申请日2007.04.11
公开(公告)日2007.10.24
IPC分类号H04J13/00; H03M13/27; H04L1/00; H04L12/54
摘要
本发明公开了一种宽带码分多址数字移动通信系统中有关基站高速下行链路共享信道(HS-DSCH)的Turbo码编码处理装置。本发明采用乒乓缓存技术在码块数据存储单元中设置两个码块数据存储空间，在处理一个码块数据的同时可以读取下一个码块数据，节省了数据存取的时间;交织处理单元中设置两个s、a序列存储空间，在交织计算的同时可以预计算下一传输块的s、a序列，节省了s、a序列的计算时间。采用本发明的编码处理装置克服了传统的Turbo编码硬件装置内部存储开销过大或处理实时性差的缺点，保证了WCDMA高速下行数据业务情况下Trubo编码处理的实时性。
権利要求書
1、一种Turbo编码流水处理装置，其特征在于：码块数据存储单元、交织 处理单元和子编码器单元，待编码数据经过码块数据存储单元输入到子编码器 单元，交织处理单元输出的交织后数据输入到子编码器单元，子编码器单元的 输出数据为编码后数据;所述码块数据存储单元及交织处理单元中均设置有成 对且相互独立的存储空间，所述存储空间分别通过各自的控制单元采用乒乓缓 存方式实现空间的管理与控制。
2、如权利要求1所述的Turbo编码流水处理装置，其特征在于，所述码块 数据存储单元中成对且相互独立的存储空间为：码块数据存储空间1、码块数 据存储空间2，所述码块数据存储单元中的控制单元为码块数据控制器;
所述码块数据存储空间1和码块数据存储空间2，用于缓存待编码数据， 其输出输入到子编码器单元;
所述码块数据控制器，与所述码块数据存储空间1、码块数据存储空间2、 交织处理单元及子编码器单元控制信号相连，外部控制信号线与所述码块数据 控制器相连;用于对码块数据存储空间1和码块数据存储空间2进行管理，并 负责所述码块数据存储单元与交织处理单元及子编码器单元之间的同步控制。
3、如权利要求1或2所述的Turbo编码流水处理装置，其特征在于，所述 交织处理单元中成对且相互独立的存储空间为：分别由s序列存储空间1和a 序列存储空间1、s序列存储空间2和a序列存储空间2构成的两组s序列和a 序列存储空间，用于存储当前传输块和下一传输块的s序列和a序列;
所述交织处理单元中的控制单元为预计算子单元，用于计算s序列和a序 列以及对s序列和a序列的存储空间进行管理;
所述交织处理单元还包括交织计算子单元，用于依据存储于s序列和a序 列存储空间中的s序列和a序列进行交织计算;
所述交织计算子单元进行交织计算得到交织后数据在码块数据存储空间中 的地址，并依据计算出的地址从码块数据存储空间中读取交织后数据输入到子 编码器单元;所述交织计算子单元及预计算子单元分别与所述码块数据控制器 控制信号相连。
4、如权利要求3所述的Turbo编码流水处理装置，其特征在于，所述码块 数据控制器通过外部数据线接收外部传输块编码参数及码块参数;
所述交织计算子单元通过所述码块数据控制器获取外部传输块编码参数及 码块参数、或直接通过外部数据线获取外部传输块编码参数及码块参数。
5、一种基于权利要求1所述Turbo编码流水处理装置的Turbo编码流水处理方法，其特征在于，至少包括码块数据输入处理和交织处理两部分;
所述码块数据输入处理包括：
判断码块数据存储单元中是否有空闲的码块数据存储空间，若有，则允许 新的待编码数据进入码块数据存储单元，否则，阻止新的待编码数据进入;
在一个码块数据存储空间输入数据的同时，允许另一码块数据存储空间向 子编码器单元输出待编码数据;
所述交织处理包括：
判断交织处理单元中是否有空闲的一组s序列存储空间和a序列存储空间， 若有，则交织处理单元中的预计算子单元开始计算s序列和a序列并将结果存 储于该组序列存储空间中，否则等待;
在交织计算子单元使用一组有效的s序列和a序列进行交织计算的同时， 允许预计算子单元进行下一传输块的s序列和a序列的计算。
