專利名稱：一種交織裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于第三代通信組織(3GPP，3rd Generation PartnershipProject)物理層Turbo編解碼中的交織裝置。
背景技術(shù)：
Turbo碼將卷積碼和隨機交織器結(jié)合在一起，實現(xiàn)了隨機編碼的思想，由于性能接近香農(nóng)公式的理論極限，可適應(yīng)低信噪比的應(yīng)用環(huán)境，因而被應(yīng)用于3GPP移動通信基帶信道編碼。
圖1、圖2分別是3GPP 25.212協(xié)議中定義的Turbo碼編碼器和譯碼器示意圖。
按照3GPP 25.212協(xié)議，Turbo碼編碼器包括兩個并行的分量碼卷積編碼器和一個Turbo碼交織器，Turbo碼編碼器通過交織器把兩個遞歸系統(tǒng)的分量碼卷積編碼器的卷積碼并行級聯(lián)，編碼器的輸出端包括信息位和兩個校驗位，這樣代表編碼速率1/3。輪流刪除兩個校驗位就可以得到碼率是1/2的碼，用不同的校驗位生成器或者不同的刪除方式就可以得到各種不同速率的Turbo碼。
Turbo碼譯碼器則由兩個與分量碼對應(yīng)的譯碼單元(軟輸入軟輸出SISO)和交織器、解交織器組成，譯碼時兩個分量碼經(jīng)過不同交織后對同一信息序列編碼，一個譯碼單元的軟輸出信息作為下一個譯碼單元的輸入，為了獲得更好的譯碼性能，將此過程疊代多次(3～6次)。
對于上述Turbo碼編解碼器中應(yīng)用的Turbo碼交織器，3GPP 25.212協(xié)議定義如下1、碼塊長度K決定交織矩陣行數(shù)R；2、選擇交織矩陣列數(shù)C；
3、將輸入碼塊按行寫入RxC的交織矩陣中；4、構(gòu)造行內(nèi)置換序列、構(gòu)造行間置換序列，而后行內(nèi)交織、再行間交織；5、交織矩陣中按列輸出碼塊。
由于Turbo碼交織器計算比較復雜，當Turbo編碼、Turbo譯碼時，需首先啟動Turbo碼交織器計算整個碼塊比特的交織樣式，然后將交織結(jié)果存入隨機存取存儲器(RAM，Random access memory)中，其存儲格式參考圖3所示。
目前3GPP用戶設(shè)備/基站(UE/BS)的基帶編解碼實現(xiàn)中，編碼、譯碼功能相互獨立，各自獨立實現(xiàn)Turbo碼交織器；上下行的Turbo碼交織器功能相同，但使用了兩套交織器功能單元，造成了功能模塊冗余。
另外，由于編碼使用軟件實現(xiàn)，譯碼使用硬件邏輯實現(xiàn)，當Turbo碼交織器在軟件中實現(xiàn)時，功耗較大，且速度較慢，不適合用戶設(shè)備(UE，UserEquipment)等手持設(shè)備的低功耗要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種交織裝置，以降低交織功能模塊冗余，適應(yīng)手持設(shè)備低功耗要求。
為解決上述問題，本發(fā)明的交織裝置，包括存儲器，用于存儲上下行交織結(jié)果；Turbo碼交織器，與所述的存儲器相連，用于進行上行或下行交織處理并將交織結(jié)果輸出給所述的存儲器存儲；共享處理器，與所述的Turbo碼交織器相連，用于在上下行交織沖突時控制選擇所述的Turbo碼交織器進行優(yōu)先級高的上行或下行交織處理。
其中，所述的共享處理器包括沖突檢測裝置，檢測是否有上下行交織處理請求的沖突；
沖突處理裝置，在所述的沖突檢測裝置檢測到有上下行交織處理請求的沖突時，根據(jù)預定上下行交織處理優(yōu)先級，控制選擇Turbo碼交織器對優(yōu)先級高的上行或下行交織請求進行優(yōu)先處理。
