CN1183686C - 交错方法 - Google Patents

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Abstract

用于交错数据信号的交错方法，当采用无线块进行分组通信时，每个无线块包括一预定数目的短脉冲信号，每一短脉冲信号包括数据信号，标志信号和同步信号，每一数据信号有预定数量的比特，交错方法包括：在发射侧，从既是预定数目的倍数又是包括在每一无线块中的数据信号的总比特数的除数的值中选择交错的短脉冲长度，并把短脉冲长度发射到接收侧；在发射侧，根据短脉冲长度进行交错，并把交错数据发射给接收侧；在接收侧，根据从发射侧发射的短脉冲长度对交错数据去交错。根据脉冲错误的发生频率，通信缓冲器容量，发射和接收间允许的发送延迟时间，通信数据的种类，无线电波传播特性，发射端从包括在每一无线块中的数据信号的数目4的倍数和总比特数448的除数的值4，8，16，28，和32中选择一个值作为交错脉冲长度。

Description

交错方法
技术领域
本发明涉及一种用于移动通信装置的分组通信的交错方法，例如用于便携式电话。特别的，本发明涉及用于GPRS(通用分组无线服务)的交错方法，它适用于利用GSM(全球移动通信系统)的便携式电话中的分组通信
背景技术
按照惯例，便携式电话过去主要用于语音通信。因此，便携式电话通信网络是在电路切换网络的基础上形成的。甚至在数据通信中便携式电话网络也必须使用切换电路。
随着互联网的普及，便携式电话通信网络正在进展以便结合数据通信功能和多种功能。近来，便携式电话的数据通信正转换成利用分组交换的分组通信网络，在日本被称作I模式，在国外被称作通用分组无线服务(以下缩写为GPRS)。
在利用便携式电话的数据通信中，信道编码过程中执行交错以便降低短脉冲错误。图1示出了发射端处理部分的配置方框图，它完成信道编码过程。处理部分包括一个纠错编码部分101，一个纠错编码部分102，一个收缩码处理部分103，和一个交错部分105。纠错编码部分101在分组数据块进行块编码，并输出其结果。纠错编码部分102对纠错编码部分101的输出数据进行卷积编码，并输出结果数据。收缩码处理部分103对纠错编码部分102的输出进行收缩编码(变窄)，并输出结果数据。交错部分105对收缩码处理部分103的数据输出进行交错，并输出结果数据。
一旦通信信道在利用切换电路的数据通信中被建立，电路就保持连接状态直到通信信道被断开。因此在利用切换电路的数据通信中，基本上一定会有连续性的短脉冲信号。在这种情况下，交错的短脉冲长度是由考虑以下因素决定的，第一短脉冲错误的降低的影响，第二是将被交错的数据信号比特总数的除数，第三是交错所需的通信缓冲器的容量，第四是在发射和接收之间允许的发射延迟时间，第五是通信数据的种类例如语音数据和视频数据，第六是无线电波的传播特性例如衰落。举例来说，在GSM制式中便携式电话数据通信的全速率4.8kb/s(千比特每秒)，9.6kb/s，和14.4kb/s，交错短脉冲长度是19。
另一方面，利用分组切换通信信道的分组通信与其他通信分时共享，因此就不一定能保证短脉冲信号的连续性。在这种分组通信中，每一个无线块有一个预定数目(在GPRS中是4)的短脉冲信号作为基本单元处理。利用预定数目的短脉冲信号进行交错。
图2示出了GSM便携式电话中无线块的数据配置方框图。如图2所示，数据包括一些无线块。在图2中示出了无线块1至3。无线块1至3中的每一个包括四个连续的短脉冲信号。每一个短脉冲信号包括两个数据信号，两个标记信号，和一个同步信号。
在图2所示的无线块中交错的主题仅仅是数据信号。标记信号和同步信号不能成为交错的主题。如果假设数据信号交错的短脉冲长度是4，数据信号(1)到(9)混合成一个然后交错。
