CN103236905A

CN103236905A - 用于正交频分复用通信的交织方法及装置

Info

Publication number: CN103236905A
Application number: CN2013101537298A
Authority: CN
Inventors: 杨昉; 刘思聪; 宋健; 阳辉; 牛志升
Original assignee: NATIONAL ENGINEERING LAB FOR DTV (BEIJING); Tsinghua University
Current assignee: NATIONAL ENGINEERING LAB FOR DTV (BEIJING); Tsinghua University
Priority date: 2013-04-27
Filing date: 2013-04-27
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2033-04-27
Also published as: CN103236905B

Abstract

本发明涉及数字信息传输领域，具体涉及一种用于正交频分复用通信的交织方法及装置。该方法包括：S1.IQ路分离步骤：将待传输复数符号序列分离为I、Q两路符号序列；S2.逐行写入步骤：将I、Q两路符号序列逐行写入块交织器，分别得到I、Q两路数据的原始交织矩阵；S3.子矩阵块行交织步骤：将I、Q两路原始交织矩阵分别按列划分为若干个子矩阵块，分别在各子矩阵块内实施行交织，得到I、Q两路变换交织矩阵；S4.交替列读步骤：对I、Q两路变换交织矩阵，采用交替按列读取的方式获得I、Q两路交织后符号序列；S5.IQ路合并步骤：将I、Q两路交织后符号序列组合为复数符号序列。本发明复杂度低，可以提升频率、时间和信号空间分集增益。

Description

用于正交频分复用通信的交织方法及装置

技术领域

本发明涉及数字信息传输技术领域，特别涉及正交频分复用通信技术领域，具体涉及一种可提高正交频分复用通信中时间分集增益、频率分集增益和信号空间分集增益的交织方法及交织装置。

背景技术

在数字通信系统中，抵抗噪声和干扰的能力对通信质量和通信效率是非常重要的。在地面数字电视广播系统、无线通信系统和电力线通信（Power Line Communications,PLC）等通信系统中，存在着多种噪声和干扰，对通信质量和效率造成显著影响。其中，电力线信道环境尤其恶劣，有严重的衰减以及多种噪声和干扰，例如时域冲激噪声、频率选择性衰落、窄带噪声干扰等。

为了克服通信系统中的不良信道条件，正交频分复用（OrthogonalFrequency Division Multiplex,OFDM）技术得到了广泛的应用。由于OFDM具有很好克服频率选择性的优良特性，它已经应用到包括电力线通信系统、地面数字电视广播系统、第三代无线通信系统等各种数字信号传输系统中。

由于电力线通信具备诸多优点，例如广泛分布的电力线网、相对低的通信成本以及便于随处即插即用等，正得到工业界和学术界越来越多的关注和应用。目前，很多针对电力线通信的标准和研究对电力线通信系统的特性和构成进行了说明和分析，例如国际电联标准化组织制定的通用高速电力线通信ITU-T G.9960标准，以及美国电气与电子工程师协会标准化组织制定的针对宽带电力线通信的IEEE 1901标准，它们都采用了正交频分复用技术。然而，电力线通信中的严重窄带干扰、频率选择性衰落和冲激噪声等问题依然没有得到有效解决。

由于实际电力线信道通常在时间和频率域具有一定的相关性和记忆性，相邻时间段的信道时域冲击响应或相邻频率内的信道频响基本相同，容易导致时/频突发错误，即时/频域相邻的数据同时处于深衰落的可能性很大。尤其对于存在严重窄带干扰和冲激噪声、频率选择性强的电力线信道，误码率和吞吐率等通信性能会受到严重影响。为了提高系统的时间分集增益、频率分集增益和信号空间分集增益，最有效的方法是有针对性地设计一套完善的性能优良的交织方案，这样的一套交织方案能够融合比特交织、符号交织、坐标交织等方法的优点。良好的交织方案可以提供足够的分集增益，能将实际有记忆信道转换成离散无记忆信道，有效抵抗电力线信道的窄带干扰、冲激噪声和频率选择性对通信系统性能的影响，增强电力线通信系统的可靠性和吞吐率。

