CN101534130B - 数据交织方法和装置、数据解交织方法和装置以及译码器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种数据交织方法和装置、数据解交织方法和装置以及译码器，其中数据交织方法包括将前级分量译码器的数据分别写入到存储模块，所述存储模块包括主存储单元和备份存储单元；后级分量译码器从存储模块读取数据，在发生竞争冲突时，后级分量译码器中的第一译码单元从主存储单元中读取数据，后级分量译码器的第二译码单元从备份存储单元读取数据。本发明实施例还提供了一种数据解交织方法。本发明实施例还提供了相应的数据交织装置和数据解交织装置。本发明实施例还提供了包括上述数据交织装置和/或数据解交织装置的译码器。本发明实施例提供的上述方法、装置和系统能够有效解决交织、解交织过程中的竞争冲突问题。

Description

数据交织方法和装置、数据解交织方法和装置以及译码器

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种数据交织方法和装置、数据解交织方法和装置以及译码器。

背景技术

Turbo码是在1993年提出的，Turbo码体现了信道编码定理证明中的三个重要假设：发送端，巧妙利用将卷积码和随机交织器结合在一起，实现了随机编码；接收端，采用软输入/软输出的迭代译码来逼近最大似然译码，在BIAWGN信道下，码长在10⁶时离Shannon限0.7dB。Turbo码的发现，为Shannon随机码理论的应用研究奠定了基础。Turbo码是由两个递归卷积码通过一个伪随机交织器并行级联而成，属于弱类随机码，Turbo码具有良好的汉明距离分布特性，在衰落信道中仍然可以获得较好的性能。

Turbo码采用软输入/软输出的迭代译码算法，迭代过程中分量译码器之间传递的外信息(extrinsic information)用来促进分量码的译码，随着迭代次数的增加，迭代译码渐进收敛于最大似然译码。

通常使用并行译码的方法来提高Turbo码译码速度，即使用并行工作的多个单独基于Turbo码迭代译码的交织器来提高译码速度。交织器是通过顺序地址写、交织地址读的方式实现交织；通过交织地址写，顺序地址读的方式实现解交织，具体过程可如表1所示：

地址

7

5

1

6

3

4

2

输入数据

a

b

c

d

e

f

g

顺序写入RAM

a

b

c

d

e

f

g

交织读出数据

g

e

a

f

c

d

b

交织写入RAM

a

b

c

d

e

f

g

顺序读出数据

a

b

c

d

e

f

g

表1

以下通过将数据分为两组并行译码为例说明交织器的处理方法，图1为现有技术中交织过程示意图，如图1所示，前级软输入软输出分量译码器SISO0将第一分组的数据(第一译码单元译码所得到外信息)顺序写入到RAM0，SISO1将第二分组的数据顺序写入到RAM1。利用交织地址生成模块产生的片选信号和片选偏移地址，从RAM0或RAM1中读出数据发送给SISO0(作为第二译码单元译码所需的先验信息)；或者从RAM0或RAM1中读出数据发送给SISO1(作为第二译码单元译码所需的先验信息)。

图2为现有技术中解交织过程示意图，如图2所示，将前级SISO0或者是前级SISO1的数据(第二译码单元译码所得的外信息)利用交织地址生成模块产生的片选信号和片内偏移地址写入到RAM0或者RAM1，后级SISO0和SISO1(第一译码单元)分别从RAM0和RAM1种顺序读出译码器所需的先验信息，即将数据顺序读出。

发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术至少存在如下技术问题：在上述的并行译码的交织器中，在交织和解交织过程中，会出现同时从RAM0和RAM1中读取数据，或同时将数据写入RAM0和RAM1的情况，即两个处理单元同时访问同一个存储块，这种情况称为竞争(contention)冲突，也即地址冲突，在这种情况下会导致后续的译码无法继续进行。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种数据交织方法和装置、数据解交织方法和装置以及译码器。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种数据交织方法，包括：

