具有LDPC码的交织器的结构的制作方法

文档序号:15627007发布日期:2018-10-09 23:13
本发明要求2017年1月24日、2017年6月20日以及2017年8月11日分别提交的美国第62/449677号、第62/522149号以及第62/544115号临时专利申请的优先权权益,此处以引证的方式将上述申请的内容全文并入。
技术领域
:本发明总体涉及信息编码,更具体地涉及一种具有低密度奇偶校验(Low-DensityParity-Check,LDPC)码的交织器(interleaver)的结构。
背景技术
::除非这里另外指示,否则本节中所描述的方法不是以下所列权利要求的现有技术,并且并非因为包含在本节中而被承认是现有技术。在第5代(5G)新无线电(NewRadio,NR)移动通信中,LDPC用于NR数据信道中。通常,LDPC由基础矩阵(basematrix)和移位系数表(shift-coefficienttable)组成。在基础矩阵中,矩阵的列的权重可以彼此不同,并且列的列权重通常为基础矩阵的该列中的总数“1”。通常列权重越大,加密的强度越强。换句话说,列权重越小,存在的对噪声(例如,突发干扰)的敏感性(或易感性)越大。由产生列权重1的对角扩展构造大多数奇偶可变节点块。比如,各扩展的奇偶块具有可变度一。对角扩展的奇偶块和信息块可以具有对突发干扰的不同敏感性。此外,高阶调制中的不同位具有不同的可靠性。技术实现要素:以下
发明内容仅是例示性的,并且不旨在以任何方式限制。即,以下
发明内容被提供为引入这里所描述的新型且非明显技术的概念、亮点、益处以及优点。以下在具体实施方式中进一步描述选择实施方式。由此,以下
发明内容不旨在识别所要求保护主题的必要特征,也不旨在用于确定所要求保护主题的范围。本发明的目的是提出与具有LDPC码的交织器的结构有关的各种新型概念和方案,这些概念和方案可以在包括5GNR无线通信的下一代通信(不管是有线的还是无线的)中实施。更具体地,在所提出的本发明的方案下,各码块的各发送可以包括比特级交织器。在一个方面中,一种方法可以涉及设备的处理器编码数据,以提供编码数据。该方法还可以涉及处理器向无线网络的网络节点发送编码数据。在编码数据以提供编码数据时,处理器可以对数据进行编码,以使得编码数据中的各码块包括相应的比特级交织器。在一个方面中,一种设备可以包括收发器和耦接到收发器的处理器。收发器可以能够与无线网络的至少一个网络节点无线通信。处理器可以能够对数据编码,以提供编码数据。收发器可以能够向无线网络的至少一个网络节点发送编码数据。在对数据进行编码以提供编码数据时,处理器可以对数据进行编码,以使得编码数据中的各码块包括相应的比特级交织器。值得注意的是,虽然以下在5GNR无线通信的背景下提供所提出方案和各种示例的描述,但方案及其任意变体/衍生物可以在根据实施方式合适的其他协议、标准以及规范的通信中来实施。由此,所提出方案的范围不限于这里所提供的描述。附图说明附图被包括进来以提供对本发明的进一步理解,并且被并入且构成本发明的一部分。附图例示了本发明的实现方式,并与本详细描述一起用于说明本发明的原理。可以理解的是,为了清楚地例示本发明的构思,一些组件可能被显示为与实际实现方式中的尺寸不成比例,因此附图不必按比例进行绘制。图1是根据本发明的实施方式的用于LDPC码的示例基础矩阵的示意图。图2是根据本发明的实施方式的具有交织器的LDPC码的示例架构的示意图。图3是根据本发明的实施方式的各种示例交织器的示意图。图4是根据本发明的实施方式的示例设备的框图。图5是根据本发明的实施方式的示例进程的流程图。具体实施方式本文公开了要求保护的主题的详细实施方式和实现方式。然而,应当明白,所公开的实施方式和实现方式仅仅是对可以以各种形式具体实施的所要求保护的主题的例示。然而,本发明可以按许多不同形式具体实施,而不应解释为对本文所阐述的示例性实施方式和实现方式进行限制。相反,提供这些示例性实施方式和实现方式,以使本发明的描述透彻和完整,并且向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在下面的描述中,可以省略已知特征和/或技术的细节以避免不必要地使所呈现的实施方式和实现方式模糊不清。综述在根据本发明所提出概念和方案下,可以将具有更高可靠性的调制比特映射到具有更高列权重的LDPC比特位置,以提供更多保护。