專(zhuān)利名稱(chēng)：：Reed-Muller譯碼方法及使用該方法的譯碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及3GPP通信系統(tǒng)中的傳輸格式組合指示檢測(cè)技術(shù)，更具體地，涉及一種適用于非量化輸入的3GPPReed-Muller譯碼方法及使用該方法的譯碼器。
背景技術(shù)：
：本發(fā)明主要探討在3GPP通信系統(tǒng)中，基于非壓縮模式下傳輸格式組合指示TFCI的譯碼方法。在3GPP通信系統(tǒng)物理層協(xié)議中，非壓縮模式下的TFCI采用二階Reed-Muller碼的(32，10)子碼進(jìn)行編碼(參見(jiàn)3GPPTS25.212，v7.4.0.)。Reed-Muller碼是一種線(xiàn)性分組碼，其(32，10)子碼的編碼方式如圖1所示。該編碼方式的輸出碼字為32比特，是如表1所列的10個(gè)基本編碼序列的線(xiàn)性組合。表l(32，10)TFCI編碼的基本編碼序列5<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>以"0,fl"a2,a3,a4,a5,a6,a"a8，a9表不編石馬器的車(chē)俞入比特，則TFCI輸出碼字6,由下式得到96,=Z(""xM'，")mod2，''G[o，3U./7=0需要注意的是在3GPP非壓縮模式下，TFCI編碼采用的是非規(guī)則二階Reed-Muller方法。即編碼基本序列M。~M4由交織后的Walsh碼發(fā)生器產(chǎn)生，編碼基本序列MeM9由交織后的掩碼發(fā)生器產(chǎn)生。通過(guò)以上方式生成的單極性編碼比特{0,1}，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的BPSK調(diào)制(/:"l-2;c)后映射為雙極性的編碼比特{+1,-1}，再送入信道。在對(duì)信道輸出值進(jìn)行TFCI譯碼時(shí)，一般有兩種譯碼器輸入方式令非量化輸入即將信道輸出的抽樣信號(hào)直接輸入譯碼器；今量化輸入即先對(duì)信道輸出的抽樣信號(hào)進(jìn)行判決，大于0判為1，否則判為-1，得到雙極性的接收碼字，再輸入譯碼器進(jìn)行譯碼。本發(fā)明為適用于非量化輸入的TFCI譯碼器。在目前關(guān)于3GPP通信系統(tǒng)Reed-Muller譯碼器的研究中，逐級(jí)解相關(guān)為基本方法。原理簡(jiǎn)單、方法直觀是該方法的優(yōu)點(diǎn)，但運(yùn)算復(fù)雜度大、譯碼時(shí)間長(zhǎng)是將該方法付諸應(yīng)用時(shí)所面臨的主要問(wèn)題。在參考文獻(xiàn)"Reed-Mullercodingin3GPP"(WuZhan-ji,WuWei-ling,Reed-Mullercodingin3GPP,ACTAELECTORNICASINICA，Vol.33,Jan.2005.)中，采用32輸入快速哈達(dá)馬變換FHT進(jìn)行3GPP中的Reed-Muller譯碼。FHT基于蝶形運(yùn)算，用于計(jì)算以Walsh碼擴(kuò)頻的接收碼字與不同Walsh碼的相關(guān)值。圖2與圖3分別表示了FHT的基本運(yùn)算原則與參考文獻(xiàn)2的核心算法。得益于FHT信號(hào)并行處理的優(yōu)點(diǎn)，該方法可大幅縮短譯碼時(shí)間，但32輸入FHT依然意味著較大的運(yùn)算復(fù)雜度與較高的硬件實(shí)現(xiàn)成本。綜上所述，在3GPP通信系統(tǒng)中，高效、低復(fù)雜度的Reed-Muller譯碼器依然是需要進(jìn)一步解決的問(wèn)題。在目前關(guān)于3GPP通信系統(tǒng)Reed-Muller譯碼器的研究中，逐級(jí)解相關(guān)為基本方法。但運(yùn)算復(fù)雜度大、譯碼時(shí)間長(zhǎng)是將該方法付諸應(yīng)用時(shí)所面臨的主要問(wèn)題。相對(duì)而言，基于32輸入FHT的譯碼方法可大幅縮短譯碼時(shí)間，但32輸入FHT依然意味著較大的運(yùn)算復(fù)雜度與較高的硬件實(shí)現(xiàn)成本。