CN109495210B - 用于在无线通信系统中交织数据的方法、设备和计算机可读存储介质 - Google Patents

用于在无线通信系统中交织数据的方法、设备和计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本公开的实施例涉及用于在无线通信系统中交织数据的方法、设备和计算机可读介质。在此描述的方法包括基于待交织的比特序列中的比特的第一数目，确定用于交织所述比特的三角形交织器中的行的第二数目。该方法还包括将所述比特序列划分为与所述行相关联的、所述第二数目个子序列，所述子序列中的任意两个相继的子序列中的比特的数目的差异为预定值。该方法还包括按照所述行的顺序将所述第二数目个子序列写入所述三角形交织器，包括对于所述三角形交织器中的给定行，基于所述给定行的索引，来确定与所述给定行相关联的子序列中的具有奇数索引的比特和具有偶数索引的比特的写入顺序。

Description

用于在无线通信系统中交织数据的方法、设备和计算机可读 存储介质
技术领域
本公开的实施例总体上涉及无线通信技术，更具体地，涉及用于在无线通信系统中交织数据的方法、设备和计算机可读存储介质。
背景技术
在无线通信信道上，比特差错经常成串发生，而现有的纠错技术通常仅能检测和纠正较短的差错串。为了解决成串的比特差错问题，交织技术通常被采用。交织技术可以在传输之前将编码比特进行重新排列，使得数据中的相继比特以非相继方式被传输。以此方式，通过接收设备处的去交织操作能够将较长的差错串重新分布为多个较短的差错串中，使得纠错技术能够单独地校正它们。
在最新的第五代(5G)通信标准制定中，提出了针对上行控制信道使用三角形交织器(也称作“三角形缓冲器”)来进行数据交织操作。例如，在速率匹配输出处的编码比特序列被逐行依次写入到中。一旦三角形交织器被填满，则可以从三角形交织器中逐列依次读出所写入的编码比特。然而，传统的三角形交织器通常具有恒定的最小传播距离(minimumspreading distance)，其由在交织器的输入处相邻的任意两符号在交织器的输出处的最小间隔限定。鉴于一对信道交织器和去交织器通常试图尽可能传播或分散突发差错以使得纠错技术能够尽可能对差错进行纠正，具有恒定的最小传播距离的三角形交织器明显地限制了解码性能。此外，当高阶调制被应用时，多个连续编码比特被用以构建单个符号。因此，具有恒定的最小传播距离的三角形交织器可能不能在符号周期上均匀地分散错误比特，从而导致解码性能降低。
发明内容
下面给出了对各实施例的简要概述，以提供对各种实施例的一些方面的基本理解。注意，发明内容部分并非旨在标识关键元素的要点或描述各种实施例的范围。其唯一目的在于以简化形式呈现一些概念，作为对后述更具体描述的前序。
在本公开的第一方面，提供了一种用于在无线通信系统中交织数据的方法。该方法包括基于待交织的比特序列中的比特的第一数目，确定用于交织所述比特的三角形交织器中的行的第二数目。该方法还包括将所述比特序列划分为与所述行相关联的、所述第二数目个子序列，所述子序列中的任意两个相继的子序列中的比特的数目的差异为预定值。该方法还包括按照所述行的顺序将所述第二数目个子序列写入所述三角形交织器，包括对于所述三角形交织器中的给定行，基于所述给定行的索引，来确定与所述给定行相关联的子序列中的具有奇数索引的比特和具有偶数索引的比特的写入顺序。
在本公开的第二方面，提供了一种用于在无线通信系统中交织数据的方法。该方法包括：基于待交织的比特序列中的比特的第一数目，确定用于交织所述比特的交织阵列中的行的第二数目和列的所述第二数目；将所述比特序列划分为所述第二数目个子序列，所述子序列中的任意两个相继的子序列中的比特的数目的差异为预定值；以及将所述第二数目个子序列并发写入所述交织阵列，包括：将所述第二数目个子序列中具有零索引的子序列中的首个比特写入所述交织阵列的对角线上的预定位置，以及对于所述第二数目个子序列中的具有所述零索引的所述子序列的后续子序列，基于所述后续子序列中的比特的第三数目，将所述后续子序列写入所述交织阵列。
在本公开的第三方面，提供了一种用于在无线通信系统中交织数据的设备。该设备包括：处理器，以及存储器，该存储器存储有指令，该指令在被处理器执行时使该设备执行根据本公开的第一方面所述的方法。
在本公开的第四方面，提供了一种用于在无线通信系统中交织数据的设备。该设备包括：处理器，以及存储器，该存储器存储有指令，该指令在被处理器执行时使该设备执行根据本公开的第二方面所述的方法。
在本公开的第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，其包括机器可执行指令，该机器可执行指令在由设备执行时使该设备执行根据本公开的第一方面所述的方法。
在本公开的第六方面，提供了一种计算机可读存储介质，其包括机器可执行指令，该机器可执行指令在由设备执行时使该设备执行根据本公开的第二方面所述的方法。
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