将前级分量译码器的数据分别写入到存储模块，所述存储模块包括主存储单元和备份存储单元；

后级分量译码器从存储模块读取数据，在发生竞争冲突时，后级分量译码器中的第一译码单元从主存储单元中读取数据，后级分量译码器的第二译码单元从备份存储单元读取数据。

本发明实施例还提供了一种数据解交织方法，包括：

将前级分量译码器数据写入到存储模块，所述存储模块包括主存储单元和备份存储单元；在发生竞争冲突时，将前级分量译码器中的第一译码单元的数据写入主存储单元，将第二译码单元的数据写入备份存储单元；

将主存储单元或备份存储单元存储的数据写入到后级分量译码器。

本发明实施例还提供了一种数据交织装置，包括前级分量译码器、存储模块、数据输入模块和后级分量译码器，所述存储模块包括主存储单元和备份存储单元，所述后级分量译码器包括第一译码单元和第二译码单元；

所述数据输入模块用于将前级分量译码器的数据分别写入到主存储单元和备份存储单元；

所述后级分量译码器中的第一译码单元用于在发生竞争冲突时从主存储单元读取数据；后级分量译码器中的第二译码单元用于在发生竞争冲突时从备份存储单元读取数据。

本发明实施例还提供了一种数据解交织装置，包括前级分量译码器、存储模块、数据输入模块和后级分量译码器，所述存储模块包括主存储单元和备份存储单元，所述前级分量译码器包括第一译码单元和第二译码单元；

所述数据输入模块用于在发生竞争冲突时，将第一译码单元的数据写入主存储单元，将第二译码单元的数据写入备份存储单元，所述后级分量译码器用于从主存储单元或备份存储单元读取数据。

本发明实施例还提供了一种译码器，包括上述的数据交织装置和/或上述的数据解交织装置。

本发明实施例提供的数据交织方法和装置、数据解交织方法和装置以及译码器，通过设置主存储单元、备份存储单元以及第一译码单元，在数据交织过程中发生竞争冲突时，将从主存存储模块获取数据并发送到第一译码单元，从备份存储单元获取数据并发送到第二译码单元。在数据解交织过程中发生竞争冲突时，将第一译码单元的数据写入到主存储单元，将第二译码单元的数据写入到备份存储单元，这能够有效解决交织和解交织过程中的竞争冲突问题。

附图说明

图1为现有技术中交织过程示意图；

图2为现有技术中解交织过程示意图；

图3为本发明数据交织方法实施例的流程示意图；

图4为本发明数据解交织方法实施例的流程示意图；

图5为本发明数据交织装置实施例的结构示意图；

图6为本发明数据解交织装置实施例的结构示意图；

图7为本发明数据交织装置具体实施例的结构示意图；

图8为本发明数据解交织装置具体实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图，对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述。

本发明实施例针对数据交织、解交织过程中存在的竞争冲突问题，提供用于解决竞争冲突问题的实施方式。图3为本发明数据交织方法实施例的流程示意图，如图3所示，包括如下步骤：

步骤101、将前级分量译码器的数据分别写入到存储模块，所述存储模块包括主存储单元和备份存储单元；本步骤中为每个前级分量译码器设置两个存储模块，一个是主存储单元，另一个是备份存储单元，主存储单元和备份存储单元用于存储相同的数据；

步骤102、后级分量译码器从主存储单元和备份存储单元读取数据，在发生竞争冲突时，后级分量译码器中的第一译码单元从主存储单元读取数据，第二译码单元从备份存储单元读取数据。

在本步骤中，在各个后级分量译码器中任意选取一第一译码单元，第一译码单元用于在发生竞争冲突时获取主存储单元的数据，而第二译码单元从备份存储单元获取数据，第二译码单元可以为多个。

本实施例中通过设置主存储单元和备份存储单元，将数据分别存储到主存储单元和备份存储单元，在发生竞争冲突时，第一译码单元从主存储单元获取数据，第二译码单元从备份存储单元获取数据，这种实施方式能够有效解决竞争冲突问题。

