專利名稱：卷積Turbo編碼方法及實(shí)現(xiàn)編碼方法的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線移動(dòng)通信中的編碼方法，具體地，涉及一種巻積Turbo編碼方法及實(shí)現(xiàn)該方法的設(shè)備。
背景技術(shù)：
移云力Wi恵(World wide Interoperability for Microwave Access，全球微波接入互通)是一種采用無線方式來代替利用有線實(shí)現(xiàn)"最后一千米"的寬帶接入技術(shù)。它融合了移動(dòng)設(shè)備與固定寬帶網(wǎng)絡(luò)，通過在大范圍內(nèi)采用寬帶無線接入技術(shù)和靈活可變的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提供便捷高速的移動(dòng)寬帶連接。Wi MAX技術(shù)基于針對(duì)微波和毫米波頻段提出的IEEE802. 16系列標(biāo)準(zhǔn)，是繼802. 16d固定Wi MAX標(biāo)準(zhǔn)之后推出的移動(dòng)Wi MAX標(biāo)準(zhǔn)。其目標(biāo)是在固定無線接入標(biāo)準(zhǔn)研究的基礎(chǔ)上，支持寬帶接入的移動(dòng)特性。巻積Turbo碼(CTC)是一類使用若干巻積方案進(jìn)行編碼的Turbo碼。由于巻積Turbo碼具有高性能的糾錯(cuò)特性，被納入了 802. 16和DVB-RCS標(biāo)準(zhǔn)。 圖1為示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的CTC編碼器的結(jié)構(gòu)圖。圖l所示的編碼器可以包括1/3CTC編碼器101、交織器102以及打孔器103。如圖1所示，首先將輸入信息比特輸入1/3CTC編碼器101。這里，經(jīng)過1/3CTC編碼器101編碼后輸出的比特信息和校驗(yàn)比特個(gè)數(shù)是信息比特?cái)?shù)的3倍。隨后，利用交織器102對(duì)編碼后數(shù)據(jù)進(jìn)行交織處理。然后打孔器103根據(jù)所需的傳輸速率對(duì)交織后的數(shù)據(jù)打孔，即選擇要發(fā)送的數(shù)據(jù)比特，得到編碼后的比特序列，從而完成編碼過程。 具體地，在1/3CTC編碼器101中，采用雙二進(jìn)制循環(huán)遞歸系統(tǒng)巻積碼(duo binaryCircular Recursive Systematic Convolutionalcode)作為其成份石馬(constituentcode)。如圖1所示，1/3CTC編碼器101可以包括CTC交織器105和成份編碼器104，其中CTC交織器105的輸入A和B代表輸入的信息比特，它需要進(jìn)行兩次編碼。首先，直接對(duì)信息比特A、 B進(jìn)行雙二進(jìn)制循環(huán)遞歸系統(tǒng)巻積編碼，將一組信息比特Ai和Bi同時(shí)輸入到該巻積編碼器中進(jìn)行編碼，得到了校驗(yàn)序列Wlt)然后通過CTC交織器105對(duì)信息比特A， B進(jìn)行交織，然后對(duì)交織后的序列進(jìn)行第二次成份編碼，將交織后的信息比特Aj和Bj同時(shí)輸入到雙二進(jìn)制循環(huán)遞歸系統(tǒng)巻積編碼器中，得到校驗(yàn)序列Y2和W2。輸入編碼器的每個(gè)編碼塊包含了 k個(gè)信息比特或者是N對(duì)信息比特，即k二2XN，其中k是8的倍數(shù)，N是4的倍數(shù)，并且滿足32《N《4096。 如框106所示，交織器102可以包括符號(hào)分割(symbol s印aration)模塊、子塊交織(subblock interleaving)模塊以及符號(hào)分組(symbolgrouping)模塊。