CN101964692B - 一种基于lte的turbo编码方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于LTE的TURBO编码方法，其包括：主控制单元触发存储单元接收并存储顺序数据；所述主控制单元触发内交织单元计算出交织地址后，所述主控制单元产生顺序递增地址，所述交织地址及顺序递增地址同时被输入所述存储单元；RSC编码单元根据所述交织地址及顺序递增地址从所述存储单元中读取交织数据和顺序数据后，对所述交织数据和顺序数据进行RSC编码。另外，本发明还提供了一种基于LTE的TURBO编码系统。本发明大大节省了硬件内存，降低了成本，且具有较强的数据处理能力，提高LTE数据链路的处理能力。
Description
技术领域
本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种基于LTE的TURBO编码方法及系统。
背景技术
3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)是领先的3G技术规范机构，旨在研究制定并推广基于演进的GSM核心网络的3G标准，其中LTE(Long Term Evolution，长期演进)是3GPP的一个3G长期演进技术计划，3GPP LTE标准是通讯业的一场技术革命，它对实时业务、高可靠性业务和广播业务都提供了良好的支持，其能实现数据的低时延、全分组和高数据率等目标。毫无疑问，LTE将成为最主流的下一代宽带移动通信技术。TURBO码具有优越的误码及误块性能，其已被多个通信标准化组织采用并写入其发布的相关通信标准之中，毫不例外3GPP协议(3GPP LTE TS36.2132V8.5.0)中也采用了TURBO码的编码方式。
在3GPP LTE协议中，TURBO编码器包括两个8状态的成员编码器和一个内部交织器。基于LTE的TURBO编码器的内交织器采用了不同于其他标准的一种特殊交织方式，交织器的输入输出关系式为：
c′i＝c∏(i)，(i＝0，…，K-1)
∏(i)＝mod(f1×i+f2×i2，K)
其中，c0，c1，c2，c3，...，cK-1是TURBO编码内部交织器的输入数据，c′0，c′1，...，c′K-1为内交织器的输出数据，其中40≤k≤6144，参数f1和f2的取值根据K值变化。
目前现有的TURBO编码器设计方案大都是基于WCDMA等通信系统的，其内交织的方式与基于LTE的TURBO编码的交织方式不同。例如中国专利申请描述了一种基于WCDMA的TURBO编码方法及编码装置，其方案中的交织器是一个已存储好交织地址的存储器，即所述方案是通过查交织表的方式直接得到交织后序列的存储交织地址。而如果将此方案应用于基于LTE的TURBO编码，由于基于LTE的TURBO编码具有比较复杂的内交织，需要巨大的硬件内部存储开销，故其成本较高且数据处理速度较慢。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是基于LTE的TURBO编码方法成本高速度慢的问题，提出一种成本较低、数据处理较强的适合基于LTE的TURBO编码方法及装置。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于LTE的TURBO编码方法，其包括：
主控制单元触发存储单元接收并存储顺序数据；
所述主控制单元触发内交织单元计算出交织地址后，所述主控制单元产生顺序递增地址，所述交织地址及顺序递增地址同时被输入所述存储单元；
RSC编码单元根据所述交织地址及顺序递增地址从所述存储单元中读取交织数据和顺序数据后，对所述交织数据和顺序数据进行RSC编码。
进一步，所述方法还包括：
所述主控制单元接收数据块大小K值，并开始接收顺序数据；
所述主控制单元触发所述存储单元接收并存储顺序数据，同时通过计数器对接收的数据大小进行计数；
所述主控制单元检查计数器是否等于K，若是，则所述主控制单元产生所述存储单元接收完毕信号。
进一步，所述方法还包括：
所述主控制单元判断所述K值是否有效，若否，则丢弃所述接收的顺序数据，所述主控制单元重新开始接收顺序数据。
进一步，在上述方法中，所述主控制单元判断所述K值是否有效是指检查所述主控制单元接收的数据块大小K值是否为3GPP LTE协议规定的特定值。
进一步，在上述方法中，所述主控制单元触发内交织单元计算出交织地址包括：
所述主控制单元将K值传给所述内交织单元，所述内交织单元计算并存储交织地址的初始值；所述内交织单元根据3GPP LTE协议中交织器输入输出关系式递推计算出全部交织地址。
进一步，在上述方法中，所述RSC编码单元根据所述交织地址及顺序递增地址从所述存储单元中读取交织数据和顺序数据后，对所述交织数据和顺序数据进行RSC编码包括：
