CN101584121B - 用于对数据比特或码元进行交织的系统、装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种数据传输系统，其分别对表示待发送的信息的连续比特进行编码。一种交织器，其从所述编码器接收比特，并且对所述比特进行交织。所述交织器包括存储器和存储器读取写入控制器，其被配置为：根据对角线写入模式将所述比特写入到所述存储器，并且以对角线读取模式从所述存储器读取所述比特。一种码元映射器，其接收交织后的比特，并且使用传输格式将已编码的交织后的比特映射为码元。

Description

用于对数据比特或码元进行交织的系统、装置和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2007年1月16日提交的在先提交的序列号为60/885,143的共同未决的美国临时申请的优先权。
技术领域
本发明涉及数据通信领域，更具体地说，涉及一种对比特或码元进行交织的系统和方法，适于部署在各种传输系统中，所述传输系统包括但不限于正交频分复用调制(OFDM)系统和单载波块传输(SCBT)系统。
背景技术
可以根据数据通信系统所采用的传输方案而通过多种方式对数据通信系统进行分类。一种分类在多载波通信系统与单载波通信系统之间进行区分。OFDM是多载波通信方案的示例。SCBT是单载波通信方案的示例。
传输方案的选择取决于各种因素。例如，通信信道的环境特性可以是在选择传输方案中的一个因素。影响传输方案的选择的另一因素是用于通过通信信道发送数据的通信系统的性能准则。对于某些系统，OFDM将更好地适用于满足系统性能准则。对于其它应用，单载波方案将提供比多载波系统更好的系统性能。
例如，当发射机的峰值-均值功率比在系统设计中不是显著因素时，OFDM一般是良好的选择。另一方面，当峰值-平均值功率比在系统设计中是考虑因素时，SCBT一般提供更好的性能。然而，标准单载波系统典型地需要相对昂贵的均衡方案来实现。为了减弱均衡需求，近来已经提出了单载波块单传输(SCBT)方案。这些SCBT方案将零或循环前缀插入到数据块，恰如传统OFDM系统中所做的那样。
在OFDM系统和SCBT系统这两种系统中，至少一个发射机被配置为：通过通信信道发送信息。通过例如根据纠错编码技术对比特进行编码而将表示待发送信息的比特转换为码元。根据传输方案(例如OFDM传输方案或SCBT传输方案)将已编码比特映射为码元。然后通过通信信道发送码元。
所发送的码元易受噪声和其它信道中断的影响。在很多情况下，信道中断是突发性的，或者，它们以特定模式(例如周期模式或近似周期模式，也就是说，它们以相对较短的间隔，或成群地出现)出现。突发之后典型地跟随有无噪声的间隔。突发性信道条件容易在接收到的已解码比特中产生增加的错误，当发送的码元在时间或空间上紧密接近时尤其如此。
前向纠错编码(FEC)技术依赖于所发送的数据中的冗余性来校正这些错误。然而，当错误源于突发时，FEC解码器更难以利用所发送的数据中所插入的冗余性。突发性中断更有可能破坏紧密接近的比特或码元，包括根据纠错编码而提供的冗余比特。
为了减轻突发性信道中断的影响，有时在发射机处使用交织器。在接收机中部署对应的解交织器。交织器在传输待发送的数据之前对其顺序进行重排。在接收机处，恢复原始数据顺序，并且恢复信息。作为重新排序操作的结果，当通过信道发送在传输之前彼此接近的冗余比特或码元时，它们彼此不接近。因此，降低了有关数据部分将受突发性信道损伤和中断所影响的可能性。
一种传统交织方案(块交织器)以传统的垂直模式和水平模式(例如，逐行或逐列)将数据写入到矩形存储器。按与写入顺序相反的垂直顺序或水平顺序以矩形方式从存储器读取数据。在接收机处，以垂直顺序或水平顺序将接收到的数据相似地写入到存储器，并且从存储器读取接收到的数据。这种技术用于对数据进行交织，以减轻突发性信道条件的影响。然而，这种传统技术有缺点。例如，虽然块交织器对数据比特或码元的顺序进行重排，从而把初始彼此接近的数据比特或码元放置得更远，但将以周期方式来放置它们。例如，考虑在交织之前连续放置的三个数据比特/码元。在进行交织之后，将以确切间隔N来放置这些数据码元/比特，其中，N是块交织器的宽度。
块交织器的这种周期特性使得数据易遭受特定错误和噪声模式。例如，当噪声以周期方式出现时，有可能所有冗余码元/比特将面临较高的噪声或错误级别。在SCBT和OFDM二者中数据码元可以观测到周期(或近似周期)噪声特性，当多径信道包括少数路径时尤其如此。
相应地，期望提供一种可以在保持低复杂度的同时通过以没有周期特性或没有近似周期特性的方式来对比特或码元进行交织来克服现有技术交织器的限制的交织方案。
附图说明
考虑结合附图而考虑的本发明以下详细描述，本发明的这些和其它目的、特征和优点将是明显的，其中：
图1示出采用根据本发明实施例的码元交织器的通信系统的发射机部分的功能块。
图2示出根据本发明实施例的在传送交织后的数据中使用的数据分组200的示例格式。
图3示出采用根据本发明实施例而配置的码元交织器的通信系统的接收机部分的功能块。
图4示出根据本发明实施例的交织器的框图。
图5是示出根据本发明实施例的使用图4所示的交织器装置对数据进行交织的方法的流程图。
