CN102170333A - 一种交织地址的并行计算方法及系统 - Google Patents

一种交织地址的并行计算方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种交织地址的并行计算方法及系统，该方法包括：预先配置并存储交织地址压缩表；接收待编码数据，并根据待编码数据的数据包的长度，读取交织地址压缩表，获取P0值和交织计算中间值；判断编码并行度K的值，并根据编码并行度、待编码数据的数据包的长度、P0值和交织计算中间值生成交织地址和读地址，根据读地址读取待编码数据，完成交织操作。根据本发明的技术方案，能够实现WiMAX系统中编码器内交织地址的并行计算。

Description

一种交织地址的并行计算方法及系统
技术领域
本发明涉及通信领域的全球微波互联接入(WiMAX，Worldwide Interoperability for Microwave Access)系统，尤其涉及一种编码器内交织地址的并行计算方法及系统。
背景技术
为了抵抗传输过程中的突发错误，WiMAX系统中在编码器中采用交织技术。由于交织地址的计算比较复杂，为了达到较高的编码吞吐率，在编码过程中使用并行方式完成编码。编码器的结构要求内交织器可以实时完成与编码并行度一致的并行交织计算，或将码块的交织地址提前存储，编码时读取存储的交织地址，从而获得交织地址，完成数据的交织计算，进行编码。
由于WiMAX系统支持多达17种包长，且最大包长为2400比特对(bit pair)，如果存储全部交织地址，需要100Kbit的存储空间，因此占用存储资源比较大，而且还需要根据包长查找不同的表，实现方法较为复杂。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种交织地址的并行计算方法及系统，能够实现WiMAX系统中编码器内交织地址的并行计算。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种交织地址的并行计算系统，包括：交织地址缓存单元、处理前缓存单元、控制单元；其中，
交织地址缓存单元，用于预先配置并存储交织地址压缩表；
处理前缓存单元，用于接收待编码数据，并根据待编码数据的数据包的长度，读取交织地址压缩表，获取P0值和交织计算中间值；
控制单元，用于判断编码并行度K的值，并根据编码并行度、待编码数据的数据包的长度、P0值和交织计算中间值生成交织地址和读地址，根据读地址读取待编码数据，完成交织操作。
本发明还提供一种交织地址的并行计算方法，包括：
预先配置并存储交织地址压缩表；
接收待编码数据，并根据待编码数据的数据包的长度，读取交织地址压缩表，获取P0值和交织计算中间值；
判断编码并行度K的值，并根据编码并行度、待编码数据的数据包的长度、P0值和交织计算中间值生成交织地址和读地址，根据读地址读取待编码数据，完成交织操作。
上述方法中，所述判断编码并行度K的值为：
根据WiMAX系统中预先配置的吞吐率，判断编码并行度K的值。
上述方法中，所述根据编码并行度、待编码数据的数据包的长度、P0值和交织计算中间值生成交织地址和读地址为：
步骤A，计算处理前缓存单元中每个数据缓冲区中缓存的待编码数据的个数Δ；
步骤B，根据编码并行度K、每个数据缓冲区中缓存的待编码数据的个数Δ和交织计算基地址，递推生成K个交织地址；
步骤C，生成的K路交织地址分别对K进行取模，得到K个交织地址对应的待编码数据的数据缓冲区编号；
步骤D，生成的K路交织地址分别对K进行取整，得到K个交织地址对应的待编码数据的各自的数据缓冲区的读地址。
上述方法中，所述根据读地址读取待编码数据为：
步骤E，根据生成的K个读地址，从处理前缓存单元中对应的待编码数据的数据缓冲区中读数据，将读出的K个待编码数据输入并行编码器进行编码处理。
上述方法中，该方法还包括：
步骤F，将K个交织地址中的第一路交织地址缓存到处理前缓存单元，记为temp；
步骤G，将编码并行度K与P0相乘后，再与temp相加，将得到的结果对每个数据缓冲区中缓存的待编码数据的个数Δ取模，将取模后的结果作为下一轮交织计算的基地址。
上述方法中，该方法还包括：
步骤H，判断索引值i与每个数据缓冲区中缓存的待编码数据的个数Δ的大小，如果索引值i小于每个数据缓冲区中缓存的待编码数据的个数Δ，执行步骤A，直到索引值i等于每个数据缓冲区中缓存的待编码数据的个数Δ。
上述方法中，所述步骤B为：
K个交织地址中，将第K-1路交织地址inter_addrK-2与T0、T1、T2、T3中的一个相加，对相加结果取模，得到第K路交织地址inter_addrK-1。