在GSM便携式电话中，被如上所述交错的数据信号根据预定规则用各自的短脉冲被再次重新排列。因此，就可以进行二维交错了。
图3是如上所述交错的短脉冲长度为4的情况下交错方法的框图。现假设一个无线块包括的数据信号的比特总数是448，无线块2的每一个短脉冲包括的数据信号的比特数是112。用Y(0-447)表示每一个无线块包括的数据信号的数据顺序，数据信号在列向按顺序被写入矩阵形式的存储器，从0开始。如果无线块的数据被写入存储器，存储器中的数据从它的行向读出。这样，就可实现交错。因此，交错被表示成Y＝4m+(n-1)(其中m从0到111，n从1到4)后，数据序列被标记成第n个短脉冲信号。在分组通信中，不能确保如上所述的短脉冲信号的连续性。因此，在分组通信中交错的短脉冲长度(4)必须与每一个无线块的短脉冲信号数(4)相一致。
另一方面，GPRS的信道编码过程有四种：类型1至类型4。在类型1中，采用被称作法尔码的有40比特长度短脉冲纠错编码。类型2，类型3和类型4任意一种中，采用16比特长度不同种的纠错码。根据这种类型，发射和接收的通信数据类型就不同。因此，就会出现这样的问题，类型2，类型3和类型4与类型1相比较易受短脉冲错误的影响。通过加长短脉冲的长度，短脉冲错误的发生就会减少。然而，例如由GPRS代表的便携式电话移动通信在分组通信中进行交错的短脉冲长度固定为4。因此，通过加长短脉冲长度不能减少短脉冲错误。
如上所述，例如由GPRS代表的便携式电话移动通信在分组通信中进行交错的短脉冲长度是固定的。结果是通过校正短脉冲长度不能减少短脉冲错误。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种能够减少短脉冲错误的交错方法。
根据本发明的第一方面，一种用于交错数据信号的交错方法，当采用无线块进行分组通信时，每一个无线块包括一预定数目的短脉冲信号，每一短脉冲信号都包括数据信号，标志信号和同步信号，每一数据信号有预定数量的比特，交错方法包括以下步骤：在发射侧，从既是预定数目的倍数又是包括在每一无线块中的数据信号的总比特数的除数的值中选择交错的短脉冲长度，并把短脉冲长度发射到接收侧；在发射侧，根据短脉冲长度进行交错，并把交错数据发射给接收侧；在接收侧，根据从发射侧发射的短脉冲长度对交错数据去交错。
根据第一方面，基于预定情况的值被选择作为短脉冲长度，从是预定数目的倍数和包括在每一无线块中的数据信号的总比特数的除数的值中选择短脉冲长度。甚至在移动通信的短脉冲信号的连续性不确定的分组通信中，短脉冲信号定向的交错长度能够动态的和自适应的变化。因此，根据情况改变短脉冲长度能减少短脉冲错误。
本发明的第二方面是根据第一方面提供一种交错方法，其中如果被发射的无线块短脉冲信号的总数是预定数目的倍数，而不是包括在每一无线块中的数据信号比特总数的除数，则发射侧从预定数目的倍数和包括在每一无线块中的数据信号的总比特数的除数的值中选择一些值，以便使所选择的一些值的总和与将要发射的无线块中短脉冲信号的总数相等，并且发射侧利用所选择的一些值在无线块的各自部分进行交错。
根据第二方面，从预定数目的倍数和包括在每一无线块中的数据信号的总比特数的除数的值中选择一些值作为短脉冲长度。通过结合部分短脉冲长度进行交错。因此，能在任意数量的无线块上进行交错。
附图说明
图1是发射端处理部分的结构方框图，它处理通常的信道编码过程；
图2是GSM便携式电话中无线块的数据结构框图；
图3是短脉冲长度是4的交错方法的框图；
图4A至4E是根据本发明的第一实施例的交错方法框图；
图5是利用根据本发明的第一实施例的交错方法的数据交错举例的框图；
