一种可变长度S随机交织器的生成方法技术

本发明专利技术提供了一种可变长度S随机交织器的生成方法，该方法利用一个长度有限(设长度为K)的已知S随机交织器作为基准交织器进行逐位迭代扩展，根据基准交织器的扩展特性条件，生成任意长度大于K的S随机交织器；采用基准交织器的扩展系数作为逐位迭代扩展过程的扩展系数参数，使生成的新的S随机交织器能够与基准交织器具备相当的扩散性能，从而保证新生成的S随机交织器比特误码性能，并且逐位迭代扩展过程只需进行加减法计算，计算复杂度低，生成交织器的数据库中只需要存储基准交织器的交织序列πk以及逐位扩展的交织地址N在输入数据组中对应的输入比特序号jN，节省了内存资源，从而能够减小交织时延，提高交织器的交织效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于计算机与通信
，尤其涉及一种可变长度S随机交织器的生成方法。
技术介绍
数字信号的传输固有的易于受到干扰，这会把差错引入到被传输的数据中。香农定理指出如果采用足够长的随机编码就能逼近香农信道容量。但长期以来信道容量仅作为一个理论极限存在，因为传统编码都有规则的代数结构，远远谈不上随机，其信道编码性能与信道容量之间都有较大的差距。1993年一种全新的编码方式拓扑码巧妙的将两个简单分量码通过伪随机交织器并行级联来构造具有伪随机特性的长码，并通过在两个软输入/软输出译码器之间进行多次迭代来实现伪随机译码。拓扑码具有编码效率高、纠错性能好及译码时延小等优点，远远超过了其他的编码方式，受到了全球通信及信息论相关研究人员的广泛关注。目前，拓扑码已被多个通信标准化组织采用，写入其发布的相关通信标准之中，如3GPP WCDMAXDMA2000 中均采用拓扑码作为信道编码方案，以实现高质量的宽带信号传输。并行级联的编码结构、交织器的利用和次最佳的译码算法(迭代译码)是使拓扑码具有优异性能的三大要素。交织器的作用是将原始数据序列打乱，使得交织前后数据序列的相关性减弱，这样做突出的一个优点便是大大降低了数据突发错误的影响，以进一步提高抗干扰性能。交织器的交织算法由其交织序列得以体现，对于长度为K的交织器，其交织序列Hk= {>κ(1)，πκ(2)，πκ(3)，...，πκ(κ)}；交织时，交织器是将输入的数据流划分为若干个包含K个输入比特的输入数据组，并将每个输入数据组的K个输入比特按顺序位置编制序号1 K，称之为交织序号，即每个输入数据组中第k位输入比特的交织序号即为 k，ke {1,2,3,...,K}；在交织序列中，jiK(k) e π κ表示交织序号为k的输入比特经交织过后在包含K个输出比特的输出数据组中的顺序位置，称为交织地址JiK(k)，即输入数据组中第k位输入比特对应交织地址πκ(10 ；基于交织序列Hk的交织运算过程如附图说明图1所示。解交织器，即为交织器的逆过程处理器，是将交织器打乱的字节序列重新排列回复原始码字。因此，交织器中交织序列的设计在拓扑码中占有很重要的地位，是决定拓扑码译码性能和译码器吞吐量的关键因素。交织器大致可以分为两类，一类是随机交织，而另一类是确定性交织。随机交织是指交织方式是随机产生的，从理论上将随机交织的性能是最优的。目前，对于拓扑码的交织器研究已有一定基础。国内外研究者已提出了适用于拓扑码的多种交织器方案。但是绝大部分的研究都是针对于不变长度拓扑码所提出的，且为了保证其随机性，计算复杂度都较高。然而由于自适应调制编码等技术的发展，在现代通信系统中往往会使用到可变长度的拓扑码。显然在这种情况下，需要低复杂度的可变长度的拓扑码交织器。传统的S随机交织器只能产生固定长度为K的交织器。若编码系统需要可变长度 N，则需要产生并储存多个交织排列规则。为了避免大量的存储量，通常的做法是从长度较大的排列规则中去除掉无用的位置形成较短的交织器排列规则。然而这种做法会破坏掉交织器的属性从而影响交织器的性能。权利要求1.一种可变长度S随机交织器的生成方法，其特征在于，包括如下步骤A)选定一个长度为K的已知S随机交织器作为基准交织器，并确定可变长度S随机交织器的最长长度值L，L>K;B)针对N依次从K+1到L的每个取值，分别求出长度为N的S随机交织器的交织序列 η Ν中交织地址N所对应的输入比特序号jN ；由此得到插值输入比特序号集J = {jK+1，jK+2，Jk+3' · · ·，JLI ；C)根据插值输入比特序号集J，利用长度为K的基准交织器的交织序列^^进行循环插值，得到长度为K+X的S随机交织器的交织序列π κ+χ，从而生成长度为Κ+Χ的S随机交织器，K+1 ^ K+X ^ L ；所述循环插值，是指针对N依次从Κ+1到Κ+Χ的每个取值，由交织序列 JI η通过如下公式进行插值运算得到交织序列η Ν N-I = N-I (1)，N-I (2)，Π η (3) , ...