从下文的公开内容和权利要求中，本发明的目的、优点和其他特征将变得更加明显。这里仅出于示例的目的，参考附图来给出优选实施例的非限制性描述，在附图中：
图1A中示出了能够在其中实施本公开的实施例的方法的示例无线通信系统100的示意图；
图1B中示出在无线通信系统100的发送设备120和接收设备130处执行的处理的简化示意图；
图2示例性示出了一种传统三角形交织器的示意图；
图3示出根据本公开的实施例的用于交织数据的方法300的流程图；
图4示例性示出了根据本公开的实施例的将多个子序列写入到交织阵列的示意图；
图5示出根据本公开的实施例的用于交织数据的方法500的流程图；
图6示例性示出了根据本公开的实施例的将多个子序列写入到交织阵列的示意图；
图7示出了传统方案和本公开实施例在最小传播距离方面的性能对比示意图；
图8示出了传统方案和本公开实施例在平均传播距离方面的性能对比示意图；以及
图9示出了适合实现本公开的实施例的通信设备900的框图。
在各个附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
具体实施方式
在以下描述中，出于说明的目的而阐述许多细节。然而，本领域普通技术人员将认识到可以在不使用这些具体细节的情况下实现本发明。因此，本发明不旨在于受限于所示实施例、而是将被赋予与本文描述的原理和特征一致的最宽的范围。
应当理解，术语“第一”、“第二”等仅被用来将一个元素与另一个元素区分开来。而实际上第一元素也能够被称为第二元素，反之亦然。另外还应当理解“包括”，“包含”仅被用来说明所陈述的特征、元素、功能或者部件的存在，然而并不排除存在一个或者多个其他的特征、元素、功能或者部件。
为了便于解释，本文中将无线通信，例如蜂窝通信为背景来介绍本发明的一些实施例，并且采用例如3GPP制定的长期演进/长期演进-高级(LTE/LTE-A)或者5G中的术语。然而，如本领域技术人员可以理解的，本发明的实施例绝不限于遵循3GPP制定的无线通信协议的无线通信系统，而是可以被应用于任何存在类似问题的通信系统中，例如WLAN，有线通信系统、或者未来研制的其他通信系统等。
同样，本公开中的终端设备可以是用户设备(UE)，也可以是具有有线或者无线通信功能的任何终端，包括但不限于，手机、计算机、个人数字助理、游戏机、可穿戴设备、车载通信设备、机器类型通信(MTC)设备、设备到设备(D2D)通信设备、以及传感器等。该术语终端设备能够和UE、移动站、订户站、移动终端、用户终端或无线设备互换使用。另外，网络设备可以是网络节点，例如节点B(Node B，或者NB)、基本收发器站(BTS)、基站(BS)、或者基站子系统(BSS)、中继、远程无线头端(RRF)、接入节点(AN)、接入点(AP)等。
在图1A中示出了能够在其中实施本公开的实施例的方法的示例无线通信系统100的示意图。无线通信系统100可以包括一个或者多个网络设备101。例如，在无线通信系统100中，网络设备101可以体现为基站，例如演进的节点B(eNodeB或eNB)。应当理解的是，该网络设备101也可以体现为其它形式，例如节点B、基本收发器站(BTS)、基站(BS)、或者基站子系统(BSS)，中继器等。网络设备101为处于其覆盖范围之内的多个终端设备111-112提供无线连接。终端设备111、112可以经由无线传输信道131或者132与网络设备通信以及/或者经由传输信道133彼此通信。
在图1B中示出在无线通信系统100的发送设备120和接收设备130处执行的处理的简化示意图。图1A中的网络设备101或者终端设备111、112均可充当发送设备120和/或接收设备130。
如图1B所示，为了保证数据(包括控制信令)的可靠传送，发送设备要将待发送的数据进行信道编码(140)以引入冗余，以对抗在传输信道(例如图1A中的131、132、133)中可能引入的失真。此外，经信道编码的数据在被发送前可以进一步地进行信道交织(150)，以在传输之前将编码比特进行重新排列，使得数据中的相继比特被分散。经交织的数据然后可以被调制(160)。在接收设备处，执行与发送设备相反的过程，即，接收的信号被解调(170)、解交织(180)和解码(190)以恢复出被发送的数据。
如之前所描述的，在最新的5G通信标准中，提出了利用三角形交织器来实现针对上行控制信道的信道交织。图2示例性示出了一种传统三角形交织器的示意图。
例如，在图1中的140处输出的N个编码比特可以被逐行从上到下写入到如图2所示的三角形交织器200中。三角形交织器200具有等腰直角三角形的结构。该等腰直角三角形的腰长为P，其中P是满足
Figure BDA0001407110090000061
的最小整数。如图2所示，三角形交织器200最多能够保存Q个比特。当Q>N时，Q-N个无效比特可以被填充在N个编码比特之后。也即，总共Q个比特可以被逐行从上到下写入到三角形交织器200中的位置y0、y1……yQ-1处。一旦三角形交织器200被填满，则例如可以从三角形交织器200中从左到右逐列地从上到下依次读出所写入的编码比特，从而获得经交织的编码比特。