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種Reed-Muller譯碼方法，包括步驟a)接收輸入的非量化傳輸格式組合指示TFCI符號(hào)，并生成基本編碼序列；b)對(duì)輸入的TFCI符號(hào)和生成的基本編碼序列分別進(jìn)行一次交織；c)利用己交織的TFCI符號(hào)和己交織的基本編碼序列，生成由數(shù)據(jù)向量構(gòu)成的第一數(shù)據(jù)矩陣，并對(duì)第一數(shù)據(jù)矩陣中的數(shù)據(jù)向量依次進(jìn)行哈達(dá)馬變換，得到第一相關(guān)矩陣；d)對(duì)輸入的TFCI符號(hào)和生成的基本編碼序列分別進(jìn)行二次交織，利用已交織的TFCI符號(hào)和己交織的基本編碼序列，生成由數(shù)據(jù)向量構(gòu)成的第二數(shù)據(jù)矩陣，并對(duì)第二數(shù)據(jù)矩陣中的數(shù)據(jù)向量依次進(jìn)行哈達(dá)馬變換，得到第二相關(guān)矩陣；e)利用第一相關(guān)矩陣和第二相關(guān)矩陣確定譯碼參量，并執(zhí)行譯碼，以輸出二進(jìn)制譯碼結(jié)果。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種Reed-Muller譯碼器，包括碼字輸入模塊，接收輸入的量化傳輸格式組合指示TFCI符號(hào)；編碼序列生成模塊，生成基本編碼序列；一次交織模塊，對(duì)輸入的TFCI符號(hào)和生成的基本編碼序列分別進(jìn)行交織；二次交織模塊，對(duì)輸入的TFCI符號(hào)和生成的基本編碼序列分別進(jìn)行二次交織；解碼向量生成與轉(zhuǎn)換模塊，利用一次交織模塊和二次交織模塊輸出的己交織的TFCI符號(hào)和已交織的基本編碼序列，分別生成由數(shù)據(jù)向量構(gòu)成的第一數(shù)據(jù)矩陣和第二數(shù)據(jù)矩陣；哈達(dá)馬變換模塊，分別對(duì)第一數(shù)據(jù)矩陣和第二數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行哈達(dá)馬變換，得到第一相關(guān)矩陣和第二相關(guān)矩陣；以及'8判決模塊，利用第一相關(guān)矩陣和第二相關(guān)矩陣確定譯碼參量，并執(zhí)行譯碼，以輸出二進(jìn)制譯碼結(jié)果。本發(fā)明根據(jù)TFCI基本編碼序列中M。M,的特點(diǎn)，通過(guò)在譯碼器中引入二次交織，使譯碼器中的FHT由32輸入降為8輸入，從而以較小的性能損失為代價(jià)，大幅降低了譯碼器的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。圖1TFCI信息比特的Reed-Muller編碼過(guò)程的示意圖圖216輸入FHT蝶形運(yùn)算基本原理的示意圖圖3基于32輸入FHT的Reed-Muller譯碼器基本算法示意圖圖4根據(jù)本發(fā)明的譯碼方法的流程圖圖5根據(jù)本發(fā)明的譯碼器的方框圖圖6根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的誤幀率(FER)性能比較示意圖具體實(shí)施例方式本發(fā)明根據(jù)TFCI基本編碼序列中M。M,的特點(diǎn)，通過(guò)在譯碼器中引入二次交織，使譯碼器中的FHT由32輸入降為8輸入，從而以較小的性能損失為代價(jià)，大幅降低了譯碼器的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的譯碼方法如下1.設(shè)輸入的TFCI符號(hào)為6,，/e，其中6,為T(mén)FCI非量化輸入。2.生成基本編碼序列M「M"其中M《01010000110001111100000111011101:00000011100110111011011100011100,00010101111100100110110010101100，M9::00111000011011101011110101000100。3.對(duì)輸入的TFCI符號(hào)及基本編碼序列MeM,進(jìn)行交織。在交織過(guò)程中，設(shè)輸入的數(shù)據(jù)為ff0,附p…，附,4,附,5,…，W29,附3。，附31,貝[)輸出數(shù)據(jù)為m鄧，m(3,/^,…，附M,/^,w)5,…,附29.4.生成解碼向量。設(shè)似*=M6，其中M,'為交織后的基本編碼序歹U，/e[6,9]。則解碼向量K,/e按照下式生成K=[c。c,c2c3]xM*，其中/表示為4比特的二進(jìn)制數(shù)c。c,c2c3。