图6是示出根据本发明实施例的使用图4所示的交织器装置对数据进行交织的方法的流程图。
图7是示出根据本发明实施例的图4所示的交织器的替换实施例的框图。
图8是包括根据本发明的一个实施例而配置的交织器的传输系统的功能框图。
图9是包括根据本发明的一个实施例而配置的交织器的传输系统的功能框图。
图10是示出根据本发明实施例的使用图8所示的交织器装置对数据进行交织的方法的流程图。
图11是示出根据本发明实施例的使用图9所示的交织器装置对数据进行交织的方法的流程图。
图12是适合于在数据传输系统中使用的根据本发明实施例的交织器的功能框图。
图13是适合于在根据本发明一个实施例的传输系统中使用的交织器的功能框图。
图14是适合于在根据本发明实施例的传输系统中使用的交织器的功能框图。
图15是适合于在根据本发明实施例的传输系统中使用的交织器的功能框图。
具体实施方式
在以下详细描述中，为了解释，而非限制的目的，阐述公开具体细节的示例实施例，以提供根据本教导的实施例的透彻理解。然而，对于受益于本发明的本领域技术人员显而易见的是，脱离在此公开的具体细节的根据本教导的其它实施例仍然在所附权利要求书的范围内。
此外，可以省略公知装置和方法的描述，从而不模糊示例实施例的描述。这样的方法和装置意欲仍然落入在此的教导的范围内。
系统框图
图1是构成适合于实现根据本发明实施例的交织方法、系统和装置的通信系统1的示例发射机100的功能框图。在该说明书中所使用的术语“数据”指的是以电子形式所表示的任何类型的信息，包括但不限于视频、音频、文本、图形、多媒体、语音以及命令和控制信息。在此所使用的术语“数据”指的是二进制数字(比特)以及码元，包括包含二进制数字的码元。
本领域技术人员应理解，在此在图1以及其它附图中所示的各种功能适合于使用受软件控制的微处理器、硬接线逻辑电路以及它们的各种组合来物理实现。为了解释的目的，该说明书的附图将有关功能示出为分离的块。然而，容易理解，虽然布置为根据所示分离的功能块进行执行，但可能发现功能的实现方式集成在单个子系统或组件内，并且/或者分布在系统的物理组件和子系统上，而不脱离本公开的教导或所公开的本发明各种实施例的范围。
数据发射机100
数据发射机100包括：数据比特到码元转换器10，其经由分组格式化器139耦合到发射机前端。数据源5提供待通过发射机前端159经由空中信道发送的数据。在多个设备共享对于传输介质的访问的情况下，介质访问控制(MAC)功能层106为发射机100提供介质访问控制。由MAC 106将表示待发送信息的数据比特序列提供给发射机100。
数据发射机100示出适合于实现多载波传输格式(例如OFDM)或单载波传输格式(例如SCBT)的普通发射机配置。
比特到码元转换器
比特到码元转换器10包括：编码器102、交织器10、以及比特到码元映射器119。本发明预期编码器102、交织器10和比特到码元映射器119的各种布置。图1示出各种可能示例配置中的仅一种配置。
比特到码元转换器10根据适用于发射机100的特定发射机配置的传输方案而将比特序列转换为对应码元序列。例如，在本发明一个实施例中，由发射机100来实现多载波传输方案。当以OFDM配置来部署时，比特到码元转换器10被配置为根据OFDM传输方案提供码元。
在本发明的另一实施例中，比特到码元转换器10被配置为提供适合于通过单载波传输方案进行传输的码元。单载波传输方案的一个示例包括单载波块传输(SCBT)方案。当部署在SCBT发射机中时，比特到码元转换器10被配置为根据SCBT技术提供码元。
比特到码元转换器10将码元序列提供给分组格式化器139。分组格式化器139对码元序列进行格式化，并且将包括由比特到码元转换器10所提供的码元序列的准备传送的已格式化分组提供给发射机前端159。发射机前端159将来自发送分组格式化器的发送分组调制到至少一个载波上。由天线系统180通过空气介质来发送受调制的信号。
编码器
在图1的示例配置编码器中，编码器102接收包括待经由发射机100发送的来自数据源5的信息的比特序列。在操作中，编码器102例如从介质访问控制(MAC)层106接收数据。在本发明某些可选实施例中，介质访问控制层提供包括分组头的数据。编码器102根据合适的编码技术对数据进行编码。适合于使用编码器102来实现的编码技术的示例包括但不限于：前向纠错码(例如卷积码、分组码、级联码、以及它们的各种组合)。在本发明的一个实施例中，编码器102包括实现前向纠错(FEC)方案的编码器。
前向纠错码依赖于将冗余比特插入MAC 106所提供的比特序列中。当在突发性传输信道环境中部署发射机100时，有可能破坏冗余比特。已知这种破坏在接收到所发送的信号并且对其进行解码时导致错误。
例如，在OFDM系统中，更有可能的是，在接近于衰落子载波信道的子载波上所调制的码元将不利地受在衰落子载波中引起衰落的相同条件所影响。SCBT系统(尤其是采用最小均方误差(MMSE)均衡的SCBT)同样不利地受突发性信道条件所影响。在均衡之后，对SCBT数据的单个块内的码元上的噪声进行相关。无论编码方案如何，编码器102都将已编码比特序列提供给交织器103，以减少突发性传输信道的影响。
交织器
