专利名称：采用卷积Turbo码编码的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线移动通信领域中的信道编码和调制技术，特别涉及一种采用卷积 Turbo码编码的方法及系统。
背景技术：
随着无线移动通信技术的发展，出现了移动全球微波接入互通(WiMAX，World wide Interoperability for Microwave Access)WiMAXft^tM^C^^^ 代替有线，实现“最后一千米”宽带接入技术。WiMAX系统融合了移动通信网络与固定宽带 网络，通过大范围内采用宽带无线接入技术和灵活可变的网络结构，提供便捷高速的移动 宽带连接。WiMAX系统基于针对微波和毫米波频段提出的IEEE802. 16系列标准，目标是在 固定无线接入标准研究的基础上，支持宽带接入的移动特性。在WiMAX系统中，由于卷积 Turbo码(CTC)是一类有若干卷积方案被使用的Turbo码，其具有高性能纠错特性，所以被 纳入到IEEE802. 16系列标准中。WiMAX系统是信息传输系统中的一种实现方式。图1为现有技术的CTC编码器结构示意图，包括CTC编码器101、块交织器102和 打孔器103。打孔器103还可以叫做比特选择器，块交织器102在本申请中简称为交织器 102。在本申请文件中，采用的CTC编码器为1/3编码器进行说明，但是，本申请文件所限定 的CTC编码器并不限定为1/3编码器。其中，输入的比特序列通过CTC编码器101的编码后，输出编码后的比特序列，编 码后输出的比特序列为输入的比特序列的比特数3倍，交织器102对编码后输出的比特序 列进行交织处理，得到交织后的比特序列，最后由打孔器103根据所需的传输速率对交织 后的比特序列进行选择，按照调制星座图进行调制符号映射，完成整个Turbo编码过程。CTC采用双二进制循环递归系统卷积码作为其成分码，也就是1/3 CTC编码器101 具体包括CTC交织器105和成分编码器104，其中，图1中的A和B代表两个输入的比特序 列，比特序列A和比特序列B需要进行两次编码首先由成分编码器104对比特序列A和比 特序列B进行双二进制循环递归系统卷积编码，得到校验比特序列Y1和校验比特序列W1, 然后比特序列A和比特序列B经过CTC交织器105的交织后，再进入成分编码器106对交 织后的比特序列A和比特序列B进行双二进制循环递归系统卷积编码，得到校验比特序列 Y2和校验比特序列W2 ；将比特序列A、比特序列B、校验比特序列Y1、校验比特序列W1、校验 比特序列Y2和校验比特序列W2作为编码后输出的比特序列。在输入的比特序列中包含了 K个原始信息比特或N对原始信息比特，即K = 2XN，其中，实际系统中的常用参数为K为 8的倍数，N为4的倍数，并且N满足大于等于24，小于等于4096，编码后输出的比特序列包 括K个原始信息比特或N对原始信息比特，还包括校验比特个数，编码后输出的比特序列为 输入的比特序列的比特个数3倍。另外，输入CTC编码器101的应该是一个比特序列，例如 A。，Btl，A1，B1，……，Ah，Bn^1，是CTC编码器自动地把该序列拆分成两个输入比特序列A和 B，艮口 A = A0，A1, ......，An_x 禾口 B = B0，B1, ......，BN—工。交织器102的具体实现过程如图1中的模块106实现，包括比特分割器(bits印aration)、子块交织器(subblock interleaving)以及比特分组器(bitgrouping)三个 部分。其中，比特分割器将编码后输出的比特序列分到六个子块上，这六个子块依次为A，B， YijY2jW1和W2;子块交织将这六个子块分别在每个子块内进行交织，每个子块所采用的交织 顺序相同，设A，B, Y1, Y2,，W1和W2六个子块分别经过子块交织后，得到的比特序列记为A’， B，，Y，” Y，2，W，jPW，2，有A，，B，，Y，Y，2，W，!,W2 =A，0, A，” ......，Α，η, B，0，B，” ......，B，^1, Y，lj0 Y，1,1，......，Y，Ι,Ν-Ι，Y，2,0，
Y 2,1' ......，Y 2, N-I' W 1,0' W 1,1，......，W 1,N-1，W 2,0，W 2,1' ......，W 2, N-1 ；比牛寸分组器将
交织后的这六个子块进行分组后，发送给打孔器103。图2为现有技术中交织器102的实现框图，包括比特分割器将编码后输出的比特 流分到六个子块；六个子块交织器，每个子块交织器的输出汇集到一串序列上；比特分组 器将经过交织的A’和B’两个子块顺序输出，将经过交织的Y’工和Y’ 2两个子块交替输出， 将经过交织的W’工和W’ 2两个子块交替输出。在图2中，比特分组器输出的序列为A’ 0,
八， ......Λ ^R， R， ...... R，V^V^V^V^...... V^V^
Λ 1'，n N-I' D 0' D 1'‘ D N-I' 1 1,0' 1 2,0' 1 1,1' 1 2,1'，1 1, N-I' 1 2, N-I'
W， W' W， W' ...... W'W，