RSC编码单元根据所述交织地址及顺序递增地址从所述存储单元中读取交织数据和顺序数据；
RSC编码单元分别对所述交织数据和顺序数据进行RSC编码，同时所述主控制单元通过计数器对接收的交织数据和顺序数据进行计数；
所述主控制单元检查计数器是否等于K，若是，则所述主控制单元产生数据读取完毕信号，若否，则所述RSC编码单元从所述存储单元中继续读取交织数据和顺序数据，直至所述主控制单元检查到所述计数器等于K为止。
进一步，在上述方法中，所述存储单元包括两个RAM，所述存储单元通过其中任意一个RAM进行接收数据操作，同时通过另一个RAM进行读取数据操作。
一种基于LTE的TURBO编码系统，其包括主控制单元、内交织单元、存储单元以及RSC编码单元；
所述主控制单元，用于控制所述存储单元接收并存储顺序数据、控制所述交织单元计算出交织地址以及控制所述RSC编码单元从所述存储单元中读取交织数据和顺序数据；
所述内交织单元，连接于所述主控制单元及所述存储单元，用于计算数据的交织地址；
所述存储单元，连接于所述主控制单元、内交织单元及RSC编码单元，用于接收并存储顺序数据、根据所述交织地址及顺序递增地址输出交织数据和顺序数据；
所述RSC编码单元，连接于所述主控制单元及存储单元，用于对所述交织数据和顺序数据进行RSC编码。
进一步，在上述系统中，所述主控制单元进一步包括：
K值有效判断子单元，用于判断数据块大小K值是否为3GPPLTE协议规定的特定值；
写控制操作子单元，用于对所述存储单元进行接收数据的操作
读控制操作子单元，用于对所述存储单元进行读取数据的操作；
进一步，在上述系统中，所述内交织单元进一步包括：
初值存储子单元，用于存储所述内交织单元计算交织地址所需的初始值；
递推计算子单元，用于根据数据块大小K值以及所述初值存储子单元中的初始值递推计算出全部交织地址。
进一步，在上述系统中，所述存储单元进一步包括第一RAM子单元及第二RAM子单元，所述第一RAM子单元及第二RAM子单元用于进行乒乓操作，实现接收并存储顺序数据的同时根据所述交织地址及顺序递增地址输出交织数据和顺序数据。
进一步，在上述系统中，所述RSC编码单元进一步包括：
第一RSC编码子单元，用于对接收的顺序数据进行RSC编码；
第二RSC编码子单元，用于对接收的交织数据进行RSC编码；
RSC编码控制子单元，连接于所述第一RSC编码子单元及第二RSC编码子单元，用于实现对所述第一RSC编码子单元及第二RSC编码子单元RSC编码后数据的输出控制。
采用本发明所述方法及系统，只需采用计算并存储数据交织地址的初值，大大节省了硬件内存，降低了成本；另外，本发明的存储单元还设有两个RAM进行乒乓操作来实现对数据同时接收读取，这样就具有较强的数据处理能力，提高LTE数据链路的处理能力。
附图说明
图1是本发明基于LTE的TURBO编码系统的示意图；
图2是本发明基于LTE的TURBO编码方法流程示意图；
图3a是本发明基于LTE的TURBO编码方法较佳实施例中接收顺序数据的流程示意图；
图3b是本发明基于LTE的TURBO编码方法较佳实施例中发送编码后数据的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步地说明。
本发明的核心思想是存储单元接收并储存顺序数据，内交织单元计算出的所述交织地址及主控制单元产生的顺序递增地址同时被输入所述存储单元，所述存储单元根据所述交织地址及顺序读地址同时输出交织数据和顺序数据，并将其发送给RSC(Recursive SystematicConvolution code，递归系统卷积码)编码单元进行RSC编码。其中，所述顺序数据是指编码系统的外部发送的未交织的原始数据，所述交织数据是指交织后的数据，所述顺序递增地址是指存储单元所接收的顺序数据对应的地址，所述交织地址是指存储单元所接收的交织数据对应的地址。
请参阅图1，本发明还提供一种基于LTE的TURBO编码系统100，系统100包括主控制单元102、内交织单元104、存储单元106以及RSC编码单元108。其中，主控制单元102用于控制存储单元106接收并存储顺序数据、内交织单元104计算出交织地址以及RSC编码单元108从存储单元106中读取交织数据和顺序数据；
内交织单元104，连接于主控制单元102及存储单元106，用于计算数据交织地址；存储单元106，连接于主控制单元102、内交织单元104及RSC编码单元108，用于接收并存储交织数据和顺序数据；RSC编码单元108，连接于主控制单元102及存储单元106，用于对所述交织数据和顺序数据进行RSC编码。
