[发明专利]通信设备中的数据块交织和解交织方法及其装置

说明书

本发明涉及通信领域，公开了一种通信设备中的数据块交织和解交织方法及其装置。本发明中，提出了与现有通信标准的交织方式等价的新计算方法，新计算方式巧妙地把原有的取模运算以迭代的形式化解为简单的先加，然后比较，最后做最多两次减法的运算，从而以加法取代了现有算法中的乘法，以条件减法取代了取模运算，从而大大节省了硬件开销，加快了运算速度。

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种通信设备中的数据块交织和解交织技术。

背景技术

在陆地移动通信这种变参信道上，比特差错经常是成串发生的。这是由于持续较长的深衰落会影响到相继一串的比特。然而，一般的信道编码仅在检测和校正单个差错和不太长的差错串时才有效。为了解决这一问题，希望能找到把一条消息中的相继比特分散开的方法，即一条消息中的相继比特以非相继方式被发送。这样，在传输过程中即使发生了成串差错，恢复成一条相继比特串的消息时，差错也就变成单个(或长度很短)，这时再用信道编码纠错功能纠正差错，恢复原消息。这种方法就是交织技术。

ITU G.9902，ITU G.9903,IEEE P1901.2,以及G3-PLC是基于正交频分复用（Orthogonal Frequenc_y Division Multiplexing，简称“OFDM”）的电力载波通信（PowerLine Communication，PLC）国际标准，其中采用的前向纠错（Forward Error Control，简称“FEC”）交织器的设计能够为对抗以下两种不同误码源提供保护：

由强脉冲干扰引起的连续几个正交频分复用（OFDM）符号误码（时域）；

由强频率选择性衰落或窄带干扰引起的连续几个正交频分复用（OFDM）子载波误码（频域）。

为了提高通信的鲁棒性，上述PLC标准还采用了重叠码（repetitioncode)，交织是在重叠复制过程后完成的，可以同时对抗上述两个问题，并提供时域和频域分集增益。信道交织器根据有效子载波数（m）把需要交织的比特排成m列乘n行的矩阵，n是OFDM的符号数。交织分两步完成。在第一步中，交织矩阵中的每列被循环移位不同的次数。因而，错误的正交频分复用符号被分散在了不同的符号中。在第二步中，交织矩阵中的每一行被循环移位不同的次数以防止强频率选择性衰落或窄带干扰破坏整列数据。循环移位的总次数由参数m_i、m_j、n_i和n_j确定，这些参数基于每个OFDM符号的子载波数（m）和OFDM的符号数（n）来确定。

图1示出了应用上述标准的交织器的缓冲器中初始置换矩阵的比特排列。其中，初始置换矩阵中的初始比特位置为（i,j），其中，i=0,1,···,m-1，j=0,1,···,n-1。交织后的置换矩阵中比特的位置为（I,J），两者关系如下式：

其中(m_i,m_j)和(n_i,n_j)由下式选定：GCD(m_i,m)＝GCD(m_j,m)＝GCD(n_i,n)＝GCD(n_j,n)＝1

GCD（a,b）表示a和b两个正整数的最大公约数。执行简单的搜索便可基于以下两个参数m和n找出一组适合的上述参数，并且通信协议或标准会规定产生这些参数的规约，其中，m为每个正交复用（OFDM）符号包含的子载波数，n为交织的数据块包含的正交复用符号的数目。

ITU G.9902标准或G3-PLC标准都提出一种查表法来实现交织器的双循环置换，但是，对于G3-PLC交织器，允许的帧长（K=n*m）范围很大，加上此表依赖于n和m，所以交织表必须在FCH（帧控制头frame controlheader，简称“FCH”）收到后才能生成。因此，这种交织方法使得调制解调器在交织前后的运算量较大，需要较大的存储空间，增加了硬件开销，降低了计算效率。