交织器103从编码器102接收连续的相应数据部分。例如，交织器103在交织器103输入处接收包括第一比特序列的连续比特。交织器103对包括第一比特序列的连续数据部分进行重新排序。交织器103在输出处提供第二比特序列。包括第二比特序列的数据部分通过由交织器103所实现的对角线读取序列和对角线写入序列与包括第一比特序列的数据部分相关。
根据图1所示的本发明实施例，交织器10接收以编码器102提供的已编码比特序列为形式的相应连续数据部分。交织器10将连续的相应序列比特写入到存储器400的单元，从而定义存储器400的至少一个对角线。以此方式，交织器10根据对角线写入序列写入比特。
交织器10根据对角线读取序列从存储器410读取比特，以在交织器输出处提供连续数据部分。在交织器10的输出处提供的数据部分的序列不同于在交织器10的输入处接收到的对应数据部分的序列。在本发明的一个实施例中，由输出序列与输入序列之间的逆对角线关系来表征这种差异。换句话说，对角线读取序列是对角线写入序列的逆序列。
交织器详细功能框图。
图4示出包括图1所示的发射机100的比特到码元转换器10的交织器103的功能块的进一步细节。在该实施例中，交织器103包括至少一个MxN存储器400，其耦合到存储器控制器420。MxN存储器400包括多个存储单元，所述存储单元被布置为提供包括M列和N行的单元的矩阵。图4所示的示例存储器400包括三行和四列，即4X3存储器。然而，应理解，选取构成图4所示的存储器400的行和列的数量是为了说明和讨论的方便。根据在此描述的本发明各个实施例的交织器的实际实现方式可以具有更多数量的行和列。本发明在实现方式上不受限于构成交织器存储器的任何特定数量的行和列。
根据图4所示的示例配置，交织器103与编码器102进行通信，以接收第一数据序列490。第一序列490包括连续的相应数据部分，例如数据部分S1至S12。为了容易讨论，在此在附图中示出十二个数据部分。然而，通过阅读本说明书应理解，本发明并不受限于构成数据序列490的数据部分的数量。
交织器103在交织器输出处提供数据部分的第二序列491。交织器103耦合到映射器119(图1中最佳示出)，以将第二序列提供给映射器119。
写入/读取控制器420进行操作，以根据对角线写入序列将数据序列490的连续相应数据部分写入到存储器400的对角线451-456。作为写入/读取控制器执行对角线写入的结果，存储器400包括交织器矩阵。在图4中两次示出因此而生成的交织器矩阵。为了讨论对角线写入操作而在405示出该矩阵，并且再次在410示出该矩阵以描述对角线读取操作。
当执行对角线写入操作以生成矩阵405时，存储器控制器420根据对角线写入模式将第一序列490的相应连续数据部分写入到存储器400的连续相应对角线。这样，生成交织器矩阵405。在图4的示例中，第一序列490包括连续的相应数据部分S1至S12。矩阵405包括这样布置的数据部分：第一序列490的相邻数据部分关于矩阵405的行和列是不相邻的。第一序列490的相邻部分改为沿着矩阵405的对角线451-456相邻。
当执行对角线读取操作时，存储器控制器420根据对角线读取模式从交织器矩阵(如在410所示)读取数据部分，以在交织器103的输出处提供包括数据部分的第二数据序列491。第二序列491包括第一数据序列490的交织后的数据部分。在本发明的一个实施例中，对角线读取模式是对应的对角线写入模式的逆模式。
根据图4的示例，交织器矩阵405/410包括(M+N)-1条对角线，即对于4X3存储器为六条对角线(在451-456指示用于说明写入操作，以及在457-462指示用于说明读取操作)。按在写入/读取控制器420的写入操作期间写入对角线的顺序来定义对角线读取模式。按在写入/读取控制器420的读取操作期间读取对角线的顺序来定义对角线写入模式。
按写入每一对角线的单元的顺序来定义对角线写入方向。在本发明的一个实施例中，通过将数据序列490的相应连续数据部分写入到对角线451-456而定义第一对角线写入方向。对于每一对角线，第一写入单元是该对角线的最顶部、最左边的单元。最后写入的对角线的单元是该对角线最底部、最右边单元。该实施例生成图4所示的交织器矩阵405/410。
在本发明的另一实施例中，通过将数据序列490的连续相应数据部分写入到对角线451-456而定义第二对角线写入方向。对于每一对角线，第一写入单元是该对角线的最底部、最右边的单元。最后写入的对角线的单元是该对角线的最顶部、最左边的单元。同样，按读取构成矩阵410的对角线的单元的顺序来定义第一对角线写入模式和第二对角线写入模式。
在该实施例中，使用矩形存储器块对交织数据(比特或码元)进行交织。以对角线方式将MxN个数据比特或码元的块写入到大小MxN的矩形存储器块。也以对角线方式从存储器块读取该数据，但使用相反的对角线方向。例如，如果从左上到右下写入数据，则从右上到左下(或从左下到右上)读取数据。
在此情况下，将数据写入到每一对角线上，并且从每一对角线读取数据。在示出的示例中写入序列[S1......S12]，读取[S4，S7，S2，S10，S5，S1，S12，S8，S3，S11，S6，S9]。
通过在对角线上进行读取(以及写入)，交织器103提供的优点是，所得到的交织后的数据没有任何周期模式。同时，该交织器的实现复杂度可与传统块交织器的实现复杂度相比。
