[发明专利]具有基于状态机的交织器的编码系统

说明书

发明领域

本发明涉及编码。本发明特别涉及新颖和改进的交织编码与译码技术。

背景技术

“Turbo编码”是前向纠错(FEC)领域内重要的进展。Turbo编码有许多种，但是大多数采用由结合交互译码的交织步骤分隔的多重编码步骤。这种组合提供了先前在通信系统噪声下无法达到的性能。即，Turbo编码允许在先前利用现有前向检错技术时无法接受的E_b/N_o电平下进行通信。

许多系统采用前向检错技术，因此得益于Turbo编码。例如，Turbo编码可以改进无线卫星链路的性能，在这种场合卫星受到限制的下行链路发射功率要求接收机系统必需能够在低E_b/N_o电平下工作。

诸如数字蜂窝和PCS电话系统之类的数字无线电信系统也采用前向纠错。例如，IS-95空中接口标准及其衍生标准(例如IS-95B)对利用卷积编码提供编码增益以提高系统容量的无线通信系统作了定义。在题为“CDMA蜂窝电话系统中产生信号波形的系统和方法”的美国专利5,103,459中描述了基本上遵守IS95标准的RF信号处理系统和方法，该专利被转让给了本发明的受让人并且作为参考文献(’495专利)包含在本文中。

由于IS-95之类的数字无线通信系统基本上被用于移动通信，因此重要的是使设备功耗尽可能地小并且小巧轻颖。一般而言，这就要求研制完成大多数或全部必要处理的半导体集成电路(“芯片”)。虽然卷积编码比较复杂，但是完成卷积编码和译码所需的电路可以与其他必需的电路集成在单片芯片上。

Turbo编码(特别是译码操作)要比卷积编码明显复杂。毫无疑问，将Turbo编码纳入数字无线电信系统(包括移动数字通信系统)内是非常需要的。因此本发明的目标是降低实现Turbo编码的复杂程度，并便于在移动系统或关注功耗和电路尺寸的系统内使用Turbo编码。

发明内容

本发明为实现特定应用下Turbo编码的新颖改进技术或者迭代编码技术。根据本发明的一个实施例，通过利用PN状态生成器生成存储器地址来实现交织。数据被顺序写入存储器并随后利用PN状态生成器定义的地址读取。为了去交织，利用PN状态生成器将交织数据写入存储器，随后按顺序读取。提供了一组具有出色编码性能的PN状态生成器。

附图简述

通过以下结合附图对本发明的描述将更加深入地理解本发明的特征、目标和优点，附图中相同的标号代表相同或类似的部分，其中：

图1A和1B为根据本发明实施例配置的Turbo编码器的框图；

图2为按照本发明实施例配置的交织器的框图；

图3A和3B为按照本发明实施例配置的PN编码生成器的示意图；

图5A和5B为按照本发明实施例配置的译码器的框图；

图6为本发明实施例性能的曲线图；

图7为本发明另一实施例性能的曲线图。

实施发明的较佳方式

本发明是实现Turbo编码的新颖改进技术。以数字蜂窝电话系统为例描述示意性实施例。虽然这种含义下的应用具有优点，但是本发明不同实施例可以纳入不同的环境或配置。通常，所述各种系统可以利用软件控制的处理器、集成电路或分立逻辑电路来实现，但是比较好的是集成电路方式。用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光学场或光子或者它们的组合表示整个应用中引用的数据、指令、命令、信息、信号、符号和芯片是有益的。此外，每张框图内的方框可以代表硬件或方法步骤。

图1A和1B高度简化地示出了两种Turbo编码器。图1A示出了并联Turbo编码器。编码器1和交织器2接收一般为用户信息或控制数据的编码器输入数据4。编码器1输出系统符号5(一般为原始输入比特)和一致校验符号3。编码器6接收交织器2的交织输出并且输出第二组一致校验符号7。编码器1和编码器6的输出混合入1/3总编码率的输出数据流。附加的编码器和交织器对可以加入以降低编码率从而提高正向纠错能力。

编码器1和6可以是各种类型的编码器，包括块编码器或卷积编码器。作为卷积编码器，编码器1和6一般具有例如4(四)的较小约束长度以减少复杂性，并且是递归系统卷积(RSC)编码器。较小的约束长度降低了相应译码器的复杂程度。一般情况下，对于R＝1/2编码率的每个接收比特，这两个编码器输出两个一致校验符号。但是由于截去了编码器6的系统比特，所以图1ATurbo编码器的总编码率为R＝1/3。附加的交织器和编码器对也可以并联加入以减小编码率，由此提供更强的纠错能力。