CN107615667B - 数据处理装置、数据处理方法以及程序 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及：一种被配置为使得可以通过执行适合于作为非均匀星座的调制方式的位交织来改善通信性能的数据处理装置；一种数据处理方法；以及一种程序。作为本公开的一个方面的数据处理装置具有：映射单元，其通过将第一位串映射到与NUC调制方式对应的复平面上的一个符号来生成第二位串；符号间交织单元，其通过对第二位串执行符号间交织来生成第三位串；符号内交织单元，其通过执行符号内交织来生成第四位串，其中，符号内交织对于来自与表示符号的位数M对应的第三位串的多个M位中的每一个，整个M位移位；以及调制单元，其根据NUC调制方式无线地发送第四位串。

Description

数据处理装置、数据处理方法以及程序
技术领域
本公开涉及一种数据处理装置、一种数据处理方法和一种程序，并且具体涉及一种数据处理装置、一种数据处理方法和一种程序，其执行适合于无线传输的调制方式是NUC(非均匀星座)的情况的位交织。
背景技术
例如，在无线LAN标准的IEEE802.11中，为了提高抗误差性(error resistance)，定义了根据卷积编码和调制方式对通过映射到复平面而获得的位序列执行位交织。
位交织包括用于在接收侧的维特比解码中扩展突发错误的符号间交织和用于在一个符号中扩展稳健性的符号内交织。
图1示出符号间交织的概述。在符号间交织中，进行如下处理：将位序列纵向以预定的位数(在图1的情况下，16位)写入存储器的存储区域中，并且将写入的位序列横向以预定的位数(在图1的情况下，NCBPS/16位，NCBPS是每个符号的编码位数)读出。
在符号内交织中，执行如下处理：从存储器横向读出的位序列在符号中移位一个符号，使得每个位的稳健性中的强和弱的位置被分布。具体描述符号内交织。
图2示出IEEE802.11ac中采用的64QAM调制方式(在下文中简称为64QAM)的信号空间图。
64QAM是均匀星座，其中，设置了64个信号点，以使复平面上的信号点之间的距离变得相等。对于64QAM，表示信号点的位置的一个符号包括6位。
图3示出了构成64QAM的一个符号的6位的每个稳健性。在64QAM的情况下，每位的稳健性具有三个阶段。具体地，6位的左边的第0位(MSB)和第3位最强，6位左边的第1位和第4位第二强，6位左边的第2位和第5位(LSB)最弱。
图4示出了对应于64QAM的符号内交织的概况。在QAM的情况下，根据已经从其读出位序列的存储器的行，S位的位序列每S位(构成一个符号的位数的一半)(在64QAM的情况下为3位)移位。
具体地，与从第0行读出的一个符号对应的位序列每3位向左移位0个数字(即，不移位)。与从第一行读出的一个符号对应的位序列每3位向左移位1个数字。与从第二行读出的一个符号对应的位序列每3位向左移位2个数字。与从第三行读出的一个符号对应的位序列每3位向左移位3个数字(即，不移位，与第0行相似)。与从第四行读出的一个符号对应的位序列每3位向左移位4个数字(即，每3位向左移移位1个数字，与第一行相似)。以这种方式，在对应于64QAM的符号内交织中，将一个符号每3位的分割，并以三行的周期移位。
假设对于上述符号间交织，所采用的调制方式是诸如64QAM的均匀星座。
顺便提及，近来，为了执行更有效的无线通信，已经提出了诸如64NUC(非均匀星座)的调制方式，其中，信号点设置在复平面上的信号点之间的距离不相等的位置处(例如，参见专利文献1)。
【引用列表】
【专利文献】
【PTL 1】
WO/2014/177565
发明内容
【技术问题】
目前，还没有提出适合于调制方式为诸如64NUC等非均匀星座的情况的符号内交织。
