CN103856433B - 回旋解交错装置及回旋解交错方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及回旋解交错装置及回旋解交错方法，本发明的回旋解交错装置包含一存储器与一控制模块。该控制模块根据一解交错规则将多笔数据存入该存储器。该多笔数据属于同一群组。根据该群组中的N笔数据所对应的N个频道状态指标决定一代表性频道状态指标后，该控制模块将该代表性频道状态指标存入该存储器。同一群组中的该N笔数据对应于同一载波频率。

Description

回旋解交错装置及回旋解交错方法

技术领域

本发明与综合服务数位地面广播(integrated services digitalbroadcastingterrestrial,ISDB-T)接收系统相关，尤其与ISDB-T接收系统中的解交错技术相关。

背景技术

随着通讯技术的进步，数位电视广播的发展渐趋成熟。除了经由电缆线路传送外，数位电视信号也可透过基站或人造卫星等设备以无线信号的型态被传递。综合服务数位地面广播(ISDB-T)及数位地面多媒体广播(digital terrestrial multimediabroadcast,DTMB)皆是目前该领域中被广泛采用的标准。此等标准中采用的传输技术为正交频分多工(orthogonal frequency-division multiplexing,OFDM)调制。OFDM是一种多载波调制(multi-carrier modulation)，将数据分散至许多不同频率且彼此正交的次载波(sub-Carrier)，使得每个次载波可使用较低的位元传输率来传送。产生OFDM的讯号的反快速傅立叶转换(IFFT)的长度分成多种模式，每一种长度模式之下又对应不同载波长度以及不同的延迟码框的数目等等。

为了抵抗传递过程中的杂讯干扰和多路径失真(multipath distortion)，ISDB-T传送端和DTMB传送端都会对将传送的数据先后施以时域交错(time interleaving)及频域交错(frequency interleaving)。相对应地，这两种系统的接收端须对接收到的数据施以回旋解交错(convolutional deinterleaving)程序，才能正确还原出原始数据。回旋解交错器是根据已知的解交错规则将透过不同的载波传递而来的数据分别存入一存储器(通常为动态随机存取存储器或静态随机存取存储器)。透过适当地分配储存位置(亦即选择正确的数据/缓冲器对应关系)并安排延迟时间，随后自该存储器中送出的数据便为通过解交错程序的数据。

在现行技术中，除了每一笔数据本身的同相成分(in-phase component)与正交成分(quadrature phase component)之外，一并被回旋解交错器存入存储器中的还有该笔数据所对应的频道状态指标(channel state indicator,CSI)。频道状态指标代表解交错器所处的接收端接收该笔数据时的频道品质，是后续产生维特比解码器(Viterbidecoder)的输入信号所需要的重要资讯。

以ISDB-T系统为例，每一个传递至接收端的正交分频多工(orthogonalfrequencydivision multiplex,OFDM)符号至多会包含72960*13笔数据。以每一笔数据及其频道状态指标总共需要大小为20位元的储存空间的假设来计算，上述配合回旋解交错器的存储器便至少为数百万位元组。由此可知，回旋反交错器所需要的存储器容量非常可观，在接收端的硬件成本中占了不容忽视的比例。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种新的解交错装置及其回旋解交错方法。藉由令存在时间相关性的多笔数据共用同一频道状态指标，可避免对系统效能造成太大影响的情况下，缩减回旋解交错器所需要的存储器容量。根据本发明的装置和方法可应用在ISDB-T和DTMB等采用解交错机制的数位电视广播系统中。

根据本发明的一具体实施例为一种解交错装置，其中包含一存储器与一控制模块。该控制模块根据一解交错规则将多笔数据存入该存储器。该控制模块将每N笔数据视为一群组，并且根据同一群组中的该N笔数据所对应的N个频道状态指标决定一代表性频道状态指标。该控制模块亦将该代表性频道状态指标存入该存储器。同一群组中的该N笔数据各自的一接收时间彼此相近。

