CN113839738B - 一种跨越读取块交织处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种跨越读取块交织处理方法及系统，包括以下步骤：将M×N个输入数据按列写入M行N列的矩阵或按行写入M列N行的矩阵；当按列写入M行N列的矩阵时，按照跨行读取规则依次读出所述矩阵的各行数据；当按行写入M列N行的矩阵时，按照跨列读取规则依次读出所述矩阵的各列数据。本发明的跨越读取块交织处理方法及系统能够在不增加通信开销的同时，有效提高块交织性能。

Description

一种跨越读取块交织处理方法及系统

技术领域

本发明涉及数字通信的技术领域，特别是涉及一种跨越读取块交织处理方法及系统。

背景技术

在无线通信系统中，特别是无线广播系统中，为提高系统的容错率，需在接收端尽可能实现无差错传输。通常，在抵抗信道干扰的问题上采用时间交织技术。由于相邻的信息单元同时出现错误的几率一般较大，容易形成成块差错，且不易修正。因此，将相邻的信息单元尽可能置乱进行传输的任务即时间交织，成为解决通信系统稳定性以及数据准确性的重要环节。

块交织在一定规律下改变数据的分布，将临近的原始数据之间距离增大，降低连续差错出现的概率。当按列写入一个M*N大小的矩阵时，行数M代表一个码块的单元数，列数N代表码块的个数，且N大于等于1。交织的目的是使得同一码块的数据在交织前后的间距之和最小值S_min最大化。

现有技术中，常见的块交织方案包括以下几种：

(1)随机交织

由于随机交织采用特定随机置乱图案进行交织，故受限于交织块的大小和存储特定的排序图案。

(2)列入行出

列入行出的块交织方案性能受限于列的个数。

(3)对角线交织

对角线交织采用按列读入，按照对角线读出的方式进行交织，其置乱的最小跨度受限于列数。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种跨越读取块交织处理方法及系统，能够在不增加通信开销的同时，有效提高块交织性能。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种跨越读取块交织处理方法，包括以下步骤：将M×N个输入数据按列写入M行N列的矩阵或按行写入M列N行的矩阵；当按列写入M行N列的矩阵时，按照跨行读取规则依次读出所述矩阵的各行数据；当按行写入M列N行的矩阵时，按照跨列读取规则依次读出所述矩阵的各列数据。

于本发明一实施例中，所述跨行读取规则中，读出的行序号为

其中2≤i≤M，R_i表示第i个读取的行序号，d表示预设间隔，F表示当i满足M-d＜R_i-1≤M时跨行选择的预设原则，R₁＝1，/>

表示向上取整；

所述跨列读取规则中，读出的列序号为

其中2≤i≤M，R_i表示第i个读取的列序号，d表示预设间隔，F表示当i满足M-d＜R_i-1≤M时跨列选择的预设原则，R₁＝1，/>

表示向上取整。

于本发明一实施例中，

k为小于等于M的预设值，

表示向下取整，mod表示求余。

于本发明一实施例中，

其中

于本发明一实施例中，F是取值为1至d的一维数组。

于本发明一实施例中，F＝[1,2,…d]。

于本发明一实施例中，当d为偶数时，F＝[1,3,5,…,d-1,2,4,6,…,d]；当d为奇数时，F＝[1,3,5,…,d,2,4,6,…,d-1]。

对应地，本发明提供一种跨越读取块交织处理系统，包括写入模块、行处理模块和列处理模块；

所述写入模块用于将M×N个输入数据按列写入M行N列的矩阵或按行写入M列N行的矩阵；

所述行处理模块用于当按列写入M行N列的矩阵时，按照跨行读取规则依次读出所述矩阵的各行数据；

所述列处理模块用于当按行写入M列N行的矩阵时，按照跨列读取规则依次读出所述矩阵的各列数据。

如上所述，本发明的跨越读取块交织处理方法及系统，具有以下有益效果：

(1)不增加通信开销；

(2)增加了交织后数据之间的最小距离极限值，提高了块交织性能。

附图说明

图1显示为本发明的跨越读取块交织处理方法于一实施例中的流程图；

图2显示为本发明的跨越读取块交织处理方法中跨行读出于一实施例中的示意图；

图3显示为本发明的跨越读取块交织处理系统于一实施例中的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明的跨越读取块交织处理方法及系统能够在不增加通信开销的同时，通过一定的交织和读出方法，有效提高块交织性能。