vv 1,0' vv 2,0' vv 1,1' vv 2,1'，vv 1, N-I' vv 2, N-I0然后，就可以将由打孔器103根据所需的传输速率对交织后的比特序列进行打 孔，即进行比特序列的选择，最后按照调制星座图进行调制符号调制后，映射为星座图传输 了。基于图2的基础上，还有一种实现，即将经过交织的Y’i*Y’2两个子块交替输出， 将经过交织的W’ i和W’ 2两个子块交替输出后。再对比特序列B’、或/和Y’ i和Y’ 2两个 子块交替输出的序列、或/和经过交织的W’工和W’ 2两个子块交替输出的序列分别进行循 环左移设定的比特位或者循环右移设定的比特位，如图3所示。其中，k为正整数，对比特 序列B’、Y’工和Y’ 2两个子块交替输出的序列以及经过交织的W’工和W’ 2两个子块交替输 出的序列分别进行左循环移位(当然也可以右循环移位)时，对于不同的子块移位的k值 可以相同，也可以不同。在图3中，Y’工和Y’ 2两个子块交替输出的序列进行循环左移设定 的比特位为1，当然，也可以设置为其他值。在信息传输系统中，为了不增加带宽及提高数据传输效率，打孔器103在对交织 后的比特流进行调制时，通常采用M阶正交幅度调制的方案。但是高阶调制本身是一种不 等差错保护调制，对于M >4，映射到M阶星座点上的各个比特的误比特率(BER)性能是不 同的。处于星座图内围的点能量较小，容易受到干扰的影响，构成这些星座点的比特可靠性 较差，而相比之下构成星座图外围点的能量较高，不易受到干扰的影响，构成这些星座点的 比特可靠性较好。图4为现有技术将交织后的比特流映射到16阶正交幅度调制星座点上的示意图， 交织后的比特流的映射顺序为ili2qlq2，il取0和1分别对应了右半和左半平面的星座 点，i2取0和1分别对应了中间和两侧的星座点。因此，il取1的星座点和取0的星座点 间的平均距离要大于i2的，从而使il的比特可靠性大于i2的比特可靠性。在交织器102对编码后输出的比特序列进行交织处理时，将编码后输出的比特序 列中的原始信息比特序列，也就是上述的A和B作为一个整体，采用相同的交织方式对其进 行交织，经过交织后的A’* B’在打孔器103调制时，也就是进行高阶调制的比特映射时，是依次对A’中的比特调制完，再对B’中的比特调制。这样，如果A’中的比特A/ (i取值0， 1，. . .，N-1)，在本申请文件中，Ai'与A’ i含义相同，并适用于其他子块B’，Y’ 1； Y’ 2，Ψ 1； W’ 2等，被映射到高可靠性的星座点上，B’中的B/ (1取值0，1，...，^1)也会被映射到高 可靠性的星座点上；如果A’中的比特Ai'被映射到低可靠性的星座点上，B’中的B/也会 被映射到低可靠性的星座点上。因此，对于从(Ai’，Bi’)形成的组单元来说，不同的组单元 具有的比特可靠性不平均，有的组单元调制后的比特可靠性高，有的组单元调制后的比特 可靠性低，导致最终调制得到的星座图比特可靠性分布不够均勻或者不够杂散。这样，不但 不满足组单元内的比特可靠性平均，也不满足组单元间的比特可靠性平均。另一方面，为满 足组单元间的比特可靠性平均，还应该注意要让连续的组单元内的相同位置处的比特间的 比特可靠性平均。例如，对于原始信息中连续的组单元(A"，Bd，(Ai5Bi), (Ai+1，Bi+1)...， 如果处于相同位置1处的Ap1，Ai, Ain都被映射到高可靠性的星座点上，而处于相同位置2 处的B1AyBw都被映射到低可靠性的星座点上，则同样属于不满足组单元间的比特可靠性 平均。相似的原理，经过交织后的W1'中的比特和Y1'中的比特构成的组单元，以及W2’中 的比特和Y2’中的比特构成的组单元来说，也存在调制后的比特可靠性不平均的问题，从而 也最终导致调制得到的星座图比特可靠性方面的性能降低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种采用卷积Turbo码编码的方法，该方法在进行Turbo编 码时，能够提高后续映射星座图的比特可靠性的杂散分布特性。本发明还提供一种采用卷积Turbo码编码的系统，该系统在进行Turbo编码时，能 够提高后续映射星座图的比特可靠性的杂散分布特性。为达到上述目的，本发明实施例的技术方案具体是这样实现的一种采用卷积Turbo码编码的方法，对输入的原始信息比特序列进行编码，得到 编码后的原始信息比特序列以及校验比特序列后，进行交织处理后，映射到星座图上发送， 在进行交织处理之前，同时或之后，该方法还包括对编码后的原始信息比特序列进行加扰，使在映射时交织后的原始信息比特序列 形成的不同组单元的比特可靠性平均，或/和对编码后的校验比特序列进行加扰，使在映 射时交织后的校验比特序列形成的不同组单元的比特可靠性平均。一种采用卷积Turbo码编码的系统，包括用于对输入的原始信息比特序列进行 编码的CTC编码器，输出编码后的原始信息比特序列以及校验比特序列后发送给交织器进 行交织后，通过打孔器映射到星座图上发送，其特征在于，该系统的交织器中还包括加扰模 块，用于对编码后的原始信息比特序列进行加扰，使在映射时交织后的原始信息比特序列 形成的不同组单元的比特可靠性平均，或/和对编码后的校验比特序列进行加扰，使在映 射时交织后的校验比特序列形成的不同组单元的比特可靠性平均。