一种Turbo码交织器的产生方法技术

本发明专利技术提供了一种Turbo码交织器的产生方法，包括输入N和M，以及设定L，并满足L＝NM，设置D

A generation method of Turbo code interleaver

【技术实现步骤摘要】
一种Turbo码交织器的产生方法
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种Turbo码交织器的产生方法。
技术介绍
宽带电力线载波通信系统，不需要重新布线，在现有的配电网配置上PLC终端、中继、局端设备及附属装置，将原有的电力线网络改装成电力线通信网络。通过电力线路构建高速因特网，能够完成诸如视频、语音和数据等承载业务，方便快捷，且可最大限度利用现有的设施。IEEEP1901系列规范是现行的宽带电力线载波通信标准，其中利用Turbo码作为宽带电力线载波的通信编码，Turbo码又称并行级联卷积码(PCCC，ParallelConcatenatedConvolutionalCode)，它巧妙地将卷积码和随机交织器结合在一起，在实现随机编码思想的同时，通过交织器实现了由短码构造长码的方法，并采用软输出迭代译码来逼近最大似然译码。IEEEP1901规范中定义的Turbo编码器架构如图1所示。该Turbo编码由2个相同的分量编码器ENC1，分量编码器ENC2和交织器Π(x)组成，每输入一对信息比特(u1，u2)，输出系统比特(u1，u2)，和校验比特(p，q)。其中，交织器Π(x)按预定方式重新排列符号或比特序列。Turbo码交织器是用来构建Turbo码的一部分。在Turbo码作为两个构成递归卷积码的并行级联的情况下，Turbo交织器在编码第二个编码之前，以伪随机方式重新排序输入数据序列。现有的交织器采用由两组成编码器产生的单独的编码，其编码是不相关的，它的特性使得他们被Turbo编码器结合而产生的一种复合编码具有优良的错误保护能力。然而现有技术中(如IEEEP1901标准)的交织器可以进一步改进和优化。下面先介绍一下P1901Turbo编码器的过程。P1901Turbo编码器中的ENC1和ENC2使用8状态编码器，输入数据流的第一个比特位映射到u1，第二个比特位映射到u2，以此类推，在一个ENC中，每一对比特位对应输出一个校验位。校验(p，q)的计算根据图2确定。编码器的状态用S＝4s1+2s2+s3表示为S(0≤S≤7)咬尾循环状态Sc1(ENC1)和Sc2(ENC2)由以下两个步骤确定：第一步是确定在全零状态下编码器对长度为L＝K/2的信息比特对的响应S0,L-1，也就将信息比特对输入到分量编码器ENC1(ENC2输入的是交织后的信息比特)直到最后一对比特，记下编码结束的末状态S0,L-1，并丢弃编码过程中产生的结果。第二步是实际编码，即从下表(下表为咬尾编码循环状态查询表(Sc))中找出S0,L-1所对应的Sc，并把分量编码的初始状态设为S0＝Sc，然后将输入信息比特对重新进入分量编码器，再经过一次编码得到实际输出的Turbo编码校验位,而编码器的末状态SL-1＝S0，达到咬尾编码效果。P1901Turbo交织模块：Turbo交织器用于将原始数据交织后作为第二个分量码的输入，Turbo交织按照双比特(比特对)为单位进行，交织器长度等于原始数据块长度的双比特数量。假设交织器长度为L,并且可以分拆为L＝MN，其中M和N为正整数。P1901Turbo交织器采用一种结构型交织器，交织器的映射函数Π(x)可表示为：其中为对x取整，S(x)为交织器映射函数的前N个成员，且[S(x)modN]表示为0到N-1伪随机排列的序列，其它映射函数成员可以通过以下迭代方法获取如下：Π(x+mN)＝[S(x)-mN+L]modL,0≤x＜N,m＝0,1,…,M-1。由此可见，这种Turbo交织器具有硬件实现简单，其Turbo解码性能完全由S(x)决定，使交织器的设计从L参数设计简化到N参数设计。P1901标准定义了三种PB长度，即：PB16(帧控制),PB136和PB520。国家电网宽带标准的扩展了另外两种，即：PB72和PB264，它们的Turbo交织参数由下表给出：需要注意的是，当交织器输出地址为偶数时，对应的交织后的信息比特对的第0和第1比特要交换一下,以便进一步去除双二元比特的相关性。需要指出的是大量的性能仿真验证发现现有P1901Turbo交织器的性能可以通过重新设计交织器的交织表来进一步提升。为此，本专利技术将揭露一种交织器设计(寻找)方法和装置，并对PB16,PB136,PB520帧长提出一系列改进的交织表，以及改进后的交织表和原P1901的性能对比。本专利技术还对国家电网宽带电力线载波标准中的PB72和BP264帧长给出相应的交织表。需要指出，本专利技术所揭露的交织器设计方法也可以用于设计其它帧长的交织器和其他形式的Turbo码。Turbo码交织器的设计远非一门精确的科学，只能通过仿真验证设计方法获得。通常交织器性能随交织器长度L增大而改善，但对常用的帧长而言，寻找(设计)好的交织表也是相当困难的，因为寻找的维度随L呈指数增长。显而易见，在有限的时间内利用穷举方法寻找交织表，并通过性能仿真验证是完全不可能，也不现实。因此，一个实用的交织表设计方法必须首先充分利用交织器的结构特点，运用适当的指标约束，以及性能比较仿真来筛选，这些正是本专利技术所要揭露的重点。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种Turbo码交织器的产生方法旨在运用指标约束和通过性能比较仿真来筛选产生能够有效降低最终纠错后的误码率，提升误码性能的交织器。具体技术方案如下：一种Turbo码交织器的产生方法，其中，包括以下步骤：步骤1、设定交织表长度N和交织器长度L，并根据L＝NM获取M；步骤2、预设一最小组合扩散因子Dmin和一最小扩散因子Smin；步骤3、随机生成交织表，使所述交织表的任意一个元素S(x)满足组合扩散因子D大于或等于所述最小组合扩散因子Dmin；步骤4、判断所述交织表中的扩散因子S是否大于或等于所述最小扩散因子Smin，当所述扩散因子S大于或等于所述最小扩散因子Smin时，当S小于Smin时，继续执行步骤3到步骤4，直到计算出距离谱；执行步骤5，否则丢弃所述交织表并返回所述步骤3；步骤5、计算所述Turbo码的距离谱，以得到自由距离dfree，自由距的多重性因子Nfree，自由距的码重wfree；步骤6、根据所述步骤5获得的距离谱判断所述交织器的性能是否符合规定要求，当所述交织器的性能符合规定要求时执行步骤7，否则重新设置新的最小组合扩散因子Dmin和最小扩散因子Smin，并返回步骤3；步骤7、执行误帧率PER模拟；步骤8、判断所述步骤7所述误帧率PER模拟的结果是否符合规定标准，当误帧率PER模拟的结果符合规定标准时，以所述交织表作为结果输出，否则重新设置新的最小组合扩散因子Dmin和最小扩散因子Smin，并返回步骤3。优选的，一种Turbo码交织器的产生方法，其中，所述步骤3随机生成的所述交织表中，任意一个元素S(x)不能满足所述组合扩散因子D大于或等于所述最小组合扩散因子Dmin，则重新生成所述交织表，直到所述交织表中所有元素S(x)满足本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Turbo码交织器的产生方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、设定交织表长度N和交织器长度L，并根据L＝NM获取M；/n步骤2、预设一最小组合扩散因子D