然而，三角形交织器200具有恒定的最小传播距离，其由在交织器的输入处相邻的任意两个比特在交织器的输出处的最小间隔限定。例如，如图2所示，无论输入的编码比特的数目N和等腰直角三角形的腰长P为多少，三角形交织器200中的位置yP-2处的比特及其最近的相邻位置yP-1处的比特在经交织后将仅间隔一个比特，即位置y2P-2处的比特。也即，三角形交织器200的最小传播距离dmin＝2。
鉴于一对信道交织器和去交织器通常试图尽可能传播或分散突发差错以使得纠错技术能够尽可能对差错进行纠正，具有最小传播距离dmin＝2的三角形交织器200明显地限制了解码性能。此外，当高阶调制被应用时，多个连续编码比特被用以构建单个符号。因此，具有最小传播距离dmin＝2的三角形交织器200可能不能在符号周期上均匀地分散错误比特，从而导致解码性能下降。再者，鉴于用于5G中的控制信道的(不包含CRC比特的)信息比特块的最小长度为12比特，这意味着在采用3比特CRC和六分之五(5/6)码率的情况下传输块长度将为18比特。在这种情况下，解码性能将进一步下降。
为了解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本公开的示例实施例提出了一种用于在无线通信系统中交织数据的方案。该方案仍然沿用传统方案中的三角形交织器，但是改进了针对三角形交织器进行写入和读出数据的方式。该方案相对于传统方案能够实现更大的最小传播距离，尤其是当传输块长度较小时。此外，该方案支持针对交织器的高效率的并行写入/读出操作，从而显著地降低系统延迟。
现在参考后续附图来描述根据本公开的实施例的数据交织方案。为讨论方便，对后续附图的描述将参考图1示出的环境展开。
图3示出根据本公开的实施例的用于交织数据的方法300的流程图。该方法300在通信网络100中充当发送设备的通信设备处实施。例如，通信设备是图1中的终端设备111、112，或者是网络设备101。应当理解的是，方法300还可以包括未示出的附加步骤和/或可以省略所示出的步骤，本公开的范围在此方面不受限制。
如图3所示，在框310处，基于待交织的比特序列中的比特的第一数目N，确定用于交织所述比特的三角形交织器中的行的第二数目H，其中N为大于1的整数。
在一些实施例中，待交织的比特序列中的比特可以是在图1中的140处输出的N个编码比特。特别地，待交织的比特序列中的比特也可以是速率匹配的输出比特。例如，待交织的N个比特的序列可以被表示为{b0,b1,b2,…bN-1}。
在一些实施例中，三角形交织器中的行的第二数目H可以是满足
Figure BDA0001407110090000071
的最小整数。例如，当N＝21时，三角形交织器中的行的第二数目H均为6。
在一些实施例中，该三角形交织器具有等腰直角三角形的结构，其中该等腰直角三角形的腰长为H(行或列)。因此，总共
Figure BDA0001407110090000072
个比特可以被容纳在三角形交织器中。
在一些实施例中，该三角形交织器构成交织阵列中的上三角矩阵，该交织阵列包括第二数目的行以及第二数目的列。
在框320处，将比特序列划分为与三角形交织器的行相关联的第二数目个子序列，子序列中的任意两个相继的子序列中的比特的数目的差异为预定值。该预定值可以为任何适当值。作为一个示例，该预定值可以为1。例如，可以将N个比特的序列划分为多个子序列，其中索引为i的子序列至多可以包括i+1个连续比特并且i为小于H的非负整数。例如，当N＝21且H＝6时，待交织比特序列{b0,b1,…b20}可以被划分为6个子序列，其中索引为0的子序列为{b0}，索引为1的子序列为{b1,b2}，索引为2的子序列为{b3,b4,b5}，索引为3的子序列为{b6,b7,b8,b9}，索引为4的子序列为{b10,b11,b12,b13,b14}，并且索引为5的子序列为{b15,b16,b17,b18,b19,b20}。
在框330处，按照三角形交织器的行的顺序将第二数目个子序列写入三角形交织器。针对三角形交织器中的给定行，基于给定行的索引，来确定与给定行相关联的子序列中的具有奇数索引的比特和具有偶数索引的比特的写入顺序。
在一些实施例中，基于给定行的索引来确定写入顺序包括确定给定行的索引是否满足预定条件。如果给定行的索引满足预定条件，则将与给定行相关联的子序列中的具有奇数索引的比特先于具有偶数索引的比特写入给定行中。另一方面，如果给定行的索引不满足该预定条件，将与给定行相关联的子序列中的具有偶数索引的比特先于具有奇数索引的比特写入给定行中。
在一些实施例中，该预定条件可以包括
Figure BDA0001407110090000081
其中i表示给定行的索引，并且i为小于第二数目的非负整数。
在将具有奇数索引的比特写入给定行的实施例中，可以按照从最低有效位向最高有效位(即，从左至右)的顺序将比特写入给定行中。在将具有偶数索引的比特写入给定行的实施例中，可以按照从最高有效位向最低有效位(即，从右至左)的顺序将比特写入给定行中。
