專利名稱：高速無線數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)中產(chǎn)生和解碼具有可變速率的前向糾錯代碼的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及一種用于在無線數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)中產(chǎn)生前向糾錯(FEC)代碼的設(shè)備和方法。更具體地說，本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生具有可變速率的FEC代碼的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
通常，將無線數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)分類為移動通訊系統(tǒng)(MCS)、無線局域網(wǎng)(WLAN)、廣域網(wǎng)(WAN)或城域網(wǎng)(MAN)，它們都基于移動通訊技術(shù)。對于移動通訊系統(tǒng)，作為同步碼分多址(CDMA)移動通訊系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化組織的第三代伙伴計(jì)劃2(3GPP2)，和作為異步通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)移動通訊系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化組織的第三代伙伴計(jì)劃(3GPP)也正在獨(dú)立地開發(fā)用于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)。而且，對于WLAN、WAN和MAN，在IEEE 802.11到IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)化的領(lǐng)域中人們正在進(jìn)行各種嘗試以高速發(fā)送無線數(shù)據(jù)。
下面將對作為在上述通訊標(biāo)準(zhǔn)中被嘗試的自適應(yīng)調(diào)制和編碼(AMC)進(jìn)行說明。而且，還將說明IEEE 802.16a系統(tǒng)、基于CDMA移動通訊系統(tǒng)的CDMA2000 1x EV-DV(數(shù)據(jù)和語音的演變)系統(tǒng)、和正在韓國進(jìn)行開發(fā)的用于2.4GHz頻帶的高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚俦銛y因特網(wǎng)(HPi)系統(tǒng)，它們的所有都包括了在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中基本上最先進(jìn)的系統(tǒng)。
首先，將描述IEEE 802.16a系統(tǒng)。IEEE 802.16a系統(tǒng)是使用正交頻分多址(OFDMA)的系統(tǒng)。
圖1是在使用正交頻分復(fù)用(OFDM)的IEEE 802.16a系統(tǒng)中用于發(fā)送高速數(shù)據(jù)的物理信道的結(jié)構(gòu)的框圖。參照圖1，發(fā)送到用戶User1、User2、...、Userm的所有物理信道都具有相同的結(jié)構(gòu)。因此，在圖1中，將相同的參考標(biāo)記分配給相同的元件，并且將諸如a、b、...、m的不同字母添加到參考標(biāo)記的結(jié)尾作為用于指示各個用戶和他們相關(guān)的物理信道的指示符。在用戶User1、User2、...、Userm的物理信道中所使用的參數(shù)可以具有相同的值或者不同的值。例如，各個物理信道可以在輸入包大小、代碼率、調(diào)制順序和傳輸持續(xù)時間上彼此不同。下面將通過示例的方法對第一用戶User1的物理信道進(jìn)行說明。
在物理信道中，將發(fā)送到第一用戶User1的數(shù)據(jù)User1_Data輸入到循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)加法器101a，并且CRC加法器101a將CRC加入到輸入的用戶數(shù)據(jù)User1_Data中，從而接收端可以檢測由于信道傳輸過程中的噪聲而產(chǎn)生的錯誤。將加入了CRC的用戶數(shù)據(jù)輸入到尾部位加法器103a，并且尾部位加法器103a將結(jié)尾的幾個位(tail bits)加入到加入了CRC的用戶數(shù)據(jù)中。CRC是用于校正由于信道傳輸過程中的噪聲而產(chǎn)生的錯誤的糾錯代碼，并且通常用于前向糾錯(FEC)。通常，將卷積代碼或turbo碼用于在無線通訊系統(tǒng)中所使用的FEC。這些代碼使用作為用于在格子(trellis)圖上的‘0’狀態(tài)的對應(yīng)代碼的結(jié)束部分的尾部位。因此，加入了結(jié)尾位的數(shù)據(jù)是由FEC編碼器105a進(jìn)行了FEC編碼的數(shù)據(jù)。在相關(guān)的參考文獻(xiàn)中已經(jīng)充分地公開了這種情況，所以在這里將省略其詳細(xì)描述。
隨后，為了將FEC編碼器105a的輸出信號的數(shù)量匹配于分配給每個用戶的調(diào)制碼元(symbol)的數(shù)量，碼元重復(fù)和收縮(puncturing)部件107a對FEC編碼的數(shù)據(jù)執(zhí)行碼元重復(fù)和收縮。將經(jīng)歷了重復(fù)和收縮的碼元輸入到信道交織器109a以將信道中發(fā)生的突發(fā)錯誤轉(zhuǎn)換為隨機(jī)錯誤，并且信道交織器109a將輸入的碼元進(jìn)行信道交織。將信道交織的碼元輸入到調(diào)制器111a，并且該調(diào)制器111a調(diào)制信道交織過的碼元。將調(diào)制過的碼元輸入到子載波或者子信道映射器以及NOS或者NOOS映射器120。子載波或者子信道映射器以及NOS或者NOOS映射器120對于分配給每個用戶的傳輸持續(xù)時間，對調(diào)制過的碼元執(zhí)行子載波或者子信道映射以及NOS(時隙數(shù)量)或者NOOS(OFDM碼元數(shù)量)映射。子載波或者子信道映射器以及NOS或者NOOS映射器120同時處理所有用戶的數(shù)據(jù)。將從子載波或者子信道映射器以及NOS或者NOOS映射器120輸出的碼元輸入到逆快速傅立葉變換器(IFFT)130，并且IFFT 130對輸入的碼元進(jìn)行逆快速傅立葉變換。以這種方式，將每個用戶的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一個載波信號并且發(fā)送到射頻(RF)單元(未示出)。
在上述描述中，“NOS”或者“NOOS”指定分配給每個用戶的傳輸持續(xù)時間，并且根據(jù)用戶數(shù)據(jù)量是可以變化的。因此，NOS或者NOOS的增加導(dǎo)致分配給一個包的傳輸時間的增加。此外，“子信道”指定了在正交頻分復(fù)用(OFDM)中所使用的一組子信道。構(gòu)成一個子信道的子載波不一定，總是被安排在頻域中的矩形序列中，并且通常根據(jù)特定的模式多個子載波構(gòu)成一個子信道。例如，當(dāng)將給定頻帶被分割為2048個正交頻率時，如果存在第1到第2048個子載波，則可以用第1、第8、第16、第32、和第64子載波的5個載波來配置一個子信道。子信道的這種配置和構(gòu)成子信道的子載波的數(shù)量根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)而變化。
