專利名稱：權位倒置交織器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種通信領域里信道編碼中所使用的交織器，確切地說，涉及一利權位倒置交織器，屬于數字信息傳輸中檢測或糾正收到信息中的差錯的裝置的技術領域。
交織器的功能，從本質上說，就是將信息輸入與輸出序列組成某種映射關系，從而降低交織前后信息序列的相關性。目前，交織器的種類主要有均勻交織、對角交織、隨機交織、偽隨機交織和比特翻轉交織等。IS-95及CDMA2000的信道交織都采用了比特翻轉交織器。上述各種交織器所得到的交織信息序列的相鄰信息符號仍然具有較大的相關性，因而其糾錯性能不是很好，尤其在短幀情況下。由于比特翻轉交織器要求交織長度為2的冪，這使得它的應用還有一定的局限性。
本發(fā)明的目的是提供一種能夠有效降低交織序列的相關性，從而提高糾錯性能，并且能夠靈活地適應任意幀長的權位倒置交織器。
本發(fā)明的目的是這樣實現的是采用翻轉技術實現信息的重新排列，其特征在于首先，將交織幀長分解質因數，并按照特定的排列順序得到一個混合進制數域，接著，將輸入序號表示成一個混合進制數域數值，然后，權值不變，將權位大小互補倒置，得到一個新的混合進制數域數值，即為所需的與上述輸入序號相對應的權位倒置的輸出序號。
所述的質因數分解的特定的排列順序可以是升序序列、或者是降序序列、或者是兩邊小中間大的準對稱排序序列。
對于一個任意幀長L的交織器，先構造一個虛擬幀長的權位倒置交織映射序列，其中所選擇的虛擬幀長M應滿足下列兩個條件的其中之一(1)L≤M≤2L，并且M分解質因數的個數不小于int(log2L)-4，(2)0．8L≤M＜L，并且M分解質因數的個數不小于int(log2L)-6。
如果上述虛擬幀長M滿足其中的條件(1)，則是在所得到的虛擬幀長的權位倒置交織映射序列中通過刪除多余序號而得到最終的交織映射序列。
如果上述虛擬幀長M滿足其中的條件(2)，則是先將不足序號進行均勻交織，然后再均勻等間隔地插入到所得到的虛擬幀長的權位倒置交織映射序列中，從而得到最終的交織映射序列。
本發(fā)明的奇偶分組-權位倒置交織器是這樣實現的首先，將輸入序號集進行奇偶分接，形成兩組分別由各個奇信息位和各個偶信息位構成的序號集；接著，分別對上述兩組序號集進行相同的權位倒置交織的操作，之后，再將權位倒置后的偶信息位的序號集送入反置器進行反置操作；最后，將上述奇信息位的序號集與上述偶信息位的序號集進行奇偶復接，形成一組新的序號集，即為所需的輸出序號集。
上述的反置器是用堆棧實現的，先進后出，將輸入序列倒讀輸出。
本發(fā)明的權位倒置交織器能夠有效降低交織信息序列的相關性，從而明顯地改善數字信息的傳輸糾錯性能；并且該裝置可以適應任意幀長。本發(fā)明的方法已經通過了Matlab仿真系統的測試，測試結果清楚表明turbo碼內交織器，采用本發(fā)明的權位倒置交織器后，與現有的其他交織器相比較，可以顯著降低傳輸誤碼率。
本發(fā)明還提出一種奇偶分組-權位倒置交織器，適用于在高編碼效率R=1／2的條件下的turbo碼內的交織器，也可以顯著降低傳輸誤碼率。
下面結合附圖和具體實施例詳細說明本發(fā)明的算法、結構、特征和功效
圖1是本發(fā)明的權位倒置交織器的基本算法原理圖；圖2是本發(fā)明的奇偶分組-權位倒置器的結構組成示意圖；圖3是在瑞利信道下的Matlab系統仿真測試的數據示意圖。
首先，假設幀長為L的序號集A經過本發(fā)明的交織映射成序號集B，其中A={a0，a1，a2，……，aL-1}={0，1，2，……，L-1}，B={b0，b1，b2，……，bL-1}式中L可表示成K個整數的乘積，即L=P1×P2×……×PK，Pi(i∈[1，K])通常取質數。這樣，ai與bi(i∈
)就構成了映射關系，如圖1所示，并說明如下
(1)C1=aimodP1，d1=(ai-C1)／P1，同理，Cj=dj-1modPj，dj=int(dj-1／Pj)，j∈[2，K]，int表示取整(2)bi=C1×P2×P3×…×Pk+C2×P3×…×Pk+…+Ck-1×Pk+Ck(3)ai=C1×1+C2×P1+C3×P1×P2+…+Ck-1×P1×P2×P3×…×Pk-2+Ck×P1×P2×P3×…×Pk-1(4)從ai，bi的表達式中，可以看到對于任意權值Cj(j∈[1，K])，其在ai與bi中的權位是互補對稱的即ai中的權位是P0×P1×P2×…×Pj-1(定義P0=1)；bi中的權位是Pj+1×Pj+2×Pj+3×…×Pk這正是本發(fā)明的權位倒置名稱的由來。