其中，所述的預定上下行交織處理優(yōu)先級為上下行同時發(fā)起交織請求，優(yōu)先處理上行交織請求；Turbo碼交織器正在處理上行請求時，下行發(fā)起交織請求，優(yōu)先處理上行交織請求，待上行交織處理完畢，再進行下行交織處理；Turbo碼交織器正在處理下行請求時，上行發(fā)起交織請求，優(yōu)先處理上行交織請求或上行等待；或上下行同時發(fā)起交織請求，優(yōu)先處理下行交織請求；Turbo碼交織器正在處理下行請求時，上行發(fā)起交織請求，優(yōu)先處理下行交織請求，待下行交織處理完畢，再進行上行交織處理；Turbo碼交織器正在處理上行請求時，下行發(fā)起交織請求，優(yōu)先處理下行交織請求或下行等待。
其中，所述的共享處理器還包括有比較處理裝置，用于檢測交織請求的碼塊長度，若與已處理過的交織請求的碼塊長度相同，則結(jié)束交織；否則，更新碼塊長度記錄，交由Turbo碼交織器重新進行交織處理。
其中，所述的存儲器為一個，供上行和下行交織處理共用，只有上行/下行Turbo編碼完成或譯碼完成后，才供下一次上行/下行Turbo編碼、譯碼使用。
其中，所述的存儲器包括兩塊，分別為上行交織結(jié)果存儲器，用于存儲上行交織結(jié)果；和下行交織結(jié)果存儲器，用于存儲下行交織結(jié)果。
其中，所述的存儲器為隨機存取存儲器。
其中，所述的Turbo碼交織器包括
基本參數(shù)確定裝置，進行交織計算的第一狀態(tài)處理，根據(jù)碼塊長度確定SI數(shù)據(jù)計算和QJ數(shù)據(jù)計算所需的基本參數(shù)，所述的基本參數(shù)包括交換矩陣的行數(shù)和列數(shù)值、素數(shù)值和根值；QJ數(shù)據(jù)計算裝置，在所述的第一狀態(tài)處理結(jié)束后，進行交織計算處理的第二狀態(tài)處理，根據(jù)所述的素數(shù)值確定最小素整數(shù)組；SI數(shù)據(jù)計算裝置，在所述的第一狀態(tài)處理結(jié)束后，進行交織計算處理的第二狀態(tài)處理，根據(jù)所述的交換矩陣的行數(shù)和列數(shù)值確定行內(nèi)交換的序列；交織地址計算裝置，在所述的第二狀態(tài)處理結(jié)束后，進行交織計算的第三狀態(tài)處理，根據(jù)所述的最小素整數(shù)組和行內(nèi)交換的序列計算交織后的地址；狀態(tài)控制裝置，控制所述的基本參數(shù)確定裝置、QJ數(shù)據(jù)計算裝置、SI數(shù)據(jù)計算裝置和交織地址計算裝置啟動所述的第一、第二和第三狀態(tài)的處理。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明的交織裝置在實現(xiàn)UE和BS的上下行Turbo碼編譯碼時，設(shè)置有共享沖突處理裝置，通過沖突控制機制實現(xiàn)復用同一個Turbo碼交織器單元，從而優(yōu)化上下行Turbo碼交織器使用，避免功能模塊冗余；進一步，本發(fā)明中還可采用硬件實現(xiàn)Turbo碼交織器，可加快交織器速度、減小功耗，特別適合UE等手持設(shè)備低功耗要求。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)Turbo碼編碼器實現(xiàn)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)Turbo碼譯碼器實現(xiàn)示意圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)將交織結(jié)果進行緩存的示意圖；圖4是本發(fā)明交織裝置的具體實施例組成示意圖；圖5是本發(fā)明Turbo碼交織器的組成示意圖；
圖6是本發(fā)明交織裝置在上行優(yōu)先級高時進行交織處理的流程圖；圖7是本發(fā)明交織裝置對相同交織長度的處理流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明核心在于Turbo編解碼中共享使用一個Turbo碼交織器，從而避免編解碼都需要專門的Turbo碼交織器，以致功能模塊冗余的問題。