然而，受限于交织深度和交织方法等因素，实际的交织远非理想。正交频分复用系统中的传统块交织方法由于本身的局限性，往往只考虑了时间分集，并不能将待传输符号分配到尽可能多的子载波上，能提供的频率分集增益不够。同时，上述IEEE 1901标准、ITU-T G.9960标准等现有国外电力线通信系统中，在利用交织提升分集增益方面并不理想。ITU-T G.9960标准中并没有采用交织技术；IEEE 1901标准中仅对信息码字进行比特交织，并没有对星座映射所得的符号进行符号交织和坐标交织。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何基于最大化频率分集增益原则、最大化时间分集增益原则和最大化信号空间增益原则，提供一种用于正交频分复用通信的交织方法及交织装置，从而提高正交频分复用通信中时间/频率/信号空间分集增益，提升抵抗电力线信道窄带噪声、冲激噪声和频率选择性衰落的能力，同时保持较高的吞吐率、较低的误码率和较低的实现复杂度。

（二）技术方案

本发明技术方案如下：

一种用于正交频分复用通信的交织方法，包括步骤：

S1.IQ路分离步骤：将待传输复数符号序列分离为I、Q两路符号序列；

S2.逐行写入步骤：将所述I、Q两路符号序列同时逐行写入块交织器，分别得到I、Q两路数据的原始交织矩阵；

S3.子矩阵块行交织步骤：将所述I、Q两路原始交织矩阵分别按列划分为若干个子矩阵块，分别在各子矩阵块内实施行交织，得到I、Q两路变换交织矩阵；

S4.交替列读步骤：对所述I、Q两路变换交织矩阵，采用交替按列读取的方式获得I、Q两路交织后符号序列；

S5.IQ路合并步骤：将所述I、Q两路交织后符号序列组合为复数符号序列。

优选的，所述步骤S3中，将所述I、Q两路原始交织矩阵按相同的划分方法划分为若干个子矩阵块，满足每个子矩阵块所含列数与交织器行数的乘积是正交频分复用通信实际使用子载波数F的整数倍。

优选的，所述步骤S3中，在各子矩阵块内实施行交织具体为，采用行循环移位的方法，将每个子矩阵块的各行均根据行循环移位偏移量向下循环移动。

优选的，各子矩阵块的所述行循环移位偏移量为等差数列或循环等差数列。

优选的，I、Q两路采用相同或不同的行循环移位偏移量。

优选的，所述步骤S4中，交替按列读取的方法包括：

将所述I、Q两路原始交织矩阵分别按列等分为L个读取子块，其中L为步骤S3中所述子矩阵块的个数的一个因子；

将所述I、Q两路原始交织矩阵分别按列等分为L个读取子块，其中L为所述步骤S3中所述子矩阵块的个数的一个因子；

以特定的交替列读取顺序，依次循环地从各个所述读取子块中按列读取，每次在当前的所述读取子块中沿列的方向读取F个符号，再根据所述特定的交替列读取顺序跳转到下一个所述读取子块进行读取，最后得到所述I、Q两路交织后符号序列。

优选的，I、Q两路采用相同或不同的交替列读取顺序。

优选的，所述步骤S4中交替列读取时令L=1，I路读取顺序为从左到右依次按列读取，Q路读取的列号与I路读取的列号之差为块交织器总列数的一半。

优选的，所述步骤S4中交替列读取时令L=2，I路的交替列读取顺序为在2个所述读取子块间交替按列读取，Q路的交替列读取顺序为在2个所述读取子块间交替按列读取，Q路读取的列号与I路读取的列号之差为块交织器列数的一半。

本发明还提供了一种基于上述交织方法的交织装置：

一种用于正交频分复用通信的交织装置，包括IQ路分离模块、逐行写入模块、子矩阵块行交织模块、交替列读模块以及IQ路合并模块；

所述IQ路分离模块：用于将待传输复数符号序列分离为I、Q两路符号序列；

所述逐行写入模块：用于将所述I、Q两路符号序列同时逐行写入块交织器，分别得到I、Q两路数据的原始交织矩阵；

子矩阵块行交织模块：用于将所述I、Q两路原始交织矩阵按列划分为若干子矩阵块，分别在各子矩阵块内实施行交织，得到I、Q两路变换交织矩阵；

交替列读模块：用于对所述I、Q两路变换交织矩阵，采用交替按列读取方式获得I、Q两路交织后符号序列；

IQ路合并模块：用于将所述I、Q两路交织后符号序列组合为复数符号序列。

（三）有益效果

本发明基于最大化频率分集增益原则、最大化时间分集增益原则和最大化信号空间增益原则，提供了一种用于正交频分复用通信的交织方法及交织装置，设计了新的符号交织和IQ坐标交织方法，提高了正交频分复用通信中时间/频率/信号空间分集增益，提升了抵抗电力线信道窄带噪声、冲激噪声和频率选择性衰落的能力，同时保持了较高的吞吐率、较低的误码率和较低的实现复杂度。