(5)因式分解序列{Pi}的大小排序的順序可以是任意的，通常可以取升序排列(模式0)，也可以取降序排列(模式1)，或者取兩邊小中間大的準對稱排列(模式2)。
一般地說，如果幀長可分解成為若干個小質因數的乘積，那么可以認為權位倒置交織將輸入信息的序列充分離散化，是近似最優(yōu)的交織器；如果幀長是質數或只能分解成少數幾個大質因數，那么可以先尋找滿足多個小質因數乘積、且與L接近的數(設為M)作為其虛擬幀長，進行權位倒置交織；然后在所得到的映射序列中通過刪除其中大于L的多余序號(當M＞L時)，或在其中均勻等間隔地插入從M+1到L的均勻交織后的不足序號(當M＜L時)，最終也能得到一個近似最優(yōu)的交織器。
具體地說，對于一個任意幀長L的交織器，選擇虛擬幀長應滿足下列兩個條件的其中之一·L≤M≤2L，并且M分解質因數的個數不小于int(log2L)-4或者·0．8L≤M＜L，并且M分解質因數的個數不小于int(log2L)-6最后，對于這些虛擬幀長的近似最優(yōu)交織器進行系統仿真測試，從中選出糾錯性能最好、誤碼率最低的交織器。
參見圖2所示的本發(fā)明的又一種交織器，即奇偶分組-權位倒置交織器的結構組成示意圖。首先，將輸入序號集A中的奇序號和偶序號進行奇偶分接，形成兩組分別由各個奇信息位和各個偶信息位構成的序號集；接著，分別對上述兩組序號集進行相同的權位倒置交織的操作，之后，將權位倒置后的偶信息位的序號集再送入反置器進行反置操作；最后，將上述奇信息位的序號集和上述偶信息位的序號集的兩路信息進行奇偶復接，形成一組新的序號集，即為所需的輸出序號集B。上述的反置器是用堆棧實現的，先進后出，將輸入序列倒讀輸出。
參見圖3，圖中說明了幀長為192的turbo碼內各種交織器在瑞利信道下的Matlab系統仿真結果，比較了均勻交織器、對角交織器、分組比特翻轉交織器和本發(fā)明的權位倒置交織器(模式0)的誤碼率。從圖中可以看出，本發(fā)明權位倒置交織器的誤碼率明顯低于其它幾種交織器。
權利要求
1.一種權位倒置交織器，是采用翻轉技術實現信息的重新排列，其特征在于首先，將交織幀長分解質因數，并按照特定的排列順序得到一個混合進制數域，接著，將輸入序號表示成一個混合進制數域數值，然后，權值不變，將權位大小互補倒置，得到一個新的混合進制數域數值，即為所需的與上述輸入序號相對應的權位倒置的輸出序號。
2.按照權利要求1所述的權位倒置交織器，其特征在于所述的質因數分解的特定的排列順序可以是升序序列、或者是降序序列、或者是兩邊小中間大的準對稱排序序列。
3.按照權利要求1所述的權位倒置交織器，其特征在于對于一個任意幀長L的交織器，先構造一個虛擬幀長的權位倒置交織映射序列，其中所選擇的虛擬幀長M應滿足下列兩個條件的其中之一(1)L≤M≤2L，并且M分解質因數的個數不小于int(log2L)-4，(2)0．8L≤M＜L，并且M分解質因數的個數不小于int(log2L)-6。
4.按照權利要求3所述的權位倒置交織器，其特征在于如果上述虛擬幀長M滿足其中的條件(1)，則是在所得到的虛擬幀長的權位倒置交織映射序列中通過刪除多余序號而得到最終的交織映射序列。
5.按照權利要求3所述的權位倒置交織器，其特征在于如果上述虛擬幀長M滿足其中的條件(2)，則是先將不足序號進行均勻交織，然后再均勻等間隔地插入到所得到的虛擬幀長的權位倒置交織映射序列中，從而得到最終的交織映射序列。
6.一種奇偶分組-權位倒置交織器，其特征在于首先，將輸入序號集進行奇偶分接，形成兩組分別由各個奇信息位和各個偶信息位構成的序號集；接著，分別對上述兩組序號集進行相同的權位倒置交織的操作，之后，再將權位倒置后的偶信息位的序號集送入反置器進行反置操作；最后，將上述奇信息位的序號集與上述偶信息位的序號集進行奇偶復接，形成一組新的序號集，即為所需的輸出序號集。
7.按照權利要求6所述的奇偶分組-權位倒置交織器，其特征在于上述的反置器是用堆棧實現的，先進后出，將輸入序列倒讀輸出。
全文摘要
一種權位倒置交織器,是采用翻轉技術實現信息的重新排列,其特征在于:首先,將交織幀長分解質因數,并按照特定的排列順序得到一個混合進制數域,接著,將輸入序號表示成一個混合進制數域數值,然后,權值不變,將權位大小互補倒置,得到一個新的混合進制數域數值,即為所需的與上述輸入序號相對應的權位倒置的輸出序號。該裝置可用作通信領域turbo碼內交織器和一般信道的交織器,能減少信息序列的相關性,顯著降低誤碼率。
文檔編號H04L1/00GK1293502SQ0013262
公開日2001年5月2日 申請日期2000年11月17日 優(yōu)先權日2000年11月17日
發(fā)明者吳湛擊, 吳偉陵 申請人:北京郵電大學