第二个窗口中各个输入指标对应的输出指标实际所用的公式形式为：

∏(i+64)

＝∏(i)+(263×64+480×64²)(mod6144)

＝∏(i)+4544

接着，按照公式(3)依次计算其余窗口中各个输入指标对应的输出指标。

在该具体实施例中，除第一个窗口之外，计算剩余窗口中各个输入指标对应的输出指标所用的通用公式的形式为：

∏(i+k·64)

＝∏(i)+[k·(263×64+480×64²)](mod6144)

＝∏(i)+(k·4544)(mod6144)

其中，k的取值为1、2、3、......、95。

由以上分析可知，本发明在计算各个窗口中输入指标对应的输出指标时，涉及求模运算很简单，因此与现有技术相比，本发明大大降低了turbo码内交织器计算的复杂性。

为实现上述方法，本发明相应提供一种turbo码内交织器的计算装置，如图2所示，该计算装置包括：

窗口设定模块10，用于将输入turbo码内交织器的长度为K_j的序列分为窗长均为Δ_j的多个窗口，且窗长Δ_j满足2f₂Δ_j(mod K_j)＝0、并K_j能被Δ_j整除，其中，f₂为取决于K_j的参数；

第一输出指标获取模块11，用于获取第一个窗口中各个输入指标对应的输出指标，具体可从内存读取或计算得出；及

第二输出指标获取模块12，用于根据第一个窗口中各个输入指标对应的输出指标，依次计算剩余窗口中各个输入指标对应的输出指标。

其中，所述多个窗口为两个或两个以上窗口。

其中，所述序列为比特序列或软比特序列。

以上所述，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。

Claims (8)

1.一种turbo码内交织器的计算方法，其特征在于，该计算方法包括：

将输入turbo码内交织器的长度为K_j的序列分为窗长均为Δ_j的多个窗口，且窗长Δ_j满足2f₂Δ_j(mod K_j)＝0、并K_j能被Δ_j整除，其中，f₂为取决于K_j的参数；

获取第一个窗口中各个输入指标对应的输出指标；

根据第一个窗口中各个输入指标对应的输出指标，依次计算剩余窗口中各个输入指标对应的输出指标。

2.根据权利要求1所述的turbo码内交织器的计算方法，其特征在于，所述计算剩余窗口中各个输入指标对应的输出指标所用的公式为：

$\mathrm{\Π}(i+k\·{\mathrm{\Δ}}_j)=\mathrm{\Π}\left(i\right)+[k\·(f_1\·{\mathrm{\Δ}}_j+f_2\·{\mathrm{\Δ}}_j^2)]\left(\mathrm{mod}{K}_j\right)$

其中，i为第一个窗口中的输入指标，取值为0、1、2、......、Δ_j-1；

k的取值为1、2、......、

Δ_j为窗长；

f₁和f₂为取决于K_j的参数；

K_j为序列的长度。

3.根据权利要求1或2所述的turbo码内交织器的计算方法，其特征在于，所述多个窗口为两个或两个以上窗口。

4.根据权利要求1或2所述的turbo码内交织器的计算方法，其特征在于，所述获取第一个窗口中各个输入指标对应的输出指标的方式为从内存读取或计算得出。

5.根据权利要求1或2所述的turbo码内交织器的计算方法，其特征在于，所述序列为比特序列或软比特序列。

6.一种turbo码内交织器的计算装置，其特征在于，该计算装置包括：

窗口设定模块，用于将输入turbo码内交织器的长度为K_j的序列分为窗长均为Δ_j的多个窗口，且窗长Δ_j满足2f₂Δ_j(mod K_j)＝0、并K_j能被Δ_j整除，其中，f₂为取决于K_j的参数；

第一输出指标获取模块，用于获取第一个窗口中各个输入指标对应的输出指标；及

第二输出指标获取模块，用于根据第一个窗口中各个输入指标对应的输出指标，依次计算剩余窗口中各个输入指标对应的输出指标。

7.根据权利要求6所述的turbo码内交织器的计算装置，其特征在于，所述多个窗口为两个或两个以上窗口。

8.根据权利要求6或7所述的turbo码内交织器的计算装置，其特征在于，所述序列为比特序列或软比特序列。

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