CN102035557A - turbo码并行交织方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种turbo码并行交织方法和装置，方法包括以下步骤：采用递推方法计算横向第一路的交织地址∏(i)，其中，i＝0，1，2，…，K/P-1，K为待交织数据的长度，P为并行路数；由第一路的交织地址∏(i)计算并行其它各路相应的交织地址∏(i+Δ)，其中，Δ为其他各路相对于第一路的地址偏移量；根据上面计算得到的并行各路交织地址∏(i)和∏(i+Δ)，从待处理数据存储单元中读取待交织数据，输入到turbo并行编/解码单元中执行turbo并行编码或解码。本发明可使交织地址的计算复杂度大大降低，减轻了计算量，提高了turbo编码解码的效率。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种turbo码并行交织方法和装置。
背景技术
turbo码自从在上世纪90年代被发明至今，由于其优异的性能，已经被广泛地使用在各种通信系统当中。交织器在turbo码中具有非常重要的作用，它将原始数据序列打乱，使交织前后数据序列的相关性减弱，从而大大降低数据突发错误的影响，进一步提高抗干扰性能。
针对不同的通信讯标准，相关技术对其中交织器的实现方案都有具体阐述：基于IMT 2000 3GPP TS25.212标准提出了turbo交织方案；针对WCDMA系统提出了turbo交织/解交织方案；针对CDMA2000中LCS turbo交织提出了相应的方案。
发明人发现在LTE turbo编解码过程中，需要根据交织参数f1、f2计算交织地址∏(i)＝(f1·i+f2·i2)mod K，该计算过程中要用到多个乘法计算，计算量较大，降低了turbo编解码的效率。
发明内容
本发明旨在提供一种turbo码并行交织方法和装置，以解决现有的turbo编解码效率较低的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种turbo码并行交织方法，包括以下步骤：采用递推方法计算横向第一路的交织地址∏(i)，其中，i＝0，1，2，…，K/P-1，K为待交织数据的长度，P为并行路数；由第一路的交织地址∏(i)计算并行其它各路相应的交织地址∏(i+Δ)，其中，Δ为其他各路相对于第一路的地址偏移量；根据上面计算得到的并行各路交织地址∏(i)和∏(i+Δ)，从待处理数据存储单元中读取待交织数据，输入到turbo并行编/解码单元中执行turbo并行编码或解码。
可选地，在上述的turbo码并行交织方法中，采用递推方法计算横向第一路的交织地址∏(i)具体包括：计算∏(i)＝(∏(i-1)+(f1+f2)+(i-1)·2f2)mod K，其中，f1、f2为交织参数。
可选地，在上述的turbo码并行交织方法中，∏(0)＝0。
可选地，在上述的turbo码并行交织方法中，由第一路的交织地址∏(i)计算并行其它各路相应的交织地址∏(i)具体包括：计算∏(i+Δ)＝(∏(i)+n·Δ)mod K，其中，n＝(add_delta+half_CB·i[0]·P/2)mod P，add_delta＝((f1·Δ+f2·Δ2)mod K)/Δ，
可选地，在上述的turbo码并行交织方法中，K有188种取值，P取2、4、或8。
根据本发明的另一方面，提供了一种turbo码并行交织装置，包括：交织地址计算单元，用于计算交织地址，其包括：横向计算模块，用于采用递推方法计算横向第一路的交织地址∏(i)，其中，i＝0，1，2，…，K/P-1，K为待交织数据的长度，P为并行路数；纵向计算模块，用于由第一路的交织地址∏(i)计算并行其它各路相应的交织地址∏(i+Δ)，其中，Δ为其他各路相对于第一路的地址偏移量；待处理数据存储单元，用于根据上面计算得到的并行各路交织地址∏(i)和∏(i+Δ)保存待交织数据；turbo并行编/解码单元，用于执行turbo并行编/解码。
可选地，在上述的turbo码并行交织装置中，横向计算模块计算∏(i)＝(∏(i-1)+(f1+f2)+(i-1)·2f2)mod K，其中，f1、f2为交织参数。
可选地，在上述的turbo码并行交织装置中，∏(0)＝0。
