CN101242189B

CN101242189B - 指针寻址时间解交织方法

Info

Publication number: CN101242189B
Application number: CN200710037357A
Authority: CN
Inventors: 潘国振
Original assignee: MAXSCEND TECHNOLOGIES Inc
Current assignee: Jiangsu Zhuo Sheng microelectronics Limited by Share Ltd
Priority date: 2007-02-09
Filing date: 2007-02-09
Publication date: 2010-05-19
Anticipated expiration: 2027-02-09
Also published as: CN101242189A

Abstract

本发明公开了一种指针寻址时间解交织方法，对应于普通交织帧包含的数据个数为M，采用c_r，i＝b_r’，i＝b_r-y，i方式的时间交织，c_r，i表示交织后第r帧的数据索引号为i的数据，b_r-y，i表示交织前第r-y帧的数据索引号为i的数据，y为数据索引号i模z的逆序值，z为2的大于1的整数次方；整个解交织存储器被分为M/z个单位，每个单位中存放1+2+3+…+z-1个数据，分别属于z-1个普通交织帧；对于每个进来的普通交织帧数据，按数据索引号i除以z所得的商对应到相应的单位存放；构造一指针矩阵来存放每个存储单位中数据的相对地址，这个指针矩阵可以被帧号r及数据索引号i所寻址。采用本方法，可以大大降低时间解交织存储器所需容量，降低硬件代价。

Description

指针寻址时间解交织方法

技术领域

本发明属于无线信号传输领域，特别涉及一种时间解交织方法。

背景技术

在无线数字信号传输领域，为了抗时间选择性衰落，通常要对传输帧(frame)里主服务信道(Main Service Channel)中的普通交织帧(CommonInterleaved Frames)数据进行了时间交织，假设交织前的数据为B_r＝(b_r，0，b_r，1，b_r，2，…，b_r，i，…，b_r，M-1)，其中下标r表示第r个普通交织帧，M是其所包含的普通交织帧中数据的数目，i是每个数据的索引号；相似地，假设交织后的数据为C_r＝(c_r，0，c_r，1，c_r，2，…，c_r，i，…，c_r，M-1)，其中c_r，i＝b_r’，i，r’是r和i模z(z为2的大于1的整数次方，用二进制表示)的一个函数，设i模z的逆序值(逆序就是将二进制的比特数据位都颠倒过来，例如0100的逆序值为0010)为y，则c_r，i＝b_r’，i＝b_r-y，i。

在信号接收端需要对数据进行时间解交织，时间解交织通常的做法是，在一块存储器中以先进先出(FIFO)形式先后保存了z个普通交织帧的的数据，每次从这z个普通交织帧的数据里按r’同r和i构成的时间交织函数挑出解交织之后的输出数据，在实际实现中，可以用最新进的普通交织帧覆盖最老的那一帧，即解交织存储器中保存了z-1个普通交织帧的数据，但即使是这样，所需的存储器容量也需要：M×(z-1)×4(一个普通交织帧所包含的数据量×(z-1)个普通交织帧×假设每个数据由4个比特组成)。

T-DMB标准是韩国推出的地面数字多媒体广播系统，该标准是基于欧洲数字广播标准DAB，在这之上做了一些修改，以便向手机、PDA(PersonalDigital Assistant)和便携电视等手持设备传送无线数字电视节目。

