CN1691523A - 交插数据帧的方法及其电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种交插一数据帧中多个数据的方法及其电路，用于符合第三代移动通信伙伴合作计划规格的涡轮编码器。本发明可根据数据帧的大小，计算行参数的值；根据行参数的值，计算对应于一表格的索引；根据索引值，查表获得列参数的值、主参数的值及原始参数的值。

Description

交插数据帧的方法及其电路

技术领域

本发明关于一种交插一数据帧中多个数据的方法及其电路，用于符合第三代移动通信伙伴合作计划规格的涡轮(加速)编码器。

背景技术

由于涡轮(加速)编码(turbo coding)具有降低功率及节省带宽的优点，因此现今的通信系统中涡轮编码已被广泛的使用。涡轮编码的特点在于具有一交插器(interleaver)，用以在输出数据前，重新排列数据帧(data frame)中数据的顺序。

第三代移动通信伙伴合作计划(3rd generaTIon partnership project，3GPP)利用四个参数：行参数(row parameter)、列参数(column parameter)、主参数(prime parameter)及原始参数(primitive parameter)的计算来交插数据。其中，行参数及列参数用来产生一新的列地址，列参数、主参数及原始参数则用来产生一新的行地址。交插器便根据新的列地址及行地址来交插数据。

图1为适用于3GPP的交插器的示意图。交插器包含一交插器参数计算器101、一列地址发生器103、一行地址发生器105及一加法器107。交插器参数计算器101用以接收一数据100，并根据数据100计算并输出行参数102、列参数104、主参数106及原始参数108。列地址发生器103用以接收行参数102及列参数104并产生一列地址110。行地址发生器105用以接收列参数104、主参数106及原始参数108并产生一行地址112。列地址110及行地址112经加法器107进行加法运算后，便产生一交插地址114。交插器便利用此交插地址114来交插数据。

常规的交插器参数计算器101包含一表格，用以存储行参数102、列参数104、主参数106及原始参数108的可能值。以3GPP为例，行参数102为5位，列参数104为9位，主参数106为9位，原始参数108为5位，故此表格的列位共有28个位，而数据帧的有效值介于40至5114间，故此表格具有5075个行位，而此表格总计需28*5075＝142100个位。当交插器利用超大型集成电路(VLSI)的方式来实现时，需要很大的面积来存储此一表格，造成成本的增加。

发明内容

本发明提供一种交插一数据帧中多个数据的方法，用于符合第三代移动通信伙伴合作计划(3GPP)规格的涡轮编码器(turbo coder)中。此涡轮编码器具有一特殊安排的表格，可以根据一行参数R、一列参数C、一主参数P及一原始参数V以交插数据。

本发明的方法包含下列步骤：接收并存储数据帧；根据数据帧的大小K，计算行参数R的值；根据行参数R的值，计算对应于上述表格的索引(tableindex)TI；根据索引TI值，查表获得列参数C的值、主参数P的值及原始参数V的值；以及根据行参数R的值、列参数C的值、主参数P的值及原始参数V的值，来交插多个数据。

其中，上述查表步骤还包含：根据索引TI值，查表获得主参数P至少一可能值、原始参数V至少一可能值、一列偏移参数(column offset parameter)CO至少一可能值及一检验参数CK至少一可能值；比较索引TI中多个最低有效位(least significant bit)LSB与检验参数CK的至少一可能值，以选择主参数P的值、原始参数V的值、列偏移参数CO的一值；以及根据列偏移参数CO的值，计算列参数C的值。

利用本发明所提供的方法，可降低涡轮编码器中表格的大小，进而减少此一表格的制作面积，以降低成本。

本发明还提供一种用于上述涡轮编码器中的交插器参数计算器，此交插器参数计算器包含一第一电路阵列、一第二电路阵列、一控制电路及一第三电路阵列。第一电路阵列用以依序接收数据帧中的数据，并根据多个特定值进行减法运算，以产生多个第一信号。第二电路阵列用以接收这些第一信号，并产生多个第二信号及多个第三信号，其中这些第二信号包含数据帧大小的信息，而这些第三信号则包含数据。控制电路用以接收上述第二信号，并根据数据帧的大小，产生一控制信号及行参数的值。第三电路阵列用以接收上述第三信号，并根据上述的控制信号选择列参数的值、主参数的值及原始参数的值。