可选地，在上述的turbo码并行交织装置中，纵向计算模块计算∏(i+Δ)＝(∏(i)+n·Δ)mod K，其中，n＝(add_delta+half_CB·i[0]·P/2)mod P，add_delta＝((f1·Δ+f2·Δ2)mod K)/Δ，
可选地，在上述的turbo码并行交织装置中，K有188种取值，P取2、4、或8。
在上述实施例中，因为将现有的∏(i)＝(f1·i+f2·i2)mod K的计算过程修改为递推方法，因此避免了乘法计算，从而减轻了计算量，提高了turbo编码解码的效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明一实施例的turbo码并行交织方法流程图；
图2示出了根据本发明一实施例的turbo码并行交织方法的示意图；
图3示出了根据本发明一实施例的turbo码并行交织装置的方框图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
图1示出了根据本发明一实施例的turbo码并行交织方法流程图，包括以下步骤：
步骤S10，采用递推方法计算横向第一路的交织地址∏(i)，其中，i＝0，1，2，…，K/P-1，K为待交织数据的长度，P为并行路数；
步骤S20，由第一路的交织地址∏(i)计算并行其它各路相应的交织地址∏(i+Δ)，其中，Δ为其他各路相对于第一路的地址偏移量；
步骤S30，根据上面计算得到的并行各路交织地址∏(i)和∏(i+Δ)，从待处理数据存储单元中读取待交织数据，输入到turbo并行编/解码单元中执行turbo并行编码或解码。
在该实施例的turbo码并行交织方法中，因为将现有的∏(i)＝(f1·i+f2·i2)mod K的计算过程修改为递推方法，因此避免了乘法计算，从而可使交织地址的计算复杂度大大降低，减轻了计算量，提高了turbo编码解码的效率。
图2示出了根据本发明一实施例的turbo码并行交织方法的示意图。如图2所示，首先采用递推方法横向地计算第一路交织地址：∏(0)、∏(1)......∏(Δ-1)。然后再进行纵向计算，对于∏(0)纵向计算得到∏(0+1·Δ)、∏(0+2·Δ)......∏(0+(P-1)·Δ)，对于∏(1)纵向计算得到∏(1+1·Δ)、∏(1+2·Δ)......∏(1+(P-1)·Δ)，......，对于∏(Δ-1)纵向计算得到∏(Δ-1+1·Δ)、∏(Δ-1+2·Δ)......∏(k-1)。对各路交织地址的纵向计算因为可以相互独立，所以可以采用并行方式进行，以提高执行效率。
可选地，在上述的turbo码并行交织方法中，步骤S10具体包括：计算∏(i)＝(∏(i-1)+(f1+f2)+(i-1)·2f2)mod K，其中，f1、f2为交织参数。该公式的推导过程如下：
∏(i)＝(i·f1+i2·f2)mod K
＝(((i-1)·f1+(i-1)2·f2)+(f1+f2)+(i-1)·2f2)mod K 式(1)
＝(∏(i-1)+(f1+f2)+(i-1)·2f2)mod K
其中，对给定的码块长度K，f1+f2和2f2均为固定值，容易得出：交织地址∏(i)的计算可通过两个累加器来完成，一个用于2f2的累加计算，另一个用于交织地址的累加。
可选地，在上述的turbo码并行交织方法中，∏(0)＝0。对于递推计算来说，需要设定一个初始值，设置∏(0)＝0是比较合理的设置方式。
可选地，在上述的turbo码并行交织方法中，步骤S20具体包括：计算∏(i+Δ)＝(∏(i)+n·Δ)mod K，其中，n＝(add_delta+half_CB·i[0]·P/2)mod P，add_delta＝((f1·Δ+f2·Δ2)mod K)/Δ，
上述公式的具体推导过程如下：
若并行相邻两路交织地址之间存在某种特定的关系，则纵向并行其它各路的交织地址都可由横向第一路相应的交织地址依次推算得出。通过分析计算并行相邻两路交织地址间的差值，如下式：
∏(i+Δ)-∏(i)
＝(f1·(i+Δ)+f2·(i+Δ)2)mod K-(f1·i+f2·i2)mod K
式(2)
＝(f1·Δ+2·f2·i·Δ+f2·Δ2)mod K
＝((f1·Δ+f2·Δ2)mod K+(2·f2·i·Δ)mod K)mod K