图4示例性示出了当N＝21且H＝6时将多个子序列写入到交织阵列的示意图。图4中的数字表示被写入的待交织比特的序号，并且“X”表示无效位置。在图4中，具有等腰三角形结构的三角形交织器构成交织阵列中的上三角矩阵，该交织阵列包括6行以及6列，该三角形交织器包括6行，即行400、410、420、430、440和450。在本文中行索引和列索引均从0开始编号。
当N＝21且H＝6时，待交织比特序列{b0,b1,…b20}可以被划分为6个子序列，其中索引为0的子序列为{b0}，索引为1的子序列为{b1,b2}，索引为2的子序列为{b3,b4,b5}，索引为3的子序列为{b6,b7,b8,b9}，索引为4的子序列为{b10,b11,b12,b13,b14}，并且索引为5的子序列为{b15,b16,b17,b18,b19,b20}。从图4可见，任意两个相继的子序列中的比特的数目的差异为1。
下面以将索引为3的子序列{b6,b7,b8,b9}为例，描述如何将该子序列写入如图4所示的交织阵列中。针对三角形交织器中的索引为3的行430，确定索引为3的行430的索引i(即，3)例如是否满足
Figure BDA0001407110090000091
由于索引为3的行430的索引i不满足
Figure BDA0001407110090000092
因此将与索引为3的行430相关联的索引为3的子序列{b6,b7,b8,b9}中的具有偶数索引的比特(即，b6和b8)先于具有奇数索引的比特(即，b7和b9)写入索引为3的行430中(如箭头所示)。
具体地，在将具有奇数索引的比特写入索引为3的行430中时，可以按照从左至右的顺序写入，即先写入比特b6再写入比特b8。在将具有偶数索引的比特写入索引为3的行430中时，可以按照从右至左的顺序写入，即先写入比特b7再写入比特b9。
可以理解，将具有奇数索引的比特和具有奇数索引的比特写入索引为3的行430中的顺序并不是强制性的。可替换地，在某些实施例中，也可以将具有奇数索引的比特先于具有奇数索引的比特写入索引为3的行430中。然而，应当理解，一旦该顺序被确定，则发送设备和接收设备均应当遵守该顺序。
在一些实施例中，方法300进一步包括从交织阵列的末行起，按照从左至右的顺序逐行读取写入的比特，以获得经交织的序列。例如，在图4所示的示例中，可以从交织阵列的索引为5的行起，从左至右、从下至上并且跳过无效位置的无效比特，逐行读取写入的N个比特，从而获得经交织的序列{15,10,17,6,12,19,3,8,14,20,1,5,9,13,18,0,2,4,7,11,16}。
从上述描述可以看出，本公开的实施例通过改进针对三角形交织器进行写入和读出数据的方式，能够消除传统三角形交织器的恒定最小传播距离的限制，从而提高系统解码性能。通过对写入操作的并行执行、和/或对写入和读出操作至少部分的并行执行，本公开的实施例能够显著地提高系统效率从而降低系统延迟，同时还能够降低系统内存消耗。
在一些实施例中，根据本公开的实施例的用于交织数据的方案也可以被应用于具有交织阵列结构的交织器中。以下结合图5进行进一步的详细说明。
图5示出根据本公开的实施例的用于交织数据的方法500的流程图。该方法500在通信网络100中充当发送设备的通信设备处实施。例如，通信设备是图1中的终端设备111、112，或者是网络设备101。应当理解的是，方法500还可以包括未示出的附加步骤和/或可以省略所示出的步骤，本公开的范围在此方面不受限制。
如图5所示，在框510处，基于待交织的比特序列中的比特的第一数目N，确定用于交织所述比特的交织阵列中的行的第二数目H和列的第二数目H，其中N为大于1的整数。
在一些实施例中，待交织的比特序列中的比特可以是在图1中的140处输出的N个编码比特。特别地，待交织的比特序列中的比特也可以是速率匹配的输出比特。例如，待交织的N个比特的序列可以被表示为{b0,b1,b2,…bN-1}。
在一些实施例中，交织阵列中的行和列的数目H可以是满足
Figure BDA0001407110090000101
的最小整数。例如，当N＝21时，交织阵列中的行和列的数目H均为6。
在框520处，将比特序列划分为第二数目个子序列，子序列中的任意两个相继的子序列中的比特的数目的差异为预定值。该预定值可以为任何适当值。作为一个示例，该预定值可以为1。例如，可以将N个比特的序列划分为多个子序列，其中索引为i的子序列至多可以包括i+1个连续比特并且i为小于H的非负整数。例如，当N＝21且H＝6时，待交织比特序列{b0,b1,…b20}可以被划分为6个子序列，其中索引为0的子序列为{b0}，索引为1的子序列为{b1,b2}，索引为2的子序列为{b3,b4,b5}，索引为3的子序列为{b6,b7,b8,b9}，索引为4的子序列为{b10,b11,b12,b13,b14}，并且索引为5的子序列为{b15,b16,b17,b18,b19,b20}。
在框530处，将第二数目个子序列并发写入交织阵列。具体地，将第二数目个子序列中具有零索引的子序列中的首个比特写入交织阵列的对角线上的预定位置，以及对于第二数目个子序列中的具有零索引的子序列的后续子序列，基于后续子序列中的比特的第三数目，将后续子序列写入交织阵列。
