CN101340259B

CN101340259B - 数据交织方法、数据交织器

Info

Publication number: CN101340259B
Application number: CN2007101260754A
Authority: CN
Inventors: 湛永坚
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2007-07-06
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2027-07-06
Also published as: CN101340259A

Abstract

本发明实施例提供一种数据交织方法、数据交织器。每次对至少两个码字按照先后顺序进行编号，所述码字包括至少两个编码块，每个编码块包括至少一个特殊部分，所述特殊部分的内部结构和在编码块中所处的位置需要保持不变；将所述每个码字中的每一个编码块划分成至少两组编码，每个特殊部分所包括的比特位于同一组；对相应的码字的每个编码块的每组编码进行重新排序。通过本发明实施例提供的技术方案，能够实现交织后的编码中特殊部分保持结构和在编码块中的位置不变。

Description

数据交织方法、数据交织器

技术领域

本发明涉及数字通信领域，特别涉及一种数据交织方法、数据交织器。

背景技术

在数字信号传输中，由于信道不理想以及噪声的影响，被传输的信号码元波形会改变，造成接收端错误判决。因此，为了尽量减少数字通信中信号码元的差错概率，采用信道编码来传输信号码元。前向纠错(FEC，Forward Error Correction)是信道编码的一种，指发送端发出的可以纠正错误码元的编码序列，接收端的译码器能自动纠正传输中的错码。

在10G基于以太网的无源光网络(EPON，Ethernet-PON)的信道中，会出现大的突发差错，这样的突发差错将严重影响FEC的性能。例如，小信噪比的时候，判决电路之后，振幅噪声转化为抖动噪声，超过了时钟数据恢复(CDR，Clock and Data Recovery)的最大输入抖动容限，CDR会出现失锁，这样的失锁会造成连续的突发错误，甚至超过FEC的纠错能力，因为FEC的抗突发能力是有限的。

因此，10G EPON系统需要一种增强FEC编码抗大突发差错的能力的方法来改善FEC纠错能力。由于FEC编码的长度越长抗突发能力越强，因此可以采用增强FEC编码长度的方法来增强抗大突发差错的能力。但是编码长度的增加会加大FEC算法的复杂度。

因此，现有技术提供一种数据交织方法，对FEC编码后的数据进行交织处理，在交织处理过程中，分散突发差错来增强FEC编码抗大突发差错的能力。

但是对于某些格式的编码，需要保留编码中的一些特殊结构，例如，对于64b/66b编码，FEC编码的净荷是66b的整数倍，FEC编码的校验码(parity)也是66b的整数倍。在无源光纤网络(PON，Passive Optical Network)系统的下行方向，光网络单元(ONU，Optical Line Terminal)以连续的工作方式接收数据，ONU通过搜索66b的前面两个比特同步头来实行66b块的对准，通过搜索FEC的校验码来实现FEC码字的对准。因此为了实现ONU对66b块的对准，必须保持每个66b块的两个比特同步头结构和位置不变，以及保持校验码在FEC码字中的结构和位置不变。而现有技术的数据交织方法无法实现交织后的FEC编码中某些特殊结构保持不变。

因此，在进行本发明创造过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有技术提供的数据交织方法，不能实现交织后的FEC编码中某些特殊结构保持不变。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题为提供一种数据交织方法、数据交织器，能够实现交织后的FEC编码中某些特殊部分的结构和位置保持不变。

为解决上述技术问题，本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施例提供一种数据交织方法，包括：

每次对两个码字按照先后顺序进行标记，所述码字包括至少两个编码块，每个编码块包括至少一个特殊部分，所述特殊部分的内部结构和在编码块中所处的位置需要保持不变；

将每个码字中的每一个编码块划分成两组编码，每个特殊部分所包括的比特位于同一组；

保持第一个码字不变，将第二个码字的每个编码块的两组编码互换位置；

根据标记的先后顺序，将所述码字的每个编码块的每组编码按行写入存储器中，将所述写入存储器中的每个编码块的每组编码按列读出时，每个编码块中特殊部分的结构和在编码块中所处的位置保持不变。

以及，一种数据交织方法，包括：每次对至少三个码字按照先后顺序进行标记，所述码字包括至少两个编码块，每个编码块包括至少一个特殊部分，所述特殊部分的内部结构和在编码块中所处的位置需要保持不变；将每个码字中的每一个编码块划分成P组编码，P为每个码字的分组数，每个特殊部分所包括的比特位于同一组，且K＝(P×n)+1，其中，K为每次参加编码的码字数目，n为正整数；对每个码字的每个编码块的每组编码进行循环移位，所进行循环移位的步数为：T＝[P-(K-N)mod P]mod P，其中T为每组编码移位的步数，N为码字的编号；根据标记的先后顺序，将所述码字的每个编码块的每组编码按行写入存储器中，将所述写入存储器中的每个编码块的每组编码按列读出时，每个编码块中特殊部分的结构和在编码块中所处的位置保持不变。