具體參考圖4所示，本發(fā)明中所述的交織裝置包括存儲器11，本發(fā)明中所述的存儲器11用于存儲上下行交織結(jié)果，具體實現(xiàn)時，所述的存儲器可采用RAM，另外實際設(shè)置時，所述的存儲器可以設(shè)置為一個，供上行或下行交織處理共用，只有上行/下行Turbo編碼完成或譯碼完成后，才供下一次上行/下行Turbo編碼、譯碼使用，另外，本發(fā)明中所述的存儲器也可設(shè)置為兩塊，分別供上行和下行交織處理使用，如圖4所示，分別為上行交織結(jié)果存儲器，用于存儲上行交織結(jié)果；和下行交織結(jié)果存儲器，用于存儲下行交織結(jié)果。
Turbo碼交織器12，本發(fā)明中所述的Turbo碼交織器12與所述的存儲器11相連，用于進行上行或下行交織處理并將交織結(jié)果輸出給存儲器11存儲；經(jīng)過對協(xié)議的分解，Turbo碼交織器的處理過程可以分解成3個階段第一階段根據(jù)碼塊長度確定一些基本參數(shù)，如交換矩陣的行數(shù)R和列數(shù)C以及素數(shù)P和根v等；第二階段根據(jù)P的取值確定最小素整數(shù)組Qj，根據(jù)交換矩陣的行數(shù)R和列數(shù)C確定行內(nèi)交換的序列S(i)；第三階段根據(jù)上述確定最小素整數(shù)組Qj和行內(nèi)交換的序列S(i)計算交織后的地址，把地址存入片外RAM中。
具體實現(xiàn)時，為實現(xiàn)上述3個階段的處理，本發(fā)明中所述的Turbo碼交織器包括基本參數(shù)確定裝置121，本發(fā)明中所述的基本參數(shù)確定裝置121進行交織計算的第一狀態(tài)處理，根據(jù)碼塊長度確定SI數(shù)據(jù)計算和QJ數(shù)據(jù)計算所需的基本參數(shù)，所述的基本參數(shù)包括交換矩陣的行數(shù)和列數(shù)值、素數(shù)值和根值；QJ數(shù)據(jù)計算裝置122，本發(fā)明中所述的QJ數(shù)據(jù)計算裝置122在所述的第一狀態(tài)處理結(jié)束后，進行交織計算處理的第二狀態(tài)處理，根據(jù)所述的素數(shù)值確定最小素整數(shù)組Qj；SI數(shù)據(jù)計算裝置123，本發(fā)明中所述的SI數(shù)據(jù)計算裝置123在所述的第一狀態(tài)處理結(jié)束后，進行交織計算處理的第二狀態(tài)處理，根據(jù)所述的交換矩陣的行數(shù)和列數(shù)值確定行內(nèi)交換的序列S(i)；交織地址計算裝置124，本發(fā)明中所述的交織地址計算裝置124在所述的第二狀態(tài)處理結(jié)束后，進行交織計算的第三狀態(tài)處理，根據(jù)所述的最小素整數(shù)組Qj和行內(nèi)交換的序列S(i)計算交織后的地址；狀態(tài)控制裝置125，本發(fā)明中所述的狀態(tài)控制裝置125控制所述的基本參數(shù)確定裝置121、QJ數(shù)據(jù)計算裝置122、SI數(shù)據(jù)計算裝置123和交織地址計算裝置124啟動所述的第一、第二和第三狀態(tài)的處理。
需要說明的是，為加快交織速度、減小功耗，本發(fā)明中所述的Turbo碼交織器最好采用硬件實現(xiàn)，根據(jù)實際情況的不同也可采用軟件實現(xiàn)，這里不再贅述。
共享處理器13，本發(fā)明中所述的共享處理器13與所述的Turbo碼交織器相連，用于在上下行交織沖突時控制選擇所述的Turbo碼交織器進行優(yōu)先級高的上行或下行交織處理。
具體實現(xiàn)時，本發(fā)明中所述的共享處理器13包括沖突檢測裝置，檢測是否有上下行交織處理請求的沖突；沖突處理裝置，在所述的沖突檢測裝置檢測到有上下行交織處理請求的沖突時，根據(jù)預定上下行交織處理優(yōu)先級，控制選擇Turbo碼交織器對優(yōu)先級高的上行或下行交織請求進行優(yōu)先處理。
由于本發(fā)明中基帶物理層處理器上下行共用Turbo交織器，必然存在共享沖突問題，具體可分為如下幾種情況1、上下行同時請求Turbo交織器；2、Turbo交織器已正在處理上行請求時，下行發(fā)起交織請求；3、Turbo交織器已正在處理下行請求時，上行發(fā)起交織請求。