圖2是用于說明在當(dāng)今的HPi高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)到用戶的物理信道的結(jié)構(gòu)的框圖。從結(jié)構(gòu)上來說圖2基本上與圖1相同，除了圖2的結(jié)構(gòu)沒有加入CRC和尾部位。這是因?yàn)榭梢栽诮橘|(zhì)訪問控制(MAC)層執(zhí)行CRC功能。因此，在圖2中的元件205、207、209、211、220和230分別對應(yīng)于圖1中的元件105、107、109、111、120和130。當(dāng)圖1和圖2兩者的結(jié)構(gòu)具有多個調(diào)制器和多個FEC代碼率時，它們需要用于確定保證提供給每個用戶最佳性能的代碼率和調(diào)制順序的方案。
如圖1和圖2所示，在用于包傳輸服務(wù)的物理信道中，需要調(diào)制器。此外，使用FEC代碼以克服由在無線通訊信道中發(fā)生的噪聲而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)錯誤。但是，在用于包傳輸服務(wù)的當(dāng)前物理信道中，通常使用帶有固定速率的FEC代碼，特別是，使用用于給定速率的最佳代碼。這是因?yàn)橛糜诎鼈鬏敺?wù)的物理信道具有諸如加性白高斯噪聲(AWGN)信道的靜止信道的特征。因此，不太需要考慮使用自適應(yīng)速率的FEC代碼。例如，作為高速無線數(shù)據(jù)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)的IEEE 802.16a不保證移動站的移動性并且僅僅使用6個FEC代碼率。在IEEE 802.16a物理信道標(biāo)準(zhǔn)中充分公開了該標(biāo)準(zhǔn)的詳細(xì)說明，通過參考將其整個內(nèi)容在此合并。雖然移動通訊系統(tǒng)使用二進(jìn)制turbo碼，但是IEEE802.16a使用雙二進(jìn)制(duo-binary)turbo碼。
下面將更詳細(xì)描述雙二進(jìn)制turbo碼。圖3是用于產(chǎn)生速率R＝1/2的雙二進(jìn)制turbo碼的設(shè)備的方框圖，而圖4是產(chǎn)生速率R＝1/3的雙二進(jìn)制turbo碼的設(shè)備的方框圖。
如圖3所示，R＝1/2的雙二進(jìn)制turbo編碼器并行接收兩個信息碼元A和B。將并行接收的兩個信息碼元A和B共同輸入到第一構(gòu)成編碼器301和turbo交織器302中。turbo交織器302交織2個并行輸入的信息碼元A和B，并且將交織的信息碼元輸出到第二構(gòu)成編碼器303。將兩個并行輸入的信息碼元A和B作為系統(tǒng)碼元原樣輸出，并且第一構(gòu)成編碼器301和第二構(gòu)成編碼器303使用兩個輸入的信息碼元A和B分別產(chǎn)生奇偶碼元C1和C2。結(jié)果，將兩個輸入的信息碼元作為系統(tǒng)碼元原樣輸出，并且每個構(gòu)成編碼器產(chǎn)生一個奇偶碼元。因此，編碼器的代碼率是1/2。
圖4的R＝1/3的雙二進(jìn)制turbo編碼器并行接收兩個信息碼元A和B。將兩個并行輸入的信息碼元A和B共同輸入到第一構(gòu)成編碼器401和turbo交織器402。turbo交織器402交織該兩個并行輸入的信息碼元A和B，并且將交織的信息碼元輸出到第二構(gòu)成編碼器403。將兩個并行輸入的信息碼元A和B作為系統(tǒng)碼元原樣輸出，第一構(gòu)成編碼器401和第二構(gòu)成編碼器403使用兩個輸入的信息碼元A和B分別產(chǎn)生奇偶碼元C11；C12和C21；C22。結(jié)果，將兩個輸入的信息碼元作為系統(tǒng)碼元原樣輸出，并且每個構(gòu)成編碼器產(chǎn)生兩個奇偶碼元。因此，編碼器的代碼率是1/3。
下面將詳細(xì)說明在圖3和4的雙二進(jìn)制turbo編碼器中所執(zhí)行的編碼方法。假設(shè)要被編碼的信息碼元的尺寸是N_EP，并且分別以A_i和B_i表示通過將尺寸是N_EP的信息碼元二等分而產(chǎn)生的N_EP/2個信息碼元對(其中i＝0、1、...、N_EP/2)。在這種情況中，雙二進(jìn)制turbo編碼器通過第一構(gòu)成編碼器301(或者401)將碼元對A_i和B_i編碼并且輸出奇偶碼元C1(或者奇偶碼元對C11；C12)作為編碼結(jié)果。隨后，turbo交織器302(或者402)交織N_EP/2個信息碼元對A_i和B_i，并且將交織的信息碼元對輸出到第二構(gòu)成編碼器303(或者403)。第二構(gòu)成編碼器303(或者403)編碼輸入的信息碼元對，并且將奇偶碼元C2(或者奇偶碼元對C21；C22)作為編碼結(jié)果輸出。結(jié)果，對于N_EP個輸入的信息碼元，R＝1/2雙二進(jìn)制turbo編碼器輸出2N_EP個碼字碼元并且R＝1/3雙二進(jìn)制turbo編碼器輸出3N_EP個碼字碼元。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常知道在高代碼率的性能增益方面雙二進(jìn)制turbo代碼稍稍強(qiáng)于二進(jìn)制turbo代碼。當(dāng)同其信息碼元尺寸是N_EP的二進(jìn)制turbo代碼比較時，其信息碼元尺寸也是N_EP的雙二進(jìn)制turbo代碼在格子長度(也就是幀長度)方面減小到1/2，在解碼延遲方面產(chǎn)生了1/2的減少。但是不利的是，在較低代碼率的性能方面雙二進(jìn)制turbo代碼弱于二進(jìn)制turbo代碼。此外，因?yàn)閷τ诟褡訄D中的每個狀態(tài)使用4個分支，所以雙二進(jìn)制turbo代碼在解碼復(fù)雜性方面高于二進(jìn)制turbo代碼。
但是，作為同步移動通訊標(biāo)準(zhǔn)的CDMA2000 1x EV-DV(數(shù)據(jù)和語音的演變)保證移動站的移動性。對于保證移動性的系統(tǒng)，不僅應(yīng)該考慮由無線通訊信道中發(fā)生的噪聲導(dǎo)致的數(shù)據(jù)錯誤，而還應(yīng)該考慮用于克服由衰落導(dǎo)致的數(shù)據(jù)錯誤的各種方案。例如，為了使得發(fā)送器能夠積極地應(yīng)對在衰落信道環(huán)境中發(fā)生的信噪比(SNR)中的動態(tài)變化，深入地考慮用于在所有時間發(fā)送相同傳輸包的包調(diào)制方案和改變FEC代碼的代碼率的AMC方案。例如，在CDMA2000 1x EV-DV中，將準(zhǔn)互補(bǔ)turbo代碼(QCTC)用于物理信道作為自由地支持可變代碼率的方案。在如圖5所示將根據(jù)特定規(guī)則從給定母代碼編碼的代碼碼元重新排列之后，QCTC指定帶有由碼元選擇器選擇的各種代碼率的一組turbo代碼。
參照圖5，下面將說明選擇作為CDMA2000 1x EV-DV系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)的QCTC的操作。當(dāng)將信息流500輸入到具有速率R＝1/5的turbo編碼器510中時，turbo編碼器510使用母代碼對N_EP個輸入的信息碼元執(zhí)行turbo編碼。結(jié)果，turbo編碼器510產(chǎn)生5×N_EP個代碼碼元。通過代碼碼元分離器512將所產(chǎn)生的代碼碼元解復(fù)用為5個子塊。用參考標(biāo)記514表示分離的代碼碼元。將代碼碼元514分割為系統(tǒng)碼元組(或子塊X)以及多個奇偶碼元組(或者子塊Y0、Y1、Y’0和Y’1)。各個碼元組進(jìn)行部分位反轉(zhuǎn)順序(PBRO)交織。這里，各個子塊進(jìn)行獨(dú)立的交織。將其稱為“子塊交織”。參考標(biāo)記516a、516b、516c、516d和516e表示用于執(zhí)行PBRO交織的獨(dú)立裝置。