根据本发明的另一具体实施例为一种解交错方法。该方法首先执行一储存步骤，根据一解交错规则将多笔数据存入一存储器。接着，该方法执行一决定步骤，根据被视为同一群组的N笔数据所对应的N个频道状态指标决定一代表性频道状态指标。同一群组中的该N笔数据各自的一接收时间彼此相近。N为大于1的正数。随后，该方法执行另一储存步骤，将该代表性频道状态指标存入该存储器。

关于本发明的优点与精神可以藉由以下发明详述及附图得到进一步的了解。

附图说明

图1是绘示本发明的一具体实施例中的回旋解交错装置及其周边电路的方块图。

图2是绘示根据本发明的回旋解交错装置进一步包含撷取模块的范例。

图3是绘示根据本发明的回旋解交错装置的一种实施变形范例。

图4是绘示本发明的一具体实施例中的回旋解交错方法的流程图。

主要元件符号说明

100：回旋解交错装置 200：数据提供装置

300：频道品质评估装置 11：存储器

12：控制模块 12A：筛选单元

12B：频道品质评估单元 13：撷取模块

S41~S43：流程步骤

具体实施方式

根据本发明的一具体实施例为图1所示的回旋解交错装置100，其中包含存储器11和控制模块12。存储器11可为动态随机存取存储器(DRAM)或静态随机存取存储器(SRAM)，但不以此为限。于实际应用中，解交错装置100可被包含在ISTB-T和DTMB等采用解交错机制的数位电视广播系统的接收端中，亦可独立存在。

于此实施例中，数据提供装置200(例如一射频前端电路)会将需要被施以解交错的多笔数据传送至控制模块12。每一笔数据都各自包含一同相成分与一正交成分。频道品质评估装置300则是负责针对该多笔数据中的每一笔数据各自产生相对应的一频道状态指标(channel state indicator,CSI)，并将这些频道状态指标传送至控制模块12。实务上，回旋解交错装置100、数据提供装置200和频道品质评估装置300可被两两整合或是全部整合在同一芯片中。

在解交错装置100每次开始进行解交错程序前，控制模块12预先得知随后应该依何种解交错规则，例如在传送端这批数据所对应的快速傅立叶转换模式有几种不同的载波频率、其所对应的交错长度(interleaving length)为何…，将数据提供装置200送来的数据存入存储器11。控制模块12会将数据提供装置200产生的每一笔数据依该解交错规则存入存储器11。例如，同一符码中，分属不同载波频率所传送的数据会分别被储存于相对应的不同载波暂存器中。不同于先前技术，本发明的控制模块12并不会将所属相同载波频率的每一数据中所带的每一个频道状态指标CSI存入存储器11。如图1所示，控制模块12可包含一筛选单元12A，用以决定频道品质评估装置300目前传送至控制模块12的频道状态指标CSI是否应被存入存储器11，其筛选方式详述如下。

此实施例数据提供装置200产生的多笔数据(例如为多个符码)，依照回旋解交错的顺序和不同载波频率，可被分为多个群组，每个群组所包含的数据数量未必相同。一般而言，同一群组中的N笔数据各自被数据提供装置200接收的时间越相近，则此N笔数据所对应的频道状态指标就越接近。例如，此N笔数据在依某特定载波频率传递至数据提供装置200的一数据流中为前后相邻，而N为大于1的正数，例如等于2、4或8。理论上，针对该N笔数据各自产生的频道状态指标(共N个)也会相同或相当接近。利用此一特性，回旋解交错装置100令同一群组中的N笔数据共用一个频道状态指标，藉此达到缩减解交错器所需要的存储器容量的效果。

于此实施例中，除了时间相关性之外，同一群组依同一载波频率传送至数据提供装置200。易言之，对应于同一载波频率的数据才会被视为同一群组。这种做法的好处在于可确保该N笔数据的频道状态指标的相近程度，进而提高其代表性频道状态指标的有效性。