主控制单元102进一步包括K值有效判断子单元102a、写控制操作子单元102b及读控制操作子单元102c。其中，K值有效判断子单元102a用于判断数据块大小K值是否为3GPP LTE协议规定的特定值；写控制操作子单元102b用于对存储单元106进行接收数据的操作；读控制操作子单元102c用于对存储单元106进行读取数据的操作。
内交织单元104进一步包括初值存储子单元104a及递推计算子单元104b。其中，初值存储子单元104a用于存储内交织单元104计算交织地址所需的初始值；递推计算子单元104b用于根据数据块大小K值以及初值存储子单元104a中的初始值递推计算出全部交织地址。
存储单元106进一步包括第一RAM子单元106a及第二RAM子单元106b。其中，第一RAM子单元106a及第二RAM子单元106b用来进行乒乓操作，实现接收并存储顺序数据的同时根据所述交织地址及顺序递增地址输出交织数据和顺序数据。
RSC编码单元108进一步包括第一RSC编码子单元108a、第二RSC编码子单元108b以及RSC编码控制子单元108c。其中，第一RSC编码子单元108a用于对接收的顺序数据进行RSC编码；第二RSC编码子单元108b用于对接收的交织数据进行RSC编码；RSC编码控制子单元108c，连接于第一RSC编码子单元108a及第二RSC编码子单元108b，用于实现对第一RSC编码子单元108a及第二RSC编码子单元108b处理后的数据输出控制。
请参阅图2，图2是本发明基于LTE的TURBO编码方法流程示意图，其包括以下步骤：
步骤201：主控制单元触发存储单元接收并存储顺序数据。其中，所述主控制单元主动触发所述存储单元接收并存储所述顺序数据；
步骤202：所述主控制单元触发内交织单元计算出交织地址后，所述主控制单元产生顺序递增地址，所述交织地址及顺序递增地址同时被输入所述存储单元。所述存储单元存储完所述顺序数据后，所述主控制单元触发所述内交织单元根据其输出与输入关系式计算出交织地址。根据3GPP LTE协议，交织器的输入输出关系式
c′i＝c∏(i)，(i＝0，…，K-1)
∏(i)＝mod(f1×i+f2×i2，K)
步骤203：所述存储单元根据所述交织地址及顺序递增地址输出交织数据和顺序数据，并将所述交织数据及顺序数据发送给RSC编码单元进行RSC编码。所述RSC编码单元在所述主控制单元的指示下接收所述交织数据及顺序数据并对其进行RSC编码从而完成了基于LTE的TURBO编码。
下面结合本发明的较佳实施例对本发明作进一步详细说明。
请参阅图3a，图3a是本发明基于LTE的TURBO编码方法较佳实施例中接收顺序数据的流程示意图。在本发明的较佳实施例中，所述存储单元包括两个相同的用于缓存的RAM，其中所述两个RAM均可用于接收或读取数据，这样TURBO编码时所述存储单元可通过一个RAM进行接收数据操作，同时通过另一个RAM进行读取数据操作，即通过两个RAM进行乒乓操作来实现对数据同时接收读取。
本发明较佳实施例中接收顺序数据的方法包括以下步骤：
步骤301：主控制单元从外部接收数据块大小K值，并开始接收顺序数据。此步骤还包括外部上游单元检测到所述主控制单元处于空闲状态后，向其发送第一个数据指示信号并同时发送数据块大小K值及第一个顺序数据；
步骤302：主控制单元检查所述存储单元中第一RAM是否为空闲状态，若是，则执行步骤306；否则，执行步骤303；
步骤303：主控制单元检查所述存储单元中第二RAM是否为空闲状态，若是，则执行步骤304；若否，则返回步骤302；
步骤304：所述主控制单元触发存储单元的第二RAM接收并存储顺序数据，同时通过计数器对接收的顺序数据大小进行计数；
步骤305：所述主控制单元检查计数器是否等于K，若是，则所述主控制单元产生第二RAM接收完毕信号；若否，则执行步骤304；
步骤306：所述主控制单元触发存储单元的第一RAM接收并存储顺序数据，同时通过计数器对接收的顺序数据大小进行计数；
步骤307：所述主控制单元检查计数器是否等于K，若是，则所述主控制单元产生第一RAM接收完毕信号；若否，则执行步骤306。
其中，执行步骤305及步骤307之前还包括所述主控制单元先判断所述K值是否有效，若否，则丢弃所述接收的数据，跳回步骤302重新开始接收数据，而不需执行步骤305或步骤307；若K值有效，则执行步骤305或步骤307。根据3GPP LTE协议，交织器的输入输出关系式中的K值是介于40至6144之间的特定值，故判断K值是否有效的方法是检查所述主控制单元接收的数据块大小K值是否为3GPP LTE协议规定的特定值，若否，则说明本次接收的数据无效，所述存储单元需要重新接收数据。
请参阅图3b，图3b是本发明基于LTE的TURBO编码方法较佳实施例中发送编码后数据的流程示意图。当所述存储单元中的第一RAM或者第二RAM接收数据完成后，所述主控制单元即开始触发所述存储单元进行发送编码后数据的操作。
本发明较佳实施例中发送编码后数据的方法包括以下步骤：