附图说明

图1为常规适用于3GPP的交插器的示意图；

图2A为R＝5时的表格；

图2B为R＝10时的表格；

图2C至图2E为R＝20时的第一子表格；

图2F及图2G为R＝20时的第二子表格；

图2H为R＝20时的第三子表格；

图3为本发明的方法的流程图；

图4为执行本发明步骤307时的进一步流程图；

图5为本发明的交插器参数计算器的示意图；以及

图6为本发明的交插器参数计算器的电路图。

附图元件符号说明

100  数据  101  交插器参数计算器

102  行参数  103  列地址发生器

104  列参数  105  行地址发生器

106  主参数  107  加法器

108  原始参数  110  列地址

112  行地址  114  交插地址

201  R＝5的第一子表格

203  R＝5的第二子表格

205  R＝5的第三子表格

207  R＝10的第一子表格

209  R＝10的第二子表格

211  R＝10的第三子表格

500  数据  501  第一电路阵列

502  第一信号  503  第二电路阵列

504  第二信号  505  控制电路

506  第三信号  507  第三电路阵列

508  行参数R的值

510  列参数C的值

512  主参数P的值

514  原始参数V的值

516  控制信号

601a-e  信号  603a-e  信号

605a-e  信号  607a-d  信号

609a-c  表格  611′表格行位

613  加法器

具体实施方式

本发明先利用一方程式组来解出行参数R的值，并根据3GPP中关于行参数R、列参数C、主参数P及原始参数V的规则，将表格重新整理，接着再利用一列偏移参数(column offset parameter)CO及一检验参数CK进一步简化，以减少表格的大小。简化之后的表格如图2A至图2H所示。根据3GPP的规格，行参数R有三个可能值：R＝5、R＝10及R＝20。图2A为R＝5时的表格，其中包含第一子表格201、第二子表格203及第三子表格205。图2B为R＝10时的表格，其中包含第一子表格207、第二子表格209及第三子表格211。图2C至图2E为R＝20时的第一子表格，图2F及图2G为R＝20时的第二子表格，图2H为R＝20时的第三子表格。值得注意的是，若索引TI在R＝20的第二子表格及第三子表格中无相对应的参数值时，则省略不计。

如图2A-H所示，应用于本发明的表格包含四个参数：检验参数CK、主参数P、原始参数V及列偏移参数CO，其中检验参数CK用以确认数据是否正确时使用，列偏移参数CO用以获得列参数104，，故利用此表格可求出符合3GPP规格的行参数102、列参数104、主参数106及原始参数108。

本发明的方法如图3所示。在执行步骤301时，交插器接收并存储一数据帧。更详细而言，依序存储数据帧中的一数据。在执行步骤303时，根据数据帧的大小K，计算行参数R的值。在执行步骤305时，根据步骤303计算而得的行参数R，计算对应于涡轮编码器内的表格(即图2A-H的表格)的索引TI值，此一索引TI与K值相关。在执行步骤307时，根据步骤305计算而得的索引TI值，查表获得列参数C的值、主参数P的值及原始参数V的值。在执行步骤309时，根据所得的行参数R、列参数C、主参数P及原始参数V的值，获得一交插地址，并根据此交插地址交插数据。

在执行步骤303时，行参数R的值根据下列第一方程式组而得：

亦即行参数R共有三个可能值，其根据数据帧的大小K决定的。

在执行步骤305时，计算对应于表格的索引TI值根据下列第二方程式组而得：

当R＝5时， $\mathrm{TI}=\left[\frac{K-40}{8}\right];$

当R＝10且160≤K≤200时， $\mathrm{TI}=\left[\frac{K-160}{16}\right];$

当R＝10且481≤K≤530时， $\mathrm{TI}=\left[\frac{K-481}{16}\right];$

当R＝20且201≤K≤481时， $\mathrm{TI}=\left[\frac{K-210}{32}\right];$ 以及

当R＝20且530≤K时， $\mathrm{TI}=\left[\frac{K-531}{32}\right].$

因此索引TI的值与行参数R及数据帧大小K相关。

在执行步骤307时，还包含如图4所述的步骤。在执行步骤401时，根据步骤305所得的索引TI，查表获得主参数P的至少一可能值、原始参数V的至少一可能值、列偏移参数CO的至少一可能值及检验参数CK的至少一可能值。在执行步骤403时，比较索引TI中多个最低有效位LSB与检验参数CK的可能值。其比较的方法如下：当R＝5，则取3个最低有效位LSB与检验参数CK的可能值进行比较；当R＝10，则取4个最低有效位LSB与检验参数CK的可能值进行比较；以及当R＝20，则取5个最低有效位LSB与检验参数CK的可能值进行比较。检验参数CK的值大于或等于最低有效位LSB即为目标行位，并根据其目标行位选择主参数P、原始参数V、列偏移参数CO的值。在执行步骤405时，根据列偏移参数CO的值，计算求得列参数C的值，而所利用的第三方程式如下：