本公开是鉴于这种情况而完成的，用于通过执行适合于作为非均匀星座的调制方式的位交织来提高通信性能。
【问题的解决方法】
本公开的一个方面的一种数据处理装置包括：映射单元，被配置为通过将第一位序列映射到对应于NUC调制方式的复平面上的任何符号来生成第二位序列；符号间交织单元，被配置为通过对所述第二位序列执行符号间交织来生成第三位序列；符号内交织单元，被配置为通过执行符号内交织来生成第四位序列，所述符号内交织用于使第三位序列的每M位作为整体移位，所述M位的数量与表示所述符号的位数M相同；以及调制单元，被配置为根据NUC调制方式无线发送第四位序列。
所述符号间交织单元可以通过将第二位序列纵向写入到存储器并从存储器横向读取第二位序列来生成第三位序列。所述符号内交织单元使所述第三位序列的所述M位作为整体移位与从所述存储器横向读取的行对应的位数，所述M位的数量与表示所述符号的位数M相同。
如果所述NUC调制方式是64NUC，则所述符号内交织单元使所述第三位序列的每6位作为整体移位与从所述存储器横向读取的行对应的位数。
在本公开的一个方面的数据处理装置还可以包括转换单元，被配置为将发送对象的信号转换为第一位序列。
在本公开的一个方面中的一种数据处理方法，在用于数据处理装置的数据处理方法中，包括通过数据处理装置的：映射步骤，通过将第一位序列映射到对应于NUC调制方式的复平面上的任何符号来生成第二位序列；符号间交织步骤，通过对所述第二位序列执行符号间交织来生成第三位序列；符号内交织步骤，通过执行符号内交织来生成第四位序列，所述符号内交织用于使所述第三位序列的每M位作为整体移位，所述M位的数量与表示所述符号的位数M相同；以及调制步骤，根据NUC调制方式无线发送第四位序列。
在本公开的一个方面中的一种程序使计算机用作：映射单元，被配置为通过将第一位序列映射到对应于NUC调制方式的复平面上的任何符号来生成第二位序列；符号间交织单元，被配置为通过对所述第二位序列执行符号间交织来生成第三位序列；符号内交织单元，被配置为通过执行符号内交织来生成第四位序列，所述符号内交织用于使所述第三位序列的每M位作为整体移位，所述M位的数量与表示所述符号的位数M相同；以及调制单元，被配置为根据NUC调制方式无线发送第四位序列。
在本公开的一个方面中，通过将第一位序列映射到对应于NUC调制方式的复平面上的任何符号来生成第二位序列，通过对所述第二位序列执行符号间交织来生成第三位序列，通过执行符号内交织来生成第四位序列，所述符号内交织用于使所述第三位序列的每M位作为整体移位，所述M位的数量与表示所述符号的位数M相同，并且根据NUC调制方式无线发送第四位序列。
【发明的有益效果】
根据本公开的一个方面，通过执行适合于NUC调制方式的位交织，可以改善通信性能。
附图说明
图1是示出符号间交织的概要的示图；
图2是示出64QAM的信号空间图的示图；
图3是示出构成64QAM的一个符号的每位的稳健性的示图；
图4是示出与64QAM对应的符号间交织的概要的示图；
图5是示出64NUC的信号空间图的示图；
图6是示出构成64NUC的一个符号的每位的稳健性的示图；
图7是示出与64NUC对应的符号间交织的概要的示图；
图8是示出应用于本公开的数据处理装置的配置示例的方框图；
图9是示出图8中的数据处理装置的发送处理的流程图；
图10是示出64QAM和64NUC的每个误码率的模拟结果的示图；
图11是示出通用计算机的配置示例的方框图。
具体实施方式
在下文中，参考附图，详细描述用于实现本公开的最佳模式(在下文中称为实施例)。
<64NUC>
首先，描述本公开的实施例中的数据处理装置所采用的作为无线通信的64NUC。