由上述方案可见，本发明在采用卷积Turbo码编码过程中，当交织器对编码后输 出的比特序列进行交织处理后，由交织器将交织后得到的原始信息比特序列进行加扰，使 原始信息比特序列形成的不同组单元的比特可靠性平均，或/和由交织器将交织后得到的 校验比特序列进行加扰，使校验比特序列形成的不同组单元的比特可靠性平均。更进一步地，本发明还可以在交织器对编码后输出的比特序列进行交织处理之前或同时，对编码后 输出的比特序列进行加扰，使原始信息比特序列形成的不同组单元的比特可靠性平均；或 /和使校验比特序列形成的不同组单元的比特可靠性平均。因此，经过加扰后的交织后的比 特序列再经过打孔器后，进行星座图映射，就可以提高后续映射星座图的比特可靠性的杂 散分布特性。在本发明中，不同组单元的比特可靠性平均是指组单元间的比特可靠性平均， 或/和组单元内的比特可靠性平均。组单元间的比特可靠性平均是指把一个组单元作为一 个整体或一个最小单位来看时的比特可靠性平均，或/和不同组单元内的相同位置处的比 特间的比特可靠性平均。
图1为现有技术的CTC编码器结构示意图；图2为现有技术中交织器102的实现一框图；图3为现有技术中交织器102的实现二框图；图4为现有技术将交织后的比特流映射到16阶正交幅度调制星座点上的示意 图；图5为本发明提供的采用卷积Turbo码编码的方法流程图；图6为本发明提供的采用卷积Turbo码编码的系统示意图；图7为本发明提供的对交织后的原始信息比特序列进行加扰的实施例一示意图；图7a为本发明基于图3提供的对交织后的原始信息比特序列进行加扰的实施例
一示意图；图8为本发明提供的对交织后的原始信息比特序列进行加扰的实施例三示意图；图8a为本发明基于图3本发明提供的对交织后的原始信息比特序列进行加扰的 实施例三示意图；图9为本发明基于图3提供的对交织后的原始信息比特序列进行加扰的实施例四 示意图；图10为本发明基于图3提供的对交织后的校验比特序列进行加扰的实施例示意 图；图11为本发明提供的方法和背景技术提供的方法对比仿真结果示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对 本发明作进一步详细说明。在现有的卷积Turbo码编码过程，没有考虑后续的映射星座图的比特可靠性的杂 散分布特性，所以导致现有的经过卷积Turbo码编码过程后，原始信息比特序列形成的组 单元或/和校验比特序列形成的组单元进行后续映射星座图时的比特可靠性不平均，而导 致得到的星座图的比特可靠性不高。这里的可靠性是指在映射星座图中，含有某一映射比 特为0的星座点和含有该映射比特为1的星座点之间的平均距离，如果该平均距离越大则 该映射比特的调制可靠性越高。由于在现有的卷积Turbo码编码过程，没有将编码和后续 的映射星座图的比特可靠性联合起来考虑，因此影响了信息传输系统的比特误码性能和误帧性能。本发明提供的方法及系统，将卷积turbo码编码过程和后续的映射星座图结合起 来，即当交织器对编码后输出的比特序列进行交织处理后，由交织器将交织后得到的原始 信息比特序列进行加扰，使原始信息比特序列形成的不同组单元的比特可靠性平均，或/ 和由交织器将交织后得到的校验比特序列进行加扰，使校验比特序列形成的不同组单元的 比特可靠性平均。这样，在后续映射星座图过程中，无论采用哪种调制阶数，本发明都可以 将交织处理后的比特序列，重新调整其调制比特序列可靠性后，映射到星座点上，从而提高 后续映射星座图的比特可靠性的杂散分布特性，改善信息传输系统的比特误码性能和误帧 性能。在本发明中，也可以在交织器对编码后输出的比特序列进行交织处理之前或同 时，对编码后输出的比特序列进行加扰，使原始信息比特序列形成的不同组单元的比特可 靠性平均；或/和使校验比特序列形成的不同组单元的比特可靠性平均。在本发明中，不同组单元的比特可靠性平均是指组单元间的比特可靠性平均，或/ 和组单元内的比特可靠性平均。组单元间的比特可靠性平均是指把一个组单元作为一个整 体或一个最小单位来看时的比特可靠性平均，或/和不同组单元内的相同位置处的比特间 的比特可靠性平均。在本发明中，由于在发送端对编码后输出的比特序列进行交织处理之前、同时或 之后，进行了加扰处理，然后再映射为星座图发送给接收端；所以当接收端接收到该星座 图，恢复比特序列之前，也要进行相应解扰，由于这是本领域技术人员公知常识，这里不再 累述。以下以在交织器对编码后输出的比特序列进行交织处理之后再进行加扰为例进 行详细说明。图5为本发明提供的采用卷积Turbo码编码的方法流程图，其具体步骤为步骤501、输入的比特序列通过CTC编码器101的编码后，输出比特序列，编码后输 出的比特序列的比特数通常为输入比特序列的比特数的N倍，N为大于1的正整数；N的倒 数通常被称作原始编码速率。