具體實現(xiàn)時，可根據(jù)上下行任務(wù)緊急度劃分優(yōu)先級，本發(fā)明中在上下行交織沖突時可根據(jù)預定的上下行交織處理優(yōu)先級進行，例如，若上行優(yōu)先級高，可按照如下優(yōu)先級進行處理上下行同時發(fā)起交織請求，優(yōu)先處理上行交織請求；Turbo碼交織器正在處理上行請求時，下行發(fā)起交織請求，優(yōu)先處理上行交織請求，待上行交織處理完畢，再進行下行交織處理；Turbo碼交織器正在處理下行請求時，上行發(fā)起交織請求，優(yōu)先處理上行交織請求或上行等待。
同樣對于下行優(yōu)先級高，本發(fā)明中可按照如下的優(yōu)先級進行處理上下行同時發(fā)起交織請求，優(yōu)先處理下行交織請求；Turbo碼交織器正在處理下行請求時，上行發(fā)起交織請求，優(yōu)先處理下行交織請求，待下行交織處理完畢，再進行上行交織處理；Turbo碼交織器正在處理上行請求時，下行發(fā)起交織請求，優(yōu)先處理下行交織請求或下行等待。
參考圖6，該圖是在上行優(yōu)先級高時進行交織沖突處理的流程圖，對于情況1，Turbo碼交織器先處理上行Turbo碼交織計算，而后再計算下行；對于情況(2)，下行交織請求將等待上行交織處理完畢，即Turbo碼交織器先處理上行交織請求，然后再啟動進行下行交織處理；對于情況(3)，有兩種可選的處理方式一、上行等待，Turbo碼交織器繼續(xù)處理下行交織請求；二、上行立即搶占交織計算，Turbo碼交織器先進行上行交織處理，這里共享處理器對情況(3)使用方式一。
需要說明的是，對于Turbo碼相同交織長度請求的處理，本發(fā)明中所述的共享處理器13還包括有比較處理裝置，所述的比較處理裝置用于檢測交織請求的碼塊長度，若與已處理過交織請求的碼塊長度相同，則結(jié)束交織；否則，更新碼塊長度記錄，交由Turbo碼交織器重新進行交織處理，由于Turbo碼交織器對前后兩次相同交織長度請求采用冗余處理機制，可避免重復執(zhí)行交織計算，提高交織效率。
具體參考圖7，按照3GPP物理層協(xié)議(25.212)規(guī)定，以碼塊為單位處理Turbo碼編解碼，當傳輸信道存在多個長度相等的碼塊時，即各個碼塊的交織映射表相同，對于新的交織請求，首先在步驟60比較新舊碼塊長度，若相同，則交織結(jié)束，若不同，執(zhí)行步驟61，步驟62，更新碼塊長度記錄，啟動交織計算，將交織變換表存入RAM中，供多次編解碼讀取，然后結(jié)束該次交織，由于Turbo交織器只需啟動一次，從而避免重復執(zhí)行交織計算。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種交織裝置，用于實現(xiàn)Turbo編解碼中的交織，其特征在于，包括存儲器，用于存儲上下行交織結(jié)果；Turbo碼交織器，與所述的存儲器相連，用于進行上行或下行交織處理并將交織結(jié)果輸出給所述的存儲器存儲；共享處理器，與所述的Turbo碼交織器相連，用于在上下行交織沖突時控制選擇所述的Turbo碼交織器進行優(yōu)先級高的上行或下行交織處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交織裝置，其特征在于，所述的共享處理器包括沖突檢測裝置，檢測是否有上下行交織處理請求的沖突；沖突處理裝置，在所述的沖突檢測裝置檢測到有上下行交織處理請求的沖突時，根據(jù)預定上下行交織處理優(yōu)先級，控制選擇Turbo碼交織器對優(yōu)先級高的上行或下行交織請求進行優(yōu)先處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交織裝置，其特征在于，所述的預定上下行交織處理優(yōu)先級為上下行同時發(fā)起交織請求，優(yōu)先處理上行交織請求；Turbo碼交織器正在處理上行請求時，下行發(fā)起交織請求，優(yōu)先處理上行交織請求，待上行交織處理完畢，再進行下行交織處理；Turbo碼交織器正在處理下行請求時，上行發(fā)起交織請求，優(yōu)先處理上行交織請求或上行等待；或上下行同時發(fā)起交織請求，優(yōu)先處理下行交織請求；Turbo碼交織器正在處理下行請求時，上行發(fā)起交織請求，優(yōu)先處理下行交織請求，待下行交織處理完畢，再進行上行交織處理；Turbo碼交織器正在處理上行請求時，下行發(fā)起交織請求，優(yōu)先處理下行交織請求或下行等待。