在一些实施例中，将后续子序列写入交织阵列包括迭代执行以下至少一次，直至第三数目等于零：如果第三数目等于1，则将后续子序列中的首个比特写入对角线上的后续位置，后续位置相对于预定位置的偏移基于后续子序列的索引被确定；以及如果第三数目大于1，将后续子序列中的首个比特写入交织阵列的第一位置，第一位置与预定位置具有相同的列索引，将紧随后续子序列中的首个比特的比特写入交织阵列的第二位置，第二位置与预定位置具有相同的行索引，以及通过从后续子序列中移除写入的比特来更新第三数目。
在一些实施例中，第一位置相对于预定位置的行偏移基于后续子序列的索引被确定。
在一些实施例中，第二位置相对于预定位置的列偏移基于后续子序列的索引被确定。
在一些实施例中，预定位置具有零行索引和零列索引。
图6示例性示出了当N＝21且H＝6时将多个子序列写入到交织阵列的示意图。图6中的数字表示被写入的待交织比特的序号，并且“X”表示无效位置。
在图6的示例中，N＝21且H＝6，待交织比特序列{b0,b1,…b20}可以被划分为6个子序列，其中索引为0的子序列为{b0}，索引为1的子序列为{b1,b2}，索引为2的子序列为{b3,b4,b5}，索引为3的子序列为{b6,b7,b8,b9}，索引为4的子序列为{b10,b11,b12,b13,b14}，并且索引为5的子序列为{b15,b16,b17,b18,b19,b20}。从图6可见，任意两个相继的子序列中的比特的数目的差异为1。
具有零索引的子序列、即索引为0的子序列{b0}中的首个比特b0被写入交织阵列的对角线上的预定位置。在图6所示的示例中，该预定位置具有零行索引和零列索引。应当理解，这仅是示例而已，索引为0的子序列{b0}中的首个比特b0被写入交织阵列的对角线上的任意位置，本公开的范围在此方面不受限制。
下面以将索引为2的子序列为{b3,b4,b5}为例，描述如何将索引为2的子序列的后续子序列写入如图6所示的交织阵列中。
首先，确定索引为2的子序列中的比特的数目是大于1还是等于1。由于在初始条件下索引为2的子序列中的比特的数目为3，因此将索引为2的子序列中的首个比特b3写入交织阵列的第一位置。第一位置与索引为0的子序列{b0}中的首个比特b0的写入位置(即预定位置)具有相同的列索引。换言之，索引为2的子序列中的首个比特b3与索引为0的子序列{b0}中的首个比特b0被写入交织阵列的相同列中。在索引为0的子序列{b0}中的首个比特b0被写入交织阵列的索引为0的列的示例中，索引为2的子序列中的首个比特b3也被写入交织阵列的索引为0的列。索引为2的子序列中的首个比特b3的写入位置相对于索引为0的子序列{b0}中的首个比特b0的写入位置的行偏移基于索引为2的子序列的索引(即，i＝2)被确定。例如，比特b3的写入位置r1可以被确定为使得r1＝r0+i，其中r0表示索引为0的子序列{b0}中的首个比特b0的写入位置的行索引，i表示子序列的索引。在r0＝0并且i＝2时，r1＝2。
此外，将紧随索引为2的子序列中的首个比特b3的比特b4写入交织阵列的第二位置。第二位置与索引为0的子序列{b0}中的首个比特b0的写入位置(即预定位置)具有相同的行索引。换言之，索引为2的子序列中的比特b4与索引为0的子序列{b0}中的首个比特b0被写入交织阵列的相同行中。在比特b0被写入交织阵列的索引为0的行的示例中，比特b4也被写入交织阵列的索引为0的行。比特b4的写入位置相对于索引为0的子序列{b0}中的首个比特b0的写入位置的列偏移基于索引为2的子序列的索引(即，i＝2)被确定。例如，比特b4的写入位置l1可以被确定为使得l1＝l0+i，其中l0表示索引为0的子序列{b0}中的首个比特b0的写入位置的列索引，i表示子序列的索引。在l0＝0并且i＝2时，l1＝2。
随后，通过从索引为2的子序列中移除写入的比特b3和b4而将索引为2的子序列中的比特的数目更新为1。
接下来，迭代地执行确定索引为2的子序列中的比特的数目是大于1还是等于1的步骤。在此情况下，索引为2的子序列中的比特的数目等于1。因而，将索引为2的子序列中的首个比特b5写入对角线上的后续位置，该后续位置相对于索引为0的子序列{b0}中的首个比特b0的写入位置的偏移基于后续子序列的索引被确定。
例如，比特b5在对角线上的写入位置d1可以被确定为使得d1＝d0+i-1，其中d0表示索引为0的子序列{b0}中的首个比特b0在对角线上的写入位置的索引，i表示子序列的索引。在d0＝0并且i＝2时，d1＝1。
由此，索引为2的子序列中的3个比特均被写入交织阵列中，即索引为2的子序列中的比特的数目变为0，因而上述迭代过程终止。
根据本公开的实施例，针对索引为0的子序列{b0}的后续子序列、例如索引为1至5的子序列并发地执行上述迭代的写入过程，从而显著地提高了系统效率，降低了系统延迟，同时还能够降低系统内存消耗。