在PBRO交織的碼元中，原樣地輸出系統(tǒng)碼元，并且由交錯器518a和518b將PBRO交織的奇偶碼元交錯地重新排列。以這種方式實(shí)現(xiàn)重新排列將兩碼元交錯一次。也就是，交錯器518a通過交錯奇偶碼元Y0和Y’0形成新的組。類似地，交錯器518b交錯地重新排列在每個子塊中產(chǎn)生的奇偶碼元Y1和Y’1，從而形成新的組。因此，通過交錯而產(chǎn)生的每個組具有2×N_EP的尺寸。
隨后，以正常的順序來排列包括交織的系統(tǒng)碼元和兩個交錯的奇偶組的子塊，然后進(jìn)行連接，因此產(chǎn)生一個新的序列。這里，以“QCTC碼元”和參考標(biāo)記520來表示這種操作。通過上述的系列處理，完成了用于產(chǎn)生QCTC代碼的碼元重新排列。隨后，QCTC碼元選擇器522通過從5×N_EP個碼元中選擇隨機(jī)的碼元來產(chǎn)生具有各種代碼率的QCTC代碼。傳統(tǒng)的二進(jìn)制QCTC設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)考慮之處是在衰落信道中的所接收信號的性能提高。通過不僅將代碼性能而且將信道交織性能進(jìn)行優(yōu)化來體現(xiàn)QCTC設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。通常通過子塊交織和交錯來實(shí)現(xiàn)信道交織。
根據(jù)當(dāng)前的HPi標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)制方案和FEC代碼率現(xiàn)在有大約120種不同的可能組合。但是，還沒有提出用于產(chǎn)生和確定支持可能組合的FEC代碼(也就是，具有不同代碼率的turbo代碼)的方案。特別是，還沒有提出OFDM/OFDMA系統(tǒng)的用于根據(jù)調(diào)制方案和與每個數(shù)據(jù)速率對應(yīng)的FEC代碼率之間的關(guān)系來改變FED代碼率的方法。此外，當(dāng)使用混合自動重復(fù)請求(HARQ)時，還沒有提出用于產(chǎn)生各種冗余的方案。
對于在移動通訊系統(tǒng)中所使用的二進(jìn)制turbo代碼，也就是，在CDMA2000 1x EV-DV標(biāo)準(zhǔn)中所定義的二進(jìn)制turbo代碼，已經(jīng)提出了QCTC作為用于在上述環(huán)境中提供各種代碼的方案。但是，對于二進(jìn)制turbo代碼基本上優(yōu)化了QCTC。因此，當(dāng)將諸如雙二進(jìn)制turbo代碼的非二進(jìn)制turbo代碼用作母代碼時需要獨(dú)立的優(yōu)化。特別是，使用雙二進(jìn)制turbo代碼需要其中考慮系統(tǒng)碼元的特征的交織和碼元分類。
因此，需要一種用于在高速無線數(shù)據(jù)系統(tǒng)中產(chǎn)生所期望的代碼并且將所期望的代碼解碼的設(shè)備和方法。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種用于產(chǎn)生準(zhǔn)互補(bǔ)雙二進(jìn)制turbo代碼(QC-DBTC)的設(shè)備和方法，以及一種用于在其中使用不同包尺寸進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚贌o線數(shù)據(jù)系統(tǒng)中解碼QC-DBTC代碼的設(shè)備和方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于產(chǎn)生具有不同代碼率的雙二進(jìn)制turbo代碼的設(shè)備和方法，以及一種在其中使用HARQ的OFDMA高速無線包數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)中解碼雙二進(jìn)制turbo代碼的設(shè)備和方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于產(chǎn)生雙二進(jìn)制turbo代碼的設(shè)備和方法，以及一種在其中使用不同包尺寸的OFDMA高速無線包數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)中解碼雙二進(jìn)制turbo代碼的設(shè)備和方法，并且其中根據(jù)信道狀態(tài)、緩存器狀態(tài)、可獲得的子信道(子載波)的數(shù)量、OFDM碼元的數(shù)量、和傳輸持續(xù)時間來選擇多個FEC編碼方案之一和多個調(diào)制方案之一。
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供一種用于產(chǎn)生子包的設(shè)備。該設(shè)備包括編碼器，用于編碼信息碼元，其中將信息碼元交替饋入該編碼器的兩個輸入端口；碼元分離器，用于將所有編碼的碼元解復(fù)用為兩個系統(tǒng)碼元子塊和兩對奇偶碼元子塊；信道交織器，用于分開地交織子塊；碼元組產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生一對交織的奇偶碼元子塊的第一逐碼元復(fù)用的序列、另一對交織的奇偶碼元子塊的第二逐碼元復(fù)用的序列和兩個交織的系統(tǒng)碼元子塊的兩個系統(tǒng)的序列；以及碼元選擇器，用于從兩個系統(tǒng)的序列、第一逐碼元復(fù)用的序列和第二逐碼元復(fù)用的序列中選擇預(yù)定數(shù)量的碼元。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于產(chǎn)生子包的方法。該方法包括步驟編碼信息碼元，其中將所述信息碼元交替地饋入編碼器的兩個輸入端口；將所有編碼的碼元解復(fù)用為兩個系統(tǒng)碼元子塊和兩對奇偶碼元子塊；分開地交織子塊；產(chǎn)生一對交織的奇偶碼元子塊的第一逐碼元復(fù)用的序列、另一對交織的奇偶碼元子塊的第二逐碼元復(fù)用的序列和兩個交織的系統(tǒng)碼元子塊的兩個系統(tǒng)的序列；并且從兩個系統(tǒng)的序列、第一逐碼元復(fù)用的序列和第二逐碼元復(fù)用的序列中選擇預(yù)定數(shù)量的碼元。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種用于產(chǎn)生準(zhǔn)互補(bǔ)雙二進(jìn)制turbo代碼(QC-DBTC)的設(shè)備。該設(shè)備包括雙二進(jìn)制turbo編碼器，其具有多個構(gòu)成編碼器，用于接收信息碼元流，并且用于根據(jù)給定代碼率產(chǎn)生多個系統(tǒng)碼元流和多個奇偶碼元流，其中從與其關(guān)聯(lián)的構(gòu)成編碼器來產(chǎn)生奇偶碼元流，并且來自構(gòu)成編碼器之一的奇偶碼元流與來自另一個構(gòu)成編碼器的奇偶碼元流對應(yīng)；四碼元(quad-symbol)映射器，將系統(tǒng)碼元流四映射(quad-map)到一個碼元流；信道交織器，用于獨(dú)立地交織四映射的系統(tǒng)碼元流和來自構(gòu)成編碼器的奇偶碼元流，對四映射的系統(tǒng)碼元流進(jìn)行四逆映射(quad-demap)，交錯在來自交織的奇偶碼元流中的、彼此對應(yīng)的奇偶碼元流中的碼元，并且將四逆映射的系統(tǒng)碼元流串行連接為交錯的奇偶碼元流；以及雙二進(jìn)制turbo代碼產(chǎn)生器，用于重復(fù)串行連接的碼元流，并且用于根據(jù)代碼率和選擇信息來從重復(fù)的碼元流中選擇預(yù)定數(shù)量的碼元從而產(chǎn)生QC-DBTC代碼。