一種流水線極化編碼器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種流水線極化碼編碼器。
【背景技術(shù)】
[0002] 上世紀(jì)80年代以來，通信技術(shù)的飛速進步使人類社會邁入信息時代。無線移動通 信技術(shù)的不斷發(fā)展為全球信息化進程提供了強大動力。無線蜂窩移動通信歷經(jīng)：第一代模 擬通信技術(shù)、第二代數(shù)字通信技術(shù)、第三代CDMA寬帶通信技術(shù)，目前已步入4G系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè) 化和商用化階段。在4G技術(shù)推向產(chǎn)業(yè)化和商用化的同時，4G之后的移動通信進入議事日 程，無線移動通信演進發(fā)展面臨全新挑戰(zhàn)。隨著智能終端的普及應(yīng)用、以及移動新業(yè)務(wù)需求 的持續(xù)增長，無線傳輸速率需求將在未來10年呈指數(shù)增長。據(jù)主要運營商和權(quán)威咨詢機構(gòu) 預(yù)測：至2020年，無線通信的傳輸速率需求將是目前在營系統(tǒng)的1000倍?，F(xiàn)有4G技術(shù)將仍 然難以滿足十年后超高傳輸速率移動互聯(lián)無線通信需求，在頻譜資源日趨緊缺的情況下， 需要引入變革性的新技術(shù)。世界各國在推動4G產(chǎn)業(yè)化工作的同時，已開始著眼于第五代無 線移動通信技術(shù)（5G)的研究，力求使無線移動通信系統(tǒng)性能和產(chǎn)業(yè)規(guī)模產(chǎn)生新的飛躍。
[0003] 眾所周知，業(yè)務(wù)流量10年提升1000倍是5G無線移動通信技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的內(nèi)在 基本需求。這一核心需求派生出：連續(xù)廣域覆蓋、熱點高容量、低時延高可靠、終端大連接、 設(shè)備低功耗等五個具有挑戰(zhàn)性的指標(biāo)需求。從而也對5G無線移動通信技術(shù)對相應(yīng)的信道 編碼實現(xiàn)提出了前所未有的高要求與新挑戰(zhàn)。在5G移動通信的全新應(yīng)用場景下，極化碼已 經(jīng)取代Turbo碼和LDPC碼等成為下一代信道編碼的優(yōu)秀候選者。研究適用于5G移動通信 系統(tǒng)的高效極化碼編碼器和譯碼器具有極強的理論意義與應(yīng)用價值。
[0004] 目前，基于極化碼編碼器的設(shè)計，給出的都是一些獨立的編碼器架構(gòu)設(shè)計方案，現(xiàn) 有的極化編碼器的硬件面積太大，處理頻率低，算法復(fù)雜度高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的：為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種有效降低了硬件復(fù) 雜度，增加了計算速度的流水線極化碼編碼器。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] ：為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種流水線極化碼編碼器，包包括 Iog2N組延時編碼模塊依次連接，其中，所述延時編碼模塊均包括相互連接的一個異或-通 過門和多個延時單元，其中所述N為極化碼編碼器的位數(shù)。
[0007] 進一步，在所述第1組延時編碼模塊包括一個異或-通過門和N/2個延時單元，所 述N/2個延時單元依次與所述異或-通過門的一個輸入端連接，所述異或-通過門的輸出 端與所述第二組延時編碼模塊連接，所述在第二組~第Iog 2N組的延時編碼模塊中還包括 一個交叉選擇器和2組由k個延時單元依次鏈接組成延時單元組；所述交叉選擇器的一個 輸入端直接與上一個延時編碼模塊的一個輸出端連接，所述交叉選擇器的另一個輸入端通 過一組延時單元組與上一個延時編碼模塊的另一個輸出端連接，所述交叉選擇器的一個輸 出端通過一組延時單元組與下一個延時編碼模塊的一個輸入端連接，所述交叉選擇器的另 一個輸出端直接與下一個延時編碼模塊的另一個輸入端連接；其中，k = N/2n，其中，η為延 時編碼模塊的編號。
[0008] 進一步，在所述第1組延時編碼模塊的輸入端還包括一個異或-通過門和N個延 時單元，所述N個延時單元依次與所述異或-通過門的一個輸入端連接，所述異或-通過門 的輸出端與所述延時編碼模塊連接，所述每個延時編碼模塊中均包括一個一個異或-通過 門、一個交叉選擇器和2組由k個延時單元依次鏈接組成延時單元組；所述交叉選擇器的一 個輸入端直接與上一個延時編碼模塊的一個輸出端連接，所述交叉選擇器的另一個輸入端 通過一組延時單元組與上一個延時編碼模塊的另一個輸出端連接，所述交叉選擇器的一個 輸出端通過一組延時單元組與下一個延時編碼模塊的一個輸入端連接，所述交叉選擇器的 另一個輸出端直接與下一個延時編碼模塊的另一個輸入端連接；其中，k = N/2n，其中，η為 延時編碼模塊的編號。