附图说明

图1是本发明实施例中一种交织方法的总体流程示意图；

图2是本发明实施例中另一种优选交织方法的流程示意图；

图3是对应图2中所示交织方法的解交织方法流程示意图；

图4是一种典型的OFDM系统框图；

图5是一种典型的传统块交织方法示意图；

图6是本发明具体实施方式中一种交织方法示意图；

图7是本发明实施例中一种交织装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式做进一步描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明所提供的交织方法的工作流程图如图1中所示，分为S1至S5共五个步骤，分别为IQ路分离、逐行写入、子矩阵块行循环移位、交替列读和IQ路合并步骤；其中，一种采用行循环移位的子矩阵块行交织方法可以如图2中所示，分为A1至A5五步，其对应的解交织方法工作流程图如图3所示，分为B1至B5五步，分别为IQ路分离、交替按列写入、子矩阵块行循环移位、逐行读取和IQ路合并步骤。一个典型的OFDM系统如图4所示，在发送端信源比特经过信道编码、比特交织、星座映射、符号坐标交织、OFDM调制以及后续操作等发送出去；在接收端则经过对应的逆操作最终得到信宿比特。假设信道编码码字长度为N_c，星座映射调制阶数为M_m，则每个星座符号对应的比特数为n_m=log₂(M_m)，从而每个信道码字所包含的符号个数为N_s=N_c/n_m。然而，由于传统交织方案的各种非理想因素，这N_s个符号并不一定来自不同的OFDM子载波。称每个码字最坏情况下所包含的不同子载波个数为独立子载波个数，记为N_ind。一个好的交织器N_ind应该较大，并且这N_ind个子载波在频带上的分布较为均匀，便于获得较大的频率分集增益。

如图1所示，依照本发明一种实施方式的正交频分复用通信中的IQ交织方法，其基于M行N列的块交织，主要包括步骤：

S1.IQ路分离步骤：将待传输复数符号序列分为I（同相）、Q（正交）两路符号序列

x^{I} = (x_{0}^{I}, x_{1}^{I}, \cdot \cdot \cdot, x_{M \times N - 1}^{I})

和

x^{Q} = (x_{0}^{Q}, x_{1}^{Q}, \cdot \cdot \cdot, x_{M \times N - 1}^{Q}) .

S2.逐行写入步骤：将所述I、Q两路符号序列依次同时逐行写入块交织器，分别得到I、Q两路数据的原始交织矩阵X^I和X^Q。所得到的原始交织矩阵形式为

其中α∈{I,Q}，0≤i<M，0≤j<N，表示矩阵X^α第i行第j列的元素，且该元素与所述待传输复数符号序列的关系为

S3.子矩阵块行交织步骤：将所述I、Q两路原始交织矩阵X^I和X^Q按列划分为S个子矩阵块，将划分记为X^α=[X^α,0,…,X^α,S-1],α∈{I,Q}，其中X^α,s称为子矩阵块，0≤s<S。划分时应该满足每个子矩阵块所含列数G₁与M的乘积是OFDM系统实际使用子载波数F的倍数，并且G₁×S=N。

然后，分别在X^I和X^Q的各子矩阵块内采用行交织，采用行循环移位的方法完成子矩阵块行交织，具体过程可以为：

将每个子矩阵块X^α,s的各行均向下循环移位行，其中

为所述行循环移位偏移量，

是s的函数，设置为等差数列或循环等差数列，其中0≤s<S，α∈{I,Q}。I、Q两路采用的所述行循环移位偏移量与

可以相同或者不同。令

表示子矩阵块X^α,s的第i行，0≤i<M，X^α,s向下行循环移位

得到

即

其中j=mod(i+M-f_s,M)，0≤i<M，

表示的第i行，mod(a,b)表示取a模b的余数，得到所述I、Q两路变换交织矩阵

{\tilde{X}}^{α} = [{\tilde{X}}^{α, 0}, \cdot \cdot \cdot, {\tilde{X}}^{α, S - 1}], α &Element; {I, Q} .