在一些实施例中，方法500进一步包括从交织阵列的末行起，按照从左至右的顺序逐行读取写入的比特，以获得经交织的序列。例如，在图6所示的示例中，可以从交织阵列的索引为5的行起，从左至右、从下至上并且跳过无效位置的无效比特，逐行读取写入的N个比特，从而获得经交织的序列{15,10,17,6,12,19,3,8,14,20,1,5,9,13,18,0,2,4,7,11,16}。
以上从发送设备的角度描述了在无线通信系统中交织数据的方案。然而，应当理解，上述操作是可逆的。例如，在接收设备处，可以执行与上述交织操作相对应的逆操作来对数据进行去交织，以恢复比特的顺序。同时，还应理解，在一些实施例中，与上述操作相对应的逆操作可以被应用于发送设备处来执行交织操作，而上述操作可以相应地被应用于接收设备处来执行去交织操作，以实现类似效果。也即，尽管以上从发送设备的角度描述了在无线通信系统中交织数据的方案，然而该方案并不限于仅应用于发送设备处。相反，该方案也可以被应用于接收设备处。出于简化说明的目的，在此不再赘述上述所有实现方式。然而应当理解，上述所有实现方式均落入本公开的保护范围内。
此外，尽管以上在无线通信系统的环境中来描述交织数据的方案。然而，应当理解，该方案不仅限于被应用于无线通信领域。相反，该方案也可以被应用于期望将相继比特分散存储和/或传输从而提高纠错性能的其他领域，例如用于光盘存储等。
以下将进一步结合附图7和图8来详细描述本公开的实施例相对于例如如图2所示的传统方案的技术效果。
首先，从最小传播距离和平均传播距离方面来将根据本公开的实施例的数据交织方案与如图2所示的传统方案进行比较。例如，最小传播距离和平均传播距离的公式可以被定义如下：
Figure BDA0001407110090000141
Figure BDA0001407110090000142
图7示出了如图2所示的传统方案和如图3所示的本公开实施例在最小传播距离方面的性能对比示意图。如图7所示，如图2所示的传统方案的曲线是平坦的，因为最小传播距离被固定为2，而不管序列长度或者三角形交织器的腰长是多少。相对地，在根据本公开实施例的方案中，最小传播距离显著增加，从而能够提高系统性能。
图8示出了如图2所示的传统方案和如图3所示的本公开实施例在平均传播距离方面的性能对比示意图。再次能够看出，根据本公开实施例的方案的技术效果显著优于如图2所示的传统方案。
图9示出了适合实现本公开的实施例的通信设备900的框图。设备900可以用来实现本公开的实施例中的发送设备或者接收设备，例如图1所示的网络设备101、或者终端设备111或112。
如图9中的示例所示，通信设备900可以包括一个或多个处理器910、耦合到处理器910的一个或多个存储器920、以及耦合到处理器910的一个或多个发送器和/或接收器(TX/RX)940。
处理器910可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以包括但不限于通用计算机、专用计算机、微控制器、数字信号控制器(DSP)以及基于多核处理器架构的处理器中的一种或多种。通信设备900可以具有多个处理器，诸如在时间上从动于与主处理器同步的时钟的专用集成电路芯片。
存储器920可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以使用任何合适的数据存储技术来实现，作为非限制示例，诸如非瞬态计算机可读存储介质、基于半导体的存储器件、磁存储器件和系统、光存储器件和系统、固定存储器和可移除存储器。
存储器920存储程序930的至少一部分。TX/RX 940用于双向通信。TX/RX 940具有至少一个天线以促进通信，但实践中该设备可以具有若干个天线。通信接口可以表示与其它网元通信所需的任何接口。
程序930可以包括程序指令，该程序指令在由相关联的处理器910执行时使得设备900能够根据本公开实施例进行操作，如参照图2至图3所述的那样。也就是，本公开的实施例可以通过可由通信设备900的处理器910执行的计算机软件实现，或者通过硬件实现，或者通过软件和硬件的结合实现。
一般而言，本公开的各种示例实施例可以在硬件或专用电路、软件、逻辑，或其任何组合中实施。某些方面可以在硬件中实施，而其他方面可以在可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行的固件或软件中实施。当本公开的实施例的各方面被图示或描述为框图、流程图或使用某些其他图形表示时，将理解此处描述的方框、装置、系统、技术或方法可以作为非限制性的示例在硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备，或其某些组合中实施。可用来实现本公开实施例的硬件器件的示例包括但不限于：现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)，等等。