本发明实施例还提供相应的数据交织器。

通过本发明实施例提供的数据交织方法、数据交织器，由于在交织过程中，每个编码块中需要保持内部结构和所处位置不变的特殊部分被划分在同一组，且通过对相应的码字的每个编码块的每组编码进行重新排序后，读出数据中的每个编码块中特殊部分的内部结构和所处位置不变，因此能够实现交织后的码字中特殊部分的结构和所处位置能够保持不变。

附图说明

图1为本发明数据交织方法第一实施例的流程图；

图2为本发明数据交织方法中两个FEC码字在存储器中的读写示意图；

图3为本发明数据交织方法第二实施例的流程图；

图4为本发明数据交织方法中三个FEC码字在存储器中的读写示意图；

图5为本发明数据交织方法第三实施例的流程图；

图6为本发明数据交织方法中四个FEC码字在存储器中的读写示意图；

图7为本发明数据交织方法第四实施例的流程图；

图8为本发明数据交织方法中七个FEC码字在存储器中的读写示意图；

图9为本发数据交织器一个实施例的结构图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种数据交织方法、数据交织器。为使本发明的技术方案更加清楚明白，以下参照附图并列举实施例，对本发明进一步详细说明。

请参照图1，为本发明数据交织方法第一实施例的流程图。本实施例中，FEC码字为66b数据块的整数倍，且每次对两个FEC码字进行交织处理，具体过程包括：

步骤101：按照FEC码字的顺序每次对两个FEC码字进行标记；

可以采用编号的方式进行标记。每个FEC码字由30个66b编码块组成，其中28个编码块是用户数据块，2个编码块是校验块，用于ONU对FEC码字的对准。每个66b编码块有66个比特组成，其中前两个比特为同步头，用于ONU对66b编码块的对准。

每次对两个FEC码字进行编号的具体方式为：为每个FEC码字编一个序号，例如，第一个FEC码字的序号为FEC CW1，第二个FEC码字的序号为FEC CW2。

步骤102：将所述两个FEC码字的每一个编码块平均划分为两组编码，A组和B组；

为了使每一个编码块中的同步头结构保持不变，因此将每一个编码块中的前两个比特划分到A组。A组和B组均包括33个比特。

步骤103：对第二个FEC码字的每个编码块的A组、B组编码进行重新排序；

本实施例中，可以采用循环移位存储器对每个编码块的A组、B组编码互换位置。

步骤104：根据所述两个FEC码字的序号，将所述FEC码字的每个编码块的每组编码，按行写入存储器中；

本实施例中，所述存储器包括60×3的矩阵，即由3行60列组成，每格用于存储一组33个比特的编码。被写入数据的存储器从下往上第一行存储第一个FEC码字的编码，第二行存储第二个FEC码字的编码。

其中，第一个FEC码字保持不变。第二个FEC码字中的每个编码块中的A组和B组编码互换位置。

步骤105：将写入存储器的每组编码按列从下到上再从上到下交替地存储器中读出，所述读出数据中的每个编码块中同步头结构即前两个比特保持不变。

请参照图2，为两个FEC码字在存储器中的读写示意图。所述读出数据所形成的FEC码字仍保持66b的编码格式，其长度为交织前所述两个FEC码字的长度之和，即60个66b编码块，其中后4个66b编码块为校验码。由于每个编码块中同步头结构即保持不变，因此ONU可以通过搜索所述同步头进行每个66b编码块的对准。同时通过搜索后6个校验码进行对FEC码字的对准。且由于第二个FEC码字的A组编码和B组编码互换位置，使得连续的突发差错得以分散，所以提高了FEC抗大突发差错的能力。

请参照图3，为本发明数据交织方法第二实施例的流程图。本实施例中，FEC码字为66b数据块的整数倍，且每次对三个FEC码字进行交织处理，具体过程包括：

步骤201：按照FEC码字的顺序每次对三个FEC码字进行标记；

每个FEC码字由30个66b编码块组成，其中28个编码块是用户数据块，2个编码块是校验块，用于ONU对FEC码字的对准。每个66b编码块有66个比特组成，其中前两个比特为同步头，用于ONU对66b编码块的对准。