【技术特征摘要】
1.一种Turbo码交织器的产生方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、设定交织表长度N和交织器长度L，并根据L＝NM获取M；
步骤2、预设一最小组合扩散因子Dmin和一最小扩散因子Smin；
步骤3、随机生成交织表，使所述交织表的任意一个元素S(x)满足组合扩散因子D大于或等于所述最小组合扩散因子Dmin；
步骤4、判断所述交织表中的扩散因子S是否大于或等于所述最小扩散因子Smin，
当所述扩散因子S大于或等于所述最小扩散因子Smin时，当S小于Smin时，继续执行步骤3到步骤4，直到计算出距离谱；
执行步骤5，否则丢弃所述交织表并返回所述步骤3；
步骤5、计算所述Turbo码的距离谱，以得到自由距离dfree，自由距的多重性因子Nfree，自由距的码重wfree；
步骤6、根据所述步骤5获得的距离谱判断所述交织器的性能是否符合规定要求，当所述交织器的性能符合规定要求时执行步骤7，否则重新设置新的最小组合扩散因子Dmin和最小扩散因子Smin，并返回步骤3；
步骤7、执行误帧率PER模拟；
步骤8、判断所述步骤7所述误帧率PER模拟的结果是否符合规定标准，当误帧率PER模拟的结果符合规定标准时，以所述交织表作为结果输出，否则重新设置新的最小组合扩散因子Dmin和最小扩散因子Smin，并返回步骤3。


2.如权利要求1所述的一种Turbo码交织器的产生方法，其特征在于，所述步骤3随机生成的所述交织表中，任意一个元素S(x)不能满足所述组合扩散因子D大于或等于所述最小组合扩散因子Dmin，则重新生成所述交织表，直到所述交织表中所有元素S(x)满足所述组合扩散因子D大于或等于所述最小组合扩散因子Dmin。


3.如权利要求1所述的一种Turbo码交织器的产生方法，其特征在于，所述组合扩散因子D的表达式为：
Dtb＝min{min{|i-j|,L-|i-j|}+min{|Π(i)-Π(j)|,L-|Π(i)-Π(j)|}，其中(i,j)为任意两个交织器输入序号，以及所对应的交织后的序号(Π(i)，Π(j))。


4.如权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭明，
申请(专利权)人：钜泉光电科技上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31