步骤311：所述主控制单元检查所述第一RAM的接收完毕信号是否有效，若否，则执行步骤312；若是，则执行步骤316；
步骤312：所述主控制单元检查所述第二RAM的接收完毕信号是否有效，若否，则执行步骤311；若是，则执行步骤313；
步骤313：所述主控制单元触发内交织单元计算出交织地址，主控制单元通过读使能信号而产生顺序递增地址，所述交织地址及顺序递增地址同时被输入所述存储单元的第二RAM。其中，所述主控制单元将K值传给所述内交织单元，所述内交织单元根据3GPP LTE协议交织器的输入输出关系式首先计算并存储交织地址的初始值并将其传给所述存储单元，然后根据3GPP LTE协议中交织器输入输出关系式递推计算出全部交织地址。这样此过程中所述内交织单元及所述存储单元仅需要存储用于计算交织地址的初始值，计算出的交织地址会不断的被覆盖，不需要一直保存，因此避免了需要大量的内存来存储全部交织地址；
步骤314：RSC编码单元根据所述交织地址及顺序递增地址从所述存储单元的第二RAM中读取交织数据和顺序数据，并对其进行RSC编码，同时所述主控制单元通过计数器对接收的交织数据和顺序数据进行计数。
步骤315：所述主控制单元检查计数器是否等于K，若是，则所述主控制单元产生第二RAM读取完毕信号；若否，则执行步骤314；
步骤316：所述主控制单元触发内交织单元计算出交织地址，主控制单元通过读使能信号而产生顺序递增地址，所述交织地址及顺序递增地址同时被输入所述存储单元的第一RAM；
步骤317：RSC编码单元根据所述交织地址及顺序递增地址从所述存储单元的第一RAM中读取交织数据和顺序数据，并对其进行RSC编码，同时所述主控制单元通过计数器对读取的交织数据和顺序数据进行计数；
步骤318：所述主控制单元检查计数器是否等于K，若是，则所述主控制单元产生第一RAM读取完毕信号；若否，则执行步骤317。
相比于现有技术，本发明基于LTE的TURBO编码方法及系统通过采用内交织单元计算并存储数据交织地址的初始值，然后再递推计算出全部交织地址，这样就避免了在内交织单元存储全部的交织地址，大大节省了硬件内存，降低了成本；另外，本发明的存储单元还设有两个RAM进行乒乓操作来实现对数据同时接收读取，这样就具有较强的数据处理能力，提高LTE数据链路的处理能力。
以上仅为本发明的优选实施案例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)
1.一种基于LTE的TURBO编码方法，其特征在于，所述方法包括：
主控制单元接收数据块大小K值，并开始接收顺序数据；
所述主控制单元触发存储单元接收并存储顺序数据，直到接收的数据块大小为K值；
所述主控制单元判断所述K值是否有效，若否，则丢弃所述接收的顺序数据，所述主控制单元重新开始接收顺序数据；
所述主控制单元将K值传给内交织单元，所述内交织单元根据3GPP LTE协议中交织器的输入输出关系式计算并存储交织地址的初始值；
所述内交织单元根据3GPP LTE协议中交织器的输入输出关系式递推计算出全部交织地址；
所述主控制单元触发内交织单元计算出交织地址后，所述主控制单元产生顺序递增地址，所述交织地址及顺序递增地址同时被输入所述存储单元；
RSC编码单元根据所述交织地址及顺序递增地址从所述存储单元中读取交织数据和顺序数据后，对所述交织数据和顺序数据进行RSC编码。
2.根据权利要求1所述基于LTE的TURBO编码方法，其特征在于，所述主控制单元触发存储单元接收并存储顺序数据，直到接收的数据块大小为K值包括：
所述主控制单元触发所述存储单元接收并存储顺序数据，同时通过计数器对接收的数据大小进行计数；
所述主控制单元检查计数器是否等于K，若是，则所述主控制单元产生所述存储单元接收完毕信号。
3.根据权利要求1所述基于LTE的TURBO编码方法，其特征在于，所述主控制单元判断所述K值是否有效是指检查所述主控制单元接收的数据块大小K值是否为3GPP LTE协议规定的特定值。
4.根据权利要求1及2所述基于LTE的TURBO编码方法，其特征在于，所述RSC编码单元根据所述交织地址及顺序递增地址从所述存储单元中读取交织数据和顺序数据后，对所述交织数据和顺序数据进行RSC编码包括：
RSC编码单元根据所述交织地址及顺序递增地址从所述存储单元中读取交织数据和顺序数据；
RSC编码单元分别对所述交织数据和顺序数据进行RSC编码，同时所述主控制单元通过计数器对接收的交织数据和顺序数据进行计数；
所述主控制单元检查计数器是否等于K，若是，则所述主控制单元产生数据读取完毕信号，若否，则所述RSC编码单元从所述存储单元中继续读取交织数据和顺序数据，直至所述主控制单元检查到所述计数器是否等于K为止。