C＝CO+P

在适用于本发明的表格中，检验参数CK最多为5位，列偏移参数CO为5位，再加上3GPP规格中主参数P为9位，原始参数V为5位，故一共是24位，另外R＝5的表格中有效行(即有定义参数值)为30行，R＝10的表格中有效行为11行，R＝20的表格中有效行为285行，因此总位数为24*(30+11+285)＝7824。所占面积仅为常规表格(总位数142100)的5.5％。

现举一例说明。假设在执行步骤301时接收一数据帧，其大小K＝71，因此在步骤303时根据第一方程式组可计算得知R＝5。R＝5的表格如图2A所示，包含第一子表格201、第二子表格203及第三子表格205。在执行步骤305时，根据第二方程式组可计算求得TI＝3。在步骤401时，查表可知有三个可能的行位(如表格中粗帧所示)：CK＝1，P＝13，V＝2，CO＝0(子表格201中的TI＝3)、CK＝6，P＝13，V＝2，CO＝1(子表格203的TI＝3)以及CK＝7，P＝17，V＝3，CO＝-1(子表格205的TI＝3)。在执行步骤403时，由于R＝5，故取3个最低有效位LSB((K-40)mod23＝7)与检验参数CK的可能值进行比较，发现仅子表格205的CK值不小于LSB值，因此P＝17，V＝3，CO＝-1即为所求知参数值。在执行步骤405时，利用第三方程式可求得C＝CO+P＝-1+17＝16，于是可确定相对应的参数值R＝5，C＝16，P＝17，V＝3。接着执行步骤309，利用求得的参数值进行交插数据。

本发明还提供一种可执行上述方法的交插器参数计算器，如图5所示，此交插器参数计算器5包含：一第一电路阵列501、一第二电路阵列503、一控制电路505及一第三电路阵列507。第一电路阵列501用以依序接收数据帧中的数据500，并根据第一方程式组的多个特定范围值进行减法运算，以产生多个第一信号502。第二电路阵列503用以接收这些第一信号502，并产生多个第二信号504及多个第三信号506，其中这些第二信号504包含数据帧大小K的信息，而这些第三信号506则包含数据的信息。控制电路505用以接收上述第二信号504，并根据数据帧的大小K，产生一控制信号516及行参数R的值508。第三电路阵列507用以接收上述第三信号506，并根据上述的控制信号516选择列参数C的值510、主参数P的值512及原始参数V的值514。值得注意的是，图5中的粗体信号线表示有多个信号由此传输。

图6为本发明的交插器参数计算器5的一实施例。如图6所示，第一电路阵列501包含五个减法器，用以根据第一方程式组中的特定值进行减法运算，其中第一特定值为40、第二特定值为160、第三特定值为201、第四特定值为481及第五特定值为531。第二电路阵列503接收多个第一信号502(即信号601a-e)，并产生信号603a-e、信号605a-e及信号607a-d。其中信号6058a-e为上述的最低有效位LSB，信号603a-e为信号601a-e扣除最低有效位LSB后的部份，信号607a-d则用以表示输入数据500在经过第一电路阵列501的减法运算后，其值为正或为负。信号603a-e及信号605a-e形成第三信号506，而信号607a-d则形成第二信号504。

交插器参数计算器5的第三电路阵列507包含图2A-H的表格，如图中的609a-c，第三电路阵列507接收信号603a-e即可对应于表格609a-c的索引TI，进而查表获得主参数P的可能值、原始参数V的可能值、列偏移参数CO的可能值及检验参数CK的可能值。接着再利用信号605a-e、来自控制电路505的控制信号516及多个多工器选择正确的列偏移参数CO的值、主参数P的值514及原始参数V的值512(如表格行位611所示)。列参数C的值510则利用一加法器613对列偏移参数CO及主参数P进行加法运算而得。

控制电路在接收到信号607a-d后，便可根据信号607a-d所代表的正负值判断行参数R落在哪一个区间，进而得知并输出行参数R的值508。例如若信号607a-d均为负值，则表示数据帧大小K小于160，因此R＝5。

以上的叙述仅为说明本发明的精神，不应以此做为限制。本领域技术人员可在不超越权利要求所涵盖的范国的情况下，作适当的变化。

Claims (10)