其中Δ＝K/P，P为并行路数，考虑到码块长度K的188种取值，P取2、4、8。结合3GPP协议中的turbo码内交织参数表对上式的第一项、第二项分别进行分析，有：
∏(i+Δ)-∏(i)＝n·Δ 式(3)
很容易可以得出：
∏(i+Δ)＝(∏(i)+n·Δ)mod K 式(4)
这里，n＝(add_delta+half_CB·i[0]·P/2)mod P， 式(5)
add_delta＝((f1·Δ+f2·Δ2)mod K)/Δ， 式(6)
对给定的码块长度K，add_delta和half_CB是一固定值。
综合应用公式(1)和(4)，通过式(1)采用递推思想计算横向第一路的交织地址∏(i)(i＝0，1，2，…，K/P-1)；通过式(4)由∏(i)计算并行其它各路相应的交织地址，这样就完成了交织地址的并行计算。
可选地，在上述的turbo码并行交织方法中，K有188种取值，P取2、4、或8。
以K＝4160，P＝8为例，则Δ＝K/P＝520，从协议中的交织参数表可查知：f1＝33，f2＝130。
一、交织地址的横向计算，根据交织地址计算公式∏(i)＝(f1·i+f2·i2)mod K可以得出：∏(0)＝0，由递推公式(1)可以很方便得得到第一路的交织地址∏(i)(i＝0，1，2，…，Δ-1)，如下：
∏(1)＝(∏(0)+(f1+f2)+0·2f2)mod K＝163，
∏(2)＝(∏(1)+(f1+f2)+1·2f2)mod K＝586，
∏(3)＝(∏(2)+(f1+f2)+2·2f2)mod K＝1269，
.
.
.
二、交织地址的纵向计算，根据式(6)、(7)可分别计算出add_delta＝1，half_CB＝1，进而根据式(5)计算出参数n，如下：
因此对应于∏(0)的其它7路交织地址可根据式(4)得出：
∏(0+1·520)＝(∏(0)+1·Δ)mod K＝520，
∏(0+2·520)＝(∏(0+1·520)+1·Δ)mod K＝1040，
∏(0+3·520)＝(∏(0+2·520)+1·Δ)mod K＝1560，
∏(0+4·520)＝(∏(0+3·520)+1·Δ)mod K＝2080，
∏(0+5·520)＝(∏(0+4·520)+1·Δ)mod K＝2600，
∏(0+6·520)＝(∏(0+5·520)+1·Δ)mod K＝3120，
∏(0+7·520)＝(∏(0+6·520)+1·Δ)mod K＝3640，
根据并行8路的交织地址0、520、1040、1560、2080、2600、3120、3640从待处理数据存储单元中读取数据，送入turbo并行编解码单元中进行处理。
同样，可以得出对应于∏(1)的其它7路交织地址：
∏(1+1·520)＝(∏(1)+5·Δ)mod K＝2763，
∏(1+2·520)＝(∏(1+1·520)+5·Δ)mod K＝1203，
∏(1+3·520)＝(∏(1+2·520)+5·Δ)mod K＝3803，
∏(1+4·520)＝(∏(1+3·520)+5·Δ)mod K＝2243，
∏(1+5·520)＝(∏(1+4·520)+5·Δ)mod K＝683，
∏(1+6·520)＝(∏(1+5·520)+5·Δ)mod K＝3283，
∏(1+7·520)＝(∏(1+6·520)+5·Δ)mod K＝1723，
根据8路交织地址1、2763、1203、3803、2243、683、3283、1723从待处理数据存储单元中读取数据，送入turbo并行编解码单元中进行处理。
依此类推，可以计算出i＝2，3，…，Δ-1时并行8路的交织地址，并从待处理数据存储单元中读取数据，送入turbo并行编解码单元中进行处理。
图3示出了根据本发明一实施例的turbo码并行交织装置的方框图，包括：
交织地址计算单元10，用于计算交织地址，其包括：
横向计算模块102，用于采用递推方法计算横向第一路的交织地址∏(i)，其中，i＝0，1，2，…，K/P-1，K为待交织数据的长度，P为并行路数；
纵向计算模块104，用于由第一路的交织地址∏(i)计算并行其它各路相应的交织地址∏(i+Δ)，其中，Δ为其他各路相对于第一路的地址偏移量；
待处理数据存储单元20，用于根据上面计算得到的并行各路交织地址∏(i)和∏(i+Δ)保存待交织数据；
