基于并行编码与并行交织的无线通信传输方法技术

本发明专利技术公开了一种基于并行编码与并行交织的无线通信传输方法。在信道编码过程中，首先对待编码数据划分分块并进行并行编码，然后将并行编码所获得的数据作为待交织数据进行并行交织；在并行交织过程中，对待交织数据划分分块，并且修改交织表的存储内容和存储格式；按原交织表的最大深度L，采用L个寄存器存储待交织数据；根据修改后的交织表存储的位置信息，判断待交织数据与寄存器的位置关系是否正确，如果位置关系正确，则存储待交织数据；在完成所有数据存储后，寄存器移位输出。利用本发明专利技术，可以节省大量的系统资源，减少系统设计复杂度，大大提高短距无线通信系统发送端的数据吞吐率。

【技术实现步骤摘要】
基于并行编码与并行交织的无线通信传输方法
本专利技术涉及一种无线通信传输方法，尤其涉及一种基于并行编码与并行交织的无线通信传输方法，属于无线通信

技术介绍
在现有技术中，无线通信系统的发送端如果数据传输的速率不高，可以按照图1所示的方式以比特流配合缓存方式串行进行卷积编码、缓存打孔和交织等数据处理。在调制之前进行串并转换，获得高阶调制所需要的多比特数据。在这个过程中，显然图2所示的逐次型交织器无法达到极高的数据吞吐率，为了提高无线通信系统的发送端数据吞吐率，需要将待发送数据分割成独立几段，对其采用并行方式进行编码与交织。这样可以极大地提高数据处理效率，因此得到了广泛的应用，特别是在OFDM调制的4G通信系统中，例如LTE/LTE-A等。在公开号为CN102394663A的中国专利申请中，公开了一种大幅改进的分段并行卷积编码的方法。如图3所示，该方法通过修改分段后的待编码数据块之间的重叠部分数据比特为0，巧妙的利用了卷积编码记忆特性，对于初始状态错误（全0）的分块输出比特与前一个分块末尾（正确的待编码数据是下一个分块启始比特，但分段时填入全0）的等长度错误输出，两者按比特求异或，就能得到该段位置正确的卷积编码输出。但是，该方法需要对编码块按并行度进行分块，利用多块存储器存储待编码块。若采用乒乓机制缓存数据，则存储器的消耗量将翻倍，若待编码块的数据量变大，则存储器的消耗量也将变大。此外，分段并行编码方式还需要配合分段并行交织方式，才能真正提高系统整体的吞吐率。在公开号为CN101116249A的中国专利申请中，采用并行输入数据，同时写入多个存储库构成的存储器，并以与写入不同的顺序读出已写入的数据，由此实现对二维排列型交织方式的并行交织。该方法通过如下的公式确定分块输出的数据块大小，避免出现对存储库单元的存取争用现象。Ksout＝ceiling((C-floor(Ro*Ms/R))/Ms_*R+Ro其中，C表示存储库数量，R表示存储库深度。在PIL交织方式下，Ro为一质数。对于输入分块数量、输出分块数量和存储库数量相等时的情况，按具体应用场景取1或4，获得Ksout。如此获得的Ksout由于与存储库数量互质，所以按列读取时不会发生第一段输出与第二段输出数据取自同一个库的情况，然后按Ksout重整交织表，如图4所示，以K＝45，C＝5，R＝10，5个存储库为例，配合存储在LUT（显示查找表）中的交织表读取地址，可不产生存取争用。Ro＝1，计算可得Ksout＝11，所以输出的5段数据长度为11，内部交织图案也为5个LUT。如图5所示，内部交织图案按存储库个数分为N个，LUT交织表内灰色部分表示该比特（bit）是虚拟比特，在输出端利用指示信号区别。图5中并行度为5，参考LUT0中存储的内容，其中k表示交织后输出的第k个比特，A（k）表示输出的第k个比特是原来的第A（k）个比特，即U（k）＝A（k），b0表示所属的存储库，a0表示所属库的存储地址，cnt_r是一个计数器，用来同步控制与计算，见下式。b[m]=floor{A(cnt_r+m*C)/C}a[m]=A(cnt_r+m*C)modC为使具体操作更加明确，该专利申请给出了交织器的系统读写操作时序，具体如图6所示。上述并行交织方法能够不出现存取争用的本质是基于PIL交织方式，并且计算Ksout改变并行输出数据序列的长度，来规避存储单元数量C对于输出端的影响。对非PIL交织方式，若合理划分交织器并行度也可采用该并行交织方法，但是依然有可能出现存取争用的现象。理论上对于任意的交织方式，该方法无法保证能完全避免存取争用，需要结合具体的交织方式对系统支持的所有内部交织图案进行逐个分析，在不同交织方式下需要修改LUT内存储的交织图案，运算及控制逻辑十分复杂。此外为了达到不出现存取争用、适配任意的交织表的效果，可以采用仲裁电路决定信号存取。如图7所示，交织图案预先对存入的比特进行判断，若同一时刻出现两个或多个比特存入同一块存储库，则按一定的优先顺序缓存部分比特，采用FIFO（FirstInFirstOut，先入先出队列）缓存竞争数据，待其它存储库出现存入争抢并且本存储库没有写入操作时，将FIFO缓存数据写入。仲裁电路的加入无疑增加了逻辑的复杂性，随着并行度的提高、交织表深度的加深以及数量增加，需要的FIFO数量也随之增加。因此，正确分配缓存数据的逻辑设计十分复杂，系统整体的复杂度也极大提升。
技术实现思路
针对现有技术所存在的不足，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种适用于任意交织方式，将并行编码与并行交织相结合的无线通信传输方法。为实现上述的专利技术目的，本专利技术采用下述的技术方案：一种基于并行编码与并行交织的无线通信传输方法，在信道编码过程中，首先对待编码数据划分分块并进行并行编码，然后将并行编码所获得的数据作为待交织数据进行并行交织；在所述并行交织过程中，无需考虑交织方式，对待交织数据划分分块，并且修改交织表的存储内容和存储格式。按所述原交织表的最大深度L，采用L个寄存器存储交织数据。根据调整后的交织表存储的位置信息，判断待交织数据与寄存器的位置关系是否正确，如果位置关系正确，则存储待交织数据。完成所有数据存储后，寄存器移位输出，其中L为正整数。在所述并行编码过程中，首先将所述待编码数据共S比特划分为N个分块，由一个编码器同时对S/N个比特进行编码，一次编码操作后输出(S/N)*R个比特编码结果，其中N为正整数，R为编码率。其中较优地，在所述并行编码过程中，利用比特模式转化模块将介质访问控制层的待编码数据划分为3/2/1个比特的小块进行编码。其中较优地，在修改交织表的存储内容时，所述交织表的第k个单元存储交织前第k个信息经过交织后所在的位置信息，所述交织表的第k个地址不再代表交织后的第k个信息，其中K为正整数。其中较优地，在修改交织表的存储格式时，将顺序的已修改存储内容的L个位置信息按并行度M，每隔M个位置信息存储在交织表的同一个地址。其中较优地，如果所述交织表的深度L不能被M整除，在空余比特位置填入极大值，使该地址无效。其中较优地，在所述并行编码过程和所述并行交织过程中，采用寄存器存储数据。与现有技术相比较，本专利技术具有以下的技术特点：1.采用完全不同的架构实现并行编码，一次编码操作输出N比特编码后结果，不消耗存储器，也不需要额外控制单元。2.使用组合逻辑，依靠简便判断方式与寄存器物理特性，适用与任意交织方式，完全避免存取竞争，大大降低了设计复杂度，节省系统整体资源开销。3.可以直接适配不同调制方式，减少系统缓存存储，大大系统发送端的数据吞吐率。附图说明图1是现有技术中，比特流串行处理过程的示意图；图2是现有技术中，逐次型交织器的示意图；图3是现有技术中，分段并行卷积编码过程的示意图；图4是现有技术中，分段并行交织系统结构的示意图；图5是现有技术中，存储库内部交织图案的示意图；图6是现有技术中，系统读写操作时序的示意图；图7是现有技术中，带仲裁电路的2并行度交织器的结构示意图；图8是本专利技术中，编码器的初始状态示意图；图9是本专利技术中，编码器的数据更新顺序示意图；图10是本专利技术中，交织表修改的示意图；图11是本专利技术中，第k比特的判断逻辑示意图；图12是本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于并行编码与并行交织的无线通信传输方法，其特征在于在信道编码过程中，首先对待编码数据划分分块并进行并行编码，然后将并行编码所获得的数据作为待交织数据进行并行交织；在所述并行交织过程中，对所述待交织数据划分分块，并且修改交织表的存储内容和存储格式；按原交织表的最大深度L，采用L个寄存器存储待交织数据；根据修改后的交织表存储的位置信息，判断待交织数据与寄存器的位置关系是否正确，如果位置关系正确，则存储待交织数据；在完成所有数据存储后，寄存器移位输出，其中L为正整数。