S4.交替列读步骤：对所述I、Q两路变换交织矩阵，采用交替按列读取的方式获得I、Q两路交织后符号序列和

交替按列读取的具体过程可以为：

将所述I、Q两路原始交织矩阵

分别按列等分为L个读取子块，记为

其中L为步骤S3所述子矩阵块的个数S的一个因子。然后以特定的所述交替列读取顺序

依次循环地从各个所述读取子块

中每次按列读取F个符号，l=0,1,…,L-1。其中，是{0,1,…,L-1}的一种排列，0≤π_l<L，I、Q两路可以采用相同或不同的所述交替列读取顺序

按

指定的顺序，不断从L个子阵中循环读取，直到读完所述变换交织矩阵

中所有M×N个符号，得到所述I、Q两路交织后符号序列

{\tilde{x}}^{I} = ({\tilde{x}}_{0}^{I}, {\tilde{x}}_{1}^{I}, \cdot \cdot \cdot, {\tilde{x}}_{M \times N - 1}^{I})

和

{\tilde{x}}^{Q} = ({\tilde{x}}_{0}^{Q}, {\tilde{x}}_{1}^{Q}, \cdot \cdot \cdot, {\tilde{x}}_{M \times N - 1}^{Q}) .

其中，所述交替列读取顺序的相关参数L与

可以优选地设置为：当L=1时，π_l=0；或者L为S的任意非1因子，π_l=l或π_l=L-1-l，0≤l<L。

S5.IQ路合并步骤：将所述I、Q两路交织后符号序列组合为复数符号序列用于后续OFDM调制。

如图5所示为正交频分复用系统中的传统块交织方法的示意图。假设OFDM的子载波个数为4096，OFDM调制之前的针对星座映射所得的符号的块交织器包含240行，4096列。交织时采用行写列读方式，解交织时采用列写行读的方式。解交织之后，每行4096个符号仅来自256个不同子载波，所以译码器所获得的频率分集增益阶数仅为256，所以传统块交织方法能提供的分集增益较低。

如图6所示为本发明提出的交织方法的示意图。假设OFDM的子载波数为F=4096，交织器行数为M=240，列数为N=4096；在本发明提出的所述步骤S3子矩阵块行交织中，将原始交织矩阵按列等分成S=4个子矩阵块，对每个子矩阵块采用行循环移位，行循环移位偏移量为等差数列I、Q两路采用相同的行循环移位偏移量；在本发明提出的所述步骤S4交替列读取中，I、Q两路采用相同的交替列读取顺序，分成L=2个读取子块，按照以下交替列读取顺序进行读取：

如图6所示，本发明提出的交织可以将星座映射所得符号映射到尽可能多的子载波上，显著提高系统的分集增益。

实施例一

本实施例针对子载波数为4096的OFDM系统，按照本发明方法给出了I、Q两路交织器详细的参数设计和具体实施步骤。

本实施例中参数设计如下：子载波数F=4096，交织器行数M=240，交织器列数N=4096。在所述S3子矩阵块行交织步骤中，I、Q两路采用不同的所述行循环移位偏移量；在所述S4交替列读步骤中，I、Q两路采用不同的所述交替列读取顺序。

本实施例中具体实施步骤如下：

S1.IQ路分离步骤：将待传输复数符号序列分为I、Q两路符号序列

x^{I} = (x_{0}^{I}, x_{1}^{I}, \cdot \cdot \cdot, x_{240 \times 4096 - 1}^{I})

和

x^{Q} = (x_{0}^{Q}, x_{1}^{Q}, \cdot \cdot \cdot, x_{240 \times 4096 - 1}^{Q});

S2.逐行写入步骤：将所述I、Q两路符号序列依次同时逐行写入块交织器，分别得到I、Q两路数据的原始交织矩阵X^I和X^Q。

S3.子矩阵块行交织步骤：将所述I、Q两路原始交织矩阵X^I和X^Q按列划分为S=16个子矩阵块，从而每个子矩阵块所含列数G₁=256；在采用子矩阵块内行交织时，I、Q两路采用不同的所述行循环移位偏移量：I路的行循环移位偏移量为首项为0，公差为15，共有S=16个元素的等差数列，即

令Q路的行循环移位偏移量为首项为120，公差为15，共有S=16个元素的循环等差数列，即

f_{s}^{Q} = {120,135, \cdot \cdot \cdot, 225,0,15, \cdot \cdot \cdot, 105} .

将每个子矩阵块X^α,s的各行均向下循环移位

行，其中0≤s<S，α∈{I,Q}，得到I、Q两路变换交织矩阵

{\tilde{X}}^{α} = [{\tilde{X}}^{α, 0}, \cdot \cdot \cdot, {\tilde{X}}^{α, S - 1}], α &Element; {I, Q} .