本发明提供的交织地址的并行计算方法及系统，预先配置并存储交织地址压缩表；接收待编码数据，并根据待编码数据的数据包的长度，读取交织地址压缩表，获取P0值和交织计算中间值；判断编码并行度K的值，并根据编码并行度、待编码数据的数据包的长度、P0值和交织计算中间值生成交织地址和读地址，根据读地址读取待编码数据，完成交织操作，能够实现WiMAX系统中编码器内交织地址的并行计算；而且，由于使用缓存的交织地址压缩表，因此能够降低存储资源的消耗；此外，使用本发明中提出的方法，能够降低WiMAX系统中编码器内交织地址的并行计算的实现难度，对于WiMAX系统的实现成本的降低具有很大的意义。
附图说明
图1是本发明实现交织地址的并行计算系统的结构示意图；
图2是本发明实现交织地址的并行计算方法的流程示意图；
图3是本发明实现图2中步骤203的方法的流程示意图；
图4是本发明中编码并行度K为4时的递推生成交织地址的示意图；
图5是本发明实现交织地址的并行计算方法的实施例一的流程示意图；
图6是将待编码数据缓存在处理前缓存单元的数据缓冲区的示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：预先配置并存储交织地址压缩表；接收待编码数据，并根据待编码数据的数据包的长度，读取交织地址压缩表，获取P0值和交织计算中间值；判断编码并行度K的值，并根据编码并行度、待编码数据的数据包的长度、P0值和交织计算中间值生成交织地址和读地址，根据读地址读取待编码数据，完成交织操作。
下面通过附图及具体实施例对本发明再做进一步的详细说明。
本发明提供一种交织地址的并行计算系统，图1是本发明实现交织地址的并行计算系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：交织地址缓存单元11、处理前缓存单元12、控制单元13；其中，
交织地址缓存单元11，用于预先配置并存储交织地址压缩表；
处理前缓存单元12，用于接收待编码数据，并根据待编码数据的数据包的长度，读取交织地址压缩表，获取P0值和交织计算中间值；
控制单元13，用于判断编码并行度K的值，并根据编码并行度、待编码数据的数据包的长度、P0值和交织计算中间值生成交织地址和读地址，根据读地址读取待编码数据，完成交织操作。
基于上述系统，本发明还提供一种交织地址的并行计算方法，图2是本发明实现交织地址的并行计算方法的流程示意图，如图2所示，该方法包括以下步骤：
步骤201，预先配置并存储交织地址压缩表；
具体的，交织地址缓存单元预先配置交织地址压缩表，该交织地址压缩表如表1所示，交织地址压缩表用于保存待编码数据的数据包长度与P0、T0、T1、T2、T3的对应关系；其中，T0、T1、T2、T3为交织地址的中间值；将交织地址压缩表存储在交织地址缓存单元。
  N   P0   T0   T1   T2   T3
  24   5   17   17   17   17
  36   11   11   11   11   11
  48   13   13   13   13   13
  72   11   53   41   53   41
  96   7   7   31   7   79
  108   11   11   67   11   63
  120   13   13   13   13   13
  144   17   19   87   19   87
  180   11   11   11   11   11
  192   11   11   59   11   155
  216   13   13   13   13   13
  240   13   13   73   13   193
  480   53   355   243   283   291
  960   43   587   759   87   659
  1440   43   43   403   943   223
  1920   31   999   1007   983   975
  2400   53   1319   1211   1231   1251
表1
步骤202，接收待编码数据，并根据待编码数据的数据包的长度，读取交织地址压缩表，获取P0值和交织计算中间值；
具体的，处理前缓存单元接收输入的待编码数据，并缓存待编码数据；处理前缓存单元根据输入的待编码数据的数据包的长度N，在交织地址压缩表中读取与该待编码数据的数据包的长度N对应的P0值和交织计算中间值T0、T1、T2、T3。
步骤203，判断编码并行度K的值，并根据编码并行度、待编码数据的数据包的长度、P0值和交织计算中间值生成交织地址和读地址，根据读地址读取待编码数据，完成交织操作。
图3是本发明实现图2中步骤203的方法的流程示意图，如图3所示，该方法包括以下步骤：
步骤301，判断编码并行度K的值；