利用符號(hào)分割模塊將編碼后產(chǎn)生的比特分配到六個(gè)子塊上，這六個(gè)子塊依次為如上所述的A、 B、 Y2、 W工和W^通過子塊交織模塊對(duì)這六個(gè)子塊分別在每個(gè)子塊內(nèi)進(jìn)行交織，每個(gè)子塊所采用的交織順序相同。設(shè)A、B、 L、W工和W2六個(gè)塊分別經(jīng)過子塊交織后，得到的比特序列記為A'、B'、Y， pY' 2、W' !和W' 2，則有 A， ， B， ， Y， p Y， 2， W， p W， 2 = A， o， A， p......， A， N—丄；B， 0， B， "......， B， N—丄；<formula>formula see original document page 4</formula> 圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)現(xiàn)子塊交織的子塊交織模塊的實(shí)現(xiàn)框圖。如圖2所 示，每個(gè)子塊交織的輸出匯集到一串序列上。利用圖1中106的符號(hào)分組模塊，輸出A子塊 和B子±央，然后交替輸出l和Y2兩個(gè)子塊以及W工和W2兩個(gè)子塊。則經(jīng)過符號(hào)分組后，輸出
序列是A， 。， A， p......， A， N—! ;B， 。， B， p......， B， N—! ;Y' Y， 2,。， Y， ^， Y， u，......，
Y， Y，.W， W， W， W， W， W，
1 1，N—l賃1 2，N—1 ，vv l，O賃vv2，0賃vv l，l賃vv2，1賃賃vv1，N—l賃vv2，N—I0 在傳統(tǒng)的巻積turbo碼設(shè)計(jì)中，沒有考慮高階調(diào)制中比特可靠性的性能。這里，可 靠性是指在調(diào)制星座圖中，含有某一映射比特為0的星座點(diǎn)和含有該映射比特為1的星座 點(diǎn)之間的平均距離。該距離越大則表示該映射比特的可靠性越高。 在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，為了在不增加帶寬的同時(shí)提高數(shù)據(jù)傳輸速率，通常采用M階 正交幅度調(diào)制M-QAM)的方案。但是高階調(diào)制本身是一種不等差錯(cuò)保護(hù)調(diào)制，對(duì)于M〉4，映 射到M-QAM符號(hào)上的各個(gè)比特的誤比特率(BER)性能是不同的。處于星座圖內(nèi)圍的點(diǎn)能量 較小，容易受到衰落，構(gòu)成這些符號(hào)的比特可靠性較差。相比之下，構(gòu)成外圍點(diǎn)的比特可靠 性較好。 圖3示出了現(xiàn)有技術(shù)中上述情況的示意性說明。其中，比特的映射順序?yàn)閕ii^A^ ^取0和1分別對(duì)應(yīng)了右半和左半平面的星座點(diǎn)，i2取0和1分別對(duì)應(yīng)了中間和兩側(cè)的星 座點(diǎn)。這樣，t取1的星座點(diǎn)和取0的星座點(diǎn)間的平均距離要大于i2的，則在接收端t的 可靠性要大于12的可靠性。 圖4示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的1/3巻積turbo碼中成份編碼器中雙二進(jìn)制循環(huán)遞歸 系統(tǒng)巻積碼的實(shí)現(xiàn)框圖。如圖4所示，在進(jìn)行巻積turbo編碼時(shí)，輸入比特Ai(401)、和輸入 比特Bi(402)作為1/3CTC編碼器的一組輸入，校驗(yàn)比特Yi和Wi體現(xiàn)了信息比特&和信息 比特Bi的聯(lián)合信息。在這類雙二進(jìn)制編碼中，比特Ai和比特Bi是應(yīng)被看作一個(gè)整體，作為 一個(gè)組單元對(duì)待。在傳統(tǒng)的巻積turbo碼設(shè)計(jì)中，如果比特&被映射到高可靠性的比特，則 比特Bi也被映射到高可靠性的比特。