这个步骤为现有技术，这里不再累述；编码输出的比特序列中包括两个原始信息比特序列A和B、由两个原始信息比特 序列进行双二进制循环递归系统卷积编码得到的两个校验比特序列W1和Y”由两个原始信 息比特序列进行CTC交织器105的交织和双二进制循环递归系统卷积编码得到的两个校验 比特序列W2和Y2 ；步骤502、交织器对编码后输出的比特序列进行交织处理，得到交织后的比特序 列；这个步骤为现有技术，这里不再累述；经过交织后得到的比特序列包括交织的两个原始信息比特序列A’和B’，交织得 到的四个校验比特序列W1'和Y1'，以及W2’和V ；步骤503、交织器将交织后得到的原始信息比特序列A’或/和原始信息比特序列 B’进行加扰，使原始信息比特序列A’和原始信息比特序列B’形成的组单元的比特可靠性 平均；或/和将交织后得到的校验比特序列W/与校验比特序列Y/或/和校验比特序列W2'与校验比特序列Y2’进行加扰，使校验比特序列W1'与校验比特序列Y1'形成的组单元 的比特可靠性平均，使校验比特序列W2’与校验比特序列Y2’形成的组单元的比特可靠性平 均；在本步骤中，可以采用多种方式分别对交织后得到的原始信息比特序列进行加 扰，以及对交织后得到的校验比特序列进行加扰，后续进行详细说明；步骤504、经过打孔器打孔后，采用高阶调制方式将进行加扰后的比特序列调制到
星座图上。图6为本发明提供的采用卷积Turbo码编码的系统示意图，其和图1的结构相同， 只不过在模块106中增加了加扰模块，用于对交织后得到的原始信息比特序列A’和B’进 行加扰，使原始信息比特序列A，B中的组单元的比特可靠性平均，或/和将交织后得到的校 验比特序列W/和Y/或/和校验比特序列W2’和Y2’进行加扰，使校验比特序列中的组单 元的比特可靠性平均，最后再将加扰后的比特序列发送给打孔器进行调制。当然，该加扰模块也可以在交织编码后的比特序列之前或同时，对原始信息比特 序列Α’和原始信息比特序列B’进行加扰。以下具体说明如何在步骤503中分别对交织后得到的原始信息比特序列进行加 扰，以及对交织后得到的校验比特序列进行加扰的。现有的卷积turbo码的比特序列假定为比特序列A和B，A包括的比特为A。， A1,……，Aim，即顺序排列的N个原始信息比特，其中N为正整数；B包括的比特为Β。， B1,……，Bim，即顺序排列的N个原始信息比特，其中N为正整数。同理，可得编码后的比特 序列为A, B, Y1, Y2, W1, W2 =A0, A1, ......, A.” B0, B1, ......‘ BN-i' YI,Ο' Yia' ......，ΥΙ,Ν-Ι，丫2,0，丫2,1，......‘ Y2.N-1' ^1,0' ^1,1' ......，W1H, W2,0，W2a，......，W2,N_10根据背景技术所述，经过了编码后的比特序列包括了 K个原始信息比特(K = 2N)。 实际上，这K个原始信息比特与比特序列A和B具有一一对应的关系。即这K个原始信息 比特在进行1/3CTC编码器101的编码之前的顺序是=A0, B0, A1, B1,……，An+ Bn^K个原始信息比特经过了 1/3CTC编码器101的编码之后，原始信息比特的排列顺 序更改为A, B = A。，A1, ......，Am，B。，B1, ......, Bn^1 再经过交织器102的交织后，原始信息比特的排列顺序变为A，，B，= A，0，A，......，Α，…B，0，B，......，B，朴在背景技术所述的卷积turbo码过程中，具体的交织器102对编码后的比特序列 进行交织的具体算法如下。令Tk为临时的输出数据地址，AD[i]为输出的第i个比特在交织前的数据地址， BR0ffl(y)表示y的m个比特倒序，y是m个比特表示的数值，如BR03(6) = 3,6的二进制表 示为110，而3的二进制表示为011。i取值为从0到N-I的整数。通常，m取值为从2到20 的整数，J取值为从2到10的整数。对于某一特定的N值，m和J的取值由标准规定，通常 是个确定的值。值得注意的是交织过程中的k与前述的信息比特个数k无关。i = 0；
k = 0 ；
while (i < N)
Tk =2m(k mod J) + BROm ([>t/jJ)If Tk < NAD [i] = Tk ；i++ ；k++ ；elsek++ ；endend由此可见，原始信息比特序列A和交织后的原始信息比特Α’之间的对应关系由 AD [i]决定，而AD[i]是通过复杂的计算得到的，从而保证了交织后输出比特序列的充分打 散，以便在原始信息比特序列A中连续的比特被映射到交织后的原始信息比特序列A’中 后，具有充分大的间距。相应地，原始信息比特序列B和交织后的原始信息比特B’之间的对应关系也可以 采用上述方式确定；编码后的校验比特序列Y1, Y2，W1,W2和交织后的校验比特序列Y’ 1;Y’2， r 1;W’ 2之间的对应关系也可以采用上述方式确定，保证交织后的输出比特被充分打散。本发明实施例通过对上述交织器对编码后的比特序列进行交织的分析，可以得 知，原始信息比特序列A中连续的比特A2n和A2n+1之间的间距通常为N/2，原始信息比特序 列A中的A4n和A4n+2之间的间距通常为N/4，A8n和A8n+4之间的间距通常为N/8，A16n和A16n+8 之间的间距通常为N/16，依此类推，其中n = 0，l，2，...。