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種用于產(chǎn)生準(zhǔn)互補(bǔ)雙二進(jìn)制turbo代碼(QC-DBTC)的方法。該方法包括步驟接收信息碼元流并且根據(jù)給定代碼率產(chǎn)生多個系統(tǒng)碼元流和多個奇偶碼元流；將所產(chǎn)生的碼元流分離為系統(tǒng)碼元流和奇偶碼元流；將分離的系統(tǒng)碼元流四映射到一個碼元流；分開地交織四映射的碼元流和奇偶碼元流；四逆映射交織的系統(tǒng)碼元流；成對交錯奇偶碼元流；將交錯的奇偶碼元流連接為四逆映射的系統(tǒng)碼元流；以及根據(jù)給定數(shù)據(jù)速率從連接的碼元中選擇要被發(fā)送的碼元。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種用于通過使用準(zhǔn)互補(bǔ)雙二進(jìn)制turbo代碼(QC-DBTC)編碼器根據(jù)給定代碼率將信息碼元流進(jìn)行編碼來產(chǎn)生代碼碼元并且從所產(chǎn)生的代碼碼元中選擇要被發(fā)送的所有或者某些代碼碼元的設(shè)備。所述設(shè)備包括QC-DBTC編碼器，用于接收信息碼元流并且根據(jù)預(yù)定的代碼率產(chǎn)生QC-DBTC碼元；分離器，用于將QC-DBTC編碼器的輸出碼元分離為多個系統(tǒng)碼元流和多個奇偶碼元流，其中所述系統(tǒng)碼元流被連接為一個碼元流；多個交織器，用于分開地交織奇偶碼元流；系統(tǒng)碼元流交織器，用于交織連接的系統(tǒng)碼元流；交錯器，用于成對地交錯奇偶碼元流；連接器，用于將系統(tǒng)碼元流交織器的輸出串行連接為交錯器的輸出；以及碼元選擇器，用于根據(jù)給定數(shù)據(jù)速率從連接的碼元中選擇要被發(fā)送的碼元。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種用于通過使用準(zhǔn)互補(bǔ)雙二進(jìn)制turbo代碼(QC-DBTC)編碼器根據(jù)給定代碼率將信息碼元流進(jìn)行編碼來產(chǎn)生代碼碼元并且從所產(chǎn)生的代碼碼元中選擇要被發(fā)送的所有或者某些代碼碼元的方法。所述方法包括步驟接收信息碼元流并且根據(jù)預(yù)定的代碼率產(chǎn)生QC-DBTC碼元；將QC-DBTC編碼器的輸出碼元分離為多個系統(tǒng)碼元流和多個奇偶碼元流，其中所述系統(tǒng)碼元流被連接為一個碼元流；分開地交織奇偶碼元流；交織連接的系統(tǒng)碼元流；成對地交錯奇偶碼元流；將交織的系統(tǒng)碼元流串行連接為交錯的奇偶碼元流；以及根據(jù)給定數(shù)據(jù)速率從連接的碼元中選擇要被發(fā)送的碼元。
根據(jù)本發(fā)明的第七個方面，提供一種用于通過使用準(zhǔn)互補(bǔ)雙二進(jìn)制turbo代碼(QC-DBTC)編碼器根據(jù)給定代碼率將信息碼元流進(jìn)行編碼來產(chǎn)生代碼碼元并且從所產(chǎn)生的代碼碼元中選擇要被發(fā)送的所有或者某些代碼碼元的設(shè)備。所述設(shè)備包括QC-DBTC編碼器，具有多個構(gòu)成編碼器，用于接收信息碼元流，并且用于根據(jù)給定代碼率產(chǎn)生多個系統(tǒng)碼元流和多個奇偶碼元流，其中從與其關(guān)聯(lián)的構(gòu)成編碼器中產(chǎn)生奇偶碼元流，并且來自一個構(gòu)成編碼器的奇偶碼元流與來自另一個構(gòu)成編碼器的奇偶碼元流對應(yīng)；分離器，用于將QC-DBTC編碼器的輸出分離為系統(tǒng)碼元流和奇偶碼元流；多個交織器，用于獨(dú)立地交織系統(tǒng)碼元流和奇偶碼元流；交錯器，用于成對交錯從不同構(gòu)成編碼器產(chǎn)生的奇偶碼元對；連接器，用于將交織的系統(tǒng)碼元流串行連接為交錯的奇偶碼元流；以及碼元選擇器，用于根據(jù)給定數(shù)據(jù)速率從連接的碼元中選擇要被發(fā)送的碼元根據(jù)本發(fā)明的第八個方面，提供一種用于通過使用準(zhǔn)互補(bǔ)雙二進(jìn)制turbo代碼(QC-DBTC)編碼器根據(jù)給定代碼率將信息碼元流進(jìn)行編碼來產(chǎn)生代碼碼元并且從所產(chǎn)生的代碼碼元中選擇要被發(fā)送的所有或者某些代碼碼元的方法。所述方法包括步驟通過QC-DBTC編碼器接收信息碼元流，并且根據(jù)給定代碼率產(chǎn)生多個系統(tǒng)碼元流和多個奇偶碼元流，其中從與其關(guān)聯(lián)的構(gòu)成編碼器中產(chǎn)生奇偶碼元流，并且來自一個構(gòu)成編碼器的奇偶碼元流與來自另一個構(gòu)成編碼器的奇偶碼元流對應(yīng)；將QC-DBTC編碼器的輸出分離為系統(tǒng)碼元流和奇偶碼元流；分開地交織系統(tǒng)碼元流和奇偶碼元流；成對地交錯奇偶碼元對；將交織的系統(tǒng)碼元流連接為交錯的奇偶碼元流；以及根據(jù)給定數(shù)據(jù)速率從連接的碼元中選擇要被發(fā)送的碼元。
根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供一種用于將全部或者某些接收的、通過使用準(zhǔn)互補(bǔ)雙二進(jìn)制turbo代碼(DC-DBTC)編碼器根據(jù)給定代碼率編碼信息碼元流而產(chǎn)生的代碼碼元進(jìn)行解碼的設(shè)備。所述設(shè)備包括選擇器，用于將預(yù)定的代碼碼元插入到與所接收的碼元中收縮的碼元對應(yīng)的位置；解交錯器，用于解交錯由選擇器產(chǎn)生的碼元中的奇偶碼元；四碼元(quad-symbol)映射器，用于四映射由選擇器產(chǎn)生的碼元中的系統(tǒng)碼元；多個解交織器，用于分開地解交織四映射的系統(tǒng)碼元流和解交錯的奇偶碼元流；四碼元逆映射器，用于對解交織的系統(tǒng)碼元流進(jìn)行四逆映射；代碼碼元連接器，用于將四碼元逆映射器的輸出連接為解交織的奇偶碼元流；以及QC-DBTC解碼器，用于對連接的碼元流進(jìn)行DC-DBTC解碼。


通過結(jié)合附圖閱讀下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，其中圖1示出了在使用正交頻分復(fù)用(OFDM)的IEEE 802.16a系統(tǒng)中用于發(fā)送高速數(shù)據(jù)給用戶的物理信道的結(jié)構(gòu)的框圖；圖2示出了在當(dāng)前HPi高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)中用于發(fā)送數(shù)據(jù)給用戶的物理信道的結(jié)構(gòu)的框圖；圖3示出了用于產(chǎn)生速率R＝1/2的雙二進(jìn)制turbo代碼的設(shè)備的框圖；圖4示出了用于產(chǎn)生R＝1/3的雙二進(jìn)制turbo代碼的設(shè)備的框圖；圖5示出了在CDMA2000 1x EV-DV系統(tǒng)中的QCTC碼元產(chǎn)生器的框圖；