为了抗时间选择性衰落，在T-DMB标准里对其传输帧(frame)里主服务信道(Main Service Channel)中的普通交织帧(Common InterleavedFrames)数据进行了时间交织，其中每个普通交织帧包含55296个数据，r’是r和i模16的一个函数。图1是T-DMB数字电视标准的传输帧结构。图2是T-DMB系统时间交织后帧号r’与交织前帧号r、数据索引号i之间的关系表。图3展示了一个时间交织的例子。在信号接收端需要对数据进行时间解交织，图4展示了时间解交织通常的做法，在一块存储器中以先进先出(FIFO)形式先后保存了16个普通交织帧的的数据，每次从这16个普通交织帧的数据里按图2的逆顺序挑出1个普通交织帧的数据即是解交织之后的输出数据，图4中灰色的数据表示已经输出的数据，白色的数据表示还没有输出的数据，白色带加粗黑框的数据是当前输出的1个普通交织帧的数据；在实际实现中，可以用最新进的普通交织帧覆盖最老的那一帧，即解交织存储器中保存了15个普通交织帧的数据，但即使是这样，所需的存储器容量也需要：55296×15×4(一个普通交织帧所包含的数据量×15个普通交织帧×假设每个数据由4个比特组成)＝3.16兆比特。如果用片上静态随机存储器(on-chip SRAM)来存放这3.16兆比特数据，对芯片来说将是一个很大的硬件代价；如果外接片外动态随机存储器(off-chip DRAM)，更是将对整个系统带来诸多额外的开销。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种指针寻址时间解交织方法，采用本发明方法，可以大大降低时间解交织存储器的所需的容量，降低硬件代价。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，对应于普通交织帧包含的数据个数为M，采用c_r，i＝b_r’，i＝b_r-y，i方式的时间交织，c_r，i表示交织后第r帧的数据索引号为i的数据，b_r-y，i表示交织前第r-y帧的数据索引号为i的数据，y为数据索引号i模z的逆序值，z为2的大于1的整数次方；整个解交织存储器被分为M/z个单位，每个单位中存放1+2+3+…+z-1个数据，分别属于z-1个普通交织帧；对于每个进来的普通交织帧数据，按数据索引号i除以z所得的商对应到相应的单位存放，而不同单位中相同帧数据的存放格局一样，使不同单位中相同普通交织帧数据的数目及其相应数据相对于存储单位起始地址的相对地址相同；构造一指针矩阵来存放每个存储单位中数据的相对地址，这个指针矩阵可以被帧号r及数据索引号i所寻址，当属于普通交织帧第一个存储单位的数据进来的时候更新指针矩阵；如果数据索引号i模z不为z-1时，在数据进来的时钟周期，先会计算出下一个将要输出数据在指针矩阵的逻辑位置，然后根据这个位置在指针矩阵中读出数据的物理地址，第二个时钟周期用这个物理地址读解交织存储器，在第三个时钟周期得到输出数据，第三个时钟周期将会把进来的数据写入同一地址；如果索引号i模z为z-1时，数据将直接被输出。

所述指针矩阵可以为(z-1)×(z-1)指针矩阵，指针地址用以下方法确定，指针矩阵的读地址：用一个最大值为所z-1的普通交织帧计数器值来表示的当前已完成解交织、可以输出的帧t，再加上一个最大值为z的计数器值s，根据s的逆序值生成解交织参数k，组成一个指针矩阵的坐标：t×(z-1)+s，由这个坐标可以得到数据在解交织存储单位中的相对地址p；数据在解交织存储器中最终的地址由相对地址p和存储单位号u构成：u×(1+2+3+…+z-1)+p；对于指针矩阵的写地址：当前输出的解交织帧计数器值为t，新进来的数据属于帧n，再加上计数器值s，组成指针矩阵的坐标：n×(z-1)+s，其中当t小于k时，n＝t+15-k，否则n＝t-k。

采用本发明指针寻址时间解交织方法，所需解交织存储器的容量为M/z×(1+2+3+…+z-1)×4(解交织存储器中存储单位的数量×每个存储单位所存放的数据的个数)×假设每个数据由4个比特组成)；极大地降低了所需存储器的容量，降低了成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是T-DMB系统的传输帧结构；

图2是T-DMB系统时间交织后帧号r’与交织前帧号r、数据索引号i之间的关系表；

图3是一个T-DMB系统时间交织的示例；

图4是T-DMB系统时间解交织通常的做法示例；

图5是本发明具体实施方式解交织存储器逻辑划分及指针矩阵示意图；

图6是本发明具体实施方式示意图；

图7是本发明具体实施方式十六个普通交织帧在解交织过程中指针矩阵的变化情况。

具体实施方式

下面以T-DMB系统为例，说明本发明指针寻址时间解交织方法，如图5所示，假设两个输入数据之间至少会间隔一个时钟周期，整个解交织存储器被分为3456个单位，每个单位中可存放1+2+3+…+15＝120个数据(第r+14的帧的1个数据，第r+13帧的2个数据，…，第r+1帧的14个数据，已完成解交织可以输出的第r帧的15个数据)，分别属于15个普通交织帧；对于每个进来的帧数据，按其索引号i除以16所得的商u对应到相应的单位存放，而不同单位中相同帧数据的存放格局被做成一样，这样不同单位中相同普通交织帧数据的数目及相应数据(索引号模16值相同)存放的相对地址(相对于存储单位的起始地址)都是相同的，于是就可以用图中那样的15×15指针矩阵来存放每个存储单位中数据的相对地址值p，而这个指针矩阵可以被帧号r及数据索引号i所寻址，从而完成解交织的功能。图5中指针矩阵白色的指针表示所指数据已经进入，灰色的指针表示其所对应的数据还没有进入，指针矩阵的大小仅为：15×15×7(所存的帧数×数据索引号i模16值为0到14时×120个数据所需7位的指针)＝1575比特。