如果比特&被映射到低可靠性的比特，則比特Bi也 被映射到低可靠性的比特。我們稱同時(shí)輸入到成份編碼器的A序列中的信息比特和B序列 中的信息比特構(gòu)成一個(gè)比特組。因此，如果從(Ai，Bi)構(gòu)成的組單元的角度來看，不同的組 單元的比特可靠性是不平均的，有的組單元可靠性高，有的可靠性低。 傳統(tǒng)的方法存在的問題在于沒有考慮將Ai和Bi聯(lián)合起來進(jìn)行比特映射，在進(jìn)行映 射時(shí)也沒有考慮高階調(diào)制比特的可靠特性。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種巻積Turbo編碼方法，包括步驟 利用成份編碼器對(duì)信息比特A和B進(jìn)行編碼，輸出校驗(yàn)序列1， W工； 利用CTC交織器對(duì)信息比特A和B進(jìn)行交織得到信息比特C和D，然后利用CTC成
份編碼器對(duì)交織后得到的信息比特C和D進(jìn)行編碼，得到校驗(yàn)序列Y2和W2 ; 將信息比特A和B、校驗(yàn)序列l(wèi)和W^校驗(yàn)序列Y2和W2分別進(jìn)行交織，其中對(duì)于由
信息比特A和B構(gòu)成的比特組、由序列l(wèi)和W工構(gòu)成的比特組以及由序列Y2和W2構(gòu)成的比
特組中的至少一個(gè)，將其中的比特交替映射到高可靠性和低可靠性的星座點(diǎn)的比特上；
對(duì)交織結(jié)果進(jìn)行打孔，得到編碼后的比特序列。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種巻積Turbo編碼設(shè)備，包括 成份編碼器，對(duì)信息比特A和B進(jìn)行編碼，輸出校驗(yàn)序列1， W工； CTC交織器，對(duì)信息比特A和B進(jìn)行交織，得到新的信息比特C和D，然后利用CTC
成份編碼器對(duì)交織后得到的信息比特C和D進(jìn)行編碼，得到校驗(yàn)序列Y2和W2 ; 交織器，將信息比特A和B、校驗(yàn)序列l(wèi)和Wp校驗(yàn)序列Y2和W2分別進(jìn)行交織，其
中對(duì)于由信息比特A和B構(gòu)成的比特組、由序列l(wèi)和W工構(gòu)成的比特組、由序列Y2和W2構(gòu)
成的比特組中的至少一個(gè)，將其中的比特交替映射到高可靠性和低可靠性的星座點(diǎn)的比特
上； 打孔器，對(duì)交織器的輸出序列進(jìn)行打孔，得到編碼后的比特序列。 利用本發(fā)明，將&和Bi聯(lián)合起來進(jìn)行比特映射，同時(shí)在進(jìn)行映射時(shí)考慮了高階調(diào)
制比特的可靠特性，從而提高了編碼的可靠性。


圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的巻積turbo碼的實(shí)現(xiàn)原理框圖； 圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的交織器實(shí)現(xiàn)示意圖； 圖3示出了高階調(diào)制比特映射可靠性示意圖； 圖4示出了成份編碼器的操作示意圖； 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的重映射構(gòu)造示意圖； 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的重映射構(gòu)造示意圖； 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的重映射構(gòu)造示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明主要對(duì)圖1所示巻積Turbo碼的交織器102的符號(hào)分組模塊進(jìn)行了改進(jìn)。