6、如权利要求5所述的Turbo编码流水处理方法，其特征在于，一个传输 块的第一个码块数据进入码块数据存储单元时，码块数据控制器向预计算子单 元发送第一码块控制信号，预计算子单元依据收到的信号进行s序列和a序列 的计算。
7、如权利要求6所述的Turbo编码流水处理方法，其特征在于，一个传输 块的最后一个码块数据处理完毕后，交织计算子单元向预计算子单元发送传输 块结束控制信号，预计算子单元依据收到的信号释放当前使用的s序列存储空 间和a序列存储空间。
8、如权利要求5至7任一项所述的Turbo编码流水处理方法，其特征在于， 该方法进一步包括：所述交织计算子单元处理完当前码块数据后，向码块数据 控制器发送计算完毕的控制信号，码块数据控制器依据收到的控制信号释放当 前使用的码块数据存储空间。
9、如权利要求8所述的Turbo编码流水处理方法，其特征在于，该方法进 一步包括：预计算子单元在计算完s序列和a序列，并将s序列和a序列存储 于空闲的s序列存储空间和a序列存储空间后，向交织计算子单元发送序列有 效的控制信号;
码块数据完全写入码块数据存储空间时，码块数据控制器向交织计算子单 元发送码块数据有效的控制信号;
交织计算子单元在接收到所述序列有效的控制信号和码块数据有效的控制 信号开始交织计算。
说明书
Turbo编码流水处理装置及方法
技术领域
本发明涉及宽带码分多址(WCDMA)移动通信系统，特别涉及一种基站 高速下行分组接入(HSDPA)处理技术中高速下行链路共享信道(HS-DSCH) 的Turbo码编码处理装置及方法。
背景技术
第三代合作项目(3GPP)WCDMA技术规范中将Turbo编码作为误码率 10-6以下数据业务的信道编码，应用已经非常广泛，Turbo编码算法在3GPP TS25.212协议文档中有详细的描述，本文中将引用标准Turbo编码算法中的部 分公式及变量定义。标准的Turbo码编码器由两个相同的带有反馈机制的递归 系统卷积码编码器和一个内交织器并行级联构成，其中，内交织器设计非常复 杂，是Turbo码编码器的核心模块，该内交织器的主要作用是完成交织处理， 即在输出数据前重新排列数据帧中数据的顺序，包括行内及行间交织。
Turbo码编码器由硬件实现，具有速度快的优点，但交织处理的复杂性给 硬件实现制造了困难，传统的硬件Turbo码编码器通过两种方案解决：
第一种，预存交织表，待编码序列全部输入之后，通过查交织表的方式直 接得到交织后序列的存储地址。这种方案优点是处理实时性高;缺点是交织表 会随交织矩阵规模增加而显著增加，需要很大的硬件内部存储开销。
第二种，实时计算交织表，根据交织算法实时计算交织后序列在原始序列 中的存储地址。这种方案的优点是对硬件存储空间要求有限，仅需存储原始交 织序列;缺点是由于交织算法复杂，每个存储地址计算需要花费时间较多，硬 件实时性差。
WCDMA R5协议版本引入了HSDPA概念，下行链路的数据速率最高可达 10Mbit/s。为了满足WCDMA基站系统HSDPA高速处理的需要，对配套的编 码硬件处理实时性要求很高。针对基站系统HSDPA高速处理的要求，传统的 两种Turbo编码硬件实现方案中，第一种方案实现成本过高，商业价值低;第 二种方案硬件实时性差，无法满足WCDMA基站系统HSDPA处理的需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种WCDMA系统的Turbo编码流 水处理装置及方法，能充分保证WCAMA高速下行数据业务情况下Turbo编码 处理的实时性。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种Turbo编码流水处理装置，包括：码块数据存储单元、交织处理单元 和子编码器单元，待编码数据经过码块数据存储单元输入到子编码器单元，交 织处理单元输出的交织后数据输入到子编码器单元，子编码器单元的输出数据 为编码后数据;所述码块数据存储单元及交织处理单元中均设置有成对且相互 独立的存储空间，所述存储空间分别通过各自的控制单元采用乒乓缓存方式实 现空间的管理与控制。