图5示出对应于64NUC的信号空间图。64NUC是非均匀星座，其中，64个信号点设置在复平面上的信号点之间的距离不相等的位置处。表示信号点位置的一个符号包括6位。
图6示出包括64NUC的一个符号的每位的稳健性。在64NUC的情况下，位的稳健性具有六个阶段。具体地，在6位的左侧的第0位(MSB)的稳健性最强，稳健性从第0位朝着第5位(LSB)逐渐降低，LSB具有最弱的稳健性的特点。
图7示出了对应于64NUC的符号内交织的概述。
在NUC的情况下，根据已经从其中已经读出位序列的存储器的行，使通过之前的符号间交织从存储器横向地读出的位序列每位数m(在这种情况下，即，在64NUC的情况下，6位)移位，位数m构成一个符号。
具体地，与从第0行读出的与一个符号对应的位序列向左移位0位(即不移位)。与从第一行读出的一个符号对应的位序列向左移位1个数字。与从第二行读出的一个符号对应的位序列向左移位2个数字。同样，与从第三行到第五行读出的一个符号对应的位序列向左移位3到5个数字。与从第六行读出的一个符号对应的位序列向左移位6个数字(即，不会像第0行那样移位)。与从第七行读取的一个符号对应的位序列向左移位7位(即，向左移位1个数字，类似于第一行)。以这种方式，在对应于64NUC的符号内交织中，一个符号以六行的周期移位。
<本公开的实施例中的数据处理装置的配置示例>
接着，图8示出了本公开的实施例中的数据处理装置的配置示例。
数据处理装置10根据64NUC执行无线通信。数据处理装置10包括信号输入单元11、卷积编码单元12、映射单元13、写入单元14、存储器15、读取单元16、移位单元17和调制单元18。
信号输入单元11获取发送对象的信号，然后将该信号输出到后级。卷积编码单元12对输入的信号进行卷积编码。映射单元13将作为卷积编码的结果而获得的编码数据映射到与在后级的调制单元18中采用的调制方式(在这种情况下，64NUC)对应的复平面上的任何信号点。
写入单元14将表示映射到点的信号点(符号)的位序列纵向以预定的位数(在这种情况下，16位)写入到存储器15的存储区域中。读取单元16通过横向以预定的位数(在这种情况下，NCBPS/16位)读出要在存储器15的存储区域中纵向写入的位序列来执行符号间交织。
如图7所示，移位单元17根据从其中读出位序列的存储器15的行，通过使所读取的已完成符号间交织的位序列的一个符号的每6位在符号内移位来执行符号内交织。调制单元18根据64NUC对执行了位交织的位序列执行无线发送。
<数据处理装置10的发送处理>
接着，图9是示出具有上述配置的数据处理装置10的发送处理的流程图。
在步骤S1中，信号输入单元11获取发送对象的信号，并输出到后级的卷积编码单元12。卷积编码单元12对输入信号执行卷积编码，然后将这样获得的编码数据输出到映射单元13。映射单元13将输入的编码数据映射到与在后级的调制单元18中采用的调制方式对应的复平面上的信号点，然后，将表示这样获得的信号点(符号)的位序列输出到写入单元14。
在步骤S2和步骤S3中，执行符号间交织。即，写入单元14在存储器15的存储区域中纵向写入表示复平面上的信号点的位序列。读取单元16横向读出写入的位序列，然后，将该位序列输出到移位单元17。
在步骤S4，执行符号内交织。即，移位单元17根据已经从其中读出位序列的存储器15的行，使输入的位序列的一个符号的每6位在符号内移位，然后，将位序列输出到调制单元18。
在步骤S5中，调制单元18根据64NUC无线发送执行了位交织的位序列。数据处理装置10的发送处理的描述结束。
<64QAM和64NUC的比较>
接着，图10示出了在根据64QAM无线发送位序列(在其上执行了包括图4所示的符号内交织的位交织)的情况下以及在根据64NUC无线发送位序列(在其上执行了包括图7所示的符号内交织的位交织)的情况下的每个位误码率的模拟结果。注意，横轴表示所需的C/N，纵轴表示错误率。
