[发明专利]窗口交织的TURBO(WI-TURBO)码

说明书

本发明涉及一种交织器(104)，具体用于一种信道编码器(100)，用于将k个索引输入符号的输入序列(101)映射到k个索引输出符号的输出序列(105)，k是正整数，包括用于根据交织函数将该输入序列的输入索引映射到该输出序列的输出索引的装置，其中，对于k个输入索引的特定子集，由交织函数定义的该输入索引和该输出索引之间的距离小于或等于阈值p，p是小于k的正整数。这种交织器可以有利地与滑动窗口解码结合使用。

技术领域

本发明总体上涉及交织器设计领域，并且具体涉及一种交织器以及一种具有带结构的交织方法。本发明还涉及获得这种交织器，以及在通信系统中使用这种交织器，例如，用于信道编码和解码。

背景技术

下文介绍通信系统中有关时延或延迟的背景及其与信道码的关系。

每个通信系统中，存在由信道编码器或信道解码器引起的时延或延迟。根据应用的不同，时延可能会对服务质量(quality of service，QoS)和体验质量(quality ofexperience，QoE)产生很大影响。

通信系统中造成这种时延有几个原因。结构性时延可以被视为延迟的原因，其取决于系统设计，而不取决于发射机或接收机的处理能力和内存。造成大的结构性时延的一个方面是发射机和接收机链中信号的逐块处理。特别是，前向纠错(forward errorcorrection，FEC)方案造成的大的结构性时延。

通常，信道解码器需要对应于整个码字的编码符号以便开始解码操作。编码符号可以涉及二进制符号和非二进制符号，其中在二进制码的情况下，一个符号是一个比特。因此，只要整个码字未被接收，解码器就不能启动。对于长码字，这可能会造成大的时延。

某些信道码具有特殊的结构，即使整个码字不可用，也允许解码器开始解码操作。这种码可以用一种被称为滑动窗口解码器(sliding window decoder，SWD)来解码，其中只要有部分码字可用就足以启动解码过程。

如果使用滑动窗口解码器SWD，则对窗口内的符号进行解码，所述窗口的长度为w。完成窗口(mw)内m个目标符号的解码后，窗口被移动到新的位置，然后在此解码新的目标符号。重复该过程直到整个码字被解码。尽管在纠错性能方面滑动窗口解码器SWD具有次优性，但其允许更多的延迟灵活性：某个窗口内的符号一旦可用，解码器就可以真正地开始解码第一目标符号。

可以将卷积码作为可以用滑动窗口解码器SWD来解码的码的示例，其中每个编码符号仅取决于某些先前编码的符号。卷积码的另一示例可以是具有带对角结构的奇偶校验矩阵的低密度奇偶校验卷积码(low-density parity-check convolutional code，LDPC-CC)，这种卷积码也允许使用滑动窗口解码器SWD。LDPC-CC例如因如下文献而周知：A.J.和K.S.Zigangirovz，具有低密度奇偶校验矩阵的时变周卷积码，IEEE信息论汇刊，45.6(1999):2181-2191(Time-varying periodic convolutional codes with low-density parity-check matrixIEEE Transactions on Information Theory,45.6(1999):2181-2191.)。

下文介绍关于交织器的背景。

交织器是一个确定性函数，其将一个序列作为输入，并以不同的顺序输出相同的序列。交织是一种通常用于改善信道码性能的技术。

长度为k的交织器，具体是块交织器，可以通过具有j的双射函数f(j)来表示，f(j)取0到k-1的整数值。该函数f(j)定义了从输入向量读取样本或符号的顺序，即，从输入向量中的位置f(j)读取交织器的第j个输出。

下文介绍关于turbo码的背景。