[发明专利]一种基于流水线结构的CTC编码器及编码方法

说明书

本发明公开一种基于流水线结构的CTC编码器及编码方法，属于无线通信技术领域。针对现有技术中存在的现有技术编码消耗的时钟周期较长，编码效率低，消耗资源过大的问题，本发明提供一种基于流水线结构的CTC编码器及编码方法，采用流水线结构的子编码器，在原信息序列的编码的同时进行内交织序列的预编码，减小编码运算周期，复用序列子交织单元以实现原信息序列编码的子交织和内交织序列编码的子交织，通过外部输入序列内交织地址和序列子交织地址进行算法中的内交织和子交织操作，减少所述CTC编码器的内部复杂计算，提高系统的性能、灵活性，并降低硬件开销，有着良好的实际应用价值，适合硬件实现。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，更具体地说，涉及一种基于流水线结构的CTC编码器及编码方法。

背景技术

无线通信系统从1895年Gugliemo Marconi发明电报开始，到如今在3G，LTE等无线宽带设备上传输话音、图像或数据等信息，经历了一个世纪的时间。特别是在20世纪后半叶，无线通信系统的飞速发展绝大部分要归功于两个彼此相互独立领域的发展——信息论和微电子。

Shannon在1948年发表“A mathematical theory of communication”具有划时代意义的学术论文。他指出在不可靠的信道条件下可以进行可靠通信传输的界限和达到这些界限的方法，系统的提出通信可靠性和有效性之间的关系。

编码界在90年代初期就提出设计出好码所必须遵循的三个主要思想，而Turbo码恰是这些思想的完美结合，主要有以下三点原因：

1、用系统卷积码代替非系统卷积码，使编码器的输出不含有输入信息。

2、译码器的输入是软信息，而不是硬判决信息，并且可以从译码器的输出中提取软信息用作分量译码器间的信息交换，Benedetto第一次用SISO来描述这样的译码器。

3、编码器对同一输入信息序列的不同排序进行编码，两个分量译码器可以将其各自的输出以迭代方式反馈给另外一个的分量译码器。交织器改变原始输入信息序列的次序，它是Turbo码的性能接近Shannon限的关键因素，也迎合Shannon随机编码的思想。

在IEEE 802.16e协议中的CTC(卷积Turbo码)采用的双二进制Turbo码，是一种信道编码技术。通过引入迭代译码结构和软输入软输出的最大后验概率译码，可以在较低的译码复杂度下取得较好的译码性能。在加入高斯白噪声信道下的仿真结果表明，CTC的性能可接近香农极限。

WIMAX技术是以IEEE802.16系列标准为基础的宽带无线接入技术，主要有两个技术标准，一个是指满足固定宽带无线接入的IEEE802.16d标准，另一个是满足移动的宽带无线接入技术IEEE802.16e标准。在基于IEEE802.16标准的系统中,选择具有高性能的编译码器对于实现高质量和高速率的无线传输是非常重要的一点。

CTC(卷积Turbo码)是WIMAX标准采用的信道编码方案之一，标准中的CTC有多种可以选择的码率(如从1/3到5/6)和非常灵活的分组长度(如从64btis到8192bits)。与经典Turbo码相比，CTC有以下优点：

(a)采用CRSC(递归系统卷积码)做子码，提高编码效率；

(b)交织深度是经典Turbo码的一半，译码时延减小；

(c)通过符号间交织增大最小自由距离，可以降低误码平层；

CTC的编码器采用的是两个双二进制的循环递归系统卷积码(CRSC)编码器，信息比特由A和B端并行输入，每个时刻进入编码器的比特组都是00,01,10,11中的一种。输入数据的分组长度为k比特或者N对比特(k＝2*N)。