所以，如果希望原始信息比特序 列A中的Atl，A1,……，Aim在经过编码和交织后，进行后续的高阶调制时被均勻地映射到不 同可靠性的星座点上，需要采用以下几种方法。第一种方法，可以在交织时，更改交织器的映射公式AD[i]和/或Tk，在交织时使 得经过交织后的原始信息比特序列构成的组单元的比特可靠性平均，或/和使得经过交织 后的校验比特序列构成的组单元的比特可靠性平均。在加扰时，可以对经过映射公式Tk和 /或AD [i]得到的序列进行2N等分，其中2n是2的幂次，N为正整数，选取其中的一半等份 中，对相邻两个比特位或隔一个比特位的两个比特位进行对调。例如，对于高阶调制为16QAM，和对该子块进行二等分的情况相对应，交织器102 对编码后的比特序列进行交织的具体算法如下。i = 0；k = 0 ；while (i < N)
Tk=2m{k mod J) + BROm ^kIJ J)If Tk < NAD [i] =Tk;If Tk > (N/2-1)
10
AD[i-mod(i，2)+xor(mod(i，2)，1)] =Tk;endi++ ；k++ ；elsek++ ；endend第二种方法，在交织之前，可以对编码后的比特序列进行加扰，使得编码后的比特 序列扰乱后续调制顺序，从而经过交织后的原始信息比特序列中的组单元的比特可靠性平 均，或/和使得经过交织后的校正比特序列中的组单元的比特可靠性平均，加扰的方式也 可以采用进行移位的方式进行，比如例如在交织时使得原始信息比特序列A和/或B原始 信息比特序列进行设定比特位的循环左移位或右移位，和/或对编码后的原始信息比特序 列进行2N等分，其中2N是2的幂次，N为正整数，选取其中的一半等份中，对相邻两个比特 位或隔一个比特位的两个比特位进行对调；或/和编码后的校验比特序列Y1, YyWnW2全部 或部分进行设定比特位的左移位或右移位，和/或对编码后的校验比特序列Y1J2U2全 部或部分进行2N等分，其中2N是2的幂次，N为正整数，选取其中的一半等份中，对相邻两 个比特位或隔一个比特位的两个比特位进行对调。第三种方法，在交织之后，将交织后得到的原始信息比特序列A’和/或B’进行加 扰，或/和交织后的校验比特序列Y’ i和Y’ 2，或/和，W’ i和W’ 2进行加扰。使原始信息 比特序列构成的组单元的比特可靠性平均，或/和使校验比特序列构成的组单元的比特可 靠性平均。对于第一种方法和对于第二种方法来说，本领域技术人员都易于实现，只要保证 使得经过交织后的原始信息比特序列构成的组单元的比特可靠性平均，或/和使得经过交 织后的校正比特序列构成的组单元的比特可靠性平均即可。 本发明对第三种方法详细说明。本发明提供的系统及方法适用于各种码率的情况。第一个实施例图7为本发明提供的对交织后的原始信息比特序列进行加扰的实施例一示意图， 该加扰基于现有的卷积turbo码基础上。具体地，以原始信息比特序列A及其子交织器进 行二等分为例进行说明。在该实施例中，对经过了交织的原始信息比特序列A’进行了加扰模块1的加扰， 具体为假设输入加扰模块1的原始信息比特序列A，0，A，1； ......，A， N-I — X” 乂2，· · ·，XN/2，T1J T2 ... ？ Tn/2，则输出加扰模块1的比特序列为X1, X2,... , XN/2, Y1, Y2,... , YN/2，其中当高阶调制 为 16QAM 时，Y2H = T2i，且 Y2i = Τ2Η，i = 1，2，. . .N/4 ；当高阶调制为 64QAM 时，Y3i = T3i_2， 且 Y3i-2 = T3i，i = 1，2，· · ·Ν/6。以原始信息比特序列A’及其子块交织器进行4等分为例进行说明。
在该实施例中，对经过了交织的原始信息比特序列A’进行了加扰模块1的加扰， 具体为假设输入加扰模块1的原始信息比特序列A，0，A，1； ......，A，
N-I — X” 乂2，· · ·，XNA，Tl，T2, · · ·，TN//4，X^/4+l ‘ XN/4+2，· · ·，XN/2，
TN/4+1，TN/4+2，· · ·，TN/2则输出加扰模块1 的比特序列为 X1, X2,... , XN/4, Y1, Y2,... , ΥΝ/4, XN/4+1，XN/4+2，...， XN/2，YN/4+1，YN/4+2，…，YN/2，其中当高阶调制为 16QAM 时，Y2H = T2i，且 Y2i = T2H，i = 1， 2，. . . N/4 ；当高阶调制为 64QAM 时，Y3i = T3i_2，且 Y3i_2 = T3i，i = 1，2，. . .N/6。也就是说，加扰模块1将交织后的原始信息比特序列A’进行4等分后，假设依照 顺序，这4等份分别称作A’ L4, A’ 2—4，A’ 3_4和A’ 4—4，即A’ i—4为比特序列X1, X2, ... , XN/4, A’ 2—4 为比特序列 T1, T2, ...，TN/4, A’ 3_4 为比特序列 XN/4+1，XN/4+2，. . .，XN/2，A’ 4—4 为比特序列 TN/4+1，TN/4+2，...，TN/2。