如图6所示，根据数据使能信号，由一个4比特的计数器产生数据索引号i模16的值s，然后将这4比特颠倒过来，生成解交织的参数k；由一个3456存储单位计数器产生存储单位号u；由一个普通交织帧15计数器，产生表示当前已完成解交织、可以输出的帧t(t为帧号r模15的值)；由一个15×15指针矩阵存放解交织存储器相对地址值p；当k不等于15时(即s不等于15)，普通交织帧数据按上述方法写入解交织存储器相应各存储单元；索引号模16值s不等于15时，在数据进来的时钟周期，先会计算出下一个将要输出数据的逻辑位置，指针矩阵的坐标：t×15+s＝{t，4’b0}-t+s，由这个坐标可以得到数据在解交织存储单位中的相对地址值p，第二个时钟周期用相对地址值p和存储单位号u构成的物理地址u×120+p＝{u，7’b0}-{u，3’b0}+p读解交织存储器，从而在第三个时钟周期得到输出数据；第三个时钟周期将会把进来的数据写入同一地址，因为此地址数据已被读走，其存储空间可以被回收使用；如果数据索引号模16为15时，即k等于15时，数据将直接被输出；只有当属于普通交织帧第一个存储单位的数据(即数据索引号i除以16的商为0)进来的时候，即存储单位计数器u＝0时，才需要更新指针矩阵中存放的数据在解交织存储单位中的相对地址值p(这是因为不同单位中相同帧数据的存放格局一样，不同单位中相同普通交织帧的相应数据存放的相对地址是相同的，后续的更新情况都是一样的)，即将输出数据的指针矩阵坐标t×15+s＝{t，4’b0}-t+s中存放的相对地址值p写入到指示写入数据相对地址的写数据指针矩阵坐标，根据交织定义以及考虑到环绕特性(wraparound)，新进来的数据所在帧为n，n＝(t-k＜0)？(t+15-k)∶(t-k)，即当t小于k时，n＝t+15-k，否则n＝t-k，再加上计数器s的值，组成写数据指针矩阵坐标(写入的数据在指针矩阵中的坐标)：n×15+s＝{n，4’b0}-n+s；通过这样的读、写数据地址在指针矩阵中的变换，便可在解交织参数k的配合下用上述被分为3456个单位，每个单位中可存放1+2+3+…+15＝120个数据解交织存储器实现交织数据的解交织过程。

图7描述了十六个普通交织帧在解交织过程中指针矩阵的变化情况，当第r帧已完成解交织输出后，第r+1帧索引号i模16值s为7的数据、第r+2帧索引号i模16值s为11的数据、…、第r+14帧索引号i模16值s为8的数据、第r+15帧索引号i模16值s为0的数据在解交织存储单位中的相对地址的指针值分别相应被写入了指示已输出的第r帧相应索引号i数据在解交织存储单位中的相对地址的指针值；当第r+1帧已完成解交织输出后，第r+2帧索引号i模16值s为7的数据、第r+3帧索引号i模16值s为11的数据、…、第r+15帧索引号i模16值s为8的数据、第r+16帧索引号i模16值s为0的数据在解交织存储单位中的相对地址的指针值分别相应被写入了指示已输出的第r+1帧相应索引号i数据在解交织存储单位中的相对地址的指针值；……；当第r+14帧已完成解交织输出后，第r+15帧索引号i模16值s为7的数据、第r+16帧索引号i模16值s为11的数据、…、第r+28帧索引号i模16值s为8的数据、第r+29帧索引号i模16值s为0的数据在解交织存储单位中的相对地址的指针值分别相应被写入了指示已输出的第r+14帧相应索引号i数据在解交织存储单位中的相对地址的指针值；当第r+15帧已完成解交织输出后，第r+16帧索引号i模16值s为7的数据、第r+17帧索引号i模16值s为11的数据、…、第r+29帧索引号i模16值s为8的数据、第r+30帧索引号i模16值s为0的数据在解交织存储单位中的相对地址的指针值分别相应被写入了指示已输出的第r+15帧相应索引号i数据在解交织存储单位中的相对地址的指针值；……，依此规则，完成普通交织帧在解交织过程中指针矩阵的变化，得到数据在解交织存储单位中的相对地址，从而得到数据在解交织存储器中最终的位置。对于当前解交织完输出的帧，k等于0时，读取相对应数据s＝0时写入相应解交织存储器单位的数据，k等于1时，读取相对应数据s＝8时写入相应解交织存储器单位的数据，k等于2时，读取相对应数据s＝4时写入相应解交织存储器单位的数据，…，当k等于14时，读取相对应数据s＝7时写入相应解交织存储器单位的数据，当k等于15时(即s＝15)，数据直接输出，最终在解交织参数k的配合下完成T-DMB系统时间解交织。