交织器103的交织器(DHS)替换实施例
图7是示出图4所示的示例交织器103的替换实施例703的框图。交织器703包括存储器700，其耦合到存储器写入/读取控制器720。在本发明的该实施例中，存储器写入读取控制器720被配置为将序列790的连续相应数据部分写入到存储器700的交替对角线。例如，写入对角线751，然后写入对角线755。接下来写入对角线752，接着写入到对角线756等等。
码元映射器
现返回图1，无论实现交织器103的本发明实施例如何，交织器103都将交织后的比特提供给码元映射器119。码元映射器119根据各种码元映射技术之一将比特转换为码元。在本发明的一个实施例中，映射器119根据可基于发射机100所采用的调制技术而选择的格式将数据映射为码元。适合于由发射机100实现并且适合于用于本发明的交织器的调制技术包括例如正交频分复用调制(OFDM)技术和单载波块传输(SCBT)技术以及在OFDM格式与SCBT格式之间进行选择的技术。
当被配置为根据单载波格式将比特映射为码元时，码元映射器119采用包括例如正交相移键控(QPSK)技术和M级正交调幅(M-QAM)的调制技术以及其它合适的单载波技术。在130示出码元映射器119的替换实施例。
当被配置为根据多载波格式(例如OFDM)将比特映射为码元时，码元映射器130包括：串并转换器132、自适应调制器134、时域变换器(例如逆快速傅立叶变换器)136、以及并串转换器138。在一种变形中，码元映射器130采用自适应正交频分复用(自适应-OFDM)来将比特映射为码元。
在示例系统100的一个实施例中，传输信号格式选择装置(未示出)确定码元映射器119是采用单载波传输格式(例如SCBT)还是采用多载波传输格式(例如OFDM，如在130所示)来将编码器/交织器105所提供的已编码的交织后的数据映射为码元。
无论码元映射的特定实现方式如何，都由码元映射器119/130将码元提供给其余数据传输链，包括保护间隔插入器150、上变频器160、高频发送放大器170、以及天线系统180。
发送分组格式化器
码元映射器119将码元提供给传送分组格式化器139。图2示出适合于在通信发射机100的数据传输中实现的数据分组200的示例结构。示例数据分组200包括：前导序列210、信道均衡序列220、分组头230、至少一个数据段240-i，以及在数据段240-i之间交织的至少一个导频码元段250-i。
在本发明的某些实施例中，前导序列210包括用于供数据接收机使用的自动增益控制(AGC)序列和同步序列。有利的是，这种前导由特定长度序列的重复组成。信道均衡序列220包括被设计为由数据接收机促进信道均衡的预定序列。头230包括关于在数据分组中待发送的数据的信息(例如sate段的数量、编码类型等等)。
在一个实施例中，前导&CE序列发生器145提供前导和CE序列的比特，以插入到在码元映射器119/130的输入处提供的数据中。在本发明的一个实施例中，头发生器提供用于插入到待发送的每一数据分组中的头比特。由码元映射器119/130使用与用于前导和CE序列的格式匹配的传输格式来映射头比特。
可替换地，前导&CE序列发生器146生成前导&CE序列的码元，并且这些码元被插入到在码元映射器119/130的输出处提供的信号。前导&CE序列发生器采用码元映射器119的单载波传输格式或例如在130所示的码元映射器119的实施例所提供的多载波传输格式之一。
在一个实施例中，可选导频码元发生器140生成导频码元，以促进由发射机系统100所发送信号的接收机检测。在某些实施例中，前导&信道均衡器145生成在每一数据分组的开始处插入由码元映射器119/130所提供的数据的序列。在一个实施例中，前导&信道均衡器序列发生器145生成前导序列以及用于信道均衡的序列(例如训练序列)。
为了促进初始通信，使用共同数据传输方案来发送包括前导序列210、信道均衡序列220和分组头230的每一数据分组200的第一部分。该共同数据传输方案对于每个数据发射机和数据接收机是先验已知的，并且是固定的。有利的是，共同数据传输方案要么采用由第一码元映射器120所采用的相同单载波传输格式，要么采用由第二码元映射器130所采用的多载波传输格式。在此情况下，可以通过合适的数据码元映射器119来生成数据分组的第一部分的码元。可替换地，前导&CE序列发生器145可以直接生成前导和CE序列的码元。
在实现可选择传输格式的本发明实施例中，头230包括标识是根据单载波传输格式(例如SCBT)来映射数据分组的第二部分中的码元还是根据多载波传输格式(例如自适应OFDM)来映射数据分组的第二部分中的码元的一个或多个比特。在一个实施例中，导频序列250-i插入在数据段240-i之间，以有助于数据接收机跟踪时钟/频率偏移和信道改变。
在本发明的一个实施例中，可选的保护间隔插入器周期性地将保护间隔插入待发送的数据流中。保护信号插入器在待发送的码元的每一块的前面要么插入循环前缀要么插入零序列，以在每一块之间创建间隙间隔。有利的是，这样可以减弱在数据接收机处的信道均衡要求。例如，在一个实施例中，可以在每一块中发送128个数据码元，并且可以将32个码元预置(prepend)到用于传输的每一块的前面。可替换地，可以在传输之前将32个零放置在128个码元的每一块的前面。