在数据的交织、解交织过程中，可以使用相同的存储模块，即上述的主存储单元和备份存储单元可以分时复用，为了区分存储模块中的数据是交织过程写入还是解交织过程写入，可以在在每次写入数据时将写入到主存储单元和备份存储单元的数据设置数据标识位。具体的可以设置在每次交织过程写入到存储模块的数据的最高位置0，解交织过程写入到存储模块的数据的最高位置1；也可以在解交织过程将数据的最高位置1，交织过程将数据的最高位置0。

本发明实施例还提供了一种数据解交织方法，图4为本发明数据解交织方法实施例的流程示意图，如图4所示，包括如下步骤：

步骤201、将前级分量译码器数据写入到存储模块，所述存储模块包括主存储单元和备份存储单元；在发生竞争冲突时，将第一译码单元的数据写入主存储单元，将第二译码单元的数据写入备份存储单元。

本实施例中也是将数据存储模块分为主存储单元和备份存储单元，将前级分量译码器分为第一译码单元和第二译码单元，在数据解交织过程中发生竞争冲突时，将第一译码单元的数据写入到主存储单元，将第二译码单元的数据写入到备份存储单元。

步骤202、将主存储单元或备份存储单元存储的数据写入到后级分量译码器。本实施例中，每一组存储模块(包括主存储单元和备份存储单元)对应一个后级分量译码器。

本实施例中在数据解交织过程中将前级分量译码器分为第一译码单元和第二译码单元，存储模块分为主存储单元和备份存储单元，在前级分量译码器向存储模块写入数据的过程中，若发生竞争冲突，则将第一译码单元的数据写入到主存储单元，将第二译码单元的数据写入到备份存储单元，这种实施方式能够有效解决数据解交织过程中的竞争冲突问题。

在数据交织、解交织过程中，可以使用相同的存储模块，交织数据和解交织数据相互覆盖，而在竞争冲突等情况下，可能会有一些数据没有被覆盖，这时可以通过在将第一译码单元的数据写入主存储单元或者在将第二译码单元的数据写入备份存储单元时，对写入的数据设置数据标识位，该标识位与在交织过程中写入的标识位不同，因此就可以区分存储模块中的数据是交织过程写入的数据还是解交织过程写入的数据。

解交织过程中将主存储单元或备份存储单元中存储的数据写入到后级分量译码器时包括：同时读取主存储单元和备份存储单元中存储的数据，并识别上述数据的数据标识位，在从主存储单元中读取的数据的数据标识位与上述写入数据时设置的数据标识位一致时，将从主存储单元读取的数据写入到后级分量译码器中；在从备份存储单元读取的数据的数据标识位与上述写入数据时设置数据标识位一致时，将从备份存储单元读取的数据写入到后级分量译码器中。

图5为本发明数据交织装置实施例的结构示意图，如图5所示，包括前级分量译码器11、存储模块12、后级分量译码器13和数据输入模块14，其中存储模块包括主存储单元121和备份存储单元122，后级分量译码器13包括第一译码单元131和第二译码单元132。上述数据输入模块14用于将前级分量译码器11的数据分别写入到主存储单元121和备份存储单元122；后级分量译码器中的第一译码单元131用于在发生竞争冲突时从主存储单元121中读取数据；后级分量译码器中的第二译码单元132用于从备份存储单元122中读取数据。本实施例提供的数据交织装置，在数据交织过程中发生竞争冲突时，将主存储单元中存储的数据发送给第一译码单元，将备份存储单元中存储的数据发送给第二译码单元。这种实施方式能够有效解决数据交织过程中的竞争冲突问题。

在上述实施例中，第二译码单元个数可以是一个或多个，并可进一步设置备份存储单元与第二译码单元的数量相同，备份存储单元与第二译码单元一一对应的设置，以使每个第二译码单元能够从相应的备份存储单元中读取数据，以有效解决竞争冲突问题。在上述的数据交织装置中可以进一步设置标识位设置模块，用于在将数据写入到主存储单元和备份存储单元时，对写入到主存储单元和备份存储单元的数据设置数据标识位。通过设置标识位设置模块，可以在交织和解交织过程中使用相同的存储模块的情况下，有效区分存储模块中的数据属于交织过程存入的数据还是在解交织过程存入的数据。另外本实施例中的前级分量译码器和后级分量译码器可以分时使用相同的分量译码器。

