CN102801431B - 一种编码装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种编码装置及方法，该装置包括：判决器，用于用于根据接收到数据的业务状态信息、信道状态信息对所述数据进行编码所需要的参数信息；参数寄存器，用于存储所述对业务进行编码所需的参数信息；校验矩阵寄存器组，用于根据所述参数信息获得对所述业务进行编码所需的校验矩阵；编码器，用于根据所述参数信息和所述校验矩阵对接收到的数据进行编码，输出编码后的数据。

Description

一种编码装置及方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种编码装置及相应的方法。

背景技术

频带是无线通信中的宝贵资源，如何提高频谱效率一直是无线通信中的研究热点。LDPC(Low-density parity-check，低密度奇偶校验码)编码技术由于具有接近香农极限的性能而受到重视。一般而言，低码率和中小码长的的LDPC码性能不理想，但是编码的延时较小；高码率的LDPC长码长性能优异，但是编码的延时长，不适合实时性高的数据，例如语音业务的传输。自适应LDPC编码技术就是为了能够结合不同码长的特点，针对不同的业务实现最优编码性能。然而，目前的自适应LDPC编码技术仍然不能满足不同信道环境下，不同业务类型的业务对编码性能的需求。

发明内容

本发明实施例提供了数据编码装置，所述装置包括：判决器，用于用于根据接收到数据的业务状态信息、信道状态信息获得对所述数据进行编码所需要的参数信息；参数寄存器，用于存储所述对业务进行编码所需的参数信息；校验矩阵寄存器组，用于根据所述参数信息获得对所述业务进行编码所需的校验矩阵；编码器，用于根据所述参数信息和所述校验矩阵对接收到的数据进行编码，输出编码后的数据。

本发明实施例还公开了一种编码方法，包括：接收待编码的数据信号；根据所述数据的业务状态信息和信道状态信息获得的对所述业务进行编码所需要的参数信息；根据所述参数信息获得需要的校验矩阵和迭代次数N；利用所述校验矩阵和所述迭代次数N进行编码，产生编码后的数据。

本发明通过对输入数据的业务类型、帧结构等业务信息和信道信息的综合判断，产生不同的编码参数，能够满足不同业务对延时的要求；根据不同信道状态下采用不同的码率，不同帧结构采用相应的迭代次数，从而能够实现以较低的复杂度代价，可以获得实时的最优性能，达到延时、吞吐量、误码率等性能的最佳权衡。

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，并不构成对本发明的限定。

图1示出了本发明实施例中编码器的结构示意图；

图2示出了本发明实施例中LDPC编码器的结构示意图；

具体实施方式

为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描绘本发明的实施例。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

目前存在一种多协议LDPC编码器可以通过共享LDPC编码单元实现较小的面积。但是这种多协议LDPC编码器要没有考虑应用场景，不能自适应环境的变化。例如：对于不同的业务类型，会对编码器有不同的时延要求；对于不同的信道环境，会对编码器产生不同的性能要求；对于不同的帧格式，也会对编码器的性能产生影响。具体来说，如果信道环境较好，编码器的性能差一点也是可以满足误码率需求的；如果信道环境较差，编码器必须有较强的性能才可以满足误码率的需求。帧格式中会包括帧头以及导频，这些已知信号会对系统的性能产生影响。如果导频的间隔很密，则基带算法可以利用的已知信息较多一些，算法性能会改善，输出的信噪比较高；反之则较低。但是导频间隔密会降低频谱利用率。

针对传统LDPC结构的缺点，本发明实施例提供一种自适应编码器和相应的编码方法。使用该编码器及相应的方法可以自动根据应用场景以及环境的变化，选择最佳的校验矩阵以及编码器参数，从而获得最优性能。

下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案进行描述。

如图1所示，本发明实施例公开了一种编码装置，包括：

判决器101，用于用于根据接收到数据的业务信息、信道状态信息和帧结构信息获得对所述数据进行编码所需要的参数信息；

参数寄存器102，用于存储所述对业务进行编码所需的参数信息；

校验矩阵寄存器组103，用于根据所述参数信息获得对所述业务进行HDCP编码所需的校验矩阵；

编码器104，用于根据所述参数信息和所述校验矩阵对接收到的数据进行编码，输出编码后的数据。

本发明通过对输入数据的业务类型、信道状态、帧结构等信息的综合判断，产生不同的编码参数，能够实现不同业务对延时性的要求，根据不同信道状态选择采用不同的码率，不同帧结构采用相应的迭代次数，从而能够实现以较低的复杂度代价，可以获得实时的最优性能，达到延时、吞吐量、BER的最佳权衡。