【技术特征摘要】
1.一种基于并行编码与并行交织的无线通信传输方法，其特征在于在信道编码过程中，首先对待编码数据划分分块并进行并行编码，然后将并行编码所获得的数据作为待交织数据进行并行交织；在所述并行交织的过程中，对所述待交织数据划分分块，并且修改交织表的存储内容和存储格式；按原交织表的最大深度L，采用L个寄存器存储待交织数据；根据修改后的交织表存储的位置信息，判断待交织数据与寄存器的位置关系是否正确，如果位置关系正确，则存储待交织数据；在完成所有数据存储后，寄存器移位输出，其中L为正整数。2.如权利要求1所述的无线通信传输方法，其特征在于，在所述并行编码的过程中，首先将所述待编码数据共S比特划分为N个分块，由一个编码器同时对S/N个比特进行编码，一次编码操作后输出(S/N)*R个比特编码结果，其中N、S为正整数，R为编码率。3.如权利要求2所述的无线通信传输方法，其特征在于，所述编码器为前馈卷积码编码器。4.如权利要求1所述的无线通信传输方法，其特征在于，在所述并行编码的过程中，利用比特模式转化模块将介质访问控制层的待编码数据划分为3/2/1比特的小块进行编码。5.如权利要求1所述的无线通信传输方法，其特征在于，在修改交织表的存储内容时，所述交织表的第k个单元存储交织前第k个信息经过交织后所在的位...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋志豪，朱正航，罗艺华，钱骅，
申请(专利权)人：上海无线通信研究中心，
类型：发明
国别省市：上海;31