這里，首先設(shè)交織器中子塊交織模塊的輸出為序列A' 、 B' 、 Y' p Y' 2、 W'工和W' 2。 根據(jù)本發(fā)明，首先對(duì)A'序列進(jìn)行映射，然后找到與A'中每個(gè)比特同時(shí)輸入編碼器
B'序列中的對(duì)應(yīng)比特，與A' i同時(shí)輸入到CTC編碼器比特記為B' j，稱B' j為A' j的組單元
對(duì)應(yīng)比特。然后對(duì)B'序列進(jìn)行映射，如果A' i映射到高可靠性比特，那么其組單元對(duì)應(yīng)比
特B' j應(yīng)映射到低可靠性比特；如果A' i映射到低可靠性比特，那么其組單元對(duì)應(yīng)比特B' j
應(yīng)映射到高可靠性比特。 此外，根據(jù)本發(fā)明，可以首先對(duì)Y^序列進(jìn)行映射，然后找到與Y^中每個(gè)比特同時(shí) 輸出的編碼器W'工序列中的對(duì)應(yīng)比特，與Y' u同時(shí)輸出的CTC編碼器校驗(yàn)比特記為W' lj， 稱W' w為Y' ia的組單元對(duì)應(yīng)比特。然后對(duì)W'工序列進(jìn)行映射，如果Y' ia映射到高可靠 性比特，那么其組單元對(duì)應(yīng)比特W' l j應(yīng)映射到低可靠性比特；如果Y' u映射到低可靠性 比特，那么其組單元對(duì)應(yīng)比特W;j應(yīng)映射到高可靠性比特。我們稱成份編碼器同時(shí)輸出的 Y'工序列中的校驗(yàn)比特和W'工序列中的信息比特構(gòu)成一個(gè)比特組。 此外，根據(jù)本發(fā)明，也可以首先對(duì)Y' 2序列進(jìn)行映射，然后找到與Y' 2中每個(gè)比特 同時(shí)輸出的編碼器W' 2序列中的對(duì)應(yīng)比特，與Y' 2,i同時(shí)輸出的CTC編碼器校驗(yàn)比特記為 W' 2, j，稱W' 2,為Y' 2, i的組單元對(duì)應(yīng)比特。然后對(duì)W' 2序列進(jìn)行映射，如果Y' 2, i映射到高可靠性比特，那么其組單元對(duì)應(yīng)比特W' 2, j應(yīng)映射到低可靠性比特；如果Y' 2, i映射到低 可靠性比特，那么其組單元對(duì)應(yīng)比特W、,j應(yīng)映射到高可靠性比特。我們稱成份編碼器同時(shí)
輸出的Y' 2序列中的校驗(yàn)比特和W' 2序列中的信息比特構(gòu)成一個(gè)比特組。 對(duì)于以上三個(gè)方案，可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)，也可以將其中任意兩個(gè)方案組合在一起執(zhí)行，
或?qū)⑷齻€(gè)方案組合在一起執(zhí)行，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。按照仿真結(jié)果，只采用方案2或
方案3性能增益最小，如果采用方案2和方案3性能增益稍大，如果只采用方案1，性能會(huì)優(yōu)
于采用方案2和方案3的情況，如果三個(gè)方案都采用，一般情況下會(huì)有最佳性能。 基于802. 16e實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)本發(fā)明的子塊交織示意圖如圖5所示。在圖5中，在
交織器的子塊交織模塊的輸出為序列A'，B'， Y' p Y' 2，W' pW' 2。這里，A'，B'， Y' 15 Y' 2，
W' pW' 2的具體排列為A' 。，A' p......，A' N—i ;B' 。，B' p......，B' N—丄；Y' ^，Y' ia，......，
1 1,n—1 ，1 2,0， 1 2,1，......， 12,n—1 ，" 1,0， " 1,1，......， "1,n—1 ，"2,0， "2,1，......，
