CN101242190B - 时间解交织方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种时间解交织方法，对应于普通交织帧包含的数据个数为M，采用cr，i＝br’，i＝br-y，i方式的时间交织，cr，i表示交织后第r帧的数据索引号为i的数据，br-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；根据解交织参数k通过地址生成器生成解交织存储器地址，并根据所述存储器地址及解交织参数k从解交织存储器相应地址的存储单元输出数据和存入数据；整个解交织存储器被分为z-1个逻辑上的FIFO，其中第1个FIFO保存前z-1个普通交织帧中索引号i模z为0的逆序值的数据，第2个FIFO保存前z-2个普通交织帧中索引号i模z为1的逆序值的数据，……，第z-1个FIFO保存前2个普通交织帧中索引号i模z为z-2的逆序值的数据。采用本发明时间解交织方法，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。

Description

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Br＝(br，0，br，1，br，2，…，br，i，…，br，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Cr＝(cr，0，cr，1，cr，2，…，cr，i，…，cr，M-1)，其中cr，i＝br’，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cr，i＝br’，i＝br-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cr，i＝br’，i＝br-y，i方式的时间交织，cr，i表示交织后第r帧的数据索引号为i的数据，br-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z-1个逻辑上的FIFO，其中第1个FIFO保存前z-1个普通交织帧中索引号i模z为0的逆序值的数据，第2个FIFO保存前z-2个普通交织帧中索引号i模z为1的逆序值的数据，……，第z-1个FIFO保存前1个普通交织帧中索引号i模z为z-2的逆序值的数据；根据解交织参数k通过地址生成器生成解交织存储器地址，并根据所述存储器地址及解交织参数k从解交织存储器相应地址的存储单元输出数据和存入数据。
可以由模z计数器根据数据使能信号产生普通交织帧数据索引号i模z的值s，然后将值s的比特数据位颠倒过来，生成解交织参数k；当一个数据进来时，且k不等于z-1，先会从解交织存储器中读出下一个输出的数据，然后在第二个时钟周期才将这个进来的输入数据写入解交织存储器，且这两次读写操作的地址一样；当解交织参数k等于z-1时，进来的数据直接输出。
地址生成器可由z-1个计数器分别用于z-1个解交织存储器FIFO内部地址的计数，由z-1个地址偏置值分别用于表示z-1个FIFO在整个解交织存储器中的起始地址；根据解交织参数k的值选择相应的FIFO内部地址计数器和地址偏置值，同时被选中的FIFO内部地址计数器将被加1，以生成解交织存储器地址。
采用本发明时间解交织方法，所需解交织存储器的容量为：M/z×((z-1)+(z-2)+…+3+2+1)×4(每个普通交织帧所包含数据的数目/解交织的最小块所包含的数据×(第1个FIFO包含的帧数+第2个FIFO包含的帧数+第3个FIFO包含的帧数+……+第z-1个帧包含的帧数)×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T-DMB系统一个时间交织的示例；
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工作示意图；
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解交织存储器数据输出输入示意。
具体实施方式
下面以T-DMB系统为例，说明本发明时间解交织方法，如图5所示，整个解交织存储器被分为15个逻辑上的FIFO，其中第1个FIFO保存了前15个普通交织帧中索引号i模16为0的数据，第2个FIFO保存了前14个普通交织帧中索引号i模16为8的数据……第15个FIFO保存了前1个普通交织帧中索引号i模16为7的数据。图5中加粗黑框的数据为当前已解交织完可以输出的一帧数据，虚线框的数据是当前进入的一帧新数据，加粗虚线框的数据表示当前进入即输出的那部分数据(索引号i模16等于15)。
图6所示，根据输入数据使能信号，由一个4比特的16计数器产生索引号模16的值，然后将这4比特颠倒过来，生成解交织的参数k；图中虚线框内为地址生成器，由15个计数器分别用于15个FIFO内部地址的计数，其中FIFO1为55296/16*15计数器，FIFO2为55296/16*14计数器，……，FIFO14为55296/16*2计数器，FIFO15为55296/16*1计数器，由15个地址偏置值分别用于15个FIFO在整个解交织存储器中的起始地址，FIFO1的地址偏置为0，FIFO2的地址偏置为55296/16*15，FIFO3的地址偏置为55296/16*(15+14)，……，FIFO14的地址偏置为55296/16*(15+14+13+…+3)，FIFO15的地址偏置为55296/16*(15+14+13+…+3+2)，根据k的值选择相应的FIFO内部地址计数器和地址偏置值，生成解交织存储器的地址，同时被选中的FIFO内部地址计数器将被加1。两个输入数据之间至少会间隔一个时钟周期，当k等于15时，进来的数据直接输出，当一个数据进来，且k不等于15时，会根据所生成的解交织存储器的地址先从解交织存储器中读出下一个输出的数据，然后在第二个时钟周期才将这个输入数据写入解交织存储器，且这两次读写操作的地址一样。
如图7所示，图中加粗黑框的数据为当前已解交织完可以输出的一帧数据，虚线框的数据是当前进入的一帧新数据，加粗虚线框的数据表示当前进入即输出的那部分数据(索引号i模16等于15)，当前已解交织完成的第r帧数据输出后，第r+15帧的数据其索引号模16为0的数据写入第1个FIFO中第r帧的数据其索引号模16为0的数据输出后相应的存储位置，第r+14帧的数据其索引号模16为8的数据写入第2个FIFO中第r帧的数据其索引号模16为8的数据输出后相应的存储位置，…，第r+1帧的数据其索引号模16为7的数据写入第15个FIFO中第r帧的数据其索引号模16为7的数据输出后相应的存储位置，第r帧的数据其索引号模16为15的数据则直接输出；当已解交织完成的第r+1帧数据输出后，第r+16帧的数据其索引号模16为0的数据写入第1个FIFO中第r+1帧的数据其索引号模16为0的数据输出后相应的存储位置，第r+15帧的数据其索引号模16为8的数据写入第2个FIFO中第r+1帧的数据其索引号模16为8的数据输出后相应的存储位置，…，第r+2帧的数据其索引号模16为7的数据写入第15个FIFO中第r+1帧的数据其索引号模16为7的数据输出后相应的存储位置，第r+1帧的数据其索引号模16为15的数据则直接输出，……；依次便可用容量为55296/16×(15+14+13+…+1)×4(每个普通交织帧所包含数据的数目/解交织的最小块所包含的数据×(第1个FIFO包含的帧数+第2个FIFO包含的帧数+第3个FIFO包含的帧数+…+第15个帧包含的帧数)×假设每个数据由4个比特组成)＝1.58兆比特的解交织存储器完成T-DMB系统时间解交织。
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不为55296，r’同r和i模z的函数中z(z为2的大于1的整数次方，用二进制表示)不为16的情形，同样可以对解交织存储器进行逻辑划分，构造相应的地址生成器，根据相应的解交织参数k，用较少解交织存储器完成解交织输出数据。如当M＝55296，z＝32时，整个解交织存储器被分为31个逻辑上的FIFO，其中第1个FIFO保存前31个普通交织帧中索引号i模32为0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)的数据，第2个FIFO保存前30个普通交织帧中索引号i模32为1的逆序值即16的数据，……，第z-1个FIFO保存前1个普通交织帧中索引号i模z为30的逆序值即15的数据；由模32五比特计数器根据数据使能信号产生普通交织帧数据索引号i模32的值s，然后将值s的五个比特数据位颠倒过来，生成解交织参数k；当一个数据进来时，且k不等于31，先会从解交织存储器中读出下一个输出的数据，然后在第二个时钟周期才将这个输入数据写入解交织存储器，且这两次读写操作的地址一样；当解交织参数k等于31时，进来的数据直接输出；地址生成器由31个计数器分别用于31个解交织存储器FIFO内部地址的计数，由31个地址偏置值分别用于表示31个FIFO在整个解交织存储器中的起始地址；根据解交织参数k的值选择相应的FIFO内部地址计数器和地址偏置值，同时被选中的FIFO内部地址计数器将被加1，以生成解交织存储器地址。