利用解碼向量，可以去掉編碼序列似6~^9的影響，得到譯碼結(jié)果中的5.將解碼向量中的所有比特按照下述規(guī)則轉(zhuǎn)換為有符號(hào)數(shù)0^+1,1—1。6.進(jìn)行下列運(yùn)算7;,6X,/e,^。其中《為交織后TFCI碼字的第7個(gè)符號(hào)，(為解碼向量K中的第7個(gè)符號(hào)。7.按照下列規(guī)則重新計(jì)算L:/yi'rjn/jn7/,0=A，OX7,,8XA,'6X1/'24，丄/.1一』/1八2/'9厶"*/.7八丄/.25^J/'"7一乂/."7A乂/.15aJ/23ai/31o利用上述步驟4一7，可以得到譯碼結(jié)果中的前4位。8.進(jìn)行16次8輸入FHT運(yùn)算。在每次FHT運(yùn)算中，輸入為lx8向量7T，輸出為Ue。所有16次FHT運(yùn)算結(jié)束后，生成一個(gè)16x8相關(guān)矩陣，標(biāo)記為//(1)。109.返回步驟3。當(dāng)所有輸入的TFCI符號(hào)及基本編碼序列M「M,交織完畢后，進(jìn)行以下二次交織操作在二次交織中，設(shè)輸入數(shù)據(jù)為《《,...，《^,5,...，《9,《。^31，則交織器輸出數(shù)據(jù)為A，《6，^，，《，^20，"12，&8，"2，"18《0，*^26，《，，，c/p《，，，《，d2p《35<^29，《95《pd27,(i7，:？《5，(i31.10.重復(fù)步驟4-8，并標(biāo)記FHT生成的相關(guān)矩陣為//(2)，由此能夠11.進(jìn)行數(shù)據(jù)判決Cw=argmax|《)|,Cm=argmax|,《)e//(')，《)e//(2)，/e,今將x表示為4比特的二進(jìn)制數(shù)，即為譯碼后的"6，。7,"8,"9。令將y表示為3比特的二進(jìn)制數(shù)即為譯碼后的A，"。。今將(n-4)表示為2比特的二進(jìn)制數(shù)即為譯碼后的。3,04。今若C^〉0，則。5=0，否則"5=1.12.判決得到的為譯碼器輸出。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的譯碼器的結(jié)構(gòu)如圖4所示。根據(jù)本發(fā)明的，一種適用于非量化輸入的3GPPReed-Muller低復(fù)雜度譯碼器，可以包括碼字輸入模塊501:該模塊完成TFCI接收碼字的輸入。設(shè)輸入的TFCI符號(hào)為6,,/e，其中h為T(mén)FCI非量化輸入。編碼序列生成模塊502:該模塊生成基本編碼序列M,M9，其中M6:0101—0000—1100—0111—1100—0001—1101—1101,M7:0000—0011—1001—10111011—01ll一OOOl一l100，M8:0001—0101—1111—0010—0110—1100—1010—1100,M9:0011—1000—0110—1110—1011—1101—0100—0100.一次交織模塊503:該模塊對(duì)輸入的TFCI符號(hào)及基本編碼序列M「M,進(jìn)行一次交織。在該模塊中，設(shè)輸入的數(shù)據(jù)為則輸出數(shù)據(jù)為二次交織模塊504:該模塊對(duì)輸入的TFCI符號(hào)及基本編碼序列M,M,進(jìn)行二次交織。在該模塊中，設(shè)輸入數(shù)據(jù)為《",,...,5,...^29,《。^31，則輸出數(shù)據(jù)為，"16，，"24，J斗，^20，"12，>，"18，*^0，賃，*^149*^30,《,(^17,,(525,<，t/2pC。，,&，《9，《pt/",67，J23,i/15st/3)解碼向量生成與雙極性轉(zhuǎn)換模塊505:該模塊生成解碼向量。設(shè)*—，其中M,'為交織后的基本編碼序列，/e[6,9]。則解碼向量^/e按照下式生成K=[c。c,c2c3]xM*，其中^下標(biāo)/表示為4比特的二進(jìn)制數(shù)c。c,c2c3。該模塊同時(shí)將解碼向量中的所有比特按照下述規(guī)則轉(zhuǎn)換為有符號(hào)0—+1,1—1。FHT輸入變換與FHT運(yùn)算模塊506:該模塊進(jìn)行如下運(yùn)算今7;,^;xCe[0,15Ue.其中《為交織后TFCI碼字的第j'個(gè)符號(hào)，(為解碼向量K中的第y個(gè)符號(hào)。