虽然数据在每个存储单位里地址的变化规律很难表示，但是存放这些数据地址的指针矩阵很容易按照解交织的方式寻址，所以如图7那样通过指针矩阵不断地回收输出帧数据的旧地址、再给新数据使用就能够管理好数据在解交织存储器里的地址。指针矩阵里最初的值需要初始化：可以在如图5所示的指针矩阵的120个白色单元内分别写入0到119不同的值，表示每个解交织存储单位内的120个数据占据了120个不同的地址，以后就可以循环利用了。

需要说明的是，在说明书中所画存储器的地址都是从上往下、从左到右递增；所有伪代码符合Verilog语法。

另外，本发明指针寻址时间解交织方法，不局限于实施例中示出的T-DMB系统，每个普通交织帧包含55296个数据，r’为r和i模16的函数的情况，按照本发明的方法，对于普通交织帧包含数据个数M不为55296，r’同r和i模z(z为2的大于1的整数次方，用二进制表示)的函数中z不为16的情形，同样可以构造相应的指针矩阵，对解交织存储器进行相应设置，以完成解交织输出数据。如当M＝55296，z＝32时，可以把解交织存储器分成55296/32＝1728个单位，每个单位中存放496个数据，分别属于31个普通交织帧；对于每个进来的普通交织帧数据，按数据索引号除以32所得的商对应到相应的单位存放，这样使不同单位中相同普通交织帧数据的数目及其存放的相对于存储单位起始地址的相对地址相同；构造一31×31指针矩阵来存放每个存储单位中数据的相对地址，这个指针矩阵可以被帧号r及数据索引号i所寻址，当属于普通交织帧第一个存储单位的数据进来的时候更新指针矩阵。

Claims

1.一种指针寻址时间解交织方法，对应于普通交织帧包含的数据个数为M，采用c_r，i＝b_r’，i＝b_r-y，i方式的时间交织，c_r，i表示交织后第r帧的数据索引号为i的数据，b_r-y，i表示交织前第r-y帧的数据索引号为i的数据，y为数据索引号i模z的逆序值，z为2的大于1的整数次方；其特征是，整个解交织存储器被分为M/z个单位，每个单位中存放1+2+3+…+z-1个数据，分别属于z-1个普通交织帧；对于每个进来的普通交织帧数据，按数据索引号i除以z所得的商对应到相应的单位存放，而不同单位中相同帧数据的存放格局一样，使不同单位中相同普通交织帧数据的数目及其相应数据相对于存储单位起始地址的相对地址相同；构造一指针矩阵来存放每个存储单位中数据的相对地址，这个指针矩阵可以被帧号r及数据索引号i所寻址，当属于普通交织帧第一个存储单位的数据进来的时候更新指针矩阵；如果数据索引号i模z不为z-1时，在数据进来的时钟周期，先会计算出下一个将要输出数据在指针矩阵的逻辑位置，然后根据这个位置在指针矩阵中读出数据的物理地址，第二个时钟周期用这个物理地址读解交织存储器，在第三个时钟周期得到输出数据，第三个时钟周期将会把进来的数据写入同一地址；如果索引号i模z为z-1时，数据将直接被输出；所述指针矩阵为(z-1)×(z-1)指针矩阵，指针地址用以下方法确定，指针矩阵的读地址：用一个最大值为z-1的普通交织帧计数器值来表示当前已完成解交织、可以输出的帧t，再加上一个最大值为z的计数器值s，根据s的逆序值生成解交织参数k，组成一个指针矩阵的坐标：t×(z-1)+s，由这个坐标可以得到数据在解交织存储单位中的相对地址p；数据在解交织存储器中最终的地址由相对地址p和存储单位号u构成：u×(1+2+3+…+z-1)+p；对于指针矩阵的写地址：当前输出的解交织帧计数器值为t，新进来的数据属于帧n，再加上计数器值s，组成指针矩阵的坐标：n×(z-1)+s，其中当t小于k时，n＝t+15-k，否则n＝t-k。

2.根据权利要求1所述的指针寻址时间解交织方法，其特征是，M＝55296，z＝16，由一个4比特的计数器产生数据索引号i模16的值s，然后将值为s的4比特颠倒过来，生成解交织的参数k。