作为示例，本公开的实施例可以在机器可执行指令的上下文中被描述，机器可执行指令诸如包括在目标的真实或者虚拟处理器上的器件中执行的程序模块中。一般而言，程序模块包括例程、程序、库、对象、类、组件、数据结构等，其执行特定的任务或者实现特定的抽象数据结构。在各实施例中，程序模块的功能可以在所描述的程序模块之间合并或者分割。用于程序模块的机器可执行指令可以在本地或者分布式设备内执行。在分布式设备中，程序模块可以位于本地和远程存储介质二者中。
用于实现本公开的方法的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言编写。这些计算机程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程的数据处理装置的处理器，使得程序代码在被计算机或其他可编程的数据处理装置执行的时候，引起在流程图和/或框图中规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在计算机上、部分在计算机上、作为独立的软件包、部分在计算机上且部分在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是包含或存储用于或有关于指令执行系统、装置或设备的程序的任何有形介质。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读存储介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体系统、装置或设备，或其任意合适的组合。机器可读存储介质的更详细示例包括带有一根或多根导线的电气连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存储存取器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光存储设备、磁存储设备，或其任意合适的组合。
另外，尽管操作以特定顺序被描绘，但这并不应该理解为要求此类操作以示出的特定顺序或以相继顺序完成，或者执行所有图示的操作以获取期望结果。在某些情况下，多任务或并行处理会是有益的。同样地，尽管上述讨论包含了某些特定的实施细节，但这并不应解释为限制任何发明或权利要求的范围，而应解释为对可以针对特定发明的特定实施例的描述。本说明书中在分开的实施例的上下文中描述的某些特征也可以整合实施在单个实施例中。反之，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以分离地在多个实施例或在任意合适的子组合中实施。
尽管已经以特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了主题，但是应当理解，所附权利要求中限定的主题并不限于上文描述的特定特征或动作。相反，上文描述的特定特征和动作是作为实现权利要求的示例形式而被公开的。

Claims (26)

1.一种用于在无线通信系统中交织数据的方法，包括：
基于待交织的比特序列中的比特的第一数目，确定用于交织所述比特的三角形交织器中的行的第二数目；
将所述比特序列划分为与所述行相关联的、所述第二数目个子序列，所述子序列中的任意两个相继的子序列中的比特的数目的差异为预定值；以及
按照所述行的顺序将所述第二数目个子序列写入所述三角形交织器，包括对于所述三角形交织器中的给定行，基于所述给定行的索引，来确定与所述给定行相关联的子序列中的具有奇数索引的比特和具有偶数索引的比特的写入顺序。
2.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述给定行的索引来确定所述写入顺序包括：
响应于所述给定行的索引满足预定条件，将与所述给定行相关联的子序列中的具有奇数索引的比特先于具有偶数索引的比特写入所述给定行中；以及
响应于所述给定行的所述索引不满足所述预定条件，将与所述给定行相关联的子序列中的具有所述偶数索引的所述比特先于具有所述奇数索引的所述比特写入所述给定行中。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二数目个所述子序列各自包括多个比特中的连续比特。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述预定条件包括
Figure FDA0002495516730000011
其中i表示所述给定行的所述索引，并且i为小于所述第二数目的非负整数。
5.根据权利要求1所述的方法，其中写入所述三角形交织器包括：
将具有所述奇数索引的所述比特按照从最低有效位向最高有效位的顺序写入所述给定行中。
6.根据权利要求1所述的方法，其中将具有所述偶数索引的所述比特写入所述给定行中包括：
按照从最高有效位向最低有效位的顺序写入所述给定行中。
7.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述第一数目确定所述第二数目包括：
确定所述第二数目H，使得H为满足
Figure FDA0002495516730000021
的最小整数，
