CN1675872A

CN1675872A - 通信系统中用于交错/去交错的方法

Info

Publication number: CN1675872A
Application number: CN03819738.3A
Authority: CN
Inventors: 陈俊焕
Original assignee: Sandbridge Technologies Inc
Current assignee: Sandbridge Technologies Inc
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2003-05-05
Publication date: 2005-09-28
Also published as: WO2004002046A2; ATE422731T1; US20030237030A1; EP1537673A2; EP1537673B1; DE60326148D1; US7003703B2; WO2004002046A8; AU2003234454A1; AU2003234454A8; MY135318A; TW200402959A

Abstract

一种在通信系统中执行交错或去交错的方法，其中在该系统在发送器上具有至少一个交错器，在接收器上具有至少一个去交错器。该方法包括根据样条线性模型使用π_n和n(n＝0，1，...，N－1)之间的桥接函数按如下方式交错或去交错输入位序列：y_n=X_πn，n＝0，1，...，N－1。当系统包括第一和第二交错或去交错，为二者都执行该方法。当第二交错或去交错包括加入填充位时，确定填充位在交错或去交错位序列中的位置，并且跳过所确定的位置的交错或去交错。

Description

通信系统中用于交错/去交错的方法

技术领域

本发明一般涉及编码数据的通信系统，尤其涉及数据交错和去交错的改进方法。

背景技术

虽然本发明将描述第三代宽带码分多址(3G WCDMA)系统，但同样的方法也可以在其他系统中用于进行交错和/或去交错。此外，为简明起见，将针对交错器描述该方法，但是其也适用于去交错器。一般和特定的引用详见3G WCDMA标准3GPPTS 25.212：“复用和信道编码(FDD)”。

在通信系统中，大多数公知编码已经开发来抑制假定为统计上独立的噪声。导致该类噪声的典型信道模型是AWGN(加性高斯白噪声)信道。然而，存在一些具有突发差错(bursty error)特性的物理信道，如多路衰减信道，其中衰减通常引起信号下降到噪声水平下，从而导致突发型差错。作为参考，参见J.Proakis，Digital Communications，McGraw-Hill，2001。

交错的任务是用于打乱(或随机化)在信道中引入的差错的位置，从而减轻突发型噪声的影响。

有两种信道交错器用于3G WCDMA，称为第一和第二交错器。第一交错器用于帧间(在传送信道)交错，而第二交错器用于帧内(在物理信道)交错。

典型的块交错器沿临时矩阵(temporary matrix)的行写入输入数据，并且沿该矩阵的列读取数据。为CDMA设计的第一和第二交错器基本上是具有列间置换的块交错器。

发明内容

本发明是在通信系统中执行交错或去交错的方法，在该系统的发送器上具有至少一个交错器，在接收器上具有至少一个去交错器。该方法包括根据样条线性模型使用π_n和n(n＝0，1，...，N-1)之间的桥接函数(bridge function)按如下方式交错或去交错输入位序列x_n：

y_{n} = x_{π_{n}},

n＝0，1，...，N-1。桥接函数是

π_{n}^{r_{j}} = C \times n - j \times N + P_{C} (j),

j＝0，1，...，C-1。其中P_C(j)是置换模式，而r_j表示多组离散的时间间隔。因此，交错或去交错是

y_{n}^{r_{j}} = x_{C \times n - j \times N + PC (j)},

n∈r_j。当系统包括第一和第二交错或去交错时，对二者都执行该方法。当第二交错或去交错包括加入填充(padding)位时，确定填充位在交错或去交错位序列中的位置，并且跳过所确定的位置的交错或去交错。其中y具有索引m，而x具有索引n，索引m不增加，而索引n对于确定的填充位置增加。

可以不形成位序列的矩阵而执行该方法，也可以以软件执行该方法。

当结合附图考虑时，通过本发明的下列详细描述，本发明的这些和其他方面将会变得更加清楚。

附图说明

图1是在3GPP TS 25.212定义的3G WCDMA系统的传送信道过程的方框图。

图2是结合本发明的原理的第一/第二交错方法的流程图。

具体实施方式

在图1中显示了3G WCDMA发送器。循环冗余校验(CRC)处理位序列a，并且产生CRC附加的位序列b。在信道编码前执行传送块(TrBK)串联和代码块分割(segmentation)，并且产生o。信道编码块产生编码的位c。射电帧补偿(radio frame equalization)产生序列t。存在第一交错器，其输出d由射电帧分割和分别产生序列e和f的速率匹配处理。然后，传送信道(TrCH)复用产生序列s，其为编码的复合传送信道(CCTrCH)。然后，物理信道分割产生序列u，其通过第二交错器发送以产生序列v。最后，执行物理信道映射来产生物理信道PhCH。