5.根据权利要求1所述基于LTE的TURBO编码方法，其特征在于，所述存储单元包括两个RAM，所述存储单元通过其中任意一个RAM进行接收数据操作，同时通过另一个RAM进行读取数据操作。
6.一种基于LTE的TURBO编码系统，其特征在于，所述系统包括主控制单元、内交织单元、存储单元以及RSC编码单元；
所述主控制单元，用于接收数据块大小K值，并开始接收顺序数据；触发所述存储单元接收并存储顺序数据，直到接收的数据块大小为K值；判断所述K值是否有效，若否，则丢弃所述接收的顺序数据，所述主控制单元重新开始接收顺序数据；将K值传给所述内交织单元，控制所述内交织单元计算出交织地址；以及控制所述RSC编码单元从所述存储单元中读取交织数据和顺序数据；
所述内交织单元，连接于所述主控制单元及所述存储单元，用于根据3GPP LTE协议中交织器的输入输出关系式计算并存储交织地址的初始值，根据3GPP LTE协议中交织器的输入输出关系式递推计算出全部交织地址；
所述存储单元，连接于所述主控制单元、内交织单元及RSC编码单元，用于接收并存储顺序数据、根据所述交织地址及顺序递增地址输出交织数据和顺序数据；
所述RSC编码单元，连接于所述主控制单元及存储单元，用于对所述交织数据和顺序数据进行RSC编码。
7.根据权利要求6所述基于LTE的TURBO编码系统，其特征在于，所述主控制单元进一步包括：
K值有效判断子单元，用于判断数据块大小K值是否为3GPPLTE协议规定的特定值；
写控制操作子单元，用于对所述存储单元进行接收数据的操作；
读控制操作子单元，用于对所述存储单元进行读取数据的操作。
8.根据权利要求6所述基于LTE的TURBO编码系统，其特征在于，所述内交织单元进一步包括：
初值存储子单元，用于存储所述内交织单元计算交织地址所需的初始值；
递推计算子单元，用于根据数据块大小K值以及所述初值存储子单元中的初始值递推计算出全部交织地址。
9.根据权利要求6所述基于LTE的TURBO编码系统，其特征在于，所述存储单元进一步包括第一RAM子单元及第二RAM子单元，所述第一RAM子单元及第二RAM子单元用于进行乒乓操作，实现接收并存储顺序数据的同时根据所述交织地址及顺序递增地址输出交织数据和顺序数据。
10.根据权利要求6所述基于LTE的TURBO编码系统，其特征在于，所述RSC编码单元进一步包括：
第一RSC编码子单元，用于对接收的顺序数据进行RSC编码；
第二RSC编码子单元，用于对接收的交织数据进行RSC编码；
RSC编码控制子单元，连接于所述第一RSC编码子单元及第二RSC编码子单元，用于实现对所述第一RSC编码子单元及第二RSC编码子单元RSC编码后数据的输出控制。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Application publication date: 20110202 Assignee: SANECHIPS TECHNOLOGY Co.,Ltd. Assignor: ZTE Corp. Contract record no.: 2015440020319 Denomination of invention: Long term evolution (LTE)-based TURBO coding method and system Granted publication date: 20140528 License type: Common License Record date: 20151123 |
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| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20221028 Address after: Zhongxing Industrial Park, Liuxian Avenue, Xili Street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee after: SANECHIPS TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 518057, Nanshan District high tech Industrial Park, Guangdong province Shenzhen science and technology south road Zhongxing building A block 6 Patentee before: ZTE Corp. |
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| TR01 | Transfer of patent right |