S4.交替列读步骤：

在交替列读取时，对于I路，交替列读取过程顺序的参数为L=2，π_l=l，0≤l<L，交替列读取的过程为：把所述I路原始交织矩阵

按列等分为L=2个读取子块，记为交替列读取顺序为

{π_{l}} \begin{matrix} L - 1 \\ l = 0 \end{matrix} = \{\begin{matrix} π_{0} = 0, & π_{1} = 1 \end{matrix}\},

即读取子块的顺序为

{{\tilde{X}}_{2}^{I, 0}, {\tilde{X}}_{2}^{I, 1}, {\tilde{X}}_{2}^{I, 0}, {\tilde{X}}_{2}^{I, 1}, \cdot \cdot \cdot};

按此顺序，依次循环地从各个读取子块中每次按列读取F个符号，得到I路交织后符号序列

{\tilde{x}}^{I} = ({\tilde{x}}_{0}^{I}, {\tilde{x}}_{1}^{I}, \cdot \cdot \cdot, {\tilde{x}}_{240 \times 4096 - 1}^{I}) .

对于Q路，交替列读取过程顺序的参数为L=2，π_l=L-1-l，0≤l<L，交替列读取的过程为：把所述Q路原始交织矩阵

按列等分为L=2个读取子块，记为

交替列读取顺序为

即读取子块的顺序为

按此顺序，依次循环地从各个读取子块中每次按列读取F个符号，得到Q路交织后符号序列

{\tilde{x}}^{Q} = ({\tilde{x}}_{0}^{Q}, {\tilde{x}}_{1}^{Q}, \cdot \cdot \cdot, {\tilde{x}}_{240 \times 4096 - 1}^{Q}) .

S5.IQ路合并步骤：将所述I、Q两路交织后符号序列组合为复数符号序列

用于后续OFDM调制。

对于本实施例中的交织参数，若编码码长为15360比特，则对应于不同的调制阶数M_mod，每个编码对应的符号分配到的独立子载波数N_ind如下表1所示。其中第二列用于对比的数据为传统块交织的情形，即逐行写入后从左到右依次按列读取，不采用本发明所述步骤S3中的子矩阵块循环移位方法，不采用所述步骤S4中的交替列读取方法。从表中可以看出，本发明交织器显著提高了频率分集增益。

表1 码长为15360比特，OFDM子载波数F=4096，不同调制阶数、不同交织器最坏情况下码字对应符号所分配到的独立子载波数N_ind

调制阶数M_mod	传统块交织N_ind	本发明交织N_ind
			4	512	4096
8	512	3072
			16	256	2048
32	256	2048
			64	256	2048
256	256	1920

实施例二

本实施例中参数设计如下：子载波数F=4096，交织器行数M=240，交织器列数N=4096。在所述S3子矩阵块行交织步骤中，I、Q两路采用不同的所述行循环移位偏移量；在所述S4交替列读步骤中，I、Q两路采用相同的所述交替列读取顺序。

本实施例中具体实施步骤如下：

x^{I} = (x_{0}^{I}, x_{1}^{I}, \cdot \cdot \cdot, x_{240 \times 4096 - 1}^{I})

和

x^{Q} = (x_{0}^{Q}, x_{1}^{Q}, \cdot \cdot \cdot, x_{240 \times 4096 - 1}^{Q});

S3.子矩阵块行交织步骤：将所述I、Q两路原始交织矩阵X^I和X^Q按列划分为S=16个子矩阵块，每个子矩阵块所含列数G₁=256；I、Q两路采用不同的所述行循环移位偏移量：I路的行循环移位偏移量为首项为0，公差为15，共有S=16个元素的等差数列，即

f_{s}^{Q} = {120,135, \cdot \cdot \cdot, 225,0,15, \cdot \cdot \cdot, 105} .

行循环移位后，得到I、Q两路变换交织矩阵

{\tilde{X}}^{α} = [{\tilde{X}}^{α, 0}, \cdot \cdot \cdot, {\tilde{X}}^{α, S - 1}], α &Element; {I, Q} .