承上所述，控制模块12会根据同一群组中的N笔数据所对应的N个频道状态指标决定一个代表性频道状态指标，供该群组中的N笔数据共用。此做法可重复实行于该群组中每N笔数据。于此实施例中，筛选单元12A被设计为自同一群组的N笔数据对应的N个频道状态指标中选出一个频道状态指标，做为该代表性频道状态指标，并忽略其他(N-1)个频道状态指标，也就是不将该(N-1)个频道状态指标存入存储器11。举例而言，假设N等于4，且该四笔数据依序输入控制模块12，筛选单元12A可选择其中最后输入的一笔数据，取其频道状态指标做为这四笔数据的代表性频道状态指标。于另一实施例中，筛选单元12A可自同一群组的N笔数据对应的N个频道状态指标选出几个频道状态指标，取其平均值做为该代表性频道状态指标。

在决定一群组的代表性频道状态指标后，控制模块12便将该代表性频道状态指标存入存储器11。实务上，存储器11可包含用以储存数据的缓冲器和用以储存代表性频道状态指标的缓冲器。在存储器11的实体空间内，这两种缓冲器不一定要直接相邻，只要有特定的对应关系即可。此外，这两种缓冲器可各自再根据数据的载波频率的不同被划分为多个子缓冲器。

如图2所示，解交错装置100可进一步包含一撷取模块13，用以将储存在存储器11中的数据和代表性频道状态指标读取出来，提供至后续电路。每当撷取模块13自存储器11中撷取一目标数据，便可依上述特定对应关系同时自存储器11中撷取该目标数据所属群组的代表性频道状态指标，做为该目标数据的频道状态指标。

须说明的是，N不以特定数值为限，并且控制模块12可根据将被储存至存储器11的数据的调制模式、交错模式，或是一预设存储器容量决定N值大小。比方说，控制模块12可针对在传送端被施以正交振幅调制(64-QAM)的数据采用较小的N(例如等于4)，针对在传送端被施以四相移位键控(QPSK)的数据采用较大的N(例如等于8)，其原因在于，符码越密集的调制方式，对于CSI的改变越敏感。再举例而言，控制模块12可针对ISDB-T中对应于不同交错长度(interleaving length)的数据采用不同的N。或者，控制模块12可采用存储器11的容量大小做为一上限依据来决定N。

图3绘示了回旋解交错装置100的一种实施变形范例。在此范例中，频道品质评估装置300和筛选单元12A被包含于控制模块12中的频道品质评估单元12B取代。频道品质评估单元12B负责自同一群组的N笔数据中选择一代表性数据，并仅针对该代表性数据产生相对应的频道状态指标，做为该群组的代表性频道状态指标。

如先前所述，存储器11中用以储存数据的缓冲器理论上依数据的载波频率的不同划分为多个子缓冲器。就ISDB-T系统而言，随数据传递至数据提供装置200的分散式领航信号(scatter pilot)会使得控制模块12传递至一子缓冲器的数据并不是对应于单一载波频率，而是两种载波频率。若以符号A代表对应于第一载波频率的数据(以下称为第一数据)、以符号B代表对应于第二载波频率的数据(以下称为第二数据)，传递至一子缓冲器的数据分布模式有以下四种可能：{AAAA,ABBB,AABB,AAAB}。以ABBB为例，控制模块12首先传递一笔第一数据A至一子缓冲器，随后再依序传递三笔第二数据B至该子缓冲器。

亦如先前所述，令载波频率相同的数据共用代表性频道状态指标可提高代表性频道状态指标的有效性。因此，针对上述情况，一子缓冲器可被设计为包含一个数据缓冲器和两个指标缓冲器。第一数据A与第二数据B都会被控制模块12存入该数据缓冲器。第一指标缓冲器用以储存对应于第一数据A的代表性频道状态指标，而第二指标缓冲器用以储存对应于第二数据B的代表性频道状态指标。易言之，对应于不同载波频率的第一数据A与第二数据B可被设计为不共用代表性频道状态指标。