基于上述方案，所述码块数据存储单元中成对且相互独立的存储空间为： 码块数据存储空间1、码块数据存储空间2，所述码块数据存储单元中的控制单 元为码块数据控制器;所述码块数据存储空间1和码块数据存储空间2，用于 缓存待编码数据，其输出输入到子编码器单元;所述码块数据控制器，与所述 码块数据存储空间1、码块数据存储空间2、交织处理单元及子编码器单元控制 信号相连，外部控制信号线与所述码块数据控制器相连;用于对码块数据存储 空间1和码块数据存储空间2进行管理，并负责所述码块数据存储单元与交织 处理单元及子编码器单元之间的同步控制。
基于上述方案，所述交织处理单元中成对且相互独立的存储空间为：分别 由s序列存储空间1和a序列存储空间1、s序列存储空间2和a序列存储空间 2构成的两组s序列和a序列存储空间，用于存储当前传输块和下一传输块的s 序列和a序列;所述交织处理单元中的控制单元为预计算子单元，用于计算s 序列和a序列以及对s序列和a序列的存储空间进行管理;所述交织处理单元 还包括交织计算子单元，用于依据存储于s序列和a序列存储空间中的s序列 和a序列进行交织计算;所述交织计算子单元进行交织计算得到交织后数据在 码块数据存储空间中的地址，并依据计算出的地址从码块数据存储空间中读取 交织后数据输入到子编码器单元;所述交织计算子单元及预计算子单元分别与 所述码块数据控制器控制信号相连。
基于上述方案，所述码块数据控制器通过外部数据线接收外部传输块编码 参数及码块参数;所述交织计算子单元通过所述码块数据控制器获取外部传输 块编码参数及码块参数、或直接通过外部数据线获取外部传输块编码参数及码 块参数。
一种基于上述Turbo编码流水处理装置的Turbo编码流水处理方法，至少 包括码块数据输入处理和交织处理两部分;
所述码块数据输入处理包括：
判断码块数据存储单元中是否有空闲的码块数据存储空间，若有，则允许 新的待编码数据进入码块数据存储单元，否则，阻止新的待编码数据进入;
在一个码块数据存储空间输入数据的同时，允许另一码块数据存储空间向 子编码器单元输出待编码数据;
所述交织处理包括：
判断交织处理单元中是否有空闲的一组s序列存储空间和a序列存储空间， 若有，则交织处理单元中的预计算子单元开始计算s序列和a序列并将结果存 储于该组序列存储空间中，否则等待;
在交织计算子单元使用一组有效的s序列和a序列进行交织计算的同时， 允许预计算子单元进行下一传输块的s序列和a序列的计算。
基于上述方法，进一步地包括如下步骤：一个传输块的第一个码块数据进 入码块数据存储单元时，码块数据控制器向预计算子单元发送第一码块控制信 号，预计算子单元依据收到的信号进行s序列和a序列的计算。
基于上述方法，进一步地包括如下步骤：一个传输块的最后一个码块数据 处理完毕后，交织计算子单元向预计算子单元发送传输块结束控制信号，预计 算子单元依据收到的信号释放当前使用的s序列存储空间和a序列存储空间。
基于上述方法，进一步地包括如下步骤：所述交织计算子单元处理完当前 码块数据后，向码块数据控制器发送计算完毕的控制信号，码块数据控制器依 据收到的控制信号释放当前使用的码块数据存储空间。
基于上述方法，进一步地包括如下步骤：预计算子单元在计算完s序列和 a序列，并将s序列和a序列存储于空闲的s序列存储空间和a序列存储空间后， 向交织计算子单元发送序列有效的控制信号;
码块数据完全写入码块数据存储空间时，码块数据控制器向交织计算子单 元发送码块数据有效的控制信号;
交织计算子单元在接收到所述序列有效的控制信号和码块数据有效的控制 信号开始交织计算。
本发明所提出的Turbo编码流水处理装置及方法，通过乒乓缓存技术减少 了数据的读取和处理时间，通过预计算技术提高了交织计算的处理效率，从而 克服了传统Turbo编码硬件装置内部存储开销过大、处理实时性差的缺点，在 增加有限硬件开销的前提下，大幅提高了硬件处理的实时性。