S4.交替列读步骤：在交替列读取时，对I路、Q路采用相同的交替列读取顺序和参数，即L=2，π_l=l，0≤l<L。把所述I、Q两路原始交织矩阵按列等分为L=2个读取子块，记为

{\tilde{X}}^{α} = [{\tilde{X}}_{2}^{α, 0}, {\tilde{X}}_{2}^{α, 1}];

交替列读取顺序为

{π_{l}} \begin{matrix} L - 1 \\ l = 0 \end{matrix} = \{\begin{matrix} π_{0} = 0, & π_{1} = 1 \end{matrix}\},

即读取子块的顺序为

交替列读取后得到I、Q两路交织后符号序列

{\tilde{x}}^{α} = ({\tilde{x}}_{0}^{α}, {\tilde{x}}_{1}^{α}, \cdot \cdot \cdot, {\tilde{x}}_{240 \times 4096 - 1}^{α}), α &Element; {I, Q} .

用于后续OFDM调制。

实施例三

本实施例中参数设计如下：子载波数F=4096，交织器行数M=240，交织器列数N=4096。在所述S3子矩阵块行交织步骤中，I、Q两路采用相同的所述行循环移位偏移量；在所述S4交替列读步骤中，I、Q两路采用不同的所述交替列读取顺序。

本实施例中具体实施步骤如下：

x^{I} = (x_{0}^{I}, x_{1}^{I}, \cdot \cdot \cdot, x_{240 \times 4096 - 1}^{I})

和

x^{Q} = (x_{0}^{Q}, x_{1}^{Q}, \cdot \cdot \cdot, x_{240 \times 4096 - 1}^{Q});

S3.子矩阵块行交织步骤：将所述I、Q两路原始交织矩阵X^I和X^Q按列划分为S=16个子矩阵块，每个子矩阵块所含列数G₁=256；I、Q两路采用相同的所述行循环移位偏移量：行循环移位偏移量为首项为0，公差为15，共有S=16个元素的等差数列，即

α∈{I,Q}。行循环移位后，得到I、Q两路变换交织矩阵

{\tilde{X}}^{α} = [{\tilde{X}}^{α, 0}, \cdot \cdot \cdot, {\tilde{X}}^{α, S - 1}], α &Element; {I, Q} .

S4.交替列读步骤：在交替列读取时，对I路、Q路采用不同的交替列读取顺序和参数。对I路，取L=2，π_l=l，0≤l<L，把所述原始交织矩阵

按列等分为L=2个读取子块，记为

交替列读取顺序为

即读取子块的顺序为

交替列读取后得到I路交织后符号序列

对Q路，取L=2，π_l=L-1-l，0≤l<L，把所述原始交织矩阵

按列等分为L=2个读取子块，记为

{\tilde{X}}^{Q} = [{\tilde{X}}_{2}^{Q, 0}, {\tilde{X}}_{2}^{Q, 1}];

交替列读取顺序为

{π_{l}} \begin{matrix} L - 1 \\ l = 0 \end{matrix} = \{\begin{matrix} π_{0} = 1, & π_{1} = 0 \end{matrix}\},

即读取子块的顺序为交替列读取后得到Q路交织后符号序列

{\tilde{x}}^{Q} = ({\tilde{x}}_{0}^{Q}, {\tilde{x}}_{1}^{Q}, \cdot \cdot \cdot, {\tilde{x}}_{240 \times 4096 - 1}^{Q}) .

用于后续OFDM调制。

实施例四

本实施例中参数设计如下：子载波数F=4096，交织器行数M=240，交织器列数N=4096。在所述S3子矩阵块行交织步骤中，I、Q两路采用相同的所述行循环移位偏移量；在所述S4交替列读步骤中，I、Q两路采用相同的所述交替列读取顺序。

本实施例中具体实施步骤如下：

x^{I} = (x_{0}^{I}, x_{1}^{I}, \cdot \cdot \cdot, x_{240 \times 4096 - 1}^{I})

和

x^{Q} = (x_{0}^{Q}, x_{1}^{Q}, \cdot \cdot \cdot, x_{240 \times 4096 - 1}^{Q});

α∈{I,Q}。行循环移位后，得到I、Q两路变换交织矩阵

{\tilde{X}}^{α} = [{\tilde{X}}^{α, 0}, \cdot \cdot \cdot, {\tilde{X}}^{α, S - 1}], α &Element; {I, Q} .