发射机前端
由发射机前端159对由格式化器139提供的格式化后的分组进行上变频以及放大，并且最后由天线系统180来发送它们。在一个实施例中，发射机前端159包括：上变频器或上采样器、滤波器、以及数模变换器(未示出)。可以采用其它方便的发射机前端布置。天线系统180可以包括一个天线，或者可以包括例如用于空分多址(SDMA)方案的多个天线。通常，数据发射机100可以被包括在通信设备中，该通信设备还包括数据接收机和处理器。该通信设备可以包括给通信设备提供功能的其它元件。
接收机
图3是数据接收机300的一个实施例的功能框图。数据接收机300包括：同步和保护间隔移除块310、频域变换器320、信道均衡器330、信道估计器335、逆频域变换器340、格式选择装置350、解映射器360、以及解码器/解交织器370。
在一个实施例中，频域变换器320执行快速傅立叶变换(FFT)。然而，可以改为执行其它变换。此外，在一个实施例中，逆频域变换器340执行逆快速傅立叶变换(IFFT)。再者，然而，可以改为执行其它变换。此外，在一个实施例中，格式选择装置350包括解复用器或开关。虽然图3中未示出，但在替换实施例中，格式选择装置350还可以包括复用器或开关，用于有选择地将信道均衡器330的输出提供给逆频域变换器340和解映射器360之一。解码器/解交织器370包括纠错解码器和数据解交织器。纠错解码器可以根据预定卷积码、分组码或其某种组合(包括级联码)来对数据比特进行解码。
可选地，数据接收机300通常如下运作。同步和保护间隔移除块310从接收天线系统(其可以包括多个天线，用于空间分集)和下变频器块(图3未示出)接收码元。
频域变换器320从同步和保护间隔移除块310接收包括多个码元的输入信号，并且将输入信号变换到频域。信道均衡器330根据接收到信号的通信信道的估计对变换后的信号进行均衡，并且输出第一信号。可以从信道估计块335获得信道估计。信道估计块335可以使用接收到的信道均衡序列(例如分组200中的信道均衡序列220)来估计信道。
逆频域变换器340接收第一信号，将第一映射的信号变换到时域，并且输出第二信号。格式选择装置350在第一信号与第二信号之间进行选择，并且将所选信号输出到解映射器360。有利的是，格式选择装置350根据用于每一数据分组第一部分(例如前导、CE序列、以及头)的预定传输格式选择该数据分组的该部分的第一信号和第二信号之一。然后，使用前导中的一个或多个比特，数据接收机300能够确定对于具有数据净荷的数据分组的第二部分使用了两种传输格式中的哪一种。
当数据传输格式是单载波传输格式(例如SCBT)时，则数据接收机300将SCBT信号提供给解映射器360。否则，当数据传输格式是多载波传输格式(例如自适应OFDM)时，则数据接收机300接收由信道均衡器330输出的第一信号，并且将所选信号提供给解映射器360。解映射器360对来自所选信号的码元进行解映射，以输出一系列比特。最后，解码器/解交织器370将纠错解码应用于解映射的比特，并且对纠正的比特进行解交织，以产生输出信号。
通常，数据接收机300可以被包括在通信设备中，该通信设备还包括数据发射机和处理器。该通信设备可以包括给通信设备提供功能的其它元件。有利的是，数据接收机300对于接收具有两种不同传输格式——单载波传输格式和多载波传输格式——中的可选择的一种的信号提供了十分高效的实现方式。多数模块对于这两种格式是共同的，但是在利用SCBT模式时采用逆频域变换器340。
如上所述，取决于所采用的数据率以及以越来越高的速度进行运算的处理器的发展，可以使用受软件控制的微处理器、硬接线逻辑电路或其组合而在物理上实现图1所示的各个“部分”。
在其中数据发射机100根据两种可能的数据传输格式中的所选的一种在任何给定时间发送数据的本发明实施例中，数据接收机包括用于确定正采用哪种数据传输格式使得它可以被配置为接收该数据的功能块。例如，数据发射机100在其发送的数据分组的头中传递该信息。交织方法示例1-对角线写入操作
图5是示出根据本发明实施例的生成对角线写入序列的方法的步骤的流程图。为了使得讨论简单，参照图4的交织器装置所示的写入对角线(451-456)描述方法步骤。
参照图5的流程图，该方法开始于用比特序列490的第一比特S1来写入第一对角线(图4的451)。第一比特490被写入到由存储器400的最后一行N(在图4中，最后一行N是行N)以及第一列M＝1所定义的单元。该单元定义了存储器400的第一对角线451。
比特序列490的下一连续比特S2被写入到第二对角线(图4中的452)的第一单元。为了定义本发明一个实施例的第一对角线写入方向(如图4的407所指示的左上到右下)，由包括行N-1、列1的第一单元来定义第二对角线。为了定义本发明替换实施例的第二对角线方向408，由包括行N的列2的第二对角线的第一单元来定义第二对角线452。
无论实施例(关于对角线方向)如何，比特序列490的连续相应比特(在示例实施例中，比特S2和S3)被写入到第二对角线的连续相应单元。
通过将比特序列490的比特S4写入到第三对角线的第一单元(即，行N-2、列1)来定义第三对角线(对于其中在407指示第一方向的实施例)。比特序列490的连续相应比特在第一方向上被写入到第三对角线的连续相应单元，等等，直到第三对角线的所有单元被写入。对于连续相应对角线重复该方法。以此方式定义对角线写入模式。