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的、具有代碼率R＝1/3并且使用雙二進(jìn)制turbo代碼的QC-DBTC編碼器的結(jié)構(gòu)框圖；圖7示出了在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的QC-DBTC系統(tǒng)中的接收器的結(jié)構(gòu)的框圖；圖8示出了在根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方式的QC-DBTC系統(tǒng)中的發(fā)射器結(jié)構(gòu)的框圖；和圖9示出了在根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方式的QC-DBTC系統(tǒng)中的發(fā)射器結(jié)構(gòu)的框圖。
在所有的附圖中，應(yīng)該理解相似的附圖標(biāo)記指示相似的部件、元件和結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明幾個示例實(shí)施方式。在下面的說明中，為了簡潔，已經(jīng)省略了對合并在這里的已知功能和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的、具有代碼率R＝1/3并且使用雙二進(jìn)制turbo代碼的QC-DBTC編碼器的結(jié)構(gòu)框圖。參照圖6，下面將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的、具有代碼率R＝1/3并且使用雙二進(jìn)制turbo代碼的QC-DBTC編碼器的結(jié)構(gòu)和操作。在圖6中，turbo編碼器610在結(jié)構(gòu)上與參照圖4描述的turbo編碼器基本相同。圖4示出了用于產(chǎn)生R＝1/3的雙二進(jìn)制turbo代碼的設(shè)備的框圖。因此，將參照圖4來描述turbo編碼器610的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
在圖6中示出的QC-DBTC編碼器在結(jié)構(gòu)上類似于使用二進(jìn)制turbo代碼的傳統(tǒng)QCTC編碼器，除了包括處理系統(tǒng)碼元的過程。需要此過程是因?yàn)樵谌鐖D3和4所示的雙二進(jìn)制turbo代碼的情況中，將N_EP個系統(tǒng)碼元分為每個都包括N_EP/2個系統(tǒng)碼元的系統(tǒng)碼元流A和B。在由turbo交織器402 turbo交織之后由第二構(gòu)成編碼器403，或者由第一構(gòu)成編碼器401將各自的碼元A_i和B_i成對編碼。也就是，將每個信息流對A和B定義為通過對每個構(gòu)成編碼器的格子圖上的一個轉(zhuǎn)換過程而定義的信息流對，并且將碼元流的尺寸定義為N_EP/2。因此，接收信息流對的QC-DBTC編碼器根據(jù)碼元對A_i和B_i來執(zhí)行碼元分類，如圖6所示。也就是，在被塊交織之前將A_i和B_i映射為四碼元。
下面將詳細(xì)描述編碼過程。為了方便，這里將參照速率R＝1/3的雙二進(jìn)制turbo代碼來進(jìn)行描述。但是，還可以將該編碼過程應(yīng)用于具有代碼率1/2或其他代碼率的雙二進(jìn)制turbo代碼，而不必改變雙二進(jìn)制turbo代碼的編碼方式或結(jié)構(gòu)。代碼率的變化僅僅增加奇偶碼元組的數(shù)量從而降低代碼率。
編碼過程步驟1輸出雙二進(jìn)制turbo代碼的碼元分類參照圖6，使用R＝1/3雙二進(jìn)制turbo代碼作為母代碼的turbo編碼器610對于N_EP個輸入信息碼元執(zhí)行turbo編碼。該turbo編碼過程與傳統(tǒng)的雙二進(jìn)制turbo編碼過程基本相同。因此，雙二進(jìn)制turbo編碼器610產(chǎn)生3×N_EP個代碼碼元。參考標(biāo)記612示出了將雙二進(jìn)制turbo編碼器610的輸出碼元分離為系統(tǒng)碼元和奇偶碼元并且再連接分離的碼元的過程。在以這種方式所產(chǎn)生的代碼碼元中，將系統(tǒng)碼元分為每個都包括N_EP/2個碼元的兩個系統(tǒng)碼元流A和B，并且將奇偶碼元分為每個都包括N_EP/2個碼元的四個奇偶碼元流C11、C12、C21和C22，如圖6所示。注意在QC-DBTC編碼方案中的系統(tǒng)碼元的子塊的數(shù)量比圖5的傳統(tǒng)QCTC編碼方案中的子塊的數(shù)量多一個。下面將描述輸入的系統(tǒng)碼元的映射關(guān)系。如果用S(k)(其中k＝0，1，2，3，...，N_EP-1)表示輸入的系統(tǒng)碼元，用下面示出的等式(1)和等式(2)分別定義A_i和B_iA_i＝S(2i)其中i＝0，1，2，3，...，N_EP/2-1 (1)B_i＝S(2i+1)其中i＝0，1，2，3，...，N_EP/2-1 (2)步驟2系統(tǒng)碼元的四碼元映射如圖6所示，根據(jù)下面將要更詳細(xì)說明的四碼元映射表來將系統(tǒng)碼元流A和B映射為四碼元。由四碼元映射器630以這種方式來執(zhí)行四碼元映射將A_i和B_i映射到m_i(其中i＝0，1，2，3，...，N_EP/2-1)。這等效于根據(jù)等式(1)和等式(2)來計(jì)算A_i和B_i。因此，新產(chǎn)生的系統(tǒng)碼元流M具有N_EP/2的尺寸。A_i，B_i和m_i之間存在各種的可能映射規(guī)則。這里，使用通過二進(jìn)制表示用于將A_i和B_i映射到m_i的映射規(guī)則作為可能的映射規(guī)則的典型例子。不論使用什么樣的映射規(guī)則，重要的是通過如傳統(tǒng)的二進(jìn)制QCTC一樣的四碼元映射，新的系統(tǒng)碼元流M具有N_EP/2的尺寸，并且將每個四碼元映射到第i個系統(tǒng)碼元對A_i和B_i。在下面的表1中示出了四碼元映射表。
表1

表1示出了系統(tǒng)碼元A_i和B_i，與四碼元m_i之間的映射規(guī)則的例子。
步驟3奇偶碼元的分類隨后，將代碼碼元分離為系統(tǒng)碼元組(或者子塊M)以及多個奇偶碼元組(或者子塊Y0，Y1，Y’0，和Y’1)，然后解復(fù)用為5個子塊。這里，將該操作定義為“代碼碼元分離”，并且用圖6中的參考標(biāo)記614表示。代碼碼元分離器614在操作上與傳統(tǒng)QCTC碼元分離器514基本相同。可以用下面示出的等式(3)到等式(6)來表示由代碼碼元分離器614所執(zhí)行的操作。
Y0_i＝C11_i其中i＝0，1，2，3，...，N_EP/2-1 (3)Y1_i＝C12_i其中i＝0，1，2，3，...，N_EP/2-1 (4)Y′0_i＝C21_i其中i＝0，1，2，3，...，N_EP/2-1 (5)Y′1_i＝C22_i其中i＝0，1，2，3，...，N_EP/2-1 (6)步驟4子塊交織和交錯隨后，各個子塊進(jìn)行分開的交織，并且將此稱為“子塊交織”。由PBRO交織器616a、616b、616c、616d和616e來實(shí)現(xiàn)子塊交織。這里，所有的子塊具有N_EP/2的相同尺寸。隨后，將在每個子塊中產(chǎn)生的奇偶碼元Y0和Y’0進(jìn)行交錯然后進(jìn)行重新排列，以產(chǎn)生新的組。類似地，將在每個子塊中產(chǎn)生的奇偶碼元Y1和Y’1也進(jìn)行交錯然后進(jìn)行重新排列，以產(chǎn)生新的組。這里每個組或者奇偶碼元流具有N_EP/2的尺寸。由交錯器618a和618b實(shí)現(xiàn)交錯。
步驟5系統(tǒng)碼元的四碼元逆映射隨后，通過根據(jù)表1將四碼元逆映射回二進(jìn)制碼元A_i’和B_i’，從由子塊交織所新產(chǎn)生的系統(tǒng)碼元流M’來計(jì)算N_EP/2個系統(tǒng)碼元。參照表1，可將A_i和B_i分別當(dāng)作A_i’和B_i’。例如，將m_i＝3映射到(A_i，B_i)＝(1，1)。如上所述，存在有各種可能的映射規(guī)則，而本發(fā)明對于映射規(guī)則沒有限制?？梢杂孟旅娴牡仁?7)來表示m_i的映射。