图6是发射端处理部分的结构框图，它根据本发明第二实施的交错方法进行信道编码。
具体实施方式
本发明的交错方法将参照附图详细描述。
(第一实施例)
首先，将描述根据本发明的第一实施例的交错方法。在这个实施例的交错方法中，交错短脉冲的长度是可变的。短脉冲的长度由包括在每一无线块的数据信号的比特总数的除数和包括在每一无线块的短脉冲数目的倍数确定。假设包括在每一块中的数据信号的比特总数是448，包括在每一无线块的短脉冲数目是4，交错的短脉冲长度就是4，8，16，28，32，56，64，112，224，或448。
图4A至4E是本发明交错方法的框图。图4A至4E每一无线块有四个短脉冲信号。因此，图4A至4E的无线块交错方法中短脉冲长度就是4的倍数。
图4A是当交错的短脉冲长度是4时的交错过程。当交错的短脉冲长度是4时，如上所述交错所需的短脉冲信号的数目就是4，交错所需的无线块的数目是1。也就是说，一个无线块成为交错的最小单元。在本实施例的交错方法中，交错短脉冲长度通过合并多个无线块来改变，每一个无线块都是最小的交错单元。
图4B是当交错的短脉冲长度是8时的交错过程。当交错的短脉冲长度是8时，交错所需的短脉冲信号的数目就是8，因为必须使交错短脉冲长度与交错所需无线块的短脉冲长度相一致。因此，交错所需的短脉冲数目是8，交错所需的无线块的数目是2。用Y(0-447)表示包括在每一无线块中的数据信号的数据序列，交错后由第n个短脉冲信号表示数据序列，表达为Y＝8m+(n-1)(其中m＝1至55，n＝1至8)。
图4C是当交错的短脉冲长度是16时的交错过程。当交错的短脉冲长度是16时，交错所需的短脉冲信号的数目就是16，交错所需的无线块的数目是4。用Y(0-447)表示包括在每一无线块中的数据信号的数据序列，交错后由第n个短脉冲信号表示数据序列，表达为Y＝16m+(n-1)(其中m＝1至27，n＝1至16)。
图4D是当交错的短脉冲长度是28时的交错过程。当交错的短脉冲长度是28时，交错所需的短脉冲信号的数目就是28，交错所需的无线块的数目是7。用Y(0-447)表示包括在每一无线块中的数据信号的数据序列，交错后由第n个短脉冲信号表示数据序列，表达为Y＝28m+(n-1)(其中m＝1至15，n＝1至28)。
图4E是当交错的短脉冲长度是32时的交错过程。当交错的短脉冲长度是32时，交错所需的短脉冲信号的数目就是32，交错所需的无线块的数目是8。用Y(0-447)表示包括在每一无线块中的数据信号的数据序列，交错后由第n个短脉冲信号表示数据序列，表达为Y＝32m+(n-1)(其中m＝1至13，n＝1至32)。
如果在交错前的短脉冲信号数据中的至少一个数据被标志到交错后的每一个短脉冲信号中，交错的短脉冲长度的最大值是112。交错的短脉冲能够长度能被设置成56，64或112。然而在这种情况下，在发射端和接收端就需要大容量的通信缓冲器。因此，在本发明实施例的交错方法中，被实际利用的短脉冲长度范围是4至32，这一范围是实用范围。然而，随着交错所需的短脉冲信号的数量增加，在发射端和接收端就需要更大容量的通信缓冲器。因此，交错的短脉冲长度的最大值就受装配在发射端和接收端的通信缓冲器的容量所限。进而，随着交错所需的短脉冲信号数目的增加，在发射端和接收端之间的发射延迟时间也会变长。因此，交错的短脉冲长度的最大值也受所允许的发射延迟时间的限制。
在本实施例的交错方法中，交错的短脉冲长度能根据发射端和接收端的短脉冲错误减少的结果而改变。通常情况下，随着交错的短脉冲长度变长，短脉冲错误发生率降低。因此，在本实施例的交错方法中，当短脉冲错误频繁出现时发射端使交错短脉冲长度更长，而当短脉冲错误较少出现时发射端使交错短脉冲长度更短。进而，本实施例的交错方法中，交错短脉冲长度也能根据通信数据种类和无线电波传播特性改变。