，31 Ν_! (N_l) }； ‘兀若 m<jN πΝ{ ) = \ N, 若i = jN ，其中 i = 1，2，3，...，N; ^1(Z-I), <i<NjiN= I>N(1)，31 N (2)，π N (3), . . . , π N (N)}；其中，^-!(i)表示交织序列H H中序号为i的输入比特所对应的交织地址，^⑴表示交织序列中序号为i的输入比特所对应的交织地址；从而由长度为K基准交织器的交织序列经Z次循环差值运算得到长度为K+X的S随机交织器的交织序列πΜ。2.根据权利要求1所述的可变长度S随机交织器的生成方法，其特征在于，步骤B)的具体计算过程如下bl)取N = K+1，取基准交织器的扩散系数Sk作为扩散系数参数％的初始值，即取％ =Sk ；b2)令 jN = 1 ；b3)根据长度为N-I的S随机交织器的交织序列π η，通过如下公式计算生成交织序列^n =N-I = N-I (1)，N-I (2)，Π η (3) , ...，31 Ν_! (Ν—1) }； ‘兀若 m<jN πΝ{ ) = \ N, 若i = jN ，其中 i = 1，2，3，...，N; ^1(Z-I), <i<NjiN= I>N(1)，31 N (2)，π N (3), . . . , π N (N)}；b4)按下式计算所有满足条件|p_jN| < %的ρ的取值所对应的交织地址差D D=I^ Ν+1 (ρ) — ^ N+1 (jN) I ；若所有满足上述条件的P的取值所对应的交织地址差D均满足D > %，执行步骤b7)； 否则，执行步骤沾)；b5)判断当前jN的取值，若jN<N，则令九的取值加1，重复步骤b3) b4)；若jN = N，则执行步骤Μ)；b6)令扩散系数参数％的取值减1，重复步骤W) 沾)；b7)记录当前jN的取值，作为当前N的取值下，长度为N的S随机交织器的交织序列JI N中交织地址N所对应的输入比特序号jN ；b8)判断当前N的取值，若N < L，则令N的取值加1，重新取扩散系数参数％ = Sk,重复步骤b2) b7)；若N = L，则停止循环；由此得到插值输入比特序号集J= {jjN = K+l, K+2, K+3, · · ·，L} = {jK+i，JK+2' JK+3，· ，JLJ °全文摘要本专利技术提供了一种可变长度S随机交织器的生成方法，该方法利用一个长度有限(设长度为K)的已知S随机交织器作为基准交织器进行逐位迭代扩展，根据基准交织器的扩展特性条件，生成任意长度大于K的S随机交织器；采用基准交织器的扩展系数作为逐位迭代扩展过程的扩展系数参数，使生成的新的S随机交织器能够与基准交织器具备相当的扩散性能，从而保证新生成的S随机交织器比特误码性能，并且逐位迭代扩展过程只需进行加减法计算，计算复杂度低，生成交织器的数据库中只需要存储基准交织器的交织序列πk以及逐位扩展的交织地址N在输入数据组中对应的输入比特序号jN，节省了内存资源，从而能够减小交织时延，提高交织器的交织效率。文档编号H0本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种可变长度Ｓ随机交织器的生成方法，其特征在于，包括如下步骤：Ａ）选定一个长度为Ｋ的已知Ｓ随机交织器作为基准交织器，并确定可变长度Ｓ随机交织器的最长长度值Ｌ，Ｌ＞Ｋ；Ｂ）针对Ｎ依次从Ｋ＋１到Ｌ的每个取值，分别求出长度为Ｎ的Ｓ随机交织器的交织序列πＮ中交织地址Ｎ所对应的输入比特序号ｊＮ；由此得到插值输入比特序号集Ｊ＝｛ｊＫ＋１，ｊＫ＋２，ｊＫ＋３，．．．，ｊＬ｝；Ｃ）根据插值输入比特序号集Ｊ，利用长度为Ｋ的基准交织器的交织序列πＫ进行循环插值，得到长度为Ｋ＋Ｘ的Ｓ随机交织器的交织序列πＫ＋Ｘ，从而生成长度为Ｋ＋Ｘ的Ｓ随机交织器，Ｋ＋１≤Ｋ＋Ｘ≤Ｌ；所述循环插值，是指针对Ｎ依次从Ｋ＋１到Ｋ＋Ｘ的每个取值，由交织序列πＮ－１通过如下公式进行插值运算得到交织序列πＮ：πＮ－１＝｛πＮ－１（１），πＮ－１（２），πＮ－１（３），．．．，πＮ－１（Ｎ－１）｝；其中ｉ＝１，２，３，．．．，Ｎ；πＮ＝｛πＮ（１），πＮ（２），πＮ（３），．．．，πＮ（Ｎ）｝；其中，πＮ－１（ｉ）表示交织序列πＮ－１中序号为ｉ的输入比特所对应的交织地址，πＮ（ｉ）表示交织序列πＮ中序号为ｉ的输入比特所对应的交织地址；从而由长度为Ｋ基准交织器的交织序列πＫ经Ｚ次循环差值运算得到长度为Ｋ＋Ｘ的Ｓ随机交织器的交织序列πＫ＋Ｘ。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：叶蕾，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85