S4.交替列读步骤：在交替列读取时，对I路、Q路采用相同的交替列读取顺序和参数，即L=2，π_l=l，0≤l<L。把所述I、Q两路原始交织矩阵

按列等分为L=2个读取子块，记为

{\tilde{X}}^{α} = [{\tilde{X}}_{2}^{α, 0}, {\tilde{X}}_{2}^{α, 1}];

交替列读取顺序为

{π_{l}} \begin{matrix} L - 1 \\ l = 0 \end{matrix} = \{\begin{matrix} π_{0} = 0, & π_{1} = 1 \end{matrix}\},

即读取子块的顺序为

交替列读取后得到I、Q两路交织后符号序列

{\tilde{x}}^{α} = ({\tilde{x}}_{0}^{α}, {\tilde{x}}_{1}^{α}, \cdot \cdot \cdot, {\tilde{x}}_{240 \times 4096 - 1}^{α}), α &Element; {I, Q} .

用于后续OFDM调制。

实施例五

本实施例针对子载波数为8192的OFDM系统，按照本发明方法给出了I、Q两路交织器详细的参数设计和具体实施步骤。

本实施例中参数设计如下：子载波数F=8192，交织器行数M=240，交织器列数N=4096。在所述S3子矩阵块行交织步骤中，I、Q两路采用不同的所述行循环移位偏移量；在所述S4交替列读步骤中，I、Q两路采用不同的所述交替列读取顺序。

本实施例中具体实施步骤如下：

x^{I} = (x_{0}^{I}, x_{1}^{I}, \cdot \cdot \cdot, x_{240 \times 4096 - 1}^{I})

和

x^{Q} = (x_{0}^{Q}, x_{1}^{Q}, \cdot \cdot \cdot, x_{240 \times 4096 - 1}^{Q});

S3.子矩阵块行交织步骤：将所述I、Q两路原始交织矩阵X^I和X^Q按列划分为S=8个子矩阵块，每个子矩阵块所含列数G₁=512；I、Q两路采用不同的所述行循环移位偏移量：I路行循环移位偏移量为首项为0，公差为30，共有S=8个元素的等差数列，即

令Q路的行循环移位偏移量为首项为120，公差为30，共有S=8个元素的循环等差数列，即

f_{s}^{Q} = {120,150, \cdot \cdot \cdot, 210,0, 30, \cdot \cdot \cdot, 90} .

行循环移位后，得到I、Q两路变换交织矩阵

{\tilde{X}}^{α} = [{\tilde{X}}^{α, 0}, \cdot \cdot \cdot, {\tilde{X}}^{α, S - 1}], α &Element; {I, Q} .

按列等分为L=2个读取子块，记为

交替列读取顺序为

即读取子块的顺序为交替列读取后得到I路交织后符号序列

对Q路，取L=2，π_l=L-1-l，0≤l<L，把所述原始交织矩阵

按列等分为L=2个读取子块，记为

{\tilde{X}}^{Q} = [{\tilde{X}}_{2}^{Q, 0}, {\tilde{X}}_{2}^{Q, 1}];

交替列读取顺序为

{π_{l}} \begin{matrix} L - 1 \\ l = 0 \end{matrix} = \{\begin{matrix} π_{0} = 1, & π_{1} = 0 \end{matrix}\},

即读取子块的顺序为交替列读取后得到Q路交织后符号序列

{\tilde{x}}^{Q} = ({\tilde{x}}_{0}^{Q}, {\tilde{x}}_{1}^{Q}, \cdot \cdot \cdot, {\tilde{x}}_{240 \times 4096 - 1}^{Q}) .

用于后续OFDM调制。

实施例六

本实施例针对子载波数为32768的OFDM系统，按照本发明方法给出了I、Q两路交织器详细的参数设计和具体实施步骤。

本实施例中参数设计如下：子载波数F=32768，交织器行数M=240，交织器列数N=4096。在所述S3子矩阵块行交织步骤中，I、Q两路采用不同的所述行循环移位偏移量；在所述S4交替列读步骤中，I、Q两路采用不同的所述交替列读取顺序。

本实施例中具体实施步骤如下：

x^{I} = (x_{0}^{I}, x_{1}^{I}, \cdot \cdot \cdot, x_{240 \times 4096 - 1}^{I})

和

x^{Q} = (x_{0}^{Q}, x_{1}^{Q}, \cdot \cdot \cdot, x_{240 \times 4096 - 1}^{Q});

S3.子矩阵块行交织步骤：将所述I、Q两路原始交织矩阵X^I和X^Q按列划分为S=2个子矩阵块，每个子矩阵块所含列数G₁=2048；I、Q两路采用不同的所述行循环移位偏移量：I路行循环移位偏移量为首项为0，公差为120，共有S=2个元素的等差数列，即

令Q路的行循环移位偏移量为首项为120，公差为120，共有S=2个元素的循环等差数列，即

行循环移位后，得到I、Q两路变换交织矩阵

{\tilde{X}}^{α} = [{\tilde{X}}^{α, 0}, \cdot \cdot \cdot, {\tilde{X}}^{α, S - 1}], α &Element; {I, Q} .