图6为本发明数据解交织装置实施例的结构示意图，如图6所示，包括前级分量译码器21、存储模块22、后级分量译码器23和数据输入模块24，且所述前级分量译码器包括第一译码单元211和第二译码单元212，存储模块22包括主存储单元221和备份存储单元222；上述数据输入模块24用于将前级分量译码器21数据写入到存储模块，在发生竞争冲突时，将第一译码单元211的数据写入主存储单元221，将第二译码单元212的数据写入备份存储单元222；上述后级分量译码器23用于从主存储单元或备份存储单元读取数据。

本实施例中提供的数据解交织装置，能够在数据解交织过程中，具体将数据由前级分量译码器写入到存储模块过程中，在发生竞争冲突时，将第一译码单元的数据写入到主存储单元，将第二译码单元的数据写入到备份存储单元，能够有效解决数据解交织过程中的竞争冲突问题。

上述实施例中提供的数据解交织装置，可以进一步包括标识位设置模块，用于对写入到主存储单元或备份存储单元的数据设置数据标识位。通过设置数据标识位能够对有效区分主存储单元和备份存储单元中存储的是数据交织过程，还是数据解交织过程中存储的数据。

本实施例中还可以进一步设置匹配模块，用于从主存储单元和备份存储单元读取数据，并对读取的数据的数据标识位和上述标识位设置模块设置的数据标识位进行匹配，所述后级分量译码器从匹配的主存储单元或备份存储单元中读取数据。

具体地，在从主存储单元读取的数据的数据标识位与上述标识位设置模块设置的数据标识位一致时，后级分量译码器选择从主存储单元读取数据；在从备份存储单元读取的数据的数据标识位与上述标识位设置模块设置的数据标识位一致时，后级分量译码器选择从备份存储单元读取数据。从而可以保证本次后级分量译码器从存储模块(包括主存储单元和备份存储单元)读取的数据为数据解交织过程中从前级分量译码器写入的数据。

另外，本发明实施例中还提供了一种译码器，该译码器可以包括上述实施中的数据交织装置，或包括上述实施例中的数据解交织装置，或者既包括上述实施例中的数据交织装置，又包括上述实施例中的数据解交织装置。进而使得该译码器(例如可以是Turbo码译码器)能够在数据交织或者解交织过程中，通过选取第一译码单元以及将存储模块分为主存储单元和备份存储单元，有效解决了数据交织或者解交织过程中的竞争冲突问题。需要指出的是，本实施例中的前级分量译码器和后级分量译码器可以基于对同一译码器的分时复用来实现。

以下是本发明的一个具体实施例，本实施例中是以数据分两块为例进行说明。图7为本发明数据交织装置具体实施例的结构示意图，如图7所示，数据交织装置包括两个前级分量译码器，该分量译码器是软输入软输出分量译码器，包括两个译码单元，即SISO0和SISO1，将数据分为两块，一个数据块由SISO0处理，另一个数据块由SISO1处理；存储模块包括RAM0、RAM1、RAM2和RAM3，其中RAM0为SISO0处理的数据的主存储单元，RAM2为SISO0处理的数据的备份存储单元；RAM1为SISO1处理的数据的主存储单元，RAM3为SISO1处理的数据的备份存储单元，后级分量译码器中的SISO2为前级分量译码器中SISO0处理的数据的第一译码单元，同时也看作是前级分量译码器中SISO1处理的数据的第二译码单元；后级分量译码器中的SISO3为前级分量译码器中SISO1处理的数据的第一译码单元，同时也看作是前级分量译码器中SISO0处理的数据的第二译码单元。另外还包括两个数据输入模块31，交织地址生成模块32以及两个数据输出模块33。