W，2,n—i。 在第一實(shí)施例中，如圖5中的框501所示，首先對(duì)A'序列進(jìn)行映射?；?02. 16e， 與A' i同時(shí)輸入到CTC編碼器B'中的對(duì)應(yīng)比特為B' it)然后對(duì)B'序列進(jìn)行映射，如果A't 映射到高可靠性比特，那么其組單元對(duì)應(yīng)比特B'i應(yīng)映射到低可靠性比特；如果A'i映射到 低可靠性比特，那么其組單元對(duì)應(yīng)比特B' i應(yīng)映射到高可靠性比特。 當(dāng)然，也可以分別對(duì)由序列r !和w， ！構(gòu)成的比特組和由序列r 2和w， 2構(gòu)成的 比特組進(jìn)行上述操作。 在第二實(shí)施例中，如圖6所示。首先對(duì)Y'i序列進(jìn)行映射，在802. 16e中，與Y'ia 同時(shí)輸出的CTC編碼器的校驗(yàn)比特為W' w。然后對(duì)W'工序列進(jìn)行映射，如果Y' w映射到 高可靠性比特，那么其組單元對(duì)應(yīng)比特W' l i應(yīng)映射到低可靠性比特；如果Y' l i映射到低 可靠性比特，那么其組單元對(duì)應(yīng)比特W' ia應(yīng)映射到高可靠性比特。 然后，對(duì)Y、序列進(jìn)行映射，基于802. 16e，與Y、,i同時(shí)輸出的CTC編碼器的校驗(yàn) 比特為W' u，然后對(duì)W' 2序列進(jìn)行映射，如果Y' 2a映射到高可靠性比特，那么其組單元對(duì) 應(yīng)比特W' 2, i應(yīng)映射到低可靠性比特；如果Y' 2, i映射到低可靠性比特，那么其組單元對(duì)應(yīng) 比特W' ^應(yīng)映射到高可靠性比特。 當(dāng)然，可以先對(duì)由A'序列和B"序列構(gòu)成的比特組中的比特執(zhí)行交替映射的操作， 在分別對(duì)由序列Y'工和W'工構(gòu)成的比特組或由序列Y' 2和W' 2構(gòu)成的比特組執(zhí)行交替映射 的操作。 在第三實(shí)施例中，組合了以上兩個(gè)方案。如圖7所示，可以首先對(duì)A'序列進(jìn)行映 射，與A' i同時(shí)輸入到CTC編碼器B'中的對(duì)應(yīng)比特為B' i，然后對(duì)B'序列進(jìn)行映射。如果 A' i映射到高可靠性比特，那么其組單元對(duì)應(yīng)比特B' i應(yīng)映射到低可靠性比特；如果A' i映 射到低可靠性比特，那么其組單元對(duì)應(yīng)比特B'i應(yīng)映射到高可靠性比特。此外，如圖7所示， 對(duì)Y'工序列進(jìn)行映射，在802. 16e中，與Y' ^同時(shí)輸出的CTC編碼器的校驗(yàn)比特為W' ^， 然后對(duì)W'工序列進(jìn)行映射。如果Y' w映射到高可靠性比特，那么其組單元對(duì)應(yīng)比特W' ia 應(yīng)映射到低可靠性比特；如果Y' l i映射到低可靠性比特，那么其組單元對(duì)應(yīng)比特W' l i應(yīng) 映射到高可靠性比特。然后，對(duì)Y、序列進(jìn)行映射，在802. 16e中，與Y、,i同時(shí)輸出的CTC 編碼器的校驗(yàn)比特為W' u，然后對(duì)W' 2序列進(jìn)行映射，如果Y' 2a映射到高可靠性比特，那 么其組單元對(duì)應(yīng)比特W' u應(yīng)映射到低可靠性比特；如果Y' 2,i映射到低可靠性比特，那么
6其組單元對(duì)應(yīng)比特W' u應(yīng)映射到高可靠性比特。 在圖7中，高可靠性比特位為箭頭所指比特表示。如果按照?qǐng)D7中定義高可靠性 比特為奇數(shù)位，低可靠性比特為偶數(shù)位，那么，輸出的序列為A' 。， A' p......， A' N—工；B' p
B o，......， B n—i， B n—2 ;Y i，o， Y 2，o， Y u， Y 2，i，......， Y 丄，n-1， Y 2，n—i ;W 2，o， W 丄，o，