因为LDPC中的系统比特和/或信息比特往往与更高列权重相关,所以例如可以将具有更高可靠性的调制比特映射到系统比特。由此,可以通过首先将具有更高可靠性的调制比特映射到LDPC系统比特的位置且然后映射到奇偶比特的位置来形成交织器。图1例示了根据本发明的实施方式的用于LDPC码的示例性基础矩阵100。如以上所提及的,在所提出的根据本发明的概念和方案下,具有更高可靠性的调制比特可以首先映射到位于在基础矩阵100左侧的若干列中的系统比特的位置,然后映射到位于在基础矩阵100右侧的大多数列中的奇偶比特的位置。图2例示了根据本发明的实施方式的具有交织器的LDPC码的示例架构200。参照图2,架构200可以包括LDPC编码器210、循环缓冲器220、比特级交织器230以及调制映射器240。LDPC编码器210可以被配置、设计或以其他方式适于对输入数据执行LDPC编码,以提供编码数据流。循环缓冲器220可以被配置、设计或以其他方式适于从LDPC编码器210接收编码数据流,并且缓冲编码数据流。比特级交织器230可以被配置、设计或以其他方式适于从循环缓冲器220接收编码数据流,并且对编码数据执行比特级交织,以提供已交织数据流(例如,包括系统比特、信息比特以及奇偶比特)。因此,数据可以被速率匹配,然后可以穿过比特级交织器230。因为数据可以与合适的码率(例如,相对较高码率)速率匹配,所以接收器处的解码器可以使用对应的码率来解码所接收的数据。有利地,具有编码器架构200的解码器的复杂度可以低于具有编码器架构100的解码器的复杂度。调制映射器240可以被配置、设计或以其他方式适于从比特级交织器230接收已交织数据流,并且将已交织数据流中的调制比特映射到如上所述的基础矩阵100。即,调制映射器240可以被配置、设计或以其他方式适于首先将具有更高可靠性的调制比特映射到LDPC系统比特的位置,然后映射到基础矩阵100中的奇偶比特的位置。在所提出的根据本发明的概念和方案下,交织器可以为块交织器(blockinterleaver)。具体地,交织器的行数可以与调制阶数(modulationorder)相同。而且,交织器的列数可以与进一法取整相同,该进一法取整是比将码字长度除以调制阶数的结果大的最小整数。在码字长度是调制阶数的整数倍的情况下,交织器的列数可以等于码字长度除以调制阶数(例如,列数=码字长度/调制阶数)。根据本发明的交织器可以逐行地写入(例如,行式写入)数据,并且可以逐列地读取(例如,列式读取)数据。因此,这可以实现用于冗余版本0(RV0)的系统比特优先排序。此外,各列的比特可以构成相应的调制符号。换言之,比特a1至aJ(其中,J表示调制阶数)可以形成调制符号。此外,码块中的已编码比特的数量可以是调制阶数的整数倍。图3例示了根据本发明的实施方式的示例交织器310、320、330以及340。参照图3,交织器310、320、330以及340中的每一个可以为块交织器。交织器310可以是用于256正交调幅(QAM)的交织器。对于256-QAM,因为256=28,所以调制阶数为8,由此,交织器310中的行数可以为八。交织器320可以为用于64-QAM的交织器。对于64-QAM,因为64=26,所以调制阶数为6,由此,交织器320中的行数可以为六。交织器330可以为用于16-QAM的交织器。对于16-QAM,因为16=24,所以调制阶数为4,由此,交织器330中的行数可以为四。交织器340可以为用于4-QAM的交织器。对于4-QAM,因为4=22,所以调制阶数为2,由此,交织器340中的行数可以为二。在交织器310中,因为存在八行,所以各调制符号包括八个比特(例如,第一调制符号包含比特a1~a8,第二调制符号包含比特b1~b8,第三调制符号包含比特c1~c8,以此类推)。在交织器320中,因为存在六行,所以各调制符号包括六个比特(例如,第一调制符号包含比特a1~a6,第二调制符号包含比特b1~b6,第三调制符号包含比特c1~c6,以此类推)。在交织器330中,因为存在四行,所以各调制符号包括四个比特(例如,第一调制符号包含比特a1~a4,第二调制符号包含比特b1~b4,第三调制符号包含比特c1~c4,以此类推)。在交织器340中,因为存在两行,所以各调制符号包括两个比特(例如,第一调制符号包含比特a1和a2,第二调制符号包含比特b1和b2,第三调制符号包含比特c1和c2,以此类推)。