今按照下列規(guī)則重新計(jì)算z;,、,0—』/，0入、8入、16A』/，24，T^—71』,'一乂,-1AJ/9a乂Z17a乂,.25，y")n，ryn/"yi乂/7一7,'7X7,'15X7,'23XJ/31今進(jìn)行16次8輸入FHT運(yùn)算。在每次FHT運(yùn)算中，輸入為lx8向量7T，輸出為Ue。所有FHT運(yùn)算結(jié)束后，將生成一個(gè)16x8相關(guān)矩陣。設(shè)譯碼器所生成的兩個(gè)相關(guān)矩陣分別為//(1)與//(2)。數(shù)據(jù)判決模塊507.-該模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)判決=arg隱I，C=arg醒卜,(|,《)e//('),/z(e//(2)，/e，/e，今x表示為4比特的二進(jìn)制數(shù)即為譯碼后的"6,"7,"8,。今7表示為3比特的二進(jìn)制數(shù)即為譯碼后的。2^,,。。。今("-4)表示為2比特的二進(jìn)制數(shù)即為譯碼后的"3,"4。今若C0，則^5=0,否則^5=1.判決得到的。。,0,^2,"3,。4，。5,。6,"7,。8,09為譯碼器輸出。本實(shí)施例采用單發(fā)單收天線(xiàn)組成的3GPP通信系統(tǒng)。信道為準(zhǔn)靜態(tài)平坦瑞利衰落信道，未考慮多普勒頻移。譯碼器輸入為T(mén)FCI非量化輸入。在該實(shí)施例內(nèi)，分別對(duì)本發(fā)明所提譯碼器及基于32輸入FHT的譯碼器在非壓縮模式下的TFCI譯碼性能進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果如圖6所示。圖中橫坐標(biāo)為Eb/No值，縱坐標(biāo)為系統(tǒng)誤幀率(FER)指標(biāo)。根據(jù)仿真結(jié)果，相比基于32輸入FHT的譯碼方法，本發(fā)明所提方法有最多接近0.5dB的FER性能損失?？紤]到本發(fā)明所提系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度與硬件實(shí)現(xiàn)成本，相比于目前已有檢測(cè)方法，本發(fā)明所提方法在付諸實(shí)際應(yīng)用方面更為優(yōu)越。1權(quán)利要求1.一種Reed-Muller譯碼方法，包括步驟a)接收輸入的非量化傳輸格式組合指示TFCI符號(hào)，生成基本編碼序列；b)對(duì)輸入的TFCI符號(hào)和生成的基本編碼序列分別進(jìn)行一次交織；c)利用已交織的TFCI符號(hào)和已交織的基本編碼序列，生成由數(shù)據(jù)向量構(gòu)成的第一數(shù)據(jù)矩陣，并對(duì)第一數(shù)據(jù)矩陣中的數(shù)據(jù)向量依次進(jìn)行哈達(dá)馬變換，得到第一相關(guān)矩陣；d)對(duì)輸入的TFCI符號(hào)和生成的基本編碼序列分別進(jìn)行二次交織，利用已交織的TFCI符號(hào)和已交織的基本編碼序列，生成由數(shù)據(jù)向量構(gòu)成的第二數(shù)據(jù)矩陣，并對(duì)第二數(shù)據(jù)矩陣中的數(shù)據(jù)向量依次進(jìn)行哈達(dá)馬變換，得到第二相關(guān)矩陣；e)利用第一相關(guān)矩陣和第二相關(guān)矩陣確定譯碼參量，并執(zhí)行譯碼，以輸出二進(jìn)制譯碼結(jié)果。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述基本編碼序列包括四個(gè)序列，在步驟c)中，利用已交織基本編碼序列生成解碼向量，用于生成譯碼結(jié)果中數(shù)位的最后四位。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述譯碼參量包括四個(gè)，在進(jìn)行譯碼時(shí)，將第一參量表示為4比特的二進(jìn)制數(shù)，作為譯碼結(jié)果的后4位，將第二參量表示為3比特的二進(jìn)制數(shù)，作為譯碼結(jié)果的前3位，將第三參量和第四參量分別表示為2比特和1比特的二進(jìn)制數(shù)，作為中間數(shù)位。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第一和第二參量是第一相關(guān)矩陣中元素的最大值的位置相關(guān)信息，所述第三參量是第二相關(guān)矩陣中元素最大值的位置相關(guān)信息，第四參量是第一相關(guān)矩陣中元素的最大值的相關(guān)信息。