通过任意选取N等分中的一半，即Ν/2 = 2份，进行如下的操作，将比 特位中的相邻两个比特位或隔一个比特位的两个比特位进行对调，这样，在和交织后的原 始信息比特序列B’形成组单元时，就不会出现不同的组单元的比特调制可靠性不平均的问 题了。可以看出，上述实施例是选取了 A’ 2—4和A’ 4—4。和对交织后的原始信息比特序列Α’的加扰相似，也可以对交织后的原始信息比特 序列B’进行2Ν等分，其中2Ν是2的幂次，N为正整数，选取其中的后一半等份中，对相邻两 个比特位或隔一个比特位的两个比特位进行对调，这样，在和交织后的原始信息比特序列 Α’形成组单元时，就不会出现不同的组单元的比特可靠性不平均的问题了。和对原始信息比特序列Α’的加扰相似，也可以加扰交织后的校验比特序列W’工和 r 2构成的校验比特序列，或加扰交织后的校验比特序列Y’工和Υ’ 2构成的校验比特序列， 使得加扰后的交织后的校验比特序列w’工和交织后的校验比特序列Y’ ！在形成组单元时， 不会出现不同的组单元的比特可靠性不平均的问题；使得加扰后的交织后的校验比特序列 W’ 2和交织后的校验比特序列Y’ 2在形成组单元时，不会出现不同的组单元的比特可靠性 不高的问题；或使得交织后的校验比特序列w’工和加扰后的交织后的校验比特序列Y’ ！在 形成组单元时，不会出现不同的组单元的比特可靠性不平均的问题；使得交织后的校验比 特序列w’ 2和加扰后的交织后的校验比特序列Y’ 2在形成组单元时，不会出现不同的组单 元的比特可靠性不平均的问题。在现有技术中，有时在交织后，也会基于背景技术的图3进行，如图7a所示，该图 为本发明基于图3提供的对交织后的原始信息比特序列进行加扰的实施例一示意图。这时，本发明实施例提供的方法可以在进行循环左移位后或循环右移位后进行加 扰，也可以在循环左移位处理前或循环右移位处理前进行加扰。第二个实施例该加扰基于现有的卷积turbo码基础上。具体地，以原始信息比特序列A及其子 交织器为例进行说明。在该实施例中，对经过了交织的原始信息比特序列A’进行了加扰模块1的加扰， 具体为假设输入加扰模块1的原始信息比特序列假设输入比特序列A，0，A，1； ......，A， N-I — T1J T2 . . .，Tn/2，X” X2，· · ·，XN/2，
则输出比特序列为Y1, Y2, ... , YN/2, X1, X2, ... , XN/2，其中当高阶调制为16QAM时， Y2H = T2i，且 Y2i = T2H，i = 1，2，· · ·Ν/4 ；当高阶调制为 64QAM 时，Y3i = T3i_2，且 Y3i_2 = T3i，i = l,2,... N/6。也就是说，加扰模块1将交织后的原始信息比特序列A’进行2n等分，其中2n是2 的幂次，N为正整数，选取其中的前一半等份中，对相邻两个比特位或隔一个比特位的两个 比特位进行对调，这样，在和交织后的原始信息比特序列B’形成组单元时，就不会出现不同 的组单元的比特可靠性不平均的问题了。和对交织后的原始信息比特序列A’的加扰相似，也可以对交织后的原始信息比特 序列B’的进行2N等分，其中2N是2的幂次，N为正整数，选取其中的后一半等份中，对相邻 两个比特位或隔一个比特位的两个比特位进行对调，这样，在和交织后的原始信息比特序 列A’形成组单元时，就不会出现不同的组单元的比特可靠性不平均的问题了。和对原始信息比特序列A’的加扰相似，也可以加扰交织后的校验比特序列W’ i和 r 2构成的校验比特序列，或加扰交织后的校验比特序列Y’工和Υ’ 2构成的校验比特序列， 使得加扰后的交织后的校验比特序列w’工和交织后的校验比特序列Y’ ！在形成组单元时， 不会出现不同的组单元的比特可靠性不平均的问题；使得加扰后的交织后的校验比特序列 W’ 2和交织后的校验比特序列Y’ 2在形成组单元时，不会出现不同的组单元的比特可靠性 不高的问题；或使得交织后的校验比特序列w’工和加扰后的交织后的校验比特序列Y’ ！在 形成组单元时，不会出现不同的组单元的比特可靠性不平均的问题；使得交织后的校验比 特序列w’ 2和加扰后的交织后的校验比特序列Y’ 2在形成组单元时，不会出现不同的组单 元的比特可靠性不平均的问题。在现有技术中，有时在交织后，也会基于背景技术的图3进行，这时，本发明实施 例提供的方法可以在进行循环左移位前进行加扰，也可以在循环左移位处理后进行加扰。第三个实施例图8为本发明提供的对交织后的原始信息比特序列进行加扰的实施例三示意图， 该加扰基于现有的卷积turbo码基础上。在该实施例中，可以对交织后的原始信息比特序 列A’通过加扰模块1的加扰同时，对交织后的原始信息比特序列B’通过加扰模块2的加 扰。这两个加扰要保证加扰后得到的交织后的原始信息比特序列A’和交织后的原始信息 比特序列B’形成的组单元，与交织后的原始信息比特序列A’和交织后的原始信息比特序 列B’的组单元不完全相同。这样，就不会出现不同的组单元的比特可靠性不平均的问题了。相应地，也可以采用图8的方式加扰交织后的校验比特序列W’i和W’ 2构成的校验 比特序列，和加扰交织后的校验比特序列Y’ ！