在CDMA标准3GPP TS25.212：“复用和信道编码(FDD)”中描述的第一交错器的操作如下：

第一交错器的输入位序列由x₀，x₁，x₂，...，x_N-1表示，其中N是位数。

这里，N被保证是在时间发送间隔(TTI)中的射电帧数的整数倍。按照如下方式从块交错器获得输出位序列：

(1)根据TTI从表1选择列数C。这些列从左到右被标记为0，1，...，C-1。

(2)确定该矩阵的行数R，R定义为

R＝N/C。

矩阵的行从上到下被标号为0，1，...，R-1。

(3)逐行地将输入位序列写入R×C矩阵：

(4)根据在表1中显示<P_C(j)>_{j∈{0，1，...，C-1}}模式执行矩阵的行间置换，其中P_C(j)是第j个被置换列的原始列位置。在列置换后，位表示为：{y_n}_n＝0 ^N-1

(5)逐列地从被列间置换的R×C矩阵中读取块交错器的输出位序列y₀，y₁，y₂，...，y_C×R-1。

表1用于第一交错的列间交错模式

TTI	列数C	列间交错模式<Pc(0)，Pc(1)，...，Pc(C-1)>
TTI	列数C	列间交错模式<Pc(0)，Pc(1)，...，Pc(C-1)>	10ms	1	<0>
20ms	2	<0，1>	10ms	1	<0>
20ms	2	<0，1>	40ms	4	<0，2，1，3>
80ms	8	<0，4，2，6，1，5，3，7>	40ms	4	<0，2，1，3>

第二交错器也是块交错器，并且除了其使用固定数量的列用于形成交错器矩阵并且必须处理填充和裁剪哑位(dummy bit)之外，其结构和交错器操作与第一交错器相似。如果输入位的大小不是第二交错器中列数的倍数，则需要这些哑位。

在CDMA标准3GPP TS 25.212：“复用和信道编码(FDD)”中描述的第二交错器的操作如下：

将针对第二交错器的大小为M的输入位序列表示为{u_m}_m＝0 ^M-1

(1)指定交错器矩阵的列数C2，C2＝30。

(2)通过确定该矩阵的行数R2。其中

表示上限运算(ceilingoperation)。

(3)从0行0列位y₀开始，逐行地将输入位序列u₀，u₁，...，u_M-1输入到R2×C2矩阵：

其中对于k＝0，1，2，...，M-1，y_k＝u_k，并且如果R2×C2＞M，则填充哑位以使对于k＝M，M+1，2...R2×C2-1来说y_k＝0或1。在列间置换后从矩阵的输出中裁剪这些哑位。

(4)根据表2中显示的模式<P2(j)>_{j∈{0，1，...，C2-1}}执行矩阵的列间置换，其中P2(j)是第j个被置换列的原始列位置。在列置换后，位表示为y′_k

(5)逐列地从被列间置换的R2×C2矩阵读取块交错器的输出。通过删除曾经在列间置换前填充到矩阵输入的哑位，即从输出中去除对应于位y_k的位y′_k(k＞M)，来裁剪输出。

表2用于第二交错的列间置换模式

列数C2	列间置换模式<P2(0)，P2(1)，...，P2(C2-1)>
列数C2	列间置换模式<P2(0)，P2(1)，...，P2(C2-1)>	30	<0，20，10，5，15，25，3，13，23，8，18，28，1，11，21，6，16，26，4，14，24，19，9，29，12，2，

7，22，27，17>

如图2所示，在输入10，该方法以位序列X开始。在12，使用样条线性模型来执行第一交错。交错的位序列是Y。在其他处理后，可以执行第二交错。在14，位序列U具有已经添加的L位。然后，在16，确定在第二交错位序列中的填充位的位置。然后在18，除确定的位位置之外，使用样条线性模型执行第二交错。在20，输出所得到的位序列V。在下面描述执行第二和第二交错的特定处理：

以软件并不用形成位序列的实际矩阵来执行用于交错的方法。其使用基于样条线性模型的桥接函数。

让{π_n}_n＝0 ^N-1表示第n交错的位位置的原始输入位位置。然后交错器操作可以根据样条线性模型描述为具有在π_n和n(n＝0，...，N-1)之间的桥接函数的

y_{n} = x_{π_{n}},

n＝0，...，N-1。桥接函数可以定义为

π_{n}^{r_{j}} = α^{r_{j}} n + β^{r_{j}},

其中n＝0，1，2，...，N-1，并且{r_j：j＝0，1，2，...，C-1}表示多组离散的时间间隔。

r_{0} = {0,1,2, . . ., \frac{N}{C} - 1},

r_{1} = {\frac{N}{C}, \frac{N}{C} + 1, \frac{N}{C} + 2, . ., \frac{2 N}{C} - 1},

·

r_{C - 1} = {\frac{(C - 1) N}{C}, \frac{(C - 1) N}{C} + 1, \frac{(C - 1) N}{C} + 2, . . ., N - 1}