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，利用一次交織得到譯碼結(jié)果中數(shù)位的第一部分，利用二次交織得到譯碼結(jié)果中數(shù)位的第二部分。6.—種Reed-Muller譯碼器，包括碼字輸入模塊(501)，接收輸入的量化傳輸格式組合指示TFCI符號(hào)；編碼序列生成模塊(502)，生成基本編碼序列；一次交織模塊(503)，對(duì)輸入的TFCI符號(hào)和生成的基本編碼序列分別進(jìn)行交織；二次交織模塊(505)，對(duì)輸入的TFCI符號(hào)和生成的基本編碼序列分別進(jìn)行二次交織；解碼向量生成與轉(zhuǎn)換模塊(504)，利用一次交織模塊和二次交織模塊輸出的已交織的TFCI符號(hào)和已交織的基本編碼序列，分別生成由數(shù)據(jù)向量構(gòu)成的第一數(shù)據(jù)矩陣和第二數(shù)據(jù)矩陣；哈達(dá)馬變換模塊(506)，分別對(duì)第一數(shù)據(jù)矩陣和第二數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行哈達(dá)馬變換，得到第一相關(guān)矩陣和第二相關(guān)矩陣；以及判決模塊(507)，利用第一相關(guān)矩陣和第二相關(guān)矩陣確定譯碼參量，并執(zhí)行譯碼，以輸出二進(jìn)制譯碼結(jié)果。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的譯碼器，其中，所述基本編碼序列包括四個(gè)序列，在解碼向量生成與轉(zhuǎn)換模塊(504)中，利用已交織基本編碼序列生成解碼向量，用于生成譯碼結(jié)果中數(shù)位的最后四位。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的譯碼器，其中，所述譯碼參量包括四個(gè)，在進(jìn)行譯碼時(shí)，將第一參量表示為4比特的二進(jìn)制數(shù)，作為譯碼結(jié)果的后4位，將第二參量表示為3比特的二進(jìn)制數(shù)，作為譯碼結(jié)果的前3位，將第三參量和第四參量分別表示為2比特和1比特的二進(jìn)制數(shù)，作為中間數(shù)位。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的譯碼器，其中，所述第一和第二參量是第一相關(guān)矩陣中元素的最大值的位置相關(guān)信息，所述第三參量是第二相關(guān)矩陣中元素最大值的位置相關(guān)信息，第四參量是第一相關(guān)矩陣中元素的最大值的相關(guān)信息。10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的譯碼器，其中，利用一次交織得到譯碼結(jié)果中數(shù)位的第一部分，利用二次交織得到譯碼結(jié)果中數(shù)位的第二部分。全文摘要提供了一種Reed-Muller譯碼方法，包括步驟接收輸入的非量化傳輸格式組合指示TFCI符號(hào)，并生成基本編碼序列；對(duì)輸入的TFCI符號(hào)和生成的基本編碼序列分別進(jìn)行一次交織；生成由數(shù)據(jù)向量構(gòu)成的第一數(shù)據(jù)矩陣，并得到第一相關(guān)矩陣；生成由數(shù)據(jù)向量構(gòu)成的第二數(shù)據(jù)矩陣，并對(duì)第二數(shù)據(jù)矩陣中的數(shù)據(jù)向量依次進(jìn)行哈達(dá)馬變換，得到第二相關(guān)矩陣；利用第一相關(guān)矩陣和第二相關(guān)矩陣確定譯碼參量，并執(zhí)行譯碼，以輸出二進(jìn)制譯碼結(jié)果。本發(fā)明根據(jù)TFCI基本編碼序列中M₀～M₄的特點(diǎn)，通過(guò)在譯碼器中引入二次交織，使譯碼器中的FHT由32輸入降為8輸入，從而以較小的性能損失為代價(jià)，大幅降低了譯碼器的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。文檔編號(hào)H04L1/00GK101488823SQ20081000266公開(kāi)日2009年7月22日申請(qǐng)日期2008年1月14日優(yōu)先權(quán)日2008年1月14日發(fā)明者鵬陳申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社;北京三星通信技術(shù)研究有限公司