交织方法示例1-对角线读取操作
图6示出执行根据本发明实施例的对角线读取操作的方法的步骤。该方法通过选择MXN矩阵的行R＝1和列C＝1而开始于601。在步骤603，读取由行1列1定义的对角线(例如，在图5的457所指示的对角线)。该方法确定是否C＝M，换句话说，在先前步骤中读取的列是否是矩阵的最后一列。如果不是，则在607，递增C。该方法通过读取由列C＝2，R＝1定义的对角线(例如在图5的458所指示的对角线)来重复步骤603。该方法重复步骤605和607，直到读取由矩阵中的最后一列定义的对角线。当C＝M(最后一列)时，递增R，从而在609选择列M、行2。该方法确定行R是否为矩阵中的最后一行。如果不是，则从矩阵读取由列M、行2定义的对角线(例如在图4的461所指示的对角线)。
由于C尚未改变，因此在609，关于是否C＝M的确定为“是”，并且递增R。步骤611确定在步骤603读取其对角线的行R是否为矩阵中的最后一行。如果不是，则在步骤603读取由C＝M、R＝3定义的对角线。重复这些步骤，直到R＝(R+1)，其指示包括最后一行的对角线已经被读取。以此方式定义对角线读取模式。
比特到码元转换器-示例1
图8是图1所示的比特到码元转换器10的替换实施例80的功能框图。在该示例实施例中，交织器803耦合，以从编码器802接收已编码比特，并且将交织后的已编码比特提供给映射器819。交织器802被配置为对已编码比特进行交织，如图4所示。根据本发明替换实施例，交织器803被配置为对已编码比特进行交织，如图7所示。由码元映射器819将已编码的交织后的比特映射为码元。
比特到码元转换器-示例2
图9是包括具有根据本发明一个实施例而配置的交织器的比特到码元转换器的SCBT传输系统的功能框图。在该示例实施例中，交织器803耦合，以从编码器802接收已编码比特，并且将交织后的已编码比特提供给映射器819。交织器802被配置为对已编码比特进行交织，如图4所示。根据本发明替换实施例，交织器803被配置为对已编码比特进行交织，如图7所示。由码元映射器819将已编码的交织后的比特映射为码元。
比特到码元转换器方法-示例1
图10是示出根据本发明一个示例实施例的将比特转换为码元的方法的流程图。在801，接收包括待发送的数据的比特。在804，对比特进行编码。根据对角线写入模式将已编码比特写入到交织器矩阵(图4中在405/410所示的示例)。在807，根据水平读取模式从交织器矩阵读取比特，由此提供交织后的已编码比特。在807，将交织后的已编码比特映射为码元。
比特到码元转换器方法-示例2
图11是示出根据本发明替换示例实施例的将比特转换为码元的方法的流程图。在901，接收包括待发送的数据的比特。在904，对比特进行编码。在905，将已编码比特映射为码元。根据对角线写入模式将映射的码元写入到交织器矩阵(图4中在405/410所示的示例)。在907，根据水平读取模式从交织器矩阵读取码元，由此提供交织后的码元。
框图
图12是包括根据本发明替换实施例而配置的比特到码元转换器1200的SCBT传输系统的功能框图。转换器1200包括：串并转换器1201、并行布置的多个编码器/映射器1203-1207、并行布置的多个交织器1209-1213、以及并串转换器1250。
比特1280的第一序列被提供给串并转换器1201。串并转换器1201将序列1280转换为多个序列部分。每一部分被提供给(在1203-1207指示的)多个编码器映射器中的对应一个。每一编码器映射器对接收到的部分进行编码，并且将已编码的接收到的部分映射为码元。每一编码器/映射器将码元提供给(在1209-1213指示的)多个交织器中的对应一个。
每一交织器将其码元的相应序列写入到对应交织器矩阵4000-4007。根据对角线写入模式写入每一矩阵。根据对角线读取模式读取构成每一相应矩阵的码元。因此，每一交织器1209-1213将码元的对应交织的序列提供给并串转换器1250。并串转换器1250合并交织序列，以提供包括交织后的码元的第二序列1290。
转换器-示例3
图13是根据本发明替换实施例的比特到码元转换器1300的功能框图。比特到码元转换器1300包括串并转换器(S/P)、多个编码器1301-1313、多个映射器1305-1315、并串转换器(P/S)1311、以及交织器1320。比特到码元转换器1330在转换器1330的输入处接收第一串行比特序列1302。该比特序列被提供给S/P 1304。S/P 1304将该序列划分为多个并行比特序列。为了讨论，在图13中在S/P 1304的输出处示出三个并行比特序列。然而，本发明不限于由S/P 1304所提供的并行比特序列的数量。
在S/P 1304的输出处的每一比特序列被提供给对应编码器1301-1313。编码器1301-1313对比特序列进行编码，并且在相应输出处提供已编码比特序列。每一已编码比特序列被提供给对应映射器1305-1315。映射器1305-1315将比特序列转换为码元序列，并且在对应映射器输出处提供码元序列。该码元序列被提供给P/S 1311。P/S1311组合码元序列，以在P/S 1311的输出处提供第一码元序列(例如序列1350)。第一码元序列被提供给交织器1320。