1.一种交插一数据帧中多个数据的方法，用于一涡轮编码器中，该涡轮编码器具有一表格，且根据一行参数R、一列参数C、一主参数P及一原始参数V以交插该多个数据，该方法包含：

接收并存储该数据帧；

根据该数据帧的大小K，计算该行参数R的一值；

根据该行参数R的该值，计算对应于该表格的一索引TI；

根据该索引TI，查表获得该列参数C的一值、该主参数P的一值及该原始参数V的一值；以及

根据该行参数R的该值、该列参数C的该值、该主参数P的该值及该原始参数V的该值，交插该多个数据。

2.如权利要求1所述的方法，其中该计算该行参数R的一值的步骤根据下列方程式而得：

3.如权利要求2所述的方法，其中该计算对应于该表格的一索引TI的步骤根据下列方程式而得：

当R＝5时， $\mathrm{TI}=\left[\frac{K-40}{8}\right];$

当R＝10且160≤K≤200时， $\mathrm{TI}=\left[\frac{K-160}{16}\right];$

当R＝10且481≤K≤530时， $\mathrm{TI}=\left[\frac{K-481}{16}\right];$

当R＝20且201≤K≤481时， $\mathrm{TI}=\left[\frac{K-210}{32}\right];$ 以及

当R＝20且530≤K时， $\mathrm{TI}=\left[\frac{K-531}{32}\right].$

4.如权利要求3所述的方法，其中该查表步骤还包含：

根据该索引TI，查表获得该主参数P的至少一可能值、该原始参数V的至少一可能值、一列偏移参数CO的至少一可能值及一检验参数CK的至少一可能值；

比较该索引TI中多个最低有效位LSB与该检验参数CK的至少一可能值，以选择该主参数P的该值、该原始参数V的该值、该列偏移参数CO的一值；以及

根据该列偏移参数CO的该值，计算该列参数C的该值。

5.如权利要求4所述的方法，其中该比较步骤还包含：

当R＝5，则取3个最低有效位LSB与该检验参数CK的至少一值进行比较；

当R＝10，则取4个最低有效位LSB与该检验参数CK的至少一值进行比较；以及

当R＝20，则取5个最低有效位LSB与该检验参数CK的至少一值进行比较。

6.如权利要求4所述的方法，其中计算该列参数C的该值利用下列方程式而得：

C＝CO+P

7.一种用于一涡轮编码器中的交插器参数计算器，用以交插一数据帧中多个数据，该交插器参数计算器用以产生一行参数、一列参数、一主参数及一原始参数供该涡轮编码器进行交插运算，该交插器参数计算器包含：

一第一电路阵列，用以接收这些数据中的一数据，并根据多个特定值进行减法运算，以产生多个第一信号；

一第二电路阵列，用以接收这些第一信号，并产生多个第二信号及多个第三信号，其中这些第二信号包含该数据帧的大小的信息，这些第三信号包含该数据；

一控制电路，用以接收这些第二信号，并根据该数据帧大小，产生一控制信号及该行参数的一值；以及

一第三电路阵列，用以接收这些第三信号，并根据该控制信号选择该列参数的一值、该主参数的一值及该原始参数的一值。

8.如权利要求7所述的交插器参数计算器，其中该第一电路阵列包含：

一第一减法器，用以根据这些特定值中的一第一特定值进行减法运算，其中该第一特定值为40；

一第二减法器，用以根据这些特定值中的一第二特定值进行减法运算，其中该第二特定值为160；

一第三减法器，用以根据这些特定值中的一第三特定值进行减法运算，其中该第三特定值为201；

一第四减法器，用以根据这些特定值中的一第四特定值进行减法运算，其中该第四特定值为481；以及

一第五减法器，用以根据这些特定值中的一第五特定值进行减法运算，其中该第五特定值为531。

9.如权利要求7所述的交插器参数计算器，其中该交插器参数计算器包含一表格，每一这些第三信号包含一对应于该表格的索引的信息及该数据的多个最低有效位，该第三电路阵列根据该索引，查表获得该主参数的至少一可能值、该原始参数的至少一可能值、一列偏移参数的至少一可能值及一检验参数的至少一可能值，该第三电路阵列比较这些最低有效位与该检验参数的至少一值，并根据该控制信号选择该列偏移参数的一值、该主参数的该值及该原始参数的该值。

10.如权利要求9所述的交插器参数计算器，其中该行参数的该值利用该列偏移参数的该值及该主参数的该值相加而得。

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