Claims (3)

1.一种时间解交织方法，对应于普通交织帧包含的数据个数为M，采用cr，i＝br’，i＝br-y，i方式的时间交织，cr，i表示交织后第r帧的数据索引号为i的数据，br-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z-1个逻辑上的FIFO，其中第1个FIFO保存前z-1个普通交织帧中索引号i模z为0的逆序值的数据，第2个FIFO保存前z-2个普通交织帧中索引号i模z为1的逆序值的数据，……，第z-1个FIFO保存前1个普通交织帧中索引号i模z为z-2的逆序值的数据；根据解交织参数k通过地址生成器生成解交织存储器地址，即地址生成器由z-1个计数器分别用于z-1个解交织存储器FIFO内部地址的计数，由z-1个地址偏置值分别用于表示z-1个FIFO在整个解交织存储器中的起始地址，根据解交织参数k的值选择相应的FIFO内部地址计数器和地址偏置值，同时被选中的FIFO内部地址计数器将被加1，以生成解交织存储器地址；并根据所述存储器地址及解交织参数k从解交织存储器相应地址的存储单元输出数据和存入数据，即由模z计数器根据数据使能信号产生普通交织帧数据索引号i模z的值s，然后将值s的比特数据位颠倒过来，生成解交织参数k；当一个数据进来时，且k不等于z-1，先会从解交织存储器中读出下一个输出的数据，然后在第二个时钟周期才将这个进来的输入数据写入解交织存储器，且这两次读写操作的地址一样；当解交织参数k等于z-1时，进来的数据直接输出。
2.根据权利要求1所述的时间解交织方法，其特征是，M＝55296，z＝16。
3.根据权利要求2所述的时间解交织方法，其特征是根据输入数据使能信号，由一个4比特的16计数器产生索引号i模16的值，然后将该值的4比特颠倒过来，生成解交织的参数k；由15个计数器分别用于15个FIFO内部地址的计数，其中FIFO1为55296/16*15计数器，FIFO2为55296/16*14计数器，……，FIFO14为55296/16*2计数器，FIFO15为55296/16*1计数器，由15个地址偏置值分别用于15个FIFO在整个解交织存储器中的起始地址，FIFO1的地址偏置值为0，FIFO2的地址偏置为55296/16*15，FIFO3的地址偏置值为55296/16*(15+14)，……，FIFO14的地址偏置为55296/16*(15+14+13+…+3)，FIFO15的地址偏置值为55296/16*(15+14+13+…+3+2)。
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