[0009] 進一步，所述交叉選擇器包括兩個輸入端相互連接的選擇器。
[0010] 進一步，所述延時編碼模塊中包括一個選擇器，Ν/2η個延時單元和一個異或-通 過門，所述選擇器的輸出端依次通過N/2 nf延時單元與所述異或-通過門的一個輸入端 連接，所述異或-通過門的一個輸出端與所述下一個延時編碼模塊中的選擇器的一個輸入 端練級，所述異或-通過門的另一個輸出端與本延時編碼模塊中的選擇器的一個輸入端連 接，所述本延時編碼模塊中的選擇器的一個另輸入端與所述異或-通過門的另一個輸入 端。
[0011] 進一步，所述延時單元為D觸發(fā)器。
[0012] 工作原理：本發(fā)明根據(jù)折疊技術(shù)的原理采用由延時單元、異或-通過門等器件組 的延時編碼模塊的依次連接，實現(xiàn)了極化碼的編碼工作。
[0013] 有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)想比，本發(fā)明有效的降低了硬件的復(fù)雜度，提高了編碼的速 度和處理的頻率，對于實際應(yīng)用的具有巨大潛力。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發(fā)明提供的前饋流水線極化碼編碼器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2是本發(fā)明中交叉選擇器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖3~圖10為本發(fā)明提供的Sbit前饋流水線極化碼編碼器的工作過程示意圖；
[0017] 圖11是本發(fā)明提供的反饋流水線極化碼編碼器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖12~圖22是本發(fā)明提供的Sbit反饋流水線極化碼編碼器的工作過程示意圖；
[0019] 圖23是Sbit前饋流水線極化編碼器的數(shù)據(jù)流圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖和具體實例，對本發(fā)明提出的一種通用的基于極化碼編碼器的流水 線變換方法進行詳細說明：
[0021] 如圖1所示，本發(fā)明提供的前饋流水線極化編碼器，包括Iog2N組延時編碼模塊依 次連接，其中所述N為極化碼編碼器的位數(shù)，在第1組延時編碼模塊的輸入端還設(shè)有一個異 或-通過門和N個延時單元，其中，N個延時單元依次與所述異或-通過門的一個輸入端連 接，異或-通過門的輸出端與延時編碼模塊連接，每個延時編碼模塊中均包括一個一個異 或-通過門、一個交叉選擇器和2組由k個延時單元依次鏈接組成延時單元組；交叉選擇器 的一個輸入端直接與上一個延時編碼模塊的一個輸出端連接，所述交叉選擇器的另一個輸 入端通過一組延時單元組與上一個延時編碼模塊的另一個輸出端連接，所述交叉選擇器的 一個輸出端通過一組延時單元組與下一個延時編碼模塊的一個輸入端連接，所述交叉選擇 器的另一個輸出端直接與下一個延時編碼模塊的另一個輸入端連接；其中，k = N/2n，其中， η為延時編碼模塊的編號。
[0022] 其中，交叉選擇器如圖2所示，在對應(yīng)（Ν/2)個延時的模塊時，交叉選擇器的信號 由（Ν/2)個0和（Ν/2)個1交替運行；在對應(yīng)（Ν/4)個延時的模塊時，交叉選擇器的信號由 (Ν/4)個0和（Ν/4)個1交替運行，依次類推，在對應(yīng)1個延時的模塊時，交叉選擇器的信號 由1個0和1個1交替運行。
[0023] 如圖3~圖10所示，以8位前饋流水線極化編碼器為例，當(dāng)前饋流水線極化編 碼器工作時，輸入序列分別通過兩條路徑進入到編碼器中，編碼器通過延時單元和交叉選 擇器的組合給數(shù)據(jù)前饋信號，使得它們按照折疊級中的順序依次在異或-通過門中發(fā)生反 應(yīng)。
[0024] 以第一位輸入U1的流程為例，首先在第一條輸入路徑中，U i經(jīng)過了 4個延時，到達 第一個延時編碼模塊的異或通過門的輸入端，此時，另一條輸入路徑中由于沒有延時，已經(jīng) 走到了第五位數(shù)據(jù)U 5, UJPU5進入第一個延時編碼模塊的異或通過門發(fā)生反應(yīng)。此時，第 二模塊中的交叉選擇器取值為0,所以U 1的值通過上方的路徑到達圖4中延時器的位置，接 著繼續(xù)往前走，到達圖5中延時器的位置，此時，第二模塊中的交叉選擇器取值為1，所以U 3 的值直接通過第二延時編碼模塊中的交叉選擇器的下方路徑到達第二個延時編碼模塊的 異或門的輸入端口，與仏發(fā)生反應(yīng)。此時，第三模塊中的交叉選擇器取值為0,所以U i通過 第三延時編碼模塊中的交叉選擇器上方的路徑，到達圖6中延遲器的位置。此時，第三延時 編碼模塊中的交叉選擇器取值為1，所以數(shù)據(jù)U 2直接通過第三延時編碼模塊中的交叉選擇 器的下方路徑到達第三延時編碼模塊中的異或門的輸入端口，與仏發(fā)生反應(yīng)，所以U 1與U 2 輸出，由于極化編碼的位翻轉(zhuǎn)特性，所以U1