可以采用编号的方式进行标记。每次对三个FEC码字进行编号的具体方式为：为每个FEC码字编一个序号，例如，第一个FEC码字的序号为FECCW1，第二个FEC码字的序号为FEC CW2，第三个FEC码字的序号为FECCW3。

步骤202：将所述三个FEC码字的每一个编码块平均划分为两组编码，A组和B组；

步骤203：对第二个FEC码字的每个编码块的A组、B组编码进行重新排序；

步骤204：根据所述三个FEC码字的序号，将所述FEC码字的每个编码块的每组编码，按行写入存储器中；

本实施例中，所述存储器包括60×3的矩阵，即由3行60列组成，每格用于存储一组33个比特的编码。被写入数据的存储器从下往上第一行存储第一个FEC码字的编码，第二行存储第二个FEC码字的编码，第三行存储第三个FEC码字的编码。

其中，第一个和第三个FEC码字保持不变。第二个FEC码字中的每个编码块中的A组和B组编码进行循环移位，且移位步数为1，即第二个FEC码字中每个编码块中A组和B组互换位置。

步骤205：将写入存储器的每组编码按列从下往上从存储器中读出，所述读出数据中的每个编码块中同步头结构即前两个比特保持不变。

请参照图4，为三个FEC码字在存储器中的读写示意图。所述读出数据所形成的FEC码字仍保持66b的编码格式，其长度为交织前所述三个FEC码字的长度之和，即90个66b编码块，其中后6个66b编码块为校验码。由于每个编码块中同步头结构即保持不变，因此ONU可以通过搜索所述同步头进行每个66b编码块的对准。同时通过搜索后6个校验码进行对FEC码字的对准。且由于第二个FEC码字的A组编码和B组编码互换位置，使得连续的突发差错得以分散，所以提高了FEC抗大突发差错的能力。

请参照图5，为本发明数据交织方法的第三实施例的流程图。本实施例中，FEC编码为66b格式的编码，且每次对四个FEC码字进行交织处理，具体过程包括：

步骤301：按照FEC码字的顺序每次对四个FEC码字进行标记；

可以采用编号的方式进行标记。每次对四个FEC码字进行编号的具体方式为：为每个FEC码字编一个序号，例如，第一个FEC码字的序号为FECCW1，第二个FEC码字的序号为FEC CW2，第三个FEC码字的序号为FECCW3，第四个FEC码字的序号为FEC CW4。

步骤302：将所述四个FEC码字的每一个编码块平均划分为三组编码，A组、B组和C组；

为了使每一个编码块中的同步头结构保持不变，因此将每一个编码块中的前两个比特划分到A组。A组、B组、C组均包括22个比特。

将第二个FEC码字中的A组、B组、C组均往前顺移两位，即移位前第二个FEC码字中编码顺序为A、B、C，移位后第二个FEC码字中编码顺序为C、A、B。

将第三个FEC码字中的A组、B组、C组均往前顺移一位，即移位前第三个FEC码字中编码顺序为A、B、C，移位后第三个FEC码字中编码顺序为B、C、A。

步骤303：对第二个FEC码字和第三个FEC码字的每个编码块的A组、B组、C组编码进行重新排序；

本实施例中，第一个和第四个FEC码字的编码保持不变且第一个FEC码字和第四个FEC码字的编码顺序保持不变。第二个FEC码字和第三个FEC码字中的每个编码块中的A组、B组、C组编码进行循环移位，即第二个FEC码字中的A组、B组、C组的移位步数为1，第三个FEC码字中的A组、B组、C组的移位步数为2。

可以采用循环移位存储器对每个编码块的A组、B组编码互换位置。

步骤304：根据所述四个FEC码字的序号，将所述FEC码字的每个编码块的每组编码，按行写入存储器中；

本实施例中，所述存储器包括60×4的矩阵，即由4行60列组成，每格用于存储一组22个比特的编码。被写入数据的存储器从下往上第一行存储第一个FEC码字的编码，第二行存储第二个FEC码字的编码，第三行存储第三个FEC码字的编码，第四行存储第四个FEC码字的编码。

步骤305：将写入存储器的每组编码按列从下往上从存储器中读出，所述读出数据中的每个编码块中同步头结构即前两个比特保持不变。

请参照图6，为四个FEC码字在存储器中的读写示意图。所述读出数据所形成的FEC码字仍保持66b的编码格式，其长度为交织前所述四个FEC码字的长度之和，即120个66b编码块，其中后6个66b编码块为校验码。由于每个编码块中同步头结构即保持不变，因此ONU可以通过搜索所述同步头进行每个66b编码块的对准。同时通过搜索后6个校验码进行对FEC码字的对准。且由于第二个FEC码字和第三FEC码字的编码位置交换，使得连续的突发差错得以分散，所以提高了FEC抗大突发差错的能力。