m_i’→(A_i’B_i’)，其中i＝0，1，2，3，...，N_EP/2-1 (7)由四碼元逆映射器640來實(shí)現(xiàn)根據(jù)等式(7)或者其他方法的四逆映射。
步驟6QC-DBTC碼元連接隨后，將包括交織的系統(tǒng)碼元和兩個交錯的奇偶組的子塊以正常的順序進(jìn)行重新排列然后進(jìn)行連接，從而產(chǎn)生一個新序列。這里，用“QC-DBTC碼元”和圖6中的參考標(biāo)記620來表示這個操作。通過上述系列過程，完成了用于產(chǎn)生QC-DBTC代碼的碼元重新排列?？梢杂孟旅娴牡仁?8)來表示QD-DBTC碼元重新排列。
QC-DBTC＝{A′|B′|ITR(Y0，Y′0)|ITR(Y1，Y′1)} (8)在等式(8)中，{a|b}表示通過串行連接兩個序列‘a(chǎn)’和‘b’而獲得新序列，而ITR(a，b)表示兩個序列‘a(chǎn)’和‘b’的相互交錯。也就是，以a_0、b_0、a_1、b_1、a_2、b_2、...、a_M、b_M的順序交錯序列‘a(chǎn)’和‘b’。
步驟7QC-DBTC碼元選擇隨后，QC-DBTC碼元選擇器622通過從3×N_EP個碼元中選擇隨機(jī)碼元來產(chǎn)生具有不同代碼率的QC-DBTC代碼。在由本申請人提交的韓國專利申請No.P2001-0007357、標(biāo)題為“Code Generating Apparatus and Method in aCode System”中充分公開了用于產(chǎn)生具有不同代碼率的QC-DBTC代碼的方案，通過參考在這里合并其整個內(nèi)容。
如上所述，QC-DBTC在步驟2和步驟5與傳統(tǒng)二進(jìn)制QCTC不同。下面是使用四碼元映射的原因。
首先，使用四碼元映射使得系統(tǒng)碼元組的尺寸等于奇偶碼元組的尺寸。因此，發(fā)射器僅僅包括一個子塊交織裝置。也就是，使用相同的子塊尺寸為子塊交織的參數(shù)和算法的簡化做出了貢獻(xiàn)。通常，PBRO交織用作子塊交織。
其次，因?yàn)槭褂盟拇a元映射使得系統(tǒng)碼元組的尺寸等于奇偶碼元組的尺寸，所以接收器也僅僅包括一個子塊交織裝置。接收器最好使用在發(fā)射器中所使用的交織的逆函數(shù)來進(jìn)行子塊交織，并且，通常使用交織的逆函數(shù)導(dǎo)致解交織的實(shí)施復(fù)雜性的增加。此外，使用不同的子塊尺寸導(dǎo)致其實(shí)施復(fù)雜性成比例增加。因此，使用相同的子塊尺寸使得能夠使用單個逆函數(shù)，對于降低接收器的復(fù)雜性做出了貢獻(xiàn)。
第三，與用于分開地子塊交織系統(tǒng)碼元流A和B的方案比較，使用四碼元映射可以提高信道交織深度。在相關(guān)參考文獻(xiàn)中充分公開了信道交織深度的增加通常提高交織性能。特別是，信道交織深度是移動通訊系統(tǒng)中的重要性能參數(shù)，如參照傳統(tǒng)二進(jìn)制QCTC在上面所述，QCTC具有將FEC編碼和信道交織集成為一個方案的結(jié)構(gòu)。因此，即使QCTC具有相同的編碼增益，最好其結(jié)構(gòu)也能夠提高信道交織的性能。在這種情況中，四碼元映射結(jié)構(gòu)能夠?qū)⑾到y(tǒng)碼元的信道交織區(qū)擴(kuò)展到N_EP。但是，從信道交織區(qū)來說，用于分開地子塊交織系統(tǒng)碼元流A和B的方案限于N_EP/2。
圖7示出了在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的QC-DBTC系統(tǒng)中的接收器的結(jié)構(gòu)的框圖。參照圖7，下面將詳細(xì)地描述在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的QC-DBTC系統(tǒng)中的接收器的結(jié)構(gòu)和操作。
接收器執(zhí)行發(fā)射器中所使用的QC-DBTC的逆過程，并且從所接收的碼字碼元中恢復(fù)N_EP個系統(tǒng)碼元。參照圖7，下面將描述恢復(fù)系統(tǒng)碼元的過程。QC-DBTC碼元選擇器710將所接收的碼元q0、q1，...，qM01轉(zhuǎn)換為包括奇偶碼元和系統(tǒng)碼元的四碼元。用參考標(biāo)記712表示四碼元。因?yàn)樗拇a元分開地包括系統(tǒng)碼元和奇偶碼元，系統(tǒng)碼元被原樣輸出并且奇偶碼元被分為交錯的碼元714a和714b。通過解交錯過程將交錯的碼元714a和714b分離為對應(yīng)的奇偶碼元。通過四碼元映射器730將系統(tǒng)碼元映射為四碼元。將通過交錯過程分離的奇偶碼元流和系統(tǒng)碼元流輸入到它們關(guān)聯(lián)的PBRO處理器716a、716b、716c、716d和716e，并且PBRO處理器716a、716b、716c、716d和716e將輸入的碼元進(jìn)行PBRO重新排列。PBRO處理器716a、716b、716c、716d和716e的輸出碼元718等于圖6的代碼碼元分離器614的輸出碼元。
這里應(yīng)該注意，因?yàn)镹_EP個系統(tǒng)碼元q_k(其中k＝0，1，2，3，.....，N_EP-1)具有實(shí)數(shù)值(real value)，所以與發(fā)射器不同，接收器不能如表1中所示的那樣將系統(tǒng)碼元進(jìn)行四碼元映射到(0，0)，(0，1)，(1，0)，(1，1)。因此，與A_i’和B_i’對應(yīng)的碼元位置(q_k，q_k+1)(其中k＝0，2，4，.....，N_EP-2)被連接為一個碼元對(q_k，q_k+1)，其中將該碼元對當(dāng)作四碼元并且實(shí)現(xiàn)N_EP/2尺寸的PBRO交織。也就是，被完美地完成的就是簡單地匹配q_k和q_k+1的碼元位置。在表2中示出了這樣的映射規(guī)則的例子。
表2

以相同的方式，通過解交錯將奇偶碼元分割為4個奇偶塊，并且通過PBRO子塊解交織將奇偶塊分別分割為Y0、Y1、Y’0和Y’1，然后轉(zhuǎn)換為C11、C12、C21和C22。而且，通過PBRO子塊解交織將系統(tǒng)碼元M’恢復(fù)為它們原來的順序。
隨后，四碼元解映射器740通過發(fā)射器的逆過程將m_i(其中i＝0，1，2，...，N_EP-1)轉(zhuǎn)換為(A_i，B_i)。隨后，將通過連接A、B、C11、C12、C21和C22而獲得的所有3N_EP個代碼碼元輸入到雙二進(jìn)制turbo編碼器722。作為參考，當(dāng)代碼率高于1/3時，實(shí)際所發(fā)送的碼元數(shù)量小于3N_EP，并且在這種情況中，將擦除碼元添加到與沒有發(fā)送碼元的碼元位置對應(yīng)的q_i并且在上述過程中執(zhí)行QC-DBTC重復(fù)操作。
圖8示出了在根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方式的QC-DBTC系統(tǒng)中的發(fā)射器結(jié)構(gòu)的框圖。在圖8中，僅僅詳細(xì)示出了用于將系統(tǒng)碼元的尺寸擴(kuò)展到N_EP的方案。