具体为，根据WiMAX系统中预先配置的吞吐率，判断编码并行度K的值，如果配置的吞吐率较高，则编码并行度K的值较大，例如编码并行度K等于8；如果配置的吞吐率较低，则编码并行度K的值较小，例如编码并行度K等于4。
步骤302，根据待编码数据的数据包的长度N和编码并行度K，计算处理前缓存单元中每个数据缓冲区中缓存的待编码数据的个数Δ，即个数等于N/K。
步骤303，根据编码并行度K、每个数据缓冲区中缓存的待编码数据的个数Δ和交织计算基地址，递推生成K个交织地址；
具体的，根据交织计算的基地址和交织计算中间值生成K个交织地址，例如，当K＝4时，根据交织计算的基地址和交织计算中间值T0、T1、T2递推生成4个交织地址；当K＝8时，根据交织计算的基地址和交织计算中间值T0、T1、T2、T3递推生成8交织地址；
图4是本发明中编码并行度K为4时的递推生成交织地址的示意图，如图4所示，所述递推生成交织地址具体为：
K个交织地址中，根据基地址对待编码数据的数据包的长度N进行取模处理，得到第一路交织地址inter_addr0；将第一路交织地址inter_addr0与T0相加后，对相加结果取模，得到第二路交织地址inter_addr1；将第二路交织地址inter_addr1与T1相加后，对相加结果取模，得到第三路交织地址inter_addr2；将第三路交织地址inter_addr2与T2相加后，对相加结果取模，得到第四路交织地址inter_addr3；对于K＝4的情况，这里得到了四路交织地址，可以停止计算，对于K＝8的情况，还需要继续计算，即将第四路交织地址inter_addr3与T3相加后，对相加结果取模，得到第五路交织地址inter_addr4；将第五路交织地址inter_addr4与T0相加后，对相加结果取模，得到第六路交织地址inter_addr5；以此类推，将第K-1路交织地址inter_addrK-2与T0、T1、T2、T3中的一个相加，对相加结果取模，得到第K路交织地址inter_addrK-1。
步骤304，生成的K路交织地址分别对K进行取模，得到K个交织地址对应的待编码数据的数据缓冲区编号。
步骤305，生成的K路交织地址分别对K进行取整，得到K个交织地址对应的待编码数据的各自的数据缓冲区的读地址。
步骤306，根据生成的K个读地址，从处理前缓存单元中对应的待编码数据的数据缓冲区中读数据，一共可以读出K个待编码数据，将读出的K个待编码数据输入并行编码器进行编码处理。
步骤307，将步骤302中的K个交织地址中的第一路交织地址缓存到处理前缓存单元，记为temp，作为计算下一轮交织地址的中间值。
步骤308，将编码并行度K与P0相乘后，再与temp相加，将得到的结果对每个数据缓冲区中缓存的待编码数据的个数Δ取模，将取模后的结果作为下一轮交织计算的基地址。
此时索引值i＝1，如果小于每个数据缓冲区中缓存的待编码数据的个数Δ，那么索引值i加1，循环步骤302至步骤308，直到索引值等于每个数据缓冲区中缓存的待编码数据的个数Δ时为止，此时当前待编码数据的并行交织地址计算完毕。
图5是本发明实现交织地址的并行计算方法的实施例一的流程示意图，本实施例中，以待编码数据的数据包的长度N＝36为例，如图5所示，该方法包括以下步骤：
步骤501，根据WiMAX系统中预先配置的吞吐率，确定本实施例中，编码并行度K为4；如图6所示，将待编码数据缓存在处理前缓存单元的4个数据缓冲区中。
步骤502，根据待编码数据的数据包的长度N，读取交织地址压缩表，得到P0＝11、T0＝11、T1＝11、T2＝11、T3＝11。
步骤503，计算处理前缓存单元中每个数据缓冲区中缓存的待编码数据的个数Δ＝N/K＝36/4＝9。
步骤504，根据编码并行度K＝4、每个数据缓冲区中缓存的待编码数据的个数Δ＝9、交织计算的基地址1生成4个交织地址，分别为inter_addr0＝1、inter_addr1＝12、inter_addr2＝23、inter_addr3＝34；此时，索引值i＝0。
步骤505，生成4个交织地址对应的数据缓冲区编号：1、0、3、2。
步骤506，生成4个待编码数据在各自缓冲区的读地址：0、3、5、8。
步骤507，根据生成的4个读地址，从处理前缓存单元中对应的数据缓冲区中读数据，将读出的4个待编码数据输入并行编码器进行编码处理；
具体的，从数据缓冲区1的读地址2读出对应的待编码数据，输入并行编码器第0路；
从数据缓冲区0的读地址5读出对应的待编码数据，送入并行编码器第1路；
从数据缓冲区3的读地址7读出对应的待编码数据，送入并行编码器第2路；
从数据缓冲区2的读地址1读出对应的待编码数据，送入并行编码器第3路。
步骤508，缓存第一路交织地址temp＝1。
步骤509，计算下一轮交织地址计算的基地址：1+(4*11)＝45，用45对36取模，等于9。
步骤510，索引值i加1，累加后索引值i＝1，由于索引值i＜N＝9，因此进入步骤504，进行下一轮交织地址计算。