如图10清楚所示，可以看出64NUC的位误码率总是比64QAM低，即，根据64NUC可以更有效地进行无线发送。
要注意的是，在本实施例中，数据处理装置10采用64NUC作为调制方式。另一方面，本公开也可以应用于采用其他NUC调制的情况，其中，复平面上的每个信号点的布置是非均匀星座。
顺便提及，上述数据处理装置10的一系列处理可以由硬件执行，并且可以由软件执行。如果这系列处理由软件执行，则配置软件的程序安装在计算机中。此处，计算机包括嵌入在专用硬件中的计算机以及例如可以通过安装各种类型的程序来执行各种类型的功能的通用计算机等。
图11是示出由程序执行上述一系列处理的计算机硬件的配置示例的方框图。
在计算机100中，CPU(中央处理单元)101、ROM(只读存储器)102和RAM(随机存取存储器)103经由总线104互连。
输入-输出接口105也连接到总线104。输入单元106、输出单元107、存储单元108、通信单元109和驱动器110连接到输入-输出接口105。
输入单元106包括键盘、鼠标、麦克风等。输出单元107包括显示器、扬声器等。存储单元108包括硬盘、非易失性存储器等。通信单元109包括网络接口等。驱动器110驱动诸如磁盘、光盘、磁光盘或半导体存储器等可移除介质111。
在具有上述配置的计算机100中，CPU 101经由输入-输出接口105和总线104将例如存储在存储单元108中的程序加载到RAM103中，并执行所加载的程序，以执行上述一系列处理。
注意，由计算机100执行的程序可以是用于根据本说明书中所描述的顺序按照时间顺序执行处理的程序，或者可以是用于并行地或在执行调用时所需的时间执行处理的程序等。
注意，本公开的实施例不限于上述实施例，并且可以在不脱离本公开的主题的情况下对其进行各种修改。
本公开还可以采用以下构成。
(1)一种数据处理装置，包括：
映射单元，被配置为通过将第一位序列映射到对应于NUC调制方式的复平面上的任何符号来生成第二位序列；
符号间交织单元，被配置为通过对所述第二位序列执行符号间交织来生成第三位序列；
符号内交织单元，被配置为通过执行符号内交织来生成第四位序列，所述符号内交织用于使第三位序列的每M位作为整体移位，所述M位的数量与表示符号的位数M相同；以及
调制单元，被配置为根据NUC调制方式无线发送第四位序列。
(2)根据(1)所述的数据处理装置，其中，
所述符号间交织单元通过将第二位序列纵向写入到存储器并从存储器横向读取第二位序列来生成第三位序列，并且
所述符号内交织单元使所述第三位序列的所述M位作为整体移位与从所述存储器横向读取的行对应的位数，所述M位的数量与表示所述符号的位数M相同。
(3)根据(2)所述的数据处理装置，其中，如果所述NUC调制方式是64NUC，则所述符号内交织单元使所述第三位序列的每6位作为整体移位与从所述存储器横向读取的行对应的位数。
(4)根据(1)到(3)中任一项所述的数据处理装置，还包括：
转换单元，被配置为将发送对象的信号转换为第一位序列。
(5)一种用于数据处理装置的数据处理方法，包括通过数据处理装置的：
映射步骤，通过将第一位序列映射到对应于NUC调制方式的复平面上的任何符号来生成第二位序列；
符号间交织步骤，通过对所述第二位序列执行符号间交织来生成第三位序列；
符号内交织步骤，通过执行符号内交织来生成第四位序列，所述符号内交织用于使所述第三位序列的每M位作为整体移位，所述M位的数量与表示所述符号的位数M相同；以及
调制步骤，用于根据NUC调制方式无线发送第四位序列。
(6)一种程序，用于使计算机用作：
映射单元，被配置为通过将第一位序列映射到对应于NUC调制方式的复平面上的任何符号来生成第二位序列；