turbo并行编/解码单元30，用于执行turbo并行编/解码。
在上述实施例中，因为将现有的∏(i)＝(f1·i+f2·i2)mod K的计算过程修改为递推方法，因此避免了乘法计算，从而减轻了计算量，提高了turbo编码解码的效率。
可选地，在上述的turbo码并行交织装置中，横向计算模块计算∏(i)＝(∏(i-1)+(f1+f2)+(i-1)·2f2)mod K，其中，f1、f2为交织参数。
可选地，在上述的turbo码并行交织装置中，∏(0)＝0。
可选地，在上述的turbo码并行交织装置中，纵向计算模块计算∏(i+Δ)＝(∏(i)+n·Δ)mod K，其中，n＝(add_delta+half_CB·i[0]·P/2)mod P，add_delta＝((f1·Δ+f2·Δ2)mod K)/Δ，
可选地，在上述的turbo码并行交织装置中，K取值1到188，P取2、4、或8。
从以上的描述中，可以看出，采用本发明上述实施例的turbo码并行交织方法和装置，可使交织地址的计算复杂度大大降低，减少计算量。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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turbo码并行交织方法，其特征在于，包括以下步骤：
采用递推方法计算横向第一路的交织地址∏(i)，其中，i＝0，1，2，…，K/P-1，K为待交织数据的长度，P为并行路数；
由第一路的交织地址∏(i)计算并行其它各路相应的交织地址∏(i+Δ)，其中，Δ为所述其他各路相对于第一路的地址偏移量；
根据上面计算得到的并行各路交织地址∏(i)和∏(i+Δ)，从待处理数据存储单元中读取所述待交织数据，输入到turbo并行编/解码单元中执行turbo并行编码或解码。
2.根据权利要求1所述的turbo码并行交织方法，其特征在于，采用递推方法计算横向第一路的交织地址∏(i)具体包括：
计算∏(i)＝(∏(i-1)+(f1+f2)+(i-1)·2f2)mod K，
其中，f1、f2为交织参数。
3.根据权利要求2所述的turbo码并行交织方法，其特征在于，∏(0)＝0。
4.根据权利要求1所述的turbo码并行交织方法，其特征在于，由第一路的交织地址∏(i)计算并行其它各路相应的交织地址∏(i)具体包括：
计算∏(i+Δ)＝(∏(i)+n·Δ)mod K，其中，
n＝(add_delta+half_CB·i[0]·P/2)mod P，
add_delta＝((f1·Δ+f2·Δ2)mod K)/Δ，
5.根据权利要求4所述的turbo码并行交织方法，其特征在于，K有188种取值，P取2、4、或8。
6.一种turbo码并行交织装置，其特征在于，包括：
交织地址计算单元，用于计算交织地址，其包括：
横向计算模块，用于采用递推方法计算横向第一路的交织地址∏(i)，其中，i＝0，1，2，…，K/P-1，K为待交织数据的长度，P为并行路数；
纵向计算模块，用于由第一路的交织地址∏(i)计算并行其它各路相应的交织地址∏(i+Δ)，其中，Δ为所述其他各路相对于第一路的地址偏移量；
待处理数据存储单元，用于根据上面计算得到的并行各路交织地址∏(i)和∏(i+Δ)保存所述待交织数据；
turbo并行编/解码单元，用于执行turbo并行编/解码。
7.根据权利要求6所述的turbo码并行交织装置，其特征在于，所述横向计算模块计算∏(i)＝(∏(i-1)+(f1+f2)+(i-1)·2f2)mod K，其中，f1、f2为交织参数。
8.根据权利要求7所述的turbo码并行交织装置，其特征在于，∏(0)＝0。
9.根据权利要求6所述的turbo码并行交织装置，其特征在于，所述纵向计算模块计算∏(i+Δ)＝(∏(i)+n·Δ)mod K，其中，n＝(add_delta+half_CB·i[0]·P/2)mod P，add_delta＝((f1·Δ+f2·Δ2)mod K)/Δ，
10.根据权利要求9所述的turbo码并行交织装置，其特征在于，K有188种取值，P取2、4、或8。
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