关于QAM星座,前两比特具有更高的对数似然比(LogLikelihoodRatio,LLR)或可靠性,并且最后两比特具有更低的LLR或可靠性。因此,4-QAM或正交相移键控(QPSK)具有一个可靠性等级,16-QAM具有两个可靠性等级,64-QAM具有三个可靠性等级,并且256-QAM具有四个可靠性等级。在所提出的根据本发明的概念和方案下,前两比特是具有格雷编码的给定调制符号中的最可靠比特。LDPC的系统比特可以首先填充在第一行中,然后填充在第二行中。也就是说,调制符号中具有更高可靠性的比特可以分配或以其他方式映射到LDPC系统比特的位置。例示性实施方式图4例示了根据本发明的实施方式的示例设备400。设备400可以作为通信装置执行各种功能,以实施这里关于具有LDPC码的交织器的结构描述的概念、方案、技术、进程以及方法,包括以上关于图1~图3描述的内容以及以下所描述的进程500。设备400可以为电子设备的一部分,该电子设备可以为通信装置、计算设备、便携式或移动设备、或可穿戴设备。比如,设备400可以被实施在用户设备、基站、智能电话、智能手表、智能手环、智能项链、个人数字助理或计算装置(诸如平板计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、台式计算机或服务器)中。另选地,设备400可以被实施为一个或更多个集成电路(IC)芯片(诸如例如且不限于:一个或更多个单核处理器、一个或更多个多核处理器、或一个或更多个复杂指令集计算(CISC)处理器)的形式。设备400可以包括图4所示的那些部件中的至少一些部件。比如,设备400可以包括至少一个处理器410。另外,设备400可以包括收发器440,该收发器被配置为通过与无线网络的至少一个网络节点无线地发送和接收数据来从事无线通信(例如,按照一个或更多个4GPP和5GNR标准、协议、规范和/或任意适用无线协议和标准)。设备400还可以包括其他部件(例如,存储器、电源系统、显示装置以及用户界面装置),这些部件与所提出的本发明的方案不相关,由此为了简单和简洁起见,这些部件既不在图4中示出,也不在这里描述。在一个方面中,处理器410可以被实施为一个或多个单核处理器、一个或多个多核处理器或一个或多个CISC处理器的形式。即,虽然单数术语“处理器”在这里用于提及处理器410,但根据本发明,处理器410在一些实施方式中可以包括多个处理器,并且在其他实施方式中可以包括单个处理器。在另一个方面中,处理器410可以被实施为具有电子部件的硬件(可选地,固件)的形式,这些电子部件例如且没有限制地包括被配置并设置为实现根据本发明的具体目的的一个或多个晶体管、一个或多个二极管、一个或多个电容器、一个或多个电阻器、一个多个电感器、一个或多个亿阻器和/或一个或多个变抗器。换言之,在至少一些实施方式中,处理器410是被专门设计、设置并配置为执行包括根据本发明的各种实施方式的具有LDPC码的交织器的结构的具体任务的专用机器。处理器410作为专用机器可以包括被设计、设置并配置为执行与根据本发明的各种实施方式的具有LDPC码的交织器的结构的有关的具体任务的非通用和专门设计的硬件电路。在一个方面中,处理器410可以执行一组或多组代码、程序和/或指令(例如,存储在可由处理器410访问的存储器中),以执行渲染根据本发明的各种实施方式的具有LDPC码的交织器的结构的各种操作。在另一个方面中,处理器410可以包括编码器420和解码器430,该编码器和解码器一起执行渲染根据本发明的各种实施方式的具有LDPC码的交织器的结构的具体任务和功能。在一些实施方式中,包括以上关于图1~图3描述的概念、方案、技术、进程以及方法的关于具有LDPC码的交织器的结构的概念、方案、技术、进程以及方法可以被实施在编码器420以及解码器430中或由它们来实施。编码器420和解码器430中的每一个可以被实施为具有电子电路的硬件的形式。另选地,编码器420和解码器430中的每一个可以被实施为软件的形式。仍然另选地,编码器420和解码器430中的每一个可以被实施为硬件和软件的组合的形式。在一些实施方式中,编码器420可以包括LDPC编码器422、循环缓冲器424、比特级交织器426以及调制映射器428。编码器420可以能够编码数据,以提供编码数据,作为第一数据。