交织器1320包括对角线交织矩阵1321和控制器1323。交织器1320根据对角线写入模式将第一码元序列的相应连续码元写入到矩阵1321的对角线。交织器1320根据对角线读取模式从矩阵1321读取码元，以提供第二码元序列(例如序列1352)。在本发明的一个实施例中，对角线读取模式是对角线写入模式的逆模式。
转换器-示例4
图14是根据本发明替换实施例的比特到码元转换器1400的功能框图。比特到码元转换器1400包括：串并转换器(S/P)1403、多个编码器1405-1411、多个交织器1413-1417，多个映射器1419-1428、以及并串转换器(P/S)1429。比特到码元转换器1400在转换器1400的输入处接收第一串行比特序列1401。该比特序列被提供给S/P 1403的输入。S/P 1403将该序列划分为多个并行比特序列。为了讨论，在图14中在S/P 1403的输出处示出三个并行比特序列。然而，本发明不限于由S/P 1403所提供的并行比特序列的数量。
在S/P 1403的输出处的每一比特序列被提供给对应编码器1405-1411。编码器1405-1411对比特序列进行编码，并且在相应输出处提供已编码比特序列。每一已编码比特序列被提供给对应交织器1413-1417。为了使得讨论容易，在图14中将交织器1413-1417表示为对角线交织器矩阵1413-1417。在此参照图1-图15公开关于本发明的交织器的各个实施例的进一步的细节。交织器1413-1417被相应地配置。
交织器1413-1417包括例如图4和图7所示的对角线交织矩阵。每一交织器根据对角线写入模式将第一序列(例如序列1402)的相应连续比特写入到矩阵的对角线。每一交织器根据对角线读取模式从其矩阵的单元读取相应连续比特，以提供第二序列(例如序列1430)。第二序列包括第一序列的交织后的比特。在本发明的一个实施例中，对角线读取模式是对角线写入模式的逆模式。在此关于图4和图7讨论合适的对角线读取和写入模式的示例。
来自交织器1413-1417的比特序列被提供给映射器1419-1423的对应输入。映射器1419-1423将比特序列映射为码元序列，并且在对应映射器输出处提供码元序列。该码元序列被提供给P/S 1429。P/S 1429组合码元序列，以在P/S 1429的输出1431处提供串行码元序列。
转换器-示例5
图15是根据本发明替换实施例的比特到码元转换器1500的功能框图。比特到码元转换器1500包括串并转换器(S/P)1502、多个编码器1503-1509、并串转换器(P/S)1511、交织器1513、以及映射器1515。比特到码元转换器1500在转换器1500的输入1501处接收串行比特序列。该比特序列被提供给S/P转换器1502的输入。S/P 1502将该序列划分为多个并行比特序列。为了讨论，在图15中在S/P 1502的输出处示出三个并行比特序列。然而，本发明不限于由S/P 1502所提供的并行比特序列的数量。
在S/P 1502的输出处的每一比特序列被提供给对应编码器1503-1509。编码器1503-1509对比特序列进行编码，并且在相应输出处提供已编码比特序列。每一已编码比特序列被提供给P/S转换器1511。P/S转换器1511组合比特序列，以在P/S转换器1511的输出处提供第一比特序列(例如比特序列1520)。
在P/S转换器1511的输出处的第一比特序列(例如1520)被提供给对应交织器1513。为了使得讨论容易，在图15中将交织器1513表示为对角线交织器矩阵。在此参照图1-图15公开关于适合于实现交织器1513的对角线矩阵的本发明各种实施例的进一步的细节。
交织器1513根据对角线写入模式将第一序列1520的相应连续比特写入到矩阵1513的对角线。交织器1513根据对角线读取模式从其矩阵的单元读取相应连续比特，以提供第二比特序列(例如序列1522)。第二序列包括第一序列的交织后的比特。在本发明的一个实施例中，对角线读取模式是对角线写入模式的逆模式。在此关于图4和图7讨论合适的对角线读取和写入模式的示例。
比特序列1522被提供给映射器1515。映射器1515根据传输格式将比特映射为码元。合适的传输格式包括但不限于OFDM格式和SCBT格式。映射器1515在交织器1500的输出处提供码元。
虽然在此公开了优选实施例，但仍然落入本发明构思和范围内的很多变形是有可能的。在查看在此的说明书、附图和权利要求书之后，这些变形对于本领域技术人员将变得清楚。因此，本发明仅由所附权利要求书的精神和范围来限定。

Claims (16)

1.一种用于对数据部分的第一序列进行交织以提供交织后的数据部分的第二序列的方法，所述方法包括以下步骤： 
根据对角线写入模式将数据部分的已编码第一序列中的相应连续数据部分写入到存储器的对角线以生成交织矩阵； 
使用与对角线写入模式的对角线方向相反的对角线方向，根据对角线读取模式从所述交织矩阵的对角线读取所述相应连续数据部分，由此对数据部分的所述已编码第一序列中的数据部分进行交织，以提供数据部分的所述第二序列，其中如果从左上到右下写入数据，则从右上到左下或者从左下到右上读取数据，反之亦然。 