和Y’ 2构成的校验比特序列，使得加扰后的交 织后的校验比特序列W’ i和加扰后的交织后的校验比特序列Y’ i形成的组单元时，与未加 扰形成的组单元不完全相同，不会出现不同的组单元的比特可靠性不平均的问题；使得加 扰后的交织后的校验比特序列W’ 2和加扰后的交织后的校验比特序列Y’ 2形成组单元时， 与未加扰形成的组单元不完全相同，不会出现不同的组单元的比特可靠性不平均的问题。在现有技术中，有时在交织后，也会基于背景技术的图3进行，如图8a所示，该图 为本发明基于图3提供的对交织后的原始信息比特序列进行加扰的实施例三示意图，图 中，经过了交织的原始信息比特序列B’是在循环左移位处理后进行加扰。当然，经过了交织的原始信息比特序列B’也可以在加扰后，才进行循环左移位的。图9为本发明基于图3提供的对交织后的原始信息比特序列进行加扰的实施例四 示意图，可以看出，该案只对经过了交织的原始信息比特序列B’进行了加扰，该加扰且在左 循环移位之前进行。当然，也可以在循环左移位处理后进行加扰。图10为本发明基于图3提供的对交织后的校验比特序列进行加扰的实施例示意 图，可以看出，交织后的校验比特序列Y’ ！和Y’2在循环左移位处理后进行加扰模块3的加 扰，同时，交织后的校验比特序列W’工和W’ 2在循环左移位处理后进行加扰模块4的加扰， 使得加扰后的交织后的校验比特序列W’工和加扰后的交织后的校验比特序列Y’ ！形成的组 单元时，与未加扰形成的组单元不完全相同，使得加扰后的交织后的校验比特序列W’2和加 扰后的交织后的校验比特序列Y’ 2形成组单元时，与未加扰形成的组单元不完全相同。当 然，也可以对交织后的校验比特序列Y’ i和Y’ 2在循环左移位处理前进行加扰，同时，交织 后的校验比特序列W’工和W’ 2在循环左移位处理前进行加扰。综上，通过本发明提供的方法及系统，确保了原始信息比特序列A和B在映射到高 阶调制后的比特可靠性的杂散分布特性。本发明提供的方法及系统还将经过交织的原始信 息比特序列A和B形成的组单元(AyBi)联合考虑进行高阶调制时的比特映射。特别值得注意的是，本发明中某些实施例表面看是对交织后的比特序列的排列顺 序进行调整，但实际上加扰的方案还是来自对原始信息比特序列A和B的考虑，以确保最原 始的信息比特序列映射到最终的高阶调制符号上的比特可靠性的杂散分布特性。图11为本发明提供的方法和背景技术提供的方法对比仿真结果示意图，如图所 示，其中，横坐标为信噪比(SNR)，纵坐标为误帧率(FER)，采用的仿真环境为CTC，原始信息 比特数为N印=1920比特，编码速率为rate = 1/2，高阶调制采用64QAM，白噪声AWGN信 道。图中从上到下的曲线分别为采用图3所示的交织方法、采用图2所示的交织方法、采 用7a所示的交织方法以及采用图8a所示的交织方法。可以看出，采用本发明提供的图7a 和图8a所示的交织方法，进行映射后得到的星座图在接收时，误帧率明显小于背景技术提 供的图2和图3所示的交织方法。根据仿真结果，本发明提供的系统及方法相比于背景技术中的调制映射方案，映 射的星座图的比特可靠性的杂散分布特性有很大的提高。以上举较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所 应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的 精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之 内。
权利要求
一种采用卷积Turbo码编码的方法，对输入的原始信息比特序列进行编码，得到编码后的原始信息比特序列以及校验比特序列后，进行交织处理后，映射到星座图上发送，其特征在于，在进行交织处理之前，同时或之后，该方法还包括对编码后的原始信息比特序列进行加扰，使在映射时交织后的原始信息比特序列形成的不同组单元的比特可靠性平均，或/和对编码后的校验比特序列进行加扰，使在映射时交织后的校验比特序列形成的不同组单元的比特可靠性平均。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交织后的原始信息比特序列在映射前 还包括对交织后的原始信息比特序列进行设定值的循环左移位或右移位；所述交织后的校验比特序列在映射前还包括对交织后的校验比特序列进行设定值的循环左移位或右移位。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在进行交织处理之前，所述对编码 后的原始信息比特序列进行加扰的过程为对编码后的原始信息比特序列进行设定比特位的循环左移位或右移位；和/或对编码 后的原始信息比特序列进行2N等分，其中2N是2的幂次，N为正整数，选取其中的一半等份 中，对相邻两个比特位或隔一个比特位的两个比特位进行对调；所述对编码后的校验比特序列进行加扰的过程为对编码后的校验比特序列进行设定比特位的循环左移位或右移位；和/或对编码后的 校验比特序列进行2N等分，其中2N是2的幂次，N为正整数，选取其中的一半等份中，对相 邻两个比特位或隔一个比特位的两个比特位进行对调。