即,编码器420可以为架构200的示例实施方式,并且LDPC编码器422、循环缓冲器424、比特级交织器426以及调制映射器428可以分别为LDPC编码器210、循环缓冲器220、比特级交织器230以及调制映射器240的示例实施方式。由此,LDPC编码器422可以被配置、设计或以其他方式适于对输入数据执行LDPC编码,以提供编码数据流。循环缓冲器424可以被配置、设计或以其他方式适于从LDPC编码器422接收编码数据流,并且缓冲编码数据流。比特级交织器426可以被配置、设计或以其他方式适于从循环缓冲器424接收编码数据流,并且对编码数据执行比特级交织,以提供已交织数据流(例如,包括系统比特、信息比特以及奇偶比特)。调制映射器428可以被配置、设计或以其他方式适于从比特级交织器426接收已交织数据流,并且将已交织数据流中的调制比特映射到如上所述的基础矩阵(例如,基础矩阵100)。即,调制映射器428可以被配置、设计或以其他方式适于首先将具有更高可靠性的调制比特映射到LDPC系统比特的位置,然后映射到基础矩阵中的奇偶比特的位置。在一些实施方式中,解码器430可以包括LDPC解码器432、解速率匹配器434、比特级解交织器436以及调制解映射器438。解码器430可以能够解码作为从收发器440接收的编码数据的第二数据,以提供已解码数据。调制解映射器438可以对第二数据执行调制解映射,以向比特级解交织器436提供已解映射数据。比特级解交织器436可以解交织已解映射数据,以向解速率匹配器434提供已解交织数据。解速率匹配器434可以对已解交织数据执行解速率匹配,以向LDPC解码器432提供已解速率匹配数据。LDPC解码器432可以对已解速率匹配数据执行LDPC解码,以提供已解码数据。例示性进程图5例示了根据本发明的实施方式的示例进程500。进程500可以表示实施诸如关于图1~图3描述的概念和方案的所提出概念和方案的一个方面。更具体地,进程500可以表示与具有LDPC码的交织器的结构有关的所提出概念和方案的一个方面。进程500可以包括如由块510和520以及子块512和514中的一个或多个例示的一个或多个操作、动作或功能。虽然被例示为离散块,但进程500的各种块可以取决于期望的实施方式而被分成另外的块,组合成更少的块或消除。而且,进程500的块/子块可以按图5所示的顺序或另选地按不同顺序来执行。进程500可以由设备400及其任意变体来实施。比如,处理器500可以被实施在设备400中或由设备400来实施。仅为了例示性目的且在不限制范围的情况下,以下在设备400的背景下描述进程500。进程500可以在块510处开始。在510处,进程500可以涉及设备400的处理器410编码数据,以提供编码数据。在编码数据以提供编码数据时,进程500可以涉及处理器410编码数据,以使得编码数据中的各码块包括相应的比特级交织器。进程500可以从510进行到520。在520处,进程500可以涉及设备400的处理器410经由收发器440向无线网络的网络节点发送编码数据。关于编码数据以提供编码数据,进程500可以涉及处理器410执行如由子块512和514表示的若干操作。在512处,进程500可以涉及处理器410将具有更高可靠性的调制比特映射到具有更高列权重的LDPC比特的位置。进程500可以从512进行到514。在514处,进程500可以涉及处理器410将具有更低可靠性的调制比特映射到具有更低列权重的LDPC比特的位置。在一些实施方式中,具有更高列权重的LDPC比特可以包括系统比特、信息比特或其组合。在一些实施方式中,在编码数据时,进程500可以涉及处理器410首先在到奇偶比特的位置的映射之前将具有更高可靠性的调制比特映射到LDPC系统比特的位置。在一些实施方式中,各码块中的相应比特级交织器可以包括块交织器。在一些实施方式中,块交织器可以包括256-QAM交织器、64-QAM交织器、16-QAM交织器或4-QAM交织器。在一些实施方式中,块交织器中的行的数量可以等于块交织器的调制阶数。在一些实施方式中,块交织器中的列的数量在码字长度是调制阶数的整数倍的情况下可以等于将码字长度除以调制阶数的结果,或者在码字长度不是调制阶数的整数倍的情况下可以等于比将码字长度除以调制阶数的结果大的最小整数。在一些实施方式中,块交织器可以逐行写入数据,并且可以逐列读取数据。