其中N表示所述第一数目。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定值为1。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述三角形交织器构成交织阵列中的上三角矩阵，所述交织阵列包括所述第二数目个行以及所述第二数目个列。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：
从所述交织阵列的末行起，按照从最低有效位向最高有效位的顺序逐行读取写入的所述比特。
11.一种用于在无线通信系统中交织数据的方法，包括：
基于待交织的比特序列中的比特的第一数目，确定用于交织所述比特的交织阵列中的行的第二数目和列的所述第二数目；
将所述比特序列划分为所述第二数目个子序列，所述子序列中的任意两个相继的子序列中的比特的数目的差异为预定值；以及
将所述第二数目个子序列并发写入所述交织阵列，包括：
将所述第二数目个子序列中具有零索引的子序列中的首个比特写入所述交织阵列的对角线上的预定位置，以及
对于所述第二数目个子序列中的具有所述零索引的所述子序列的后续子序列，基于所述后续子序列中的比特的第三数目，将所述后续子序列写入所述交织阵列。
12.根据权利要求11所述的方法，其中将所述后续子序列写入所述交织阵列包括：
迭代执行以下至少一次，直至所述第三数目等于零：
响应于所述第三数目等于1，将所述后续子序列中的首个比特写入所述对角线上的后续位置，所述后续位置相对于所述预定位置的偏移基于所述后续子序列的索引被确定；以及
响应于所述第三数目大于1，
将所述后续子序列中的所述首个比特写入所述交织阵列的第一位置，所述第一位置与所述预定位置具有相同的列索引，
将紧随所述后续子序列中的所述首个比特的比特写入所述交织阵列的第二位置，所述第二位置与所述预定位置具有相同的行索引，以及
通过从所述后续子序列中移除写入的所述比特来更新所述第三数目。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述后续位置被确定为使得所述后续位置满足d1＝d0+j-1，其中d0表示所述预定位置在所述对角线上的索引，j表示所述后续子序列的索引。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一位置相对于所述预定位置的行偏移基于所述后续子序列的索引被确定。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一位置被确定为使得所述第一位置满足r1＝r0+k，其中r0表示所述预定位置的行索引，k表示所述后续子序列的索引。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述第二位置相对于所述预定位置的列偏移基于所述后续子序列的索引被确定。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第二位置被确定为使得所述第二位置满足l1＝l0+m，其中l0表示所述预定位置的列索引，m表示所述后续子序列的索引。
18.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二数目个所述子序列各自包括多个比特中的连续比特。
19.根据权利要求11所述的方法，其中基于所述第一数目确定所述第二数目包括：
确定所述第二数目H，使得H为满足
Figure FDA0002495516730000031
的最小整数，
其中N表示所述第一数目。
20.根据权利要求11所述的方法，其中所述预定位置具有零行索引和零列索引。
21.根据权利要求11所述的方法，其中所述预定值为1。
22.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：
从所述交织阵列的末行起，按照从最低有效位向最高有效位的顺序逐行读取写入的所述比特。
23.一种用于在无线通信系统中交织数据的设备，包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器存储有指令，所述指令在被所述处理器执行时使所述设备执行根据权利要求1-10中的任一项所述的方法。
24.一种用于在无线通信系统中交织数据的设备，包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器存储有指令，所述指令在被所述处理器执行时使所述设备执行根据权利要求11-22中的任一项所述的方法。
25.一种计算机可读存储介质，其包括机器可执行指令，所述机器可执行指令在由设备执行时使所述设备执行根据权利要求1-10中的任一项所述的方法。
26.一种计算机可读存储介质，其包括机器可执行指令，所述机器可执行指令在由设备执行时使所述设备执行根据权利要求11-22中的任一项所述的方法。
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