步骤511，根据编码并行度K＝4、每个数据缓冲区中缓存的待编码数据的个数Δ＝9、交织计算基地址9生成4个交织地址，分别为inter_addr0＝9、inter_addr1＝20、inter_addr2＝31、inter_addr3＝6。
步骤512，生成4个交织地址对应的数据缓冲区编号：1、0、3、2。
步骤513，生成4个待编码数据在各自缓冲区的读地址：2、5、7、1。
步骤514，根据生成的4个读地址，从处理前缓存单元中对应的数据缓冲区中读数据，将读出的4个待编码数据输入并行编码器进行编码处理；
具体的，从数据缓冲区1的读地址2读出对应的待编码数据，输入并行编码器第0路；
从数据缓冲区0的读地址5读出对应的待编码数据，送入并行编码器第1路；
从数据缓冲区3的读地址7读出对应的待编码数据，送入并行编码器第2路；
从数据缓冲区2的读地址1读出对应的待编码数据，送入并行编码器第3路。
步骤515，缓存第一路交织地址temp＝9。
步骤516，计算下一轮交织地址计算的基地址为17。
步骤517，索引值i加1，累加后索引值i＝2，由于索引值i＜N＝9，因此进入步骤504，进行下一轮交织地址计算，以此类推，直至索引值i＝N＝9。
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，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种交织地址的并行计算系统，其特征在于，该系统包括：交织地址缓存单元、处理前缓存单元、控制单元；其中，
交织地址缓存单元，用于预先配置并存储交织地址压缩表；
处理前缓存单元，用于接收待编码数据，并根据待编码数据的数据包的长度，读取交织地址压缩表，获取P0值和交织计算中间值；
控制单元，用于判断编码并行度K的值，并根据编码并行度、待编码数据的数据包的长度、P0值和交织计算中间值生成交织地址和读地址，根据读地址读取待编码数据，完成交织操作。
2.一种交织地址的并行计算方法，其特征在于，该方法包括：
预先配置并存储交织地址压缩表；
接收待编码数据，并根据待编码数据的数据包的长度，读取交织地址压缩表，获取P0值和交织计算中间值；
判断编码并行度K的值，并根据编码并行度、待编码数据的数据包的长度、P0值和交织计算中间值生成交织地址和读地址，根据读地址读取待编码数据，完成交织操作。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述判断编码并行度K的值为：
根据WiMAX系统中预先配置的吞吐率，判断编码并行度K的值。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据编码并行度、待编码数据的数据包的长度、P0值和交织计算中间值生成交织地址和读地址为：
步骤A，计算处理前缓存单元中每个数据缓冲区中缓存的待编码数据的个数Δ；
步骤B，根据编码并行度K、每个数据缓冲区中缓存的待编码数据的个数Δ和交织计算基地址，递推生成K个交织地址；
步骤C，生成的K路交织地址分别对K进行取模，得到K个交织地址对应的待编码数据的数据缓冲区编号；
步骤D，生成的K路交织地址分别对K进行取整，得到K个交织地址对应的待编码数据的各自的数据缓冲区的读地址。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据读地址读取待编码数据为：
步骤E，根据生成的K个读地址，从处理前缓存单元中对应的待编码数据的数据缓冲区中读数据，将读出的K个待编码数据输入并行编码器进行编码处理。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
步骤F，将K个交织地址中的第一路交织地址缓存到处理前缓存单元，记为temp；
步骤G，将编码并行度K与P0相乘后，再与temp相加，将得到的结果对每个数据缓冲区中缓存的待编码数据的个数Δ取模，将取模后的结果作为下一轮交织计算的基地址。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
步骤H，判断索引值i与每个数据缓冲区中缓存的待编码数据的个数Δ的大小，如果索引值i小于每个数据缓冲区中缓存的待编码数据的个数Δ，执行步骤A，直到索引值i等于每个数据缓冲区中缓存的待编码数据的个数Δ。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤B为：
K个交织地址中，将第K-1路交织地址inter_addrK-2与T0、T1、T2、T3中的一个相加，对相加结果取模，得到第K路交织地址inter_addrK-1。
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