在一些实施方式中,块交织器的各列中的比特可以形成相应的调制符号。在一些实施方式中,各调制符号中的前两比特可以比具有格雷编码的相应调制符号中的其他比特更可靠。在一些实施方式中,在编码数据时,进程500可以涉及处理器410首先将LDPC编码的系统比特填充在块交织器的第一行中,然后将这些系统比特填充在块交织器的第二行中。其他注意事项本文所述主题有时例示了包含在不同的其它组件内或与不同的其它组件相连接的不同组件。要理解的是,这样描绘的架构仅仅是示例,而实际上,可以实现获得相同功能的许多其它架构。在概念上,用于获得相同功能的组件的任何布置都有效地“关联”,从而获得希望的功能。因而,在此为获得特定功能而组合的任意两个组件都可以被看作彼此“相关联”,从而获得希望的功能,而与架构或中间组件无关。同样地,这样关联的任意两个组件还可以被视为彼此“可操作地连接”,或“可操作地耦接”,以获得希望的功能,并且能够这样关联的任意两个组件也可以被视为彼此“可操作地耦接”,以获得希望的功能。可操作地耦接的具体示例包括但不限于,物理上可配对和/或物理上交互的组件和/或可无线地交互和/或无线地交互的组件和/或逻辑上交互和/或逻辑上可交互的组件。而且,针对在此实质上使用的任何复数和/或单数术语,本领域技术人员可以针对上下文和/或应用在适当时候从复数转变成单数和/或从单数转变成复数。为清楚起见,各种单数/复数置换在此可以确切地阐述。此外,本领域技术人员应当明白,一般来说,在此使用的,而且尤其是在所附权利要求书(例如,所附权利要求书的主体)中使用的术语通常旨在作为“开放式”术语,例如,术语“包括”应当解释为“包括但不限于”,术语“具有”应当解释为“至少具有”,术语“包含”应当解释为“包含但不限于”等。本领域技术人员还应当明白,如果想要特定数量的介绍权利要求列举,则这种意图将在该权利要求中明确地陈述,并且在没有这些陈述的情况下,不存在这种意图。例如,为帮助理解,下面所附权利要求书可以包含使用介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”来介绍权利要求列举。然而,使用这种短语不应被理解为,暗示由不定冠词“一(a)”或“一个(an)”介绍的权利要求列举将包含这种介绍权利要求列举的任何特定权利要求限制为只包含一个这种列举的实现方式,即使在相同的权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”以及诸如“一”或“一个”的不定冠词(例如,“一”或“一个”)应被解释为表示“至少一个”或“一个或多个”;其对于介绍权利要求列举的定冠词的使用同样适用。另外,即使明确地陈述特定数量的介绍权利要求列举,本领域技术人员也将认识到,这种列举应当被解释成,表示至少所陈述的数量,例如,“两个列举”的裸列举在没有其它修饰语的情况下意指至少两个列举,或者两个或多个列举。而且,在使用类似于“A、B以及C等中的至少一个”的惯例的那些例子中,一般来说,这种句法结构希望本领域技术人员应当理解这种惯例,例如,“具有A、B以及C中的至少一个的系统”应当包括但不限于具有单独A、单独B、单独C、A和B一起、A和C一起、B和C一起,和/或A、B以及C一起等的系统。在使用类似于“A、B或C等中的至少一个”的惯例的那些例子中,一般来说,这种句法结构希望本领域技术人员应当理解这种惯例,例如,“具有A、B或C中的至少一个的系统”应当包括但不限于具有单独A、单独B、单独C、A和B一起、A和C一起、B和C一起、和/或A、B以及C一起等的系统。本领域技术人员还将理解,实际上,呈现两个或多个另选术语的任何转折词和/短语(无论在说明书、权利要求书、还是附图中)应当被理解成设想包括这些术语中的一个、这些术语中的任一个或者两个术语的可能性。例如,短语“A或B”应当被理解成,包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。根据前述内容,将理解,本发明的各个实现方式出于例示的目的而进行了描述,并且在不脱离本发明的范围和精神的情况下,可以进行各种修改。因此,本文所述各个实现方式并非旨在进行限制,且真实范围和精神通过下列权利要求书指示。当前第1页1 2 3 当前第1页1 2 3 
再多了解一些
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