下面以不同的编码方式为例，对本发明进行详细说明。

本发明的一个实施例中，编码器可以采用LDPC码的编码格式。具体如图2所示，该编码装置包括判决器201，参数寄存器202，校验矩阵寄存器组203和LDPC编码器204。其中，LDPC编码器包括：读写控制器2041，乒乓随机存储单元2042，节点更新处理单元2043，并行度可变交换网络2044。图2中所示的LDPC编码器的工作过程如下：首先，判决器201接收来自MAC层的业务类型信息以及帧结构信息，同时接收物理层反馈的信道状态信息后，通过多次训练获得最佳判决阈值。所谓训练是指在特定的信道环境下，输入各种阈值进行搜索，直到发现最佳阈值的过程被称为训练。在其内部有一个模糊逻辑判断机制，针对业务类型信息，信道状态信息与帧结构信息的。该判决阈值可以通过离线计算获得，因此不会影响自适应判决单元的实时性。判决器201将判决结果输入到参数寄存器202获得读写控制器2041所需要的配置参数；其中，所述配置参数包括行重，列重，迭代次数，算法延时等。同时，判决器将判决结果输入到寄存器，获得读写控制器所需要的校验矩阵。读写控制器2041根据参数寄存器202以及校验矩阵寄存器组203的信息，输出读写时序，控制乒乓随机存储单元2042工作。乒乓随机存储单元接收未编码的数据进行存储，当编码完成之后，输出编码结果。并行度可变交换网络2044接收来自乒乓随机存储单元2042的数据，输出到节点更新处理单元2043进行数据更新。节点更新处理单元2043将更新好的数据输入到并行度可变交换网络2044，然后由该交换网络将数据输出到乒乓随机存储单元2042。

相应地，本发明的实施例还公开了一种相应的编码方法，包括：

S301、接收待编码的数据信号；

S302、根据所述数据的业务信息和信道状态信息获得的对所述业务进行HDCP编码所需要的参数信息；

S303、根据所述参数信息获得需要的校验矩阵和迭代次数N；

S304、利用所述校验矩阵对所述数据进行N次HDPC编码，产生编码后的数据。

在本实施例中，假设输入的业务类型为语音信息，信道状态信息为较佳，帧结构信息为导频间隔小，考虑到由于语音业务需要较好的实时性，因此可以选择短码长的矩阵H1完成编码的时间较短，因此信号处理的延时较小，实时性较高。同时考虑到信道状态很好以及导频间隔小，因此基带处理器输出到编码器的信噪比较高，可以采用较低的迭代次数，如6次，当然，6次仅为举例，也可根据实际情况采用其它迭代次数进行编码。

假设输入的业务类型为数据业务信息，信道状态信息为一般，帧结构信息为导频间隔大。这种情况下由于编码器的输入信噪比较小，但数据业务对于实时性要求不高，因此可以选择性能较好的长码长矩阵H2，选择较高的迭代次数12，这样才能够达到较好的性能。

因此，对于不同的业务而言，对LDPC码的需求不同。如语音业务对实时性要求高，因此编码延时要小；对于数据业务而言，可能需要较高的BER性能。此时，可以选择较长的码长(对应较高性能)传输数据业务，较短码长(对应较短延时)传输语音业务。

在本发明的另一个实施例中，编码方式可采用Turbo码。当采用Turbo码而言，需要将LDPC编码器替换为Turbo编码器，其他部分及各部分之间的关系及交互可以保持不变。

对于不同信道状态而言，好的信道条件可以利用较高的码率，从而获得较高的吞吐量；差的信道则可以降低码率，从而保证误码率。

对于不同帧结构而言，基带算法的性能不同。当导频间隔较小时，基带算法性能较高，可以选择较少次数的迭代以提高吞吐量；反之可以选择较高的迭代次数保障性能。

本发明通过上述条件的综合判断，从而选择最佳的校验矩阵与自适应参数。通过较低的复杂度代价，可以获得实时最优性能，达到延时、吞吐量、误码率的最佳权衡。

上述实施例中的编码装置可用在微波传输系统中的室外单元中，可以作为世外单元中的一个或者若干个模块。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种编码装置，其特征在于，包括： 

判决器，用于根据接收到数据的业务状态信息、信道状态信息获得对所述数据进行编码所需要的参数信息，所述参数信息包括：对所述业务进行编码所需的行重，列重，迭代次数，算法延时； 

参数寄存器，用于存储所述对业务进行编码所需的参数信息； 

校验矩阵寄存器组，用于根据所述参数信息获得对所述业务进行编码所需的校验矩阵； 

编码器，用于根据所述参数信息和所述校验矩阵对接收到的数据进行编码，输出编码后的数据。 

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述业务状态信息包括： 

业务类型信息和帧结构信息。 

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述编码采用LDPC码或Turbo码。 

4.一种编码方法，其特征在于，包括： 

接收待编码的数据信号； 

根据所述数据的业务状态信息和信道状态信息获得的对所述业务进行编码所需要的参数信息，所述参数信息包括：对所述业务进行编码所需的行重，列重，迭代次数，算法延时； 

根据所述参数信息获得需要的校验矩阵和迭代次数N； 

利用所述校验矩阵和所述迭代次数N进行编码，产生编码后的数据。 

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述业务状态信息包括： 

业务类型信息和帧结构信息。 

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述编码采用LDPC码或Turbo码。 

7.一种微波系统中的室外单元设备，包括编码器，其特征在于，所述编码器包括： 

判决器，用于根据接收到数据的业务状态信息、信道状态信息和获得对所述数据进行编码所需要的参数信息，所述参数信息包括：对所述业务进行编码所需的行重，列重，迭代次数，算法延时； 

参数寄存器，用于存储所述对业务进行编码所需的参数信息； 

校验矩阵寄存器组，用于根据所述参数信息获得对所述业务进行编码所需的校验矩阵； 

编码器，用于根据所述参数信息和所述校验矩阵对接收到的数据进行编码，输出编码后的数据。