请参照图7，为本发明数据交织方法的第四实施例的流程图。本实施例中，FEC编码为66b格式的编码，且每次对七个个FEC码字进行交织处理，具体过程包括：

步骤401：按照FEC码字的顺序每次对七个FEC码字进行标记；

可以采用编号的方式进行标记。每次对七个FEC码字进行编号的具体方式为：为每个FEC码字编一个序号，例如，第一个FEC码字的序号为FECCW1，第二个FEC码字的序号为FEC CW2，第三个FEC码字的序号为FECCW3，第四个FEC码字的序号为FEC CW4，...第七个FEC码字的序号为FECCW7。

步骤402：将所述七个FEC码字的每一个编码块平均划分为6组编码，A组、B组、C组、D组、E组、F组；

为了使每一个编码块中的同步头结构保持不变，因此将每一个编码块中的前两个比特划分到A组。A组、B组、C组、D组、E组、F组均包括11个比特。

步骤403：对第二个FEC码字至第六个FEC码字的每个编码块的每组编码进行重新排序；

本实施例中，第一个FEC码字和第七个FEC码字的编码顺序保持不变。第二个FEC码字至第六个FEC码字中的A组至F组编码进行循环移位。

将第二个FEC码字中的A组至F组均往前顺移一位，即移位前第二个FEC码字中编码顺序为A、B、C、D、E、F，移位后第二个FEC码字中编码顺序为B、C、D、E、F、A。

将第三个FEC码字中的A组至F组均往前顺移两位，即移位前第三个FEC码字中编码顺序为A、B、C、D、E、F，移位后第三个FEC码字中编码顺序为C、D、E、F、A、B。

依次类推，将第六个FEC码字中的A组至F组均往前顺移五位，即移位前第六个FEC码字中编码顺序为A、B、C、D、E、F，移位后第六个FEC码字中编码顺序为F、A、B、C、D、E。

所述每组编码移位的步数与每次交织的码字数目、每个码字的分组数、以及码字的编号有关。假设每组编码移位的步数为T，每次参加编码的码字数目为K，FEC码字的编号为N，每个码字的分组数为P，则移位的步数为：

T＝[P-(K-N)mod P]mod P，且K＝(P×n)+1

其中，“mod”为求余函数，用mod前后两个数值相除并得到余数，n为正整数。

例如：当每个码字的分组数P＝6，则K可以为7，13，19...，当K＝7时，即每次交织的FEC码字数为7，那么当N＝2，即FEC码字的编号为2时，第二个FEC码字移位的步数T＝[6-(7-2)mod 6]mod 6＝[6-5]＝1，即第二个FEC码字中的A组至F组均往前顺移1位。经过所述移位后的FEC码字经过交织后仍能保持原有66b的结构。

步骤404：根据所述七个FEC码字的序号，将所述FEC码字的每个编码块的每组编码，按行写入存储器中；

所述存储器包括60×7的矩阵，即由7行60列组成，每格用于存储一组11个比特的编码。被写入数据的存储器从下往上第一行存储第一个FEC码字的编码，第二行存储第二个FEC码字的编码，第三行存储第三个FEC码字的编码，...第七行存储第七个FEC码字的编码。

步骤405：将写入存储器的每组编码按列从下往上从存储器中读出，所述读出数据中的每个编码块中同步头结构即前两个比特保持不变。

请参照图8，为七个FEC码字在存储器中的读写示意图。所述读出数据所形成的FEC码字仍保持66b的编码格式，其长度为交织前所述七个FEC码字的长度之和，即210个66b编码块，其中后6个66b编码块为校验码。由于每个编码块中同步头结构即保持不变，因此ONU可以通过搜索所述同步头进行每个66b编码块的对准。同时通过搜索后6个校验码进行对FEC码字的对准。且由于第二个FEC码字和第六FEC码字的编码位置交换，使得连续的突发差错得以分散，所以提高了FEC抗大突发差错的能力。

对于包含整数倍66b编码块的FEC码字，为了使每个66b编码块中的同步头结构和位置保持不变，因此每个66b编码块中的前两个比特需保留在同一组编码中，而且对于交织处理的几个FEC编码中，由于同步头为66b编码的前两个比特，因此第一个FEC码字进行分组后，其分组的编码没有进行移位。

