CN103209046B

CN103209046B - Cmmb字节解交织装置及方法

Info

Publication number: CN103209046B
Application number: CN201210010282.4A
Authority: CN
Inventors: 李刚
Original assignee: Shanghai Huahong Integrated Circuit Co Ltd
Current assignee: Shanghai Huahong Integrated Circuit Co Ltd
Priority date: 2012-01-13
Filing date: 2012-01-13
Publication date: 2017-10-31
Anticipated expiration: 2032-01-13
Also published as: CN103209046A

Abstract

本发明公开了一种CMMB字节解交织装置，包括：输入单元，将LDPC译码器输出的比特流数据，按照字节交织器的位序组成字节数据；输出单元，对输出数据进行缓存，然后按照传输要求的数据格式输出；存储器接口控制单元，接收输入单元输出的字节数据，将其送入接收机芯片外存储器，从接收机芯片外存储器获取数据并供RS译码器使用，且将RS译码器的译码结果写回接收机芯片外存储器，从接收机芯片外存储器获取数据，且将该数据送入输出单元；控制器单元，对输入单元、输出单元以及存储器接口控制单元进行控制，使整个字节解交织的过程正常工作。本发明还公开了一种CMMB字节解交织方法。本发明能有效节省CMMB接收机芯片的面积。

Description

CMMB字节解交织装置及方法

技术领域

本发明涉及数字通信中的CMMB(中国移动多媒体广播电视)无线接收机领域，尤其是涉及一种CMMB字节解交织装置。本发明还涉及一种CMMB字节解交织方法。

背景技术

中国移动多媒体广播电视(CMMB)标准是中国国家广电总局于2006年10月颁布的中国移动多媒体广播行业标准，该标准于2006年11月1日起正式实施。CMMB标准充分考虑到移动多媒体广播业务的特点，针对手持设备接收灵敏度要求高，移动性和电池供电的特点，采用最先进的信道纠错编码和正交频分复用(OFDM)调制技术，提高了抗干扰能力和对移动性的支持，采用最先进的低密度奇偶校验码(LDPC)信道纠错编码，提高了抗干扰能力和对移动性的支持，采用时隙节电技术来降低终端功耗，提高终端续航能力。

在CMMB的系统构成中，CMMB信号主要由S波段卫星覆盖网络和U波段地面覆盖网络实现信号覆盖。S波段卫星覆盖网络广播信道用于直接接收，Ku波段上行，S波段下行；分发信道用于地面增补转发接收，Ku波段上行，Ku波段下行，由地面增补网络转发器转为S波段发送到CMMB终端。为实现城市人口密集区域移动多媒体广播电视信号的有效覆盖，采用U波段地面无线发射构建城市U波段地面覆盖网络。

在移动通信的变参信道上，比特差错经常成串发生。这是由于持续较长的深衰落谷点会影响到相继一串的比特。然而，信道编码仅在检测和校正单个差错和不太长的差错串时才有效。为了解决这一问题，希望能找到把一条消息中的相继比特分散开的方法，即一条消息中的相继比特以非相继方式被发送。这样，在传输过程中即使发生了成串差错，恢复成一条相继比特串的消息时，差错也就变成单个(或长度很短)，这时再用信道编码纠错功能纠正差错，恢复原消息。这种方法就是交织技术。

交织技术可打乱码字比特之间的相关性，将信道中传输过程中的成群突发错误转换为随机错误，从而提高整个通信系统的可靠性。交织编码根据交织方式的不同，可分为线性交织、卷积交织和伪随机交织。其中线性交织编码是一种比较常见的形式。所谓线性交织编码器，是指把纠错编码器输出信号均匀分成m个码组，每个码组由n段数据构成，这样就构成一个n×m的矩阵。这里把这个矩阵称为交织矩阵。数据以a₁₁，a₁₂，…，a_1n，a₂₁，a₂₂，…，a_2n，…，a_ij，…，a_m1，a_m2，…，a_mn(i＝1，2，…，m；j＝1，2，…，n)的顺序进入交织矩阵，交织处理后以a₁₁，a₂₁，…，a_m1，a₁₂，a₂₂，…，a_m2，…，a_1n，a_2n，…，a_mn的顺序从交织矩阵中送出，这样就完成对数据的交织编码。还可以按照其他顺序从交织矩阵中读出数据，不管采用哪种方式，其最终目的都是把输入数据的次序打乱。

CMMB标准中的字节交织器采用MI×240的块状线性交织器，如图1所示。字节交织器的列数固定为240，与RS(里德-所罗门)码的码长相同，交织深度由行数M_I确定。字节交织器按列划分为信息区(图1左边阴影区)和校验区(图1右边非阴影区)。字节交织器分区与RS码适配。采用RS(240，K)时，字节交织器的第0列至第(K-1)列存放信息字节。字节交织器中的每个字节由其在字节交织器中的坐标表示，例如位于交织器中第s行第t列的字节记为B_s，t。