实务上，回旋解交错装置100可预先得知将存入某个子缓冲器的数据的分布模式是哪一种。根据第一数据与第二数据的分布模式，控制模块12即可决定应分别于何时更新第一指标缓冲器及第二指标缓冲器。以分布模式ABBB为例，输入一数据缓冲器的数据依序为ABBBABBBABBB…。控制模块12可以符合此分布规则的每八笔数据(ABBBABBB)为单位来更新相对应的两个指标缓冲器。例如，控制模块12可选择每八笔数据中的第五笔数据(亦即其中的最新一笔第一数据A)的频道状态指标，做为第一数据A的代表性频道状态指标，并据此更新第一指标缓冲器。相似地，控制模块12可选择每八笔数据中的第八笔数据(亦即其中的最新一笔第二数据B)的频道状态指标，做为第一数据B的代表性频道状态指标，并据此更新第二指标缓冲器。若数据中存在移位(offset)情况，例如ABBBABBB变为BABBBABB，控制模块12只要相对应地改变选择时间点即可达成相同效果。

由以上说明可看出，被视为同一群组而共用代表性频道状态指标的数据不以特定数量为限。只要后续电路掌握各笔数据及其代表性频道状态指标的其储存位置相对关系，便可自存储器11正确撷取。

根据本发明的另一具体实施例为一种回旋解交错方法，其流程图如图4所示。该方法首先执行一储存步骤S41，根据一解交错规则将多笔数据存入一存储器。接着，该方法执行一决定步骤S42，根据被视为同一群组的N笔数据所对应的N个频道状态指标决定一代表性频道状态指标。同一群组中的该N笔数据各自的一接收时间彼此相近。N为大于1的正数。随后，该方法执行另一储存步骤S43，将该代表性频道状态指标存入该存储器。

先前在介绍回旋解交错装置100时描述的数种电路操作流程变化(例如决定代表性频道状态指标的方式或决定数值N的方式)亦可应用至图4所绘示的回旋解交错方法中，其细节不再赘述。

如上所述，本发明提出一种新的回旋解交错装置及其回旋解交错方法。藉由令存在时间相关性的多笔数据共用同一频道状态指标，可在不对系统效能造成太大影响的情况下缩减回旋解交错器所需要的存储器容量。根据本发明的装置和方法可应用在ISTB-T和DTMB等采用回旋解交错机制的数位电视广播系统中。

藉由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭示的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。

Claims (16)

1.一种回旋解交错装置，包含：

一存储器；以及

一控制模块，用以根据一解交错规则将多笔数据存入该存储器，该多笔数据属于同一群组，并且根据该群组中的N笔数据所对应的N个频道状态指标选取一代表性频道状态指标，该控制模块亦将该代表性频道状态指标存入该存储器，其中同一群组中的该N笔数据对应于同一载波频率，且N为大于1的正数，

其中该存储器包含一数据缓冲器、一第一指标缓冲器及一第二指标缓冲器，该控制模块将对应于一第一载波频率的多笔第一数据与对应于一第二载波频率的多笔第二数据存入该数据缓冲器，该第一指标缓冲器用以储存对应于该多笔第一数据的至少一代表性频道状态指标，该第二指标缓冲器用以储存对应于该多笔第二数据的至少一代表性频道状态指标，该控制模块根据该多笔第一数据与该多笔第二数据的一分布模式决定该第一指标缓冲器及该第二指标缓冲器各自的一更新时间点。

2.﹑如权利要求1所述的回旋解交错装置，其特征在于，该控制模块自该N笔数据所对应的N个频道状态指标中选择一个频道状态指标，做为该代表性频道状态指标，并忽略其他(N-1)个频道状态指标。