对于每个r_j，参数α^rj和β^rj通过如下获得：

α^{r_{j}} = C, &ForAll; j,

β^{r_{j}} = - j \times N + Pc (j) \cdot

即，π_n通过下列关系在n上回归(regress)：

π_{n}^{r_{j}} = C \times n + - j \times N + Pc (j), j = 0,1, . . ., C - 1 . - - - (2)

现在使用等式(2)中的索引计算，通过下面等式实现交错：

y_{n}^{r_{j}} = x_{C \times n + - j \times N + Pc (j)}, n &Element; r_{j} . - - - (3)

可以以设计第一交错器相同的方式设计第二交错器。然而，由于必须考虑填充和裁剪哑位，因此除了等式(3)之外，还需要另一步骤。需要标识填充位在序列中的位置并且不在这些位置上进行交错。

让D_d和d分别表示一组哑位位置和哑位的数量。即，如果1≤d≤29，则D_d＝{R2×C2-1，R2×C2-2，...，R2×C2-d}。

应当说明的是，如果M＝R2×C2，则为D_d空集。

让D_d ^shuffle为在表2的列置换后的被修改的D_d。

对于3GPP第二交错器，给出以d为条件的D_d ^shuffle：

D_{1}^{shuffle} = {R 2 \times 24 - 1},

D_{2}^{shuffle} = {R 2 \times 12 - 1, R 2 \times 24 - 1},

D_{3}^{shuffle} = {R 2 \times 12 - 1, R 2 \times 24 - 1, R 2 \times 29 - 1},

·

D_{30}^{shuffle} = {R 2 \times 2 - 1, R 2 \times 3 - 1, . . ., R 2 \times 30 - 1} . - - - (4)

基本上，第二交错可以通过等式(3)实现，但是由于哑位，需要另一个时间索引。一种索引即m，用于写入交错的位，而其他索引即n，用于读出输入的位。让U’表示第二交错器的零填充的输入序列。

如果哑位的大小为d，则建议的第二交错过程如下：

1.设置修改的位置向量，

D_{d}^{shuffle} = {R 2 \times k_{1} - 1, . . ., R 2 \times k_{d} - 1},

其中k₁＝24，k₂＝12，k₃＝29...。

2.如果

n &NotElement; D_{d}^{shuffle}

通过

v_{m}^{r_{j}} = u_{C 2 \times n + - j \times C 2 \times R 2 + P_{C 2} (j)}^{'}

交错v_m，n∈r_j，其中0≤m≤M，0≤n≤(R2×C2)，并且

r₀＝{0，1，2，...，R2-1}，

r₁＝{R2，R2+1，R2+2，...，2×R2-1}，

·

r_C2-1＝{(C2-1)×R2，(C2-1)×R2+1，...，C2×R2-1}。

3.如果

n &Element; D_{d}^{shuffle},

则跳过交错，并且当增加n时不增加交错的数组索引m。

尽管已详细表示和描述了本发明，但是应该理解的时其通过说明和实例描述本发明而不是限定本发明。第一交错器具有输入位序列x和输出位序列y，而第二交错器具有输入位序列u和输出序列v。关于权利要求，两个交错器将使用相同的x，y标记。仅由所附权利要求书限定的本发明宗旨和范围。

Claims

1.一种在通信系统中交错或去交错的方法，该通信系统在发送器上具有至少一个交错器，而在接收器上具有至少一个去交错器，该方法包括：

以如下方式交错或去交错输入位序列X_n：

根据样条线性模型，使用π_n和n，之间的桥接函数：

y_{n} = x_{π_{n}},

n＝0，1，...，N-1。

2.如权利要求1所述的方法，其中桥接函数是

π_{n}^{r_{j}} = C \times n - j \times N + P_{C} (j),

j＝0，1，...，C-1，其中P_C(j)是置换模式，而r_j表示多组离散的时间间隔，并且交错或去交错是

y_{n}^{r_{j}} = x_{C \times n - j \times N + PC (j)},

n∈r_j。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中系统包括第一和第二交错或去交错，并且对二者都执行该方法。

4.如权利要求3所述的方法，其中第二交错或去交错包括：

加入填充位；

确定填充位在交错或去交错位序列中的位置；及

跳过对所确定的位置的交错或去交错。

5.如权利要求4所述的方法，其中y具有索引m，而x具有索引n，索引m不增加，而索引n对于所确定的填充位置增加。

6.如权利要求1-5中任意一个所述的方法，其中执行该方法而不形成位序列矩阵。

7.如权利要求1-6中任意一个所述的方法，其中以软件执行该方法。

8.一种包括用于执行权利要求1的方法的交错器或去交错器的装置。

9.如权利要求8所述的装置，其中所述装置包括用于执行权利要求1的方法的软件。

10.如权利要求8或9所述的装置，其中权利要求1的方法在该装置中以不形成位序列矩阵的方式执行。