在具体的交织过程中，前级分量码器SISO0的数据通过数据输入模块31分别写入到RAM0和RAM2，RAM0和RAM2中分别存储有一份数据；将前级分量码器SISO1的数据通过数据输入模块31分别写入到RAM1和RAM3，RAM1和RAM3中分别存储有一份数据，并将写入到RAM0、RAM1、RAM2和RAM3中的数据设置数据标识位以表示交织过程写入，具体可以将数据的最高位设置为0。

后级分量译码器中的SISO2和SISO3通过数据输出模块33从RAM中读取数据，具体的可以根据交织地址生成模块32产生的片选信号从RAM0、RAM1、RAM2或RAM3中读取数据，并且在发生竞争冲突时，例如RAM0发生竞争冲突，即SISO2和SISO3同时从RAM0中读取数据，则将RAM0中的数据发送给SISO2，而从RAM2中读取数据发送给SISO3；若RAM1发生竞争冲突，即SISO2和SISO3同时从RAM1中读取数据，则将RAM1中的数据发送给SISO3，而从RAM3中读取数据发送给SISO2。

本实施例中数据输入模块、数据输出模块对RAM的读写地址以及片选信号都是交织地址生成模块产生，且在后级分量译码器从RAM中读取数据时可以使用四选一选择器来选择。

图8为本发明数据解交织装置具体实施例的结构示意图，如图8所示，数据解交织装置包括前级分量译码器，该前级分量译码器包括两个译码单元SISO0和SISO1；存储模块包括RAM0、RAM1、RAM2和RAM3，其中RAM1为SISO0处理的数据的主存储单元，SISO0为RAM1的第一译码单元，SISO0为RAM2的第二译码单元，RAM0为SISO0处理的数据的备份存储单元；RAM2为SISO1处理的数据的主存储单元，SISO1为RAM2的第一译码单元，SISO1为RAM0的第二译码单元，RAM3为SISO1处理的数据的备份存储单元；后级分量译码器中包括两个译码单元SISO2和SISO3；另外还包括两个数据输入模块41、交织地址生成模块42以及两个数据输出模块43。

在具体的解交织过程中，前级分量译码器中的SISO0和SISO1的数据通过数据输入模块41写入到不同的RAM中，在写入到RAM1的数据竞争冲突时，将SISO0的数据写入到RAM1，将SISO1的数据写入到RAM0，同时对写入到RAM0和RAM1的数据设置数据标识位以表示解交织过程写入，具体的可以将数据的最高位设置为1；如果写入到RAM2时发生竞争冲突，则将SISO1的数据写入到RAM2，SISO0的数据写入到RAM3，并将写入到RAM2和RAM3中的数据的最高位设置为1。

数据输出模块43将RAM中的数据读出并发送给后级分量译码器，具体是选择RAM0或RAM2中的数据给SISO2，选择RAM1或RAM3中的数据给SISO3。在将RAM0或RAM2中的数据发送给SISO2时，如果RAM0中数据的最高位为I，则选择RAM0中的数据给SISO2，否则选择RAM2中数据的最高位为I的数据给SISO2。在将RAM1或RAM3中的数据发送给SISO3时，如果RAM1中数据的最高位为I，则选择RAM1中的数据给SISO3，否则选择RAM3中数据的最高位为I的数据给SISO3。

本实施例中数据输入模块、数据输出模块对RAM的读写地址以及片选信号都可以由交织地址生成模块42产生。

本发明实施例中提供的数据交织方法和装置、数据解交织方法和装置以及译码器，适用于采用Turbo码作为信道编码方案并译码时交织器出现竞争冲突的系统，同时也适用于其它并行处理出现访问地址竞争冲突的系统。

本发明实施例提供的数据交织方法和装置，通过设置主存储单元、备份存储单元以及第一译码单元，能够使得在进行数据交织和解交织时，若发生竞争冲突，则第一译码单元可以从主存储单元获取数据，而第二译码单元从备份存储单元获取数据；本发明实施例提供数据解交织方法和装置的，通过设置主存储单元、备份存储单元以及第一译码单元，在将数据写入时RAM发生竞争冲突时，将第一译码单元的数据写入到主存储单元，而第二译码单元的数据写入到备份存储单元。本发明实施还提供了一种译码器，可以包括上述的数据交织装置，也可以包括上述的数据解交织装置，也可以既包括上述的数据交织装置，又包括上述的数据解交织装置。上述的数据交织方法和装置、数据解交织方法和装置以及译码器都能够有效解决竞争冲突问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种数据交织方法，其特征在于，包括：