3.﹑如权利要求1所述的回旋解交错装置，其特征在于该控制模块根据该N笔数据的一调制模式、一交错模式或一预设存储器容量决定N值大小。

4.﹑如权利要求1所述的回旋解交错装置，其特征在于该控制模块包含：

一频道品质评估单元，用以针对该多笔数据中的每一笔数据各自产生相对应的该频道状态指标；以及

一筛选单元，用以决定该频道品质评估单元产生的该频道状态指标是否为该代表性频道状态指标。

5.﹑如权利要求1所述的回旋解交错装置，其特征在于该控制模块包含：

一频道品质评估单元，用以自该同一群组中的该N笔数据中选择一代表性数据，并仅针对该代表性数据产生相对应的该频道状态指标，做为该代表性频道状态指标。

6.﹑如权利要求1所述的回旋解交错装置，其特征在于，进一步包含：

一撷取模块，每当该撷取模块自该存储器所储存的该多笔数据中撷取一目标数据，便同时自该存储器中撷取该目标数据所属群组的该代表性频道状态指标，做为该目标数据的一输出频道状态指标。

7.﹑如权利要求1所述的回旋解交错装置，其特征在于同一群组中的该N笔数据的各自接收时间彼此相近。

8.﹑如权利要求1所述的回旋解交错装置，其特征在于该控制模块选择每N笔第一数据中的一最新数据做为一代表性数据，并将该代表性数据相对应的该频道状态指标存入该第一指标缓冲器。

9.一种回旋解交错方法，包含：

(a)根据一解交错规则将多笔数据存入一存储器，该多笔数据属于同一群组；

(b)根据该群组中的N笔数据所对应的N个频道状态指标选取一代表性频道状态指标，其中同一群组中的该N笔数据对应于同一载波频率，N为大于1的正数；以及

(c)将该代表性频道状态指标存入该存储器；

其中该存储器包含一数据缓冲器、一第一指标缓冲器及一第二指标缓冲器，步骤(a)包含将对应于一第一载波频率的多笔第一数据与对应于一第二载波频率的多笔第二数据存入该数据缓冲器，该第一指标缓冲器用以储存对应于该多笔第一数据的至少一代表性频道状态指标，该第二指标缓冲器用以储存对应于该多笔第二数据的至少一代表性频道状态指标，步骤(b)包含根据该多笔第一数据与该多笔第二数据的一分布模式决定该第一指标缓冲器及该第二指标缓冲器各自的一更新时间点。

10.﹑如权利要求9所述的回旋解交错方法，其特征在于，步骤(b)包含自同一群组中的该N笔数据所对应的N个频道状态指标中选择一个频道状态指标，做为该代表性频道状态指标，并忽略其他(N-1)个频道状态指标。

11.﹑如权利要求9所述的回旋解交错方法，其特征在于，进一步包含：

根据该N笔数据的一调制模式、一交错模式或一预设存储器容量决定N值大小。

12.﹑如权利要求9所述的回旋解交错方法，其特征在于，步骤(b)包含：

针对该多笔数据中的每一笔数据各自产生相对应的该频道状态指标；以及

决定产生的该频道状态指标是否为该代表性频道状态指标。

13.﹑如权利要求9所述的回旋解交错方法，其特征在于，步骤(b)包含：

自同一群组中的该N笔数据中选择一代表性数据，并仅针对该代表性数据产生相对应的该频道状态指标，做为该代表性频道状态指标。

14.﹑如权利要求9所述的回旋解交错方法，其特征在于，进一步包含：

自该存储器所储存的该多笔数据中撷取一目标数据，并同时自该存储器中撷取该目标数据所属群组的该代表性频道状态指标，做为该目标数据的一输出频道状态指标。

15.﹑如权利要求9所述的回旋解交错方法，其特征在于，同一群组中的该N笔数据的各自接收时间彼此相近。

16.﹑如权利要求9所述的回旋解交错方法，其特征在于，步骤(b)包含选择每N笔第一数据中的一最新数据做为一代表性数据，步骤(c)包含将该代表性数据相对应的该频道状态指标存入该第一指标缓冲器。