符号间交织单元，被配置为通过对所述第二位序列执行符号间交织来生成第三位序列；
符号内交织单元，其被配置为通过执行符号内交织来生成第四位序列，所述符号内交织用于使所述第三位序列的每M位作为整体移位，所述M位的数量与表示所述符号的位数M相同；以及
调制单元，其被配置为根据NUC调制方式无线发送第四位序列。
【附图标记列表】
10数据处理装置，11信号输入单元，12卷积编码单元，13映射单元，14写入单元，15存储器，16读取单元，17移位单元，18调制单元，100计算机，101CPU。

Claims (5)

1.一种数据处理装置，包括：
映射单元，被配置为通过将第一位序列映射到对应于NUC调制方式的复平面上的任何符号来生成第二位序列；
符号间交织单元，被配置为通过对所述第二位序列执行符号间交织来生成第三位序列；
符号内交织单元，被配置为通过执行符号内交织来生成第四位序列，所述符号内交织用于使所述第三位序列的每M位作为整体移位，所述M位的数量与表示所述符号的位数M相同；以及
调制单元，被配置为根据所述NUC调制方式无线发送所述第四位序列；
其中，
所述符号间交织单元通过将所述第二位序列纵向写入到存储器并从所述存储器横向读取所述第二位序列来生成所述第三位序列，并且
所述符号内交织单元使所述第三位序列的所述M位作为整体移位与从所述存储器横向读取的行对应的位数，所述M位的数量与表示所述符号的位数M相同。
2.根据权利要求1所述的数据处理装置，其中，如果所述NUC调制方式是64NUC，则所述符号内交织单元使所述第三位序列的每6位作为整体移位与从所述存储器横向读取的行对应的位数。
3.根据权利要求1所述的数据处理装置，还包括：
转换单元，被配置为将发送对象的信号转换为所述第一位序列。
4.一种用于数据处理装置的数据处理方法，包括通过数据处理装置执行的：
映射步骤，通过将第一位序列映射到对应于NUC调制方式的复平面上的任何符号来生成第二位序列；
符号间交织步骤，通过对所述第二位序列执行符号间交织来生成第三位序列；
符号内交织步骤，通过执行符号内交织来生成第四位序列，所述符号内交织用于使所述第三位序列的每M位作为整体移位，所述M位的数量与表示所述符号的位数M相同；以及
调制步骤，根据所述NUC调制方式无线发送所述第四位序列；
其中，
所述符号间交织步骤还包括：通过将所述第二位序列纵向写入到存储器并从所述存储器横向读取所述第二位序列来生成所述第三位序列，并且
所述符号间交织步骤还包括：使所述第三位序列的所述M位作为整体移位与从所述存储器横向读取的行对应的位数，所述M位的数量与表示所述符号的位数M相同。
5.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，用于使计算机用作：
映射单元，被配置为通过将第一位序列映射到对应于NUC调制方式的复平面上的任何符号来生成第二位序列；
符号间交织单元，被配置为通过对所述第二位序列执行符号间交织来生成第三位序列；
符号内交织单元，被配置为通过执行符号内交织来生成第四位序列，所述符号内交织用于使所述第三位序列的每M位作为整体移位，所述M位的数量与表示所述符号的位数M相同；以及
调制单元，被配置为根据所述NUC调制方式无线发送所述第四位序列；
其中，
所述符号间交织单元通过将所述第二位序列纵向写入到存储器并从所述存储器横向读取所述第二位序列来生成所述第三位序列，并且
所述符号内交织单元使所述第三位序列的所述M位作为整体移位与从所述存储器横向读取的行对应的位数，所述M位的数量与表示所述符号的位数M相同。
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