如圖8所示，該方案與傳統(tǒng)QCTC方案在結(jié)構(gòu)上基本相同，但是不同之處在于圖8的方案使用二進(jìn)制turbo編碼器。而且與圖6的結(jié)構(gòu)相比較，圖8的結(jié)構(gòu)不包括四碼元映射器和四碼元解映射器。除了沒有了四碼元映射器和四碼元解映射器外，圖8的結(jié)構(gòu)與圖6的結(jié)構(gòu)基本相同，所以將僅僅描述在結(jié)構(gòu)上和功能上的這些不同之處。如能夠從圖8中看出的，從與系統(tǒng)碼元關(guān)聯(lián)的PBRO子塊交織器816a的尺寸來說，從turbo編碼器810輸出的代碼碼元之中的系統(tǒng)碼元為兩倍，而用于傳統(tǒng)QCTC碼字的所有PBRO子塊交織器616a到616e具有相同的尺寸。以A_0，B_0，A_1，B_1，A_2，B-2，....，A_(N_EP/2-1)，B_(N_EP/2-1)的順序交替地排列系統(tǒng)碼元流A和B，然后將它們輸入到PBRO子塊交織器816a。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是，基于每個二進(jìn)制碼元也就是基于每個位來執(zhí)行信道交織，從而提高信道交織的隨機(jī)性。但是，這種方案的缺點(diǎn)在于，因?yàn)橛糜谙到y(tǒng)碼元的子塊在尺寸上與用于奇偶碼元的子塊不同，所以發(fā)射器和接收器兩者都需要兩個PBRO子塊交織裝置。但是，因?yàn)樵趫D6所示的QC-DBTC方案中將信道交織深度擴(kuò)展為N_EP，所以可以忽略圖8的基于位的信道交織器深度和擴(kuò)展的信道交織深度之間的差異。
在另一個實(shí)施方式中，僅僅使用二進(jìn)制turbo編碼器而QCTC代碼產(chǎn)生設(shè)備的結(jié)構(gòu)保持不變。在這個實(shí)施方式中，因?yàn)榕cQCTC方案不同，從二進(jìn)制turbo編碼器輸出的系統(tǒng)碼元的數(shù)量是兩倍，所以將子塊交織器的數(shù)量增加到2(M0和M1)。因此，所有子塊交織器具有N_EP/2的相同尺寸，與圖6中的那些相同。在圖9中示出了這樣的方案。這里，將僅僅描述圖9和圖6的結(jié)構(gòu)和功能之間的不同。
圖9的方案具有用于系統(tǒng)碼元的兩個PBRO子塊交織器。在圖9中，用于系統(tǒng)碼元的子塊交織器916a1和916a2具有與用于奇偶碼元的子塊交織器916b、916c和916d相同的尺寸。因此，系統(tǒng)碼元流A和B在它們關(guān)聯(lián)的子塊M0和M1中順序地進(jìn)行排列，經(jīng)歷獨(dú)立的PBRO子塊交織，然后被順序地排列在QC-DBTC碼元流中。
這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是，基于每個二進(jìn)制碼元也就是基于每個位來執(zhí)行信道交織，并且所有的子塊可以使用相同尺寸的PBRO交織裝置。但是，這種方案的缺點(diǎn)是，因?yàn)橛糜谙到y(tǒng)碼元的子塊具有N_EP/2的小尺寸并且在QC-DBTC碼元流中被并行排列，所以與圖6的傳統(tǒng)方案比較，信道交織深度被限制在N_EP/2。
如上所述，本發(fā)明可以在高速無線數(shù)據(jù)系統(tǒng)中產(chǎn)生具有不同代碼率的代碼，在所述高速無線數(shù)據(jù)系統(tǒng)中在傳輸之前使用用于選擇多個調(diào)制方案之一和多個FEC編碼方案之一的雙二進(jìn)制turbo代碼作為母代碼。在HARQ中，本發(fā)明可以提供帶有簡單QC-DBTC編碼器的各種子碼字和冗余，從而將系統(tǒng)的傳輸效率最大化。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的某些示例實(shí)施方式示出和說明了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不偏離由所附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)生子包的設(shè)備，包括編碼器，用于編碼信息碼元，其中將信息碼元交替饋入該編碼器的兩個輸入端口；碼元分離器，用于將所有編碼的碼元解復(fù)用為兩個系統(tǒng)碼元子塊和兩對奇偶碼元子塊；信道交織器，用于分開地交織子塊；碼元組產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生一對交織的奇偶碼元子塊的第一逐碼元復(fù)用的序列、另一對交織的奇偶碼元子塊的第二逐碼元復(fù)用的序列和兩個交織的系統(tǒng)碼元子塊的兩個系統(tǒng)序列；以及碼元選擇器，用于從兩個系統(tǒng)序列、第一逐碼元復(fù)用的序列和第二逐碼元復(fù)用的序列中選擇預(yù)定數(shù)量的碼元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述編碼器根據(jù)1/3代碼率將信息碼元進(jìn)行編碼。
3.一種用于產(chǎn)生子包的方法，包括步驟編碼信息碼元，其中將所述信息碼元交替地饋入編碼器的兩個輸入端口；將所有編碼的碼元解復(fù)用為兩個系統(tǒng)碼元子塊和兩對奇偶碼元子塊；分開地交織子塊；產(chǎn)生一對交織的奇偶碼元子塊的第一逐碼元復(fù)用的序列、另一對交織的奇偶碼元子塊的第二逐碼元復(fù)用的序列和兩個交織的系統(tǒng)碼元子塊的兩個系統(tǒng)序列；以及從兩個系統(tǒng)序列、第一逐碼元復(fù)用的序列和第二逐碼元復(fù)用的序列中選擇預(yù)定數(shù)量的碼元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中根據(jù)1/3代碼率將信息碼元進(jìn)行編碼。
5.一種用于產(chǎn)生準(zhǔn)互補(bǔ)雙二進(jìn)制turbo代碼(QC-DBTC)的設(shè)備，包括雙二進(jìn)制turbo編碼器，其具有多個構(gòu)成編碼器，用于接收信息碼元流，并且用于根據(jù)給定代碼率產(chǎn)生多個系統(tǒng)碼元流和多個奇偶碼元流，其中從與其關(guān)聯(lián)的構(gòu)成編碼器來產(chǎn)生奇偶碼元流，并且來自構(gòu)成編碼器之一的奇偶碼元流與來自另一個構(gòu)成編碼器的奇偶碼元流對應(yīng)；四碼元映射器，將系統(tǒng)碼元流四映射到一個碼元流；信道交織器，用于獨(dú)立地交織四映射的系統(tǒng)碼元流和來自構(gòu)成編碼器的奇偶碼元流，對四映射的系統(tǒng)碼元流進(jìn)行四逆映射，交錯在來自交織的奇偶碼元流中的、彼此對應(yīng)的奇偶碼元流中的碼元，并且將四逆映射的系統(tǒng)碼元流串行連接為交錯的奇偶碼元流；以及雙二進(jìn)制turbo代碼產(chǎn)生器，用于重復(fù)串行連接的碼元流，并且用于根據(jù)代碼率和選擇信息來從重復(fù)的碼元流中選擇預(yù)定數(shù)量的碼元從而產(chǎn)生QC-DBTC代碼。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中從所述四碼元映射器輸出的四映射的系統(tǒng)碼元流是系統(tǒng)碼元流尺寸的1/2。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中從所述四碼元映射器輸出的四映射的系統(tǒng)碼元流在尺寸上等于QC-DBTC代碼。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中從所述四碼元映射器輸出的四映射的系統(tǒng)碼元流在尺寸上等于奇偶碼元流。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述信道交織器包括多個交織器，用于將從構(gòu)成編碼器輸出的四映射的系統(tǒng)碼元流和奇偶碼元流進(jìn)行獨(dú)立地交織；四碼元解映射器，用于將四映射的系統(tǒng)碼元流進(jìn)行解四映射；交錯器，用于將交織的奇偶碼元進(jìn)行交錯；以及碼元連接器，用于將解四映射的碼元串行連接為交錯的碼元。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述雙二進(jìn)制turbo編碼器的代碼率是1/3。