上层数据流输入字节交织器的方式是：二进制比特流按照低位优先的方式划分为字节，逐字节按列填充至字节交织器，字节交织器填充的列序号由0至(K-1)升序排列。填充第k列时，首先填充B_0，k字节，依次填充直至B_MI-1，k字节，第k列填充完成，下一字节填充至第k+1列的第0字节，直至第(K-1)列的第(M_I-1)个字节。

字节交织器按列顺序输出。首先输出第0列数据，直至输出第239列数据。输出第k列数据时(0≤k≤239)，依次输出B_0，k，B_1，k，……，B_MI-1，k字节。字节交织器中的全部字节(M_I×240字节)映射在整数个完整时隙上发送，其中字节交织器的B_0，0字节总是在时隙的起始点发送。

CMMB字节交织器包括三种模式。其中，每种模式下M_I取值规则见下表1。

表1

当B_f＝2MHz时，交织模式由星座映射和LDPC码率决定：交织模式1仅用于BPSK(二进制相移键控)星座映射；交织模式2仅用于QPSK(正交相移键控)星座映射；交织模式3仅用于16QAM(正交幅度调制)星座映射。

CMMB字节解交织器的解交织操作是交织的逆过程，而且此过程与RS译码相结合。CMMB字节解交织器在CMMB接收机芯片实现中要消耗大量的存储器空间，在B_f＝8MHz、调制模式为16QAM、LDPC码率为3/4和字节交织模式3的条件下，字节解交织器占用的存储空间达到829,440bit。如果接收机要实现同时接收多个频道的节目，字节解交织器的占用的存储空间还用增加。目前，字节解交织器是CMMB接收机芯片中消耗面积较大的一个功能模块。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种CMMB字节解交织装置，能有效节省CMMB接收机芯片的面积。

为解决上述技术问题，本发明的CMMB字节解交织装置，包括：

一输入单元，将LDPC译码器输出的比特流数据，按照字节交织器的位序组成字节；

一输出单元，对输出数据进行缓存，然后按照传输要求的数据格式输出；

一存储器接口控制单元，接收所述输入单元输出的字节数据，将其送入接收机芯片外存储器；从所述接收机芯片外存储器获取数据并供里德-所罗门RS译码器使用，且将该里德-所罗门RS译码器的译码结果写回所述接收机芯片外存储器；从所述接收机芯片外存储器获取数据，且将该数据送入所述输出单元；

一控制器单元，对输入单元、输出单元以及存储器接口控制单元进行控制，使整个字节解交织过程正常工作；根据信道状况动态调整RS译码器的工作方式，在高信噪比信道条件下停止RS译码器的工作，在低信噪比信道条件下启动RS译码器的工作。

本发明的CMMB字节解交织方法，包括如下步骤：

步骤1、在控制器单元的控制下，将低密度奇偶校验码LDPC译码器输出的数据输入到输入单元，并按照字节解交织器的位序组成字节数据；将该字节数据通过存储器接口控制单元按照列顺序方式写入接收机芯片外存储器；根据不同交织模式，写满一个M_I×240字节存储空间后，完成一次字节解交织装置的写入；

步骤2、在完成一次字节解交织装置的写入后，根据信道状况动态调整里德-所罗门RS译码器的工作方式；在高信噪比信道条件下停止所述里德-所罗门RS译码器的工作，在低信噪比信道条件下启动所述里德-所罗门RS译码器的工作；在所述控制器单元的控制下，所述接收机芯片外存储器的数据通过存储器接口控制单元送入所述里德-所罗门RS译码器中进行译码，译码结果通过所述存储器接口控制单元写回接收机芯片外存储器；

步骤3、在所述控制器单元的控制下，按照列顺序，所述接收机芯片外存储器将数据送到输出单元；该输出单元对输出数据进行缓存，然后按照传输要求的数据格式输出。

CMMB接收机芯片主要用于手机、移动多媒体机、GPS(全球定位系统)等终端，这些终端设备内部电路板上都带有存储器件或在某个芯片集成有存储器件，具体硬件形式上有SRAM(静态随机存储器)、DDR(双倍速率同步动态随机存储器)、DDR2(第二代双倍速率同步动态随机存储器)、DDR3(第三代双倍速率同步动态随机存储器)等多种方式。CMMB接收机芯片完全可以利用这些存储空间，与接收终端共享这些存储器件。从而减小存储空间的重复集成，充分利用接收系统中的存储空间，达到系统级的优化目的。

本发明利用接收机芯片外存储器作为存储空间，大大节省了接收机芯片的面积开销，且使整个字节解交织的过程正常工作。此外，根据信道状况动态调整RS的译码器工作方式，在高信噪比信道条件下停止RS译码器的工作，节省接收机芯片的整体功耗开销。在低信噪比信道条件下启动RS译码器的工作，提高收机芯片的纠错能力。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是CMMB标准中字节交织器的示意图；