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在进行交织处理的同时，所述对编 码后的原始信息比特序列进行加扰的过程为对编码后的原始信息比特序列进行交织处理所采用的映射公式输出的序列进行2N等 分，其中2N是2的幂次，N为正整数，选取其中的一半等份中，对相邻两个比特位或隔一个比 特位的两个比特位进行对调；所述对编码后的校验比特序列进行加扰的过程为对编码后的校验比特序列进行交织处理所采用的映射公式输出的序列进行2N等分，其 中2N是2的幂次，N为正整数，选取其中的一半等份中，对相邻两个比特位或隔一个比特位 的两个比特位进行对调。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在进行交织处理之后，所述对编码 后的原始信息比特序列进行加扰的过程为对编码后的原始信息比特序列进行交织后，对交织后的原始信息比特序列进行加扰；所述对编码后的校验比特序列进行加扰的过程为对编码后的校验比特序列进行交织后，对交织后的校验比特序列进行加扰。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对编码后的原始信息比特序列进行加 扰的过程是在对交织后的原始信息比特序列进行设定值的循环左移位或右移位的过程之 后或之前进行的；所述对编码后的校验比特序列进行加扰的过程是在对交织后的校验比特序列进行设 定值的循环左移位或右移位的过程之后或之前进行的。2
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，设所述交织后的原始信息比特序列为A’和 B’，所述对交织后的原始信息比特序列进行加扰过程为将交织后的原始信息比特序列A’进行2n等分，其中2n是2的幂次，N为正整数，选取 其中的一半等份中，对相邻两个比特位或隔一个比特位的两个比特位进行对调；或者将交织后的原始信息比特序列B’进行2n等分，其中2n是2的幂次，N为正整数， 选取其中的一半等份中，对相邻两个比特位或隔一个比特位的两个比特位进行对调；或者对交织后的原始信息比特序列A’加扰同时，对交织后的原始信息比特序列B’加 扰，所述两个加扰保证加扰后得到的交织后的原始信息比特序列A’和加扰后得到的交织后 的原始信息比特序列B’形成的组单元，与交织后的原始信息比特序列A’和交织后的原始 信息比特序列B’的组单元不完全相同。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，设所述交织后的校验比特序列为Y/、V、 W1'和W2’，所述对交织后的原始信息比特序列进行加扰过程为将交织后的校验比特序列Y1'或/和Y2’进行2N等分，其中2N是2的幂次，N为正整数， 选取其中的一半等份中，对相邻两个比特位或隔一个比特位的两个比特位进行对调；或者将交织后的校验比特序列W/或/和W2’进行2n等分，其中2N是2的幂次，N为 正整数，选取其中的一半等份中，对相邻两个比特位或隔一个比特位的两个比特位进行对 调；或者加扰交织后的校验比特序列W’ i和W’ 2构成的校验比特序列，和加扰交织后的校 验比特序列Y’ i和Y’ 2构成的校验比特序列，使得加扰后的交织后的校验比特序列W’ i和 加扰后的交织后的校验比特序列Y’i形成的组单元时，与未加扰形成的组单元不完全相同， 使得加扰后的交织后的校验比特序列W’ 2和加扰后的交织后的校验比特序列Y’ 2形成组单 元时，与未加扰形成的组单元不完全相同。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括在接收到星座图后，对进行了加扰的编码后的原始信息比特序列进行解扰；或/和对 进行了编码后的校验比特序列进行解扰。
10.一种采用卷积Turbo码编码的系统，包括用于对输入的原始信息比特序列进行 编码的CTC编码器，输出编码后的原始信息比特序列以及校验比特序列后发送给交织器进 行交织后，通过打孔器映射到星座图上发送，其特征在于，该系统的交织器中还包括加扰模 块，用于对编码后的原始信息比特序列进行加扰，使在映射时交织后的原始信息比特序列 形成的不同组单元的比特可靠性平均，或/和对编码后的校验比特序列进行加扰，使在映 射时交织后的校验比特序列形成的不同组单元的比特可靠性平均。
全文摘要
本发明公开了一种采用卷积Turbo码编码的方法及系统，对输入的原始信息比特序列进行编码，得到编码后的原始信息比特序列以及校验比特序列后，进行交织处理后，映射到星座图上发送，在进行交织处理之前，同时或之后，该方法还包括对编码后的原始信息比特序列进行加扰，使在映射时交织后的原始信息比特序列形成的不同组单元的比特可靠性平均，或/和对编码后的校验比特序列进行加扰，使在映射时交织后的校验比特序列形成的不同组单元的比特可靠性平均。本发明提供的方法及系统在进行Turbo编码时，能够提高后续映射星座图的比特可靠性的杂散分布特性。
文档编号H03M13/23GK101958719SQ200910159320
公开日2011年1月26日 申请日期2009年7月13日 优先权日2009年7月13日
发明者吴起, 王海, 郑旭峰 申请人:北京三星通信技术研究有限公司;三星电子株式会社