11.一種用于產(chǎn)生準(zhǔn)互補(bǔ)雙二進(jìn)制turbo代碼(QC-DBTC)的方法，包括步驟接收信息碼元流并且根據(jù)給定代碼率產(chǎn)生多個系統(tǒng)碼元流和多個奇偶碼元流；將所產(chǎn)生的碼元流分離為系統(tǒng)碼元流和奇偶碼元流；將分離的系統(tǒng)碼元流四映射到一個碼元流；獨(dú)立地交織四映射的碼元流和奇偶碼元流；四逆映射交織的系統(tǒng)碼元流；成對交錯奇偶碼元流；將交錯的奇偶碼元流連接為四逆映射的系統(tǒng)碼元流；以及根據(jù)給定數(shù)據(jù)速率從連接的碼元中選擇要被發(fā)送的碼元。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述交織步驟還包括步驟將四映射的系統(tǒng)碼元流和奇偶碼元流進(jìn)行獨(dú)立地交織；將四映射的系統(tǒng)碼元流進(jìn)行解四映射；將交織的奇偶碼元進(jìn)行交錯；以及將解四映射的系統(tǒng)碼元流串行連接為交錯的奇偶碼元流。
13.一種用于通過使用準(zhǔn)互補(bǔ)雙二進(jìn)制turbo代碼(QC-DBTC)編碼器根據(jù)給定代碼率將信息碼元流進(jìn)行編碼來產(chǎn)生代碼碼元并且從所產(chǎn)生的代碼碼元中選擇要被發(fā)送的所有或者某些代碼碼元的設(shè)備，該設(shè)備包括QC-DBTC編碼器，用于接收信息碼元流并且根據(jù)預(yù)定的代碼率產(chǎn)生QC-DBTC碼元；分離器，用于將QC-DBTC編碼器的輸出碼元分離為多個系統(tǒng)碼元流和多個奇偶碼元流，其中所述系統(tǒng)碼元流被連接為一個碼元流；多個交織器，用于獨(dú)立地交織奇偶碼元流；系統(tǒng)碼元流交織器，用于交織連接的系統(tǒng)碼元流；交錯器，用于成對地交錯奇偶碼元流；連接器，用于將系統(tǒng)碼元流交織器的輸出串行連接為交錯器的輸出；以及碼元選擇器，用于根據(jù)給定數(shù)據(jù)速率從連接的碼元中選擇要被發(fā)送的碼元。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述分離器將系統(tǒng)碼元流交錯為一個系統(tǒng)碼元流。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中系統(tǒng)碼元流交織器在尺寸上是用于交織奇偶碼元流的交織器的兩倍。
16.一種用于通過使用準(zhǔn)互補(bǔ)雙二進(jìn)制turbo代碼(QC-DBTC)編碼器根據(jù)給定代碼率將信息碼元流進(jìn)行編碼來產(chǎn)生代碼碼元并且從所產(chǎn)生的代碼碼元中選擇要被發(fā)送的所有或者某些代碼碼元的方法，所述方法包括步驟接收信息碼元流并且根據(jù)預(yù)定的代碼率產(chǎn)生QC-DBTC碼元；將QC-DBTC編碼器的輸出碼元分離為多個系統(tǒng)碼元流和多個奇偶碼元流，其中所述系統(tǒng)碼元流被連接為一個碼元流；獨(dú)立地交織奇偶碼元流；交織連接的系統(tǒng)碼元流；成對地交錯奇偶碼元流；將交織的系統(tǒng)碼元流串行連接為交錯的奇偶碼元流；以及根據(jù)給定數(shù)據(jù)速率從連接的碼元中選擇要被發(fā)送的碼元。
17.一種用于通過使用準(zhǔn)互補(bǔ)雙二進(jìn)制turbo代碼(QC-DBTC)編碼器根據(jù)給定代碼率將信息碼元流進(jìn)行編碼來產(chǎn)生代碼碼元并且從所產(chǎn)生的代碼碼元中選擇要被發(fā)送的所有或者某些代碼碼元的設(shè)備，所述設(shè)備包括QC-DBTC編碼器，具有多個構(gòu)成編碼器，用于接收信息碼元流，并且用于根據(jù)給定代碼率產(chǎn)生多個系統(tǒng)碼元流和多個奇偶碼元流，其中從與其關(guān)聯(lián)的構(gòu)成編碼器中產(chǎn)生奇偶碼元流，并且來自一個構(gòu)成編碼器的奇偶碼元流與來自另一個構(gòu)成編碼器的奇偶碼元流對應(yīng)；分離器，用于將QC-DBTC編碼器的輸出分離為系統(tǒng)碼元流和奇偶碼元流；多個交織器，用于獨(dú)立地交織系統(tǒng)碼元流和奇偶碼元流；交錯器，用于成對交錯從不同構(gòu)成編碼器產(chǎn)生的奇偶碼元對；連接器，用于將交織的系統(tǒng)碼元流串行連接為交錯的奇偶碼元流；以及碼元選擇器，用于根據(jù)給定數(shù)據(jù)速率從連接的碼元中選擇要被發(fā)送的碼元。
18.一種用于通過使用準(zhǔn)互補(bǔ)雙二進(jìn)制turbo代碼(QC-DBTC)編碼器根據(jù)給定代碼率將信息碼元流進(jìn)行編碼來產(chǎn)生代碼碼元并且從所產(chǎn)生的代碼碼元中選擇要被發(fā)送的所有或者某些代碼碼元的方法，所述方法包括步驟通過QC-DBTC編碼器接收信息碼元流，并且根據(jù)給定代碼率產(chǎn)生多個系統(tǒng)碼元流和多個奇偶碼元流，其中從與其關(guān)聯(lián)的構(gòu)成編碼器中產(chǎn)生奇偶碼元流，并且來自一個構(gòu)成編碼器的奇偶碼元流與來自另一個構(gòu)成編碼器的奇偶碼元流對應(yīng)；將QC-DBTC編碼器的輸出分離為系統(tǒng)碼元流和奇偶碼元流；獨(dú)立地交織系統(tǒng)碼元流和奇偶碼元流；成對地交錯奇偶碼元對；將交織的系統(tǒng)碼元流連接為交錯的奇偶碼元流；以及根據(jù)給定數(shù)據(jù)速率從連接的碼元中選擇要被發(fā)送的碼元。
19.一種用于將全部或者某些接收的、通過使用準(zhǔn)互補(bǔ)雙二進(jìn)制turbo代碼(DC-DBTC)編碼器根據(jù)給定代碼率編碼信息碼元流而產(chǎn)生的代碼碼元進(jìn)行解碼的設(shè)備，所述設(shè)備包括選擇器，用于將預(yù)定的代碼碼元插入到與所接收的碼元中收縮的碼元對應(yīng)的位置；解交錯器，用于解交錯由選擇器產(chǎn)生的碼元中的奇偶碼元；四碼元映射器，用于四映射由選擇器產(chǎn)生的碼元中的系統(tǒng)碼元；多個解交織器，用于獨(dú)立地解交織四映射的系統(tǒng)碼元流和解交錯的奇偶碼元流；四碼元逆映射器，用于對解交織的系統(tǒng)碼元流進(jìn)行四逆映射；代碼碼元連接器，用于將四碼元逆映射器的輸出連接為解交織的奇偶碼元流；以及QC-DBTC解碼器，用于對連接的碼元流進(jìn)行DC-DBTC解碼。
全文摘要
一種用于產(chǎn)生QC－DBTC的設(shè)備。該設(shè)備包括QC－DBTC編碼器，用于接收信息碼元流，并且用于根據(jù)給定代碼率產(chǎn)生多個系統(tǒng)碼元流和多個奇偶碼元流。該設(shè)備還包括四碼元映射器，其將系統(tǒng)碼元流四映射到一個碼元流；信道交織器，其獨(dú)立地交織四映射的系統(tǒng)碼元流和奇偶碼元流，對四映射的系統(tǒng)碼元流進(jìn)行四逆映射，交錯奇偶碼元流中的碼元，并且將四逆映射的系統(tǒng)碼元流串行連接為交錯的奇偶碼元流。還提供雙二進(jìn)制turbo代碼產(chǎn)生器，用于重復(fù)串行連接的碼元流，并且用于根據(jù)代碼率和選擇信息來從重復(fù)的碼元流中選擇預(yù)定數(shù)量的碼元從而產(chǎn)生QC－DBTC代碼。
文檔編號H04L5/02GK1806392SQ200580000444
公開日2006年7月19日 申請日期2005年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月20日
發(fā)明者金潣龜, 河相赫, 具永謨 申請人:三星電子株式會社