对每个编码块可以采用均匀划分的方式进行分组，也可以采用非均匀等方式进行分组。分组数为大于1的整数，分组数越多其对抗大的突发差错的性能越好。

请参照图9，为本发明数据交织器一个实施例的结构图。所述数据交织器包括标记单元91、分组单元92、排序单元93，存储单元94以及控制单元95。

所述标记单元91，用于每次对至少两个码字按照先后顺序进行标记；

所述分组单元92，用于将经所述标记单元91标记的至少两个码字中的每一个编码块划分成至少两组编码，每个编码块中需要保持不变的部分被划分在同一组。

可以将至少两个码字中的每一个编码块均分或非均分为至少两组编码。

所述排序单元93，用于对经过所述分组单元92分组后的的码字的每个编码块的每组编码进行重新排序；

所述排序单元93可以为循环移位存储器。

所述存储单元94，用于存储经过排序单元92重新排序的所述码字的每个编码块的每组编码。

所述控制单元95，用于根据所述标记单元91所标记的先后顺序，将经过排序单元93重新排序的所述码字的每个编码块的每组编码按行写入所述存储单元94中，并且控制将写入存储单元94的每组编码按列从存储单元94中读出，所述读出数据中的每个编码块中需要保持不变的部分结构和位置不变。

所述标记单元可以与所述分组单元或所述控制单元集成在一起。

每次对至少两个码字按照先后顺序进行标记可以采用编号的方式进行。

当每次对至少三个码字进行编码时，所述对相应的码字的每个编码块的每组编码进行重新排序的具体方式可以为：对排序处于中间的码字的每个编码块的每组编码进行循环移位。进行循环移位的步数为每次参加排序的码字的数量减去码字对应的序号。

T＝[P-(K-N)mod P]mod P，且K＝(P×n)+1

本发明实施例提供的数据交织方法及数据交织器不仅适用于包括整数倍66b编码块的FEC码字，能够保持66b编码块中的同步头即前两个比特的结构和位置不变，也适用于其它码字，用于保持其它码字中特殊部分的内部结构和在编码块中所处的位置不变。例如包括整数倍65b编码块的码字，能够保持65b编码块中的同步头即第一个比特的结构和在编码块中所处的位置不变。

以上对本发明实施例所提供的一种数据交织方法、数据交织器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明所揭示的技术方案；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种数据交织方法，其特征在于，所述方法包括：

根据标记的先后顺序，将所述码字的每个编码块的每组编码按行写入存储器中，将写入存储器中的每个编码块的每组编码按列读出时，每个编码块中特殊部分的结构和在编码块中所处的位置保持不变。

2.根据权利要求1所述的数据交织方法，其特征在于，当所述码字包括整数倍66b编码块时，需要保持不变的部分为同步头即66b编码块中的前两个比特。

3.一种数据交织方法，其特征在于，所述方法包括：

每次对至少三个码字按照先后顺序进行标记，所述码字包括至少两个编码块，每个编码块包括至少一个特殊部分，所述特殊部分的内部结构和在编码块中所处的位置需要保持不变；

将每个码字中的每一个编码块划分成P组编码，P为每个码字的分组数，每个特殊部分所包括的比特位于同一组，且K＝(P×n)+1，其中，K为每次参加编码的码字数目，n为正整数；

对每个码字的每个编码块的每组编码进行循环移位，所进行循环移位的步数为：T＝[P-(K-N)mod P]mod P，其中T为每组编码移位的步数，N为码字的编号；

4.根据权利要求3所述的数据交织方法，其特征在于，采用循环移位寄存器对需要移位的码字的每个编码块的每组编码进行循环移位。

5.根据权利要求3所述的数据交织方法，其特征在于，当所述码字包括整数倍66b编码块时，需要保持不变的部分为同步头即66b编码块中的前两个比特。

6.一种数据交织器，其特征在于，包括：

标记单元，用于每次对两个码字按照先后顺序进行标记；

分组单元，用于将经所述标记单元标记的码字中的每一个编码块划分成两组编码，每个编码块中需要保持不变的部分被划分在同一组；

排序单元，用于保持第一个码字不变，将第二个码字的每个编码块的两组编码互换位置；

存储单元，用于存储经过所述排序单元重新排序的码字的每个编码块的每组编码；

控制单元，用于根据所述标记单元所标记的先后顺序，将经过所述排序单元重新排序的码字的每个编码块的每组编码按行写入所述存储单元中，并且控制将写入存储单元的每组编码按列从存储单元中读出，所述读出数据中的每个编码块中需要保持不变的部分结构和位置不变。

7.根据权利要求6所述的数据交织器，其特征在于，所述标记单元与所述分组单元或所述控制单元集成。