2.权利要求1的方法，其中，数据部分的所述已编码第一序列中的每一个包括二进制数字。 
3.权利要求1的方法，其中，数据部分的所述第二序列中的每一个包括码元。 
4.一种用于将表示待在信道中传输的信息的比特转换为表示待发送的信息的码元的方法，所述方法包括以下步骤： 
接收包括表示待发送的信息的比特的第一序列的数据； 
对比特的所述第一序列进行编码，以提供比特的已编码第一序列； 
根据对角线写入模式将比特的所述已编码第一序列的相应连续比特写入矩形存储器的对角线； 
使用与对角线写入模式的对角线方向相反的对角线方向，根据对角线读取模式从所述矩形存储器的对角线读取所述比特，以提供比特的已编码第二序列，所述比特的已编码第二序列包括所述第一序列的已交织比特，其中如果从左上到右下写入比特，则从右上到左下或者从左下到右上读取比特，反之亦然； 
将所述比特的已编码第二序列映射为码元，以经由数据通信信道传输所述码元。 
5.权利要求4的方法，其中，通过根据前向纠错方案将冗余比特插入到比特的所述第一序列来执行所述编码步骤。 
6.权利要求4的方法，其中，根据OFDM传输方案来执行所述映射步骤。 
7.权利要求4的方法，其中，根据SCBT传输方案来执行所述映射步骤。 
8.权利要求4的方法，其中，所述对角线写入模式是所述对角线读取模式的逆模式。 
9.权利要求4的方法，其中，通过写入到所述存储器的连续相应对角线来执行根据对角线写入模式将比特的所述已编码第一序列的相应连续比特写入到矩形存储器的对角线的步骤。 
10.权利要求4的方法，其中，通过交替写入到包括所述存储器的第一部分的对角线以及包括所述存储器的第二部分的对角线，来执行根据对角线写入模式将比特的所述已编码第一序列的相应连续比特写入到矩形存储器的对角线的步骤。 
11.一种交织器，包括： 
存储器，其耦合到存储器读取写入控制器，所述控制器适用于：根据对角线写入模式将比特的已编码第一序列的相应连续比特写入到所述存储器的对角线，以定义交织矩阵； 
所述控制器进一步适用于：使用与对角线写入模式的对角线方向相反的对角线方向，根据对角线读取模式从所述交织矩阵的对角线读取所述比特，由此在所述交织器的输出处提供比特的已编码第二序列，所述比特的已编码第二序列包括所述第一序列的交织后的比特，其中如果从左上到右下写入比特，则从右上到左下或者从左下到右上读取比特，反之亦然。 
12.一种比特到码元转换器，包括： 
编码器，其包括用于接收包括待转换为码元的比特的第一序列的数据的输入，所述编码器在编码器输出处提供比特的已编码第一序列； 
交织器，其耦合到所述编码器，以接收比特的所述已编码第一序列，所述交织器包括： 
存储器，其耦合到存储器读取写入控制器，所述控制器适用于：根据对角线写入模式将比特的所述已编码第一序列的相应连续比特写入到所述存储器的对角线以生成交织矩阵； 
所述控制器进一步适用于：使用与对角线写入模式的对角线方向相反的对角线方向，根据对角线读取模式从所述交织矩阵的对角线读取所述比特，以在所述交织器的输出处提供比特的已编码第二序列，所述比特的已编码第二序列包括所述第一序列的交织后的比特，其中如果从左上到右下写入比特，则从右上到左下或者从左下到右上读取比特，反之亦然； 
码元映射器，其耦合到所述交织器输出，并且被配置为：将所述比特的已编码第二序列映射为码元，以用于经由数据通信信道传输所述码元。 
13.一种用于将数据转换为码元以用于在突发性传输信道中进行数据通信的方法，所述方法包括以下步骤： 
接收包括待转换为码元的比特的数据； 
将纠错编码应用于所述接收到的数据的至少一部分； 
将所述接收到的数据映射为码元； 
通过以下步骤来执行对所述接收到的数据的部分进行交织： 
按照对角线写入模式将第一码元序列的相应连续码元写入矩阵的对角线； 
使用与对角线写入模式的对角线方向相反的对角线方向，按照对角线读取模式从矩阵的对角线读取码元以提供第二码元序列，其中如果从左上到右下写入码元，则从右上到左下或者从左下到右上读取码元，反之亦然；以及 
提供包括交织后的数据部分的该第二码元序列，以用于在数据通信信道中进行传输。 
14.一种数据传输系统，包括： 
数据编码器，用于分别对表示待发送的信息的连续比特进行编码； 
交织器，用于对所述比特进行交织； 
码元映射器，适用于接收所述比特，并且使用传输格式将所述比特映射为码元； 
所述交织器包括存储器和存储器读取写入控制器，所述交织器适用于：根据对角线写入模式将所述比特写入到所述存储器的对角线以生成交织矩阵，并且进一步适用于：使用与对角线写入模式的对角线方向相反的对角线方向，以对角线读取模式从所述交织矩阵的对角线读取所述比特，由此进行分离，其中如果从左上到右下写入比特，则从右上到左下或者从左下到右上读取比特，反之亦然； 
所述数据传输系统由此发送码元，其中，根据与对角线写入模式不同的码元模式来分离所述连续比特。 
15.权利要求14的数据传输系统，其中，所述码元映射器包括正交频分复用(OFDM)调制器。 
16.权利要求14的数据传输系统，其中，所述码元映射器根据SCBT传输方案将所述比特映射为码元。 
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