如图1所示，于一实施例中，本发明的跨越读取块交织处理方法包括以下步骤：

步骤S1、将M×N个输入数据按列写入M行N列的矩阵或按行写入M列N行的矩阵。

于本发明一实施例中，设定输入数据包含有M×N个数据，可表示为x^T＝(x₀,x₁,…,x_M*N-1)。将所述输入数据按列依次写入一个M行N列的矩阵。其中行数M表示一个码块的单元数，列数N表示码块的个数，M≥1、N≥1。

于本发明另一实施例中，设定输入数据包含有M×N个数据，可表示为X^T=(x₀,x₁,...,x_M*N-1)。将所述输入数据按列依次写入一个M列N行的矩阵。其中行数表示一个码块的单元数，列数M表示码块的个数，M≥1、N≥1。

步骤S2、当按列写入M行N列的矩阵时，按照跨行读取规则依次读出所述矩阵的各行数据。

具体地，跨行读出是指对交织后的数据的行序号进行重新排序，并基于排序后的行序号依次读出数据。于本发明一实施例中，所述跨行读取规则中，读出的行序号为

其中2≤i≤M，R_i表示第i个读取的行序号，d表示预设间隔，F表示当i满足M-d＜R_i-1≤M时跨行选择的预设原则，R₁＝1，/>

表示向上取整。也就是说，通过采用预设间隔和回选原则对行序号(1,2,…,i,…,M)进行重新排序。其中，从第一行序号开始按照预设间隔递增方式对所述行序号排序；当递增后的行序号大于所述矩阵的行序号最大值时，在未被排序的行序号中选择小于等于d的一个行序号按照预设间隔递增方式继续排序，直至完成所有行序号的排序。

优选地，d为关于k的一个函数，即d＝f(k)。于本发明一实施例中，所述预设间隔

k为小于等于M的预设值，/>

表示向下取整。

优选地，k为关于d₀的一个函数，即k＝g(d₀)。于本发明一实施例中，

其中/>

表示平方根号，mod表示求余。

于本发明一实施例中，F是取值为1至d的一维数组。优选地，F＝[1,2,…d]。更为优选地，当d为偶数时，F＝[1,3,5,…,d-1,2,4,…,d]；当d为奇数时，F＝[1,3,5,…,d,2,4,…,d-1]。也就是说，在F中，奇数值依顺序从小到大排列在前半部分、偶数值依顺序从小到大排列在后半部分。

步骤S13、当按行写入M列N行的矩阵时，按照跨列读取规则依次读出所述矩阵的各列数据。

具体地，跨列读出是指对交织后的数据的列序号进行重新排序，并基于排序后的列序号依次读出数据。于本发明一实施例中，跨列读取规则中，读出的列序号为

其中2≤i≤M，R_i表示第i个读取的列序号，d表示预设间隔，F表示当i满足M-d＜R_i-1≤M时跨列选择的预设原则，R₁＝1，/>

表示向上取整。也就是说，通过采用预设间隔和回选原则对列序号(1,2,…,i,…,M)进行重新排序。其中，从第一列序号开始按照预设间隔递增方式对所述列序号排序；当递增后的列序号大于所述矩阵的列序号最大值时，在未被排序的列序号中选择小于等于d的一个列序号按照预设间隔递增方式继续排序，直至完成所有列序号的排序。

优选地，d为关于k的一个函数，即d＝f(k)。于本发明一实施例中，所述预设间隔

k为小于等于M的预设值，/>

表示向下取整。

优选地，k为关于d₀的一个函数，即k＝g(d₀)。于本发明一实施例中，

其中/>

表示平方根号，mod表示求余。

于本发明一实施例中，F是取值为1至d的一维数组。优选地，F＝[1,2,…d]。更为优选地，当d为偶数时，F＝[1,3,5,…,d-1,2,4,…,d]；当d为奇数时，F＝[1,3,5,…,d,2,4,…,d-1]。也就是说，在F中，奇数值依顺序从小到大排列在前半部分、偶数值依顺序从小到大排列在后半部分。