在本实施例的交错方法中，发射端根据如上所述的通信情况改变交错的短脉冲长度。因此，接收端需要知道发射端运用的交错短脉冲长度，因为接收端要对交错数据信号去交错。
在本实施例的交错方法中，有两种方法可以用来通知接收端在发射端所运用的交错短脉冲长度。在第一种方法中，发射端发射控制信息，包括表示在发射端运用的交错短脉冲长度的信息。在第二种方法中，发射端在上述数据的无线块标志信号中合并交错短脉冲长度，并与数据信号一起发射交错短脉冲长度。用这两种方法，接收端能够根据发射端实际运用的交错信号短脉冲长度进行去交错。
图5是用于本发明交错方法的数据交错的例子的框图。用4a表示具体的4的倍数(其中“a”是至少为2的自然数)，具有短脉冲长度为4a的数据交错表示为交错A。用与4a不同的4b表示具体的4的倍数，具有短脉冲长度为4b的数据交错就表示为交错B。用与4a和4b都不相同并且是最大值的4m来表示具体的4的倍数，具有短脉冲长度为4m的数据交错就表示为交错M。用4x表示任意的4的倍数，x能从1，a，b和m中选出数和代表。如果满足关系式x＝1+a+b+m，则交错x就可用图5表示。现在假设在本实施例的交错方法中，被发射的无线块的短脉冲信号的总和x是包括在每一无线块中短脉冲信号数目的倍数，并且被发射的无线块的短脉冲信号总数x不包括在值1，...a，...b，...m中，他们是每一无线块中数据信号比特总数的除数。在这种情况下，用这些值(1，a，b，和m)中的所有值作为短脉冲长度，发射端选择这些值(1，a，ba，和m)以使这些值的和(在图5中，1+a+b+m)包括1，..a，...b，...m，与短脉冲信号总数x相等，在无线块的各自部分进行交错将被发射到接收端的信号。在本实施例的交错方法中，用一些短脉冲长度结合，可以对任意数目的无线块实现交错。
在本实施例的交错方法中，也可以先进行交错然后通过再次进行交错完成二维交错再次排列数据，以便进一步促成短脉冲错误到随机错误的转化。
(第二实施例)
下面，将依照附图详细描述根据本发明第二实施例的交错方法。在本实施例的交错方法中，在第一实施例交错方法的基础上进行交错。然而，在本实施例的交错方法中，假设被交错的包括在每一无线块的数据信号比特总数是448+4n(其中n是自然数)。
通过在分组数据块进行信道编码处理形成无线块。图6是发射端进行信道编码处理部分的结构框图，该处理部分与图1的发射端处理部分的配置不同，图1中交错处理部分105被交错处理部分105’代替，并且在收缩编码部分103和交错处理部分105’之间提供收缩编码部分104。
交错处理部分105’进行的交错已在第一实施例的交错方法中表示出了。
收缩编码部分104对4n比特的周期性可擦除数据进行收缩编码处理，从而校正数据信号的比特数以使在无线块中被交错的数据信号的比特数目等于448。在收缩编码部分104中，通过校正得到的4n比特数据信号被标志为无线块中的标记信号，表示交错短脉冲长度的信息在那里合并。交错处理部分105’对校正后的448比特数据信号进行交错。
在GSM便携式电话的分组通信模式GPRS中，无线块的数据信号有456比特。在信道编码的类型2和类型3中，利用如上所述的收缩编码。收缩编码部分104对8比特的周期性可擦除数据进行收缩编码处理，从而校正数据信号的比特数以便使在无线块数据信号中被交错的数据信号比特数等于448。不直接与交错有关的8比特数据被标志为标记信号，在那里插入表示交错短脉冲长度的信息。