图2是CMMB接收机中字节解交织装置与部分模块的关系图；

图3是CMMB字节解交织装置一实施例结构图。

具体实施方式

参见图2所示，在CMMB接收机中字节解交织装置的输入数据来自LDPC译码器，并将输入数据组成字节数据写入接收机芯片外存储器。所述字节解交织装置对输出数据进行缓存，然后按照传输要求的数据格式输出。所述字节解交织装置控制RS译码器译码。

结合图3所示，在一实施例中所述CMMB字节解交织装置，包括：输入单元，控制器单元，输出单元以及存储器接口控制单元。

所述输入单元，将LDPC译码器输出的比特流数据，按照字节解交织装置的位序组成字节。

所述存储器接口控制单元，接收所述输入单元的输入字节，将其送入接收机芯片外存储器；从所述接收机芯片外存储器获取数据并供RS译码器使用，然后将RS译码器的译码结果写回接收机芯片外存储器；从接收机芯片外存储器获取数据，然后送入输出单元。存储器接口控制单元控制接收机芯片外存储器的读写过程，其支持但不限于SRAM、DDR、DDR2、DDR3等单独或片内集成存储器。

输出单元，对输出数据进行缓存，然后按照传输要求的数据格式输出。

控制器单元：控制输入单元、输出单元以及存储器接口控制单元，使整个字节解交织过程的正常工作。根据信道状况动态调整RS译码器的工作方式，在高信噪比信道条件下停止RS译码器的工作，节省接收机芯片的整体功耗开销。在低信噪比信道条件下启动RS译码器的工作，提高收机芯片的纠错能力。

信道状况可以从LDPC译码器的迭代次数中获取。假设LDPC译码器的最大迭代次数为N，当LDPC译码器的迭代次数小于N/factor时，表示信道条件较好，停止RS译码器的工作，节省接收机芯片的整体功耗开销，其中factor表示调节参数，取值范围为[1，N]。

所述CMMB字节解交织方法，包括如下步骤：

步骤1、在控制器单元的控制下，LDPC译码器输出数据先进入到输入单元，并按照字节解交织装置的位序组成字节数据。在控制器单元的控制下，字节数据通过存储器接口控制单元按照列顺序方式写入接收机芯片外存储器。根据不同交织模式，写满一个M_I×240字节存储空间后，完成一次字节解交织装置的写入。

步骤2、在完成一次字节解交织装置的写入后，可以根据信道状况动态调整RS译码器的工作方式。在高信噪比信道条件下停止RS译码器的工作，节省接收机芯片的整体功耗开销。在低信噪比信道条件下启动RS译码器的工作，提高收机芯片的纠错能力。在控制器单元的控制下，接收机芯片外存储器的数据通过存储器接口控制单元送入RS译码器中，RS译码结果再通过存储器接口控制单元写回接收机芯片外存储器。

步骤3、在控制器单元的控制下，按照列顺序，接收机芯片外存储器数据送到输出单元。输出单元对输出数据进行缓存，然后按照传输要求的数据格式输出。

以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种CMMB字节解交织装置，其特征在于，包括：

一输入单元，将LDPC译码器输出的比特流数据，按照字节交织器的位序组成字节数据；

一控制器单元，对所述输入单元、输出单元以及存储器接口控制单元进行控制，使整个字节解交织的过程正常工作；根据信道状况动态调整里德-所罗门RS译码器的工作方式，在高信噪比信道条件下停止里德-所罗门RS译码器的工作，在低信噪比信道条件下启动里德-所罗门RS译码器的工作；

设LDPC译码器的最大迭代次数为N，当LDPC译码器的迭代次数小于N/factor时，表示信道条件好，即为高信噪比信道，否则为低信噪比信道；其中，factor表示调节参数，取值范围为[1,N]。

2.如权利要求 1所述的CMMB字节解交织装置，其特征在于：所述存储器接口控制单元控制接收机芯片外存储器的读写过程，其支持静态随机存储器SRAM、双倍速率同步动态随机存储器DDR、第二代双倍速率同步动态随机存储器DDR2和第三代双倍速率同步动态随机存储器DDR3单独或片内集成存储器。

3.一种CMMB字节解交织方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、在控制器单元的控制下，低密度奇偶校验码LDPC译码器输出的数据输入到输入单元，并按照字节解交织器的位序组成字节数据；将该字节数据通过存储器接口控制单元按照列顺序方式写入接收机芯片外存储器；根据不同交织模式，写满一个M_I×240字节存储空间后，完成一次字节解交织装置的写入；

设LDPC译码器的最大迭代次数为N，当LDPC译码器的迭代次数小于N/factor时，表示信道条件好，即为高信噪比信道，否则为低信噪比信道；其中，factor表示调节参数，取值范围为[1,N]；

步骤3、在所述控制器单元的控制下，按照列顺序，所述接收机芯片外存储器将数据送到输出单元；该输出单元对输出数据进行缓存、然后按照传输要求的数据格式输出。