将前级分量译码器的数据分别写入到存储模块，所述存储模块包括主存储单元和备份存储单元，所述主存储单元和所述备份存储单元用于存储相同的数据；

后级分量译码器从存储模块读取数据，在发生竞争冲突时，后级分量译码器中的第一译码单元从主存储单元中读取数据，后级分量译码器的第二译码单元从备份存储单元读取数据。

2.根据权利要求1所述的数据交织方法，其特征在于，将前级分量译码器的数据分别写入到主存储单元和备份存储单元时还包括：

在将数据写入到主存储单元和备份存储单元时，对写入的数据设置数据标识位。

3.一种数据解交织方法，其特征在于，包括：

将前级分量译码器数据写入到存储模块，所述存储模块包括主存储单元和备份存储单元；在发生竞争冲突时，将前级分量译码器中的第一译码单元的数据写入主存储单元，将第二译码单元的数据写入备份存储单元；

将主存储单元或备份存储单元存储的数据写入到后级分量译码器。

4.根据权利要求3所述的数据解交织方法，其特征在于，所述将前级分量译码器的数据写入存储模块时还包括：

对写入的数据设置数据标识位。

5.根据权利要求4所述的数据解交织方法，其特征在于，所述将主存储单元或备份存储单元存储的数据写入到后级分量译码器包括：

读取主存储单元和备份存储单元中存储的数据，并识别所述数据的数据标识位，若主存储单元中数据的数据标识位与所述设置的数据标识位一致时，将所述从主存储单元读取的数据写入到后级分量译码器中；和

读取主存储单元和备份存储单元中存储的数据，并识别所述数据的数据标识位，若备份存储单元中数据的数据标识位与所述设置的数据标识位一致时，将所述从备份存储单元读取的数据写入到后级分量译码器中。 

6.一种数据交织装置，包括前级分量译码器、存储模块、数据输入模块和后级分量译码器，其特征在于，所述存储模块包括主存储单元和备份存储单元，所述后级分量译码器包括第一译码单元和第二译码单元；

所述数据输入模块用于将前级分量译码器的数据分别写入到主存储单元和备份存储单元；

所述后级分量译码器中的第一译码单元用于在发生竞争冲突时从主存储单元读取数据；后级分量译码器中的第二译码单元用于在发生竞争冲突时从备份存储单元读取数据。

7.根据权利要求6所述的数据交织装置，其特征在于，还包括：

标识位设置模块，用于在将前级分量译码器的数据分别写入到主存储单元和备份存储单元时，对写入的数据设置数据标识位。

8.一种数据解交织装置，包括前级分量译码器、存储模块、数据输入模块和后级分量译码器，其特征在于，所述存储模块包括主存储单元和备份存储单元，所述前级分量译码器包括第一译码单元和第二译码单元；

所述数据输入模块用于在发生竞争冲突时，将第一译码单元的数据写入主存储单元，将第二译码单元的数据写入备份存储单元，所述后级分量译码器用于从主存储单元或备份存储单元读取数据。

9.根据权利要求8所述的数据解交织装置，其特征在于，还包括：

标识位设置模块，用于对写入到主存储单元和备份存储单元的数据设置数据标识位。

10.根据权利要求9所述的数据解交织装置，其特征在于，还包括：

匹配模块，用于从主存储单元和备份存储单元读取数据，并对所述读取数据的数据标识位和所述标识位设置模块设置的数据标识位进行匹配；

所述后级分量译码器从匹配的主存储单元或备份存储单元中读取数据。

11.一种译码器，其特征在于，包括权利要求6所述的数据交织装置和/或权利要求8所述的数据解交织装置。 

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