按列等分为L=2个读取子块，记为

交替列读取顺序为

即读取子块的顺序为

交替列读取后得到I路交织后符号序列对Q路，取L=2，π_l=L-1-l，0≤l<L，把所述原始交织矩阵

按列等分为L=2个读取子块，记为

{\tilde{X}}^{Q} = [{\tilde{X}}_{2}^{Q, 0}, {\tilde{X}}_{2}^{Q, 1}];

交替列读取顺序为

{π_{l}} \begin{matrix} L - 1 \\ l = 0 \end{matrix} = \{\begin{matrix} π_{0} = 1, & π_{1} = 0 \end{matrix}\},

即读取子块的顺序为交替列读取后得到Q路交织后符号序列

{\tilde{x}}^{Q} = ({\tilde{x}}_{0}^{Q}, {\tilde{x}}_{1}^{Q}, \cdot \cdot \cdot, {\tilde{x}}_{240 \times 4096 - 1}^{Q}) .

用于后续OFDM调制。

实施例七：

本实施例具体描述本发明技术方案所述的一种正交频分复用通信中的IQ交织装置，如图7中所示，其主要包括IQ路分离模块、逐行写入模块、子矩阵块行交织模块、交替列读模块、IQ路合并模块，其中：

IQ路分离模块：用于将待传输复数符号序列分为I、Q两路符号序列；

逐行写入模块：与所述IQ路分离模块连接，用于将所述分离I、Q两路符号序列同时逐行写入块交织器，分别得到I、Q两路数据的原始交织矩阵；

子矩阵块行交织模块：与所述逐行写入模块连接，用于将所述I、Q两路数据的原始交织矩阵按列分为若干子矩阵块，对I、Q两路分别进行子矩阵块内行交织，得到I、Q两路数据的变换交织矩阵；

交替列读模块：与所述子矩阵块行交织模块连接，用于对所述I、Q两路数据的变换交织矩阵分别进行交替按列读取，获得I、Q两路交织后符号序列；

IQ路合并模块：与所述交替列读模块连接，用于将所述I、Q两路交织后符号序列组合为复数符号序列用于后续OFDM调制。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，所述行与列属于抽象概念，二者可以互换，即块交织也可以被认为采用列写行读的方式，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴。

Claims

1.一种用于正交频分复用通信的交织方法，其特征在于，包括步骤：

2.如权利要求1所述的交织方法，其特征在于，所述步骤S3中，将所述I、Q两路原始交织矩阵按相同的划分方法划分为若干个子矩阵块，满足每个子矩阵块所含列数与交织器行数的乘积是正交频分复用通信实际使用子载波数F的整数倍。

3.如权利要求1或2所述的交织方法，其特征在于，所述步骤S3中，在各子矩阵块内实施行交织具体为，采用行循环移位的方法，将每个子矩阵块的各行均根据行循环移位偏移量向下循环移动。

4.如权利要求3所述的交织方法，其特征在于，各子矩阵块的所述行循环移位偏移量为等差数列或循环等差数列。

5.如权利要求4所述的交织方法，其特征在于，I、Q两路采用相同或不同的行循环移位偏移量。

6.如权利要求1-2、4-5任意一项所述的交织方法，其特征在于，所述步骤S4中，交替按列读取的方法为：

7.如权利要求6所述的交织方法，其特征在于，I、Q两路采用相同或不同的交替列读取顺序。

8.如权利要求6所述的交织方法，其特征在于，所述步骤S4中，交替列读取时令L=1，I路读取顺序为从左到右依次按列读取，Q路读取的列号与I路读取的列号之差为块交织器总列数的一半。

9.如权利要求6所述的交织方法，其特征在于，所述步骤S4中，交替列读取时令L=2，I路的交替列读取顺序为在2个所述读取子块间交替按列读取，Q路的交替列读取顺序为在2个所述读取子块间交替按列读取，Q路读取的列号与I路读取的列号之差为块交织器列数的一半。

10.一种用于正交频分复用通信的交织装置，其特征在于，包括IQ路分离模块、逐行写入模块、子矩阵块行交织模块、交替列读模块以及IQ路合并模块；