如前所述，根据本发明的第一方面，在移动通信的分组通信中根据如下情况如短脉冲错误的发生频率，通信缓冲器容量，在发射和接收之间允许的发射延迟时间，通信数据种类，无线电波传播特性从包括在每一无线块的短脉冲信号数目的乘数和包括在每一无线块中数据信号比特总数的除数中选择作为短脉冲长度。因此，尽管移动通信中分组通信中的短脉冲信号的连续性不确定，在短脉冲信号方向的交错长度能根据情况动态地和适当地变化。因此，短脉冲错误就减少了。
根据本发明的第二方面，从包括在每一无线块中的短脉冲信号数目的乘数和包括在每一无线块中数据信号比特总数的除数中选择一些值作为短脉冲长度。通过合并一些短脉冲长度进行交错。因此，交错能在任意数目的无线块中完成。

Claims (13)

1、一种用于交错数据信号的交错方法，当采用无线块进行分组通信时，每一个无线块包括一预定数目的短脉冲信号，每一短脉冲信号都包括数据信号，标志信号和同步信号，每一数据信号有预定数量的比特，交错方法包括以下步骤：
在发射侧，从既是预定数目的倍数又是包括在每一无线块中的数据信号的总比特数的除数的值中选择交错的短脉冲长度，并把短脉冲长度发射到接收侧；
在发射侧，根据短脉冲长度进行交错，并把交错数据发射给接收侧；
在接收侧，根据从发射侧发射的短脉冲长度对交错数据去交错。
2、根据权利要求1所述的交错方法，其特征在于，
如果被发射的无线块短脉冲信号的总数是预定数目的倍数，而不是包括在每一无线块中的数据信号比特总数的除数，
则发射侧从预定数目的倍数和包括在每一无线块中的数据信号的总比特数的除数的值中选择一些值，以便使所选择的一些值的总和与将要发射的无线块中短脉冲信号的总数相等，并且
发射侧利用所选择的一些值在无线块的各部分进行交错。
3、根据权利要求1所述的交错方法，其特征在于，短脉冲长度的最大值被限制以便其能把交错前短脉冲信号比特中的至少一个比特在交错后分配给每一短脉冲信号。
4、根据权利要求1所述的交错方法，其特征在于，限制短脉冲长度的最大值以防止交错所需的数据信号比特总数超过通信缓冲器容量。
5、根据权利要求1所述的交错方法，其特征在于，限制短脉冲长度的最大值以防止发射端和接收侧之间的发射延迟时间超过允许时间。
6、根据权利要求1所述的交错方法，其特征在于，发射侧在发射交错数据前把短脉冲长度合并到将被发射到接收侧的控制信息，并发射该控制信息，并且
接收侧基于结合在控制信息中的短脉冲长度对已交错数据去交错。
7、根据权利要求1所述的交错方法，其特征在于，发射侧基于短脉冲错误减少的结果，从既是预定数自的倍数又是包括在每一无线块中数据信号比特总数的除数的值中确定短脉冲长度。
8、根据权利要求1所述的交错方法，其特征在于，发射侧基于发射和接收数据的种类，从既是预定数目的倍数又是包括在每一无线块中数据信号比特总数的除数的值中确定短脉冲长度。
9、根据权利要求1所述的交错方法，其特征在于，发射侧基于发射和接收中无线电波传播特性，从既是预定数目的倍数又是包括在每一无线块中数据信号比特总数的除数的值中确定短脉冲长度。
10、根据权利要求1所述的交错方法，其特征在于，预定的数量是4。
11、根据权利要求1所述的交错方法，其特征在于，包括在每一无线块中数据信号的比特总数是448。
12、根据权利要求1所述的交错方法，其特征在于，
如果包括在每一无线块中数据信号的比特总数是448+4n(其中n是自然数)，
则发射侧用收缩编码调整包括在每一无线块中数据信号的比特总数，以使包括在每一无线块中数据信号的比特总数在交错前等于448，并且
发射侧用调整的数据信号进行交错。
13、根据权利要求12所述的交错方法，其特征在于，发射侧把通过调整没有被交错的4n比特的数据信号分配给标记信号，并且
发射侧把短脉冲长度合并到4n比特中的数据信号上，并把交错数据发射到接收侧。
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