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3任一項所述的交織裝置，其特征在于，所述的共享處理器還包括有比較處理裝置，用于檢測交織請求的碼塊長度，若與已處理過的交織請求的碼塊長度相同，則結(jié)束交織；否則，更新碼塊長度記錄，交由Turbo碼交織器重新進行交織處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交織裝置，其特征在于，所述的存儲器為一個，供上行和下行交織處理共用，只有上行/下行Turbo編碼完成或譯碼完成后，才供下一次上行/下行Turbo編碼、譯碼使用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交織裝置，其特征在于，所述的存儲器包括兩塊，分別為上行交織結(jié)果存儲器，用于存儲上行交織結(jié)果；和下行交織結(jié)果存儲器，用于存儲下行交織結(jié)果。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的交織裝置，其特征在于，所述的存儲器為隨機存取存儲器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交織裝置，其特征在于，所述的Turbo碼交織器包括基本參數(shù)確定裝置，進行交織計算的第一狀態(tài)處理，根據(jù)碼塊長度確定SI數(shù)據(jù)計算和QJ數(shù)據(jù)計算所需的基本參數(shù)，所述的基本參數(shù)包括交換矩陣的行數(shù)和列數(shù)值、素數(shù)值和根值；QJ數(shù)據(jù)計算裝置，在所述的第一狀態(tài)處理結(jié)束后，進行交織計算處理的第二狀態(tài)處理，根據(jù)所述的素數(shù)值確定最小素整數(shù)組；SI數(shù)據(jù)計算裝置，在所述的第一狀態(tài)處理結(jié)束后，進行交織計算處理的第二狀態(tài)處理，根據(jù)所述的交換矩陣的行數(shù)和列數(shù)值確定行內(nèi)交換的序列；交織地址計算裝置，在所述的第二狀態(tài)處理結(jié)束后，進行交織計算的第三狀態(tài)處理，根據(jù)所述的最小素整數(shù)組和行內(nèi)交換的序列計算交織后的地址；狀態(tài)控制裝置，控制所述的基本參數(shù)確定裝置、QJ數(shù)據(jù)計算裝置、SI數(shù)據(jù)計算裝置和交織地址計算裝置啟動所述的第一、第二和第三狀態(tài)的處理。
全文摘要
本發(fā)明公開一種交織裝置，用于實現(xiàn)Turbo編解碼中的交織，包括存儲器，用于存儲上下行交織結(jié)果；Turbo碼交織器，與所述的存儲器相連，用于進行上行或下行交織處理并將交織結(jié)果輸出給所述的存儲器存儲；和共享處理器，與所述的Turbo碼交織器相連，用于在上下行交織沖突時控制選擇所述的Turbo碼交織器進行優(yōu)先級高的上行或下行交織處理。本發(fā)明中由于設(shè)置有共享處理器，通過沖突控制機制實現(xiàn)復用同一個Turbo碼交織器單元，從而優(yōu)化上下行Turbo碼交織器使用，避免功能模塊冗余。
文檔編號H03M13/29GK1841940SQ200510058879
公開日2006年10月4日 申請日期2005年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月30日
發(fā)明者張凱 申請人:華為技術(shù)有限公司