W 2，1， W 丄，i，......， W 丄n-i， W i，n-1°
權(quán)利要求
一種卷積Turbo編碼方法，包括步驟a)利用成份編碼器對(duì)信息比特A和B進(jìn)行編碼，輸出校驗(yàn)序列Y1，W1；b)利用CTC交織器對(duì)信息比特A和B進(jìn)行交織得到信息比特C和D，然后利用CTC成份編碼器對(duì)交織后得到的信息比特C和D進(jìn)行編碼，得到校驗(yàn)序列Y2和W2；c)將信息比特A和B、校驗(yàn)序列Y1和W1、校驗(yàn)序列Y2和W2分別進(jìn)行交織，其中對(duì)于由信息比特A和B構(gòu)成的比特組、由序列Y1和W1構(gòu)成的比特組以及由序列Y2和W2構(gòu)成的比特組中的至少一個(gè)，將其中的比特交替映射到高可靠性和低可靠性的星座點(diǎn)的比特上；對(duì)交織結(jié)果進(jìn)行打孔，得到編碼后的比特序列。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于在所述步驟c)中，將所述比特組中的一 個(gè)序列中的比特與另一個(gè)序列中的對(duì)應(yīng)比特交替映射到高可靠性和低可靠性的星座點(diǎn)的 比特上。
3. —種巻積Turbo編碼設(shè)備，包括成份編碼器，對(duì)信息比特A和B進(jìn)行編碼，輸出校驗(yàn)序列Yn W工；CTC交織器，對(duì)信息比特A和B進(jìn)行交織，得到新的信息比特C和D，然后利用CTC成份 編碼器對(duì)交織后得到的信息比特C和D進(jìn)行編碼，得到校驗(yàn)序列Y2和W2 ;交織器，將信息比特A和B、校驗(yàn)序列l(wèi)和W^校驗(yàn)序列Y2和W2分別進(jìn)行交織，其中對(duì) 于由信息比特A和B構(gòu)成的比特組、由序列l(wèi)和W工構(gòu)成的比特組、由序列Y2和W2構(gòu)成的比 特組中的至少一個(gè)，將其中的比特交替映射到高可靠性和低可靠性的星座點(diǎn)的比特上；打孔器，對(duì)交織器的輸出序列進(jìn)行打孔，得到編碼后的比特序列。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于所述交織器將所述比特組中的一個(gè)序列 中的比特與另一個(gè)序列中的對(duì)應(yīng)比特交替映射到高可靠性和低可靠性的星座點(diǎn)的比特上。
全文摘要
一種卷積Turbo編碼方法，包括步驟利用成份編碼器對(duì)信息比特A和B進(jìn)行編碼，輸出校驗(yàn)序列Y1，W1；利用CTC交織器對(duì)信息比特A和B進(jìn)行交織得到信息比特C和D，然后利用CTC成份編碼器對(duì)交織后得到的信息比特C和D進(jìn)行編碼，得到校驗(yàn)序列Y2和W2；將信息比特A和B、校驗(yàn)序列Y1和W1、校驗(yàn)序列Y2和W2分別進(jìn)行交織，其中對(duì)于由信息比特A和B構(gòu)成的比特組、由序列Y1和W1構(gòu)成的比特組以及由序列Y2和W2構(gòu)成的比特組中的至少一個(gè)，將其中的比特交替映射到高可靠性和低可靠性的星座點(diǎn)的比特上；對(duì)交織結(jié)果進(jìn)行打孔，得到編碼后的比特序列。利用本發(fā)明，將Ai和Bi聯(lián)合起來進(jìn)行比特映射，同時(shí)在進(jìn)行映射時(shí)考慮了高階調(diào)制比特的可靠特性，從而提高了編碼的可靠性。
文檔編號(hào)H04W84/10GK101710850SQ20081018968
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者崔承勛, 樸圣恩, 林治雨, 趙錚 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