下面通过具体实施例来进一步阐述本发明的跨越读取块交织处理方法。

在该实施例中，以M＝7，N＝3的输入数据为例，首先将输入数据按列写入7×3的矩阵中，获得如图2左侧所示矩阵。再通过公式可计算得到k＝2、d＝4。最终获得如图2右侧所示的矩阵，则跨行读出的结果为：[1 8 15 5 12 19 ...4 11 18]，交织后数据之间的最小距离为7。

如图3所示，于一实施例中，本发明的跨越读取块交织处理系统包括写入模块31、行处理模块32和列处理模块33。

所述写入模块31用于将M×N个输入数据按列写入M行N列的矩阵或按行写入M列N行的矩阵。

所述行处理模块32与所述写入模块31相连，用于当按列写入M行N列的矩阵时，按照跨行读取规则依次读出所述矩阵的各行数据。

所述列处理模块33与所述写入模块31相连，用于当按行写入M列N行的矩阵时，按照跨列读取规则依次读出所述矩阵的各列数据。

其中，写入模块31、行处理模块32和列处理模块33的结构和原理与上述跨越读取块交织处理方法中的步骤一一对应，故在此不再赘述。

需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现，也可以全部以硬件的形式实现，还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如：x模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现。此外，x模块也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上x模块的功能。其它模块的实现与之类似。这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，一个或多个微处理器(Digital Singnal Processor，简称DSP)，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，如中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。这些模块可以集成在一起，以片上系统(System-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。

综上所述，本发明的跨越读取块交织处理方法及系统不增加通信开销；增加了交织后数据之间的最小距离极限值，提高了块交织性能。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种跨越读取块交织处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

将M×N个输入数据按列写入M行N列的矩阵或按行写入M列N行的矩阵；

当按列写入M行N列的矩阵时，按照跨行读取规则依次读出所述矩阵的各行数据；

当按行写入M列N行的矩阵时，按照跨列读取规则依次读出所述矩阵的各列数据；

所述跨行读取规则中，读出的行序号为

其中2≤i≤M，R_i表示第i个读取的行序号，d表示预设间隔，F表示当i满足M-d＜R_i-1≤M时跨行选择的预设原则，R₁＝1，/>

表示向上取整；

所述跨列读取规则中，读出的列序号为

其中2≤i≤M，R_i表示第i个读取的列序号，d表示预设间隔，F表示当i满足M-d＜R_i-1≤M时跨列选择的预设原则，R₁＝1，/>

表示向上取整。

2.根据权利要求1所述的跨越读取块交织处理方法，其特征在于：

k为小于等于M的预设值，/>

表示向下取整，mod表示求余。

3.根据权利要求2所述的跨越读取块交织处理方法，其特征在于：

其中/>

4.根据权利要求1所述的跨越读取块交织处理方法，其特征在于：F是取值为1至d的一维数组。

5.根据权利要求4所述的跨越读取块交织处理方法，其特征在于：F＝[1,2,…d]。

6.根据权利要求4所述的跨越读取块交织处理方法，其特征在于：当d为偶数时，F＝[1,3,5,…,d-1,2,4,6,…,d]；当d为奇数时，F＝[1,3,5,…,d,2,4,6,…,d-1]。

7.一种跨越读取块交织处理系统，其特征在于：包括写入模块、行处理模块和列处理模块；

所述写入模块用于将M×N个输入数据按列写入M行N列的矩阵或按行写入M列N行的矩阵；

所述行处理模块用于当按列写入M行N列的矩阵时，按照跨行读取规则依次读出所述矩阵的各行数据；

所述列处理模块用于当按行写入M列N行的矩阵时，按照跨列读取规则依次读出所述矩阵的各列数据；

所述跨行读取规则中，读出的行序号为

其中2≤i≤M，R_i表示第i个读取的行序号，d表示预设间隔，F表示当i满足M-d＜R_i-1≤M时跨行选择的预设原则，R₁＝1，/>

表示向上取整；

所述跨列读取规则中，读出的列序号为

其中2≤i≤M，R_i表示第i个读取的列序号，d表示预设间隔，F表示当i满足M-d＜R_i-1≤M时跨列选择的预设原则，R₁＝1，/>

表示向上取整。

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