螺旋码的行内置换制造技术

交错器，其中一个要交错的数据帧存储在具有Ｒ行和Ｃ列的阵列的至少一部分内，该部分具有Ｎ＃－［ｒ］＃＋［（１）］行和Ｎ＃－［ｃ］＃＋［（１）］列，并且满足Ｎ＃－［ｒ］＃＋［（１）］×Ｎ＃－［ｃ］＃＋［（１－１）］＜Ｌ＜Ｎ＃－［ｒ］＃＋［（１）］×Ｎ＃－［ｃ］＃＋［（１）］，其中Ｎ＃－［ｃ］＃＋［（１）］是一个素数，并且Ｎ＃－［ｃ］＃＋［（１－１）］是小于Ｎ＃－［ｃ］＃＋［（１）］的最高素数，按照一个预定的数学关系置换每一行的元素，并且按照预定的映射置换这些行。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及通信系统，尤其是涉及用于执行码调制的交错器。
技术介绍
已经发现了用于对通信信道进行编码的技术，也就是码调制技术来改进电子通信系统如调制解调器和无线通信系统的比特差错率(BER)，螺旋编码调制对于以附加的白高斯噪声(AWGN)或衰减为特征的“随机误差信道”已证明是一种实用、功率有效、带宽有效的调制方法，这种随机误差信道可以在例如码分多址(CDMA)环境中找到，由于CDMA环境的容量取决于运行的信噪比，经改善的性能可以变成更高的容量。使螺旋编码器非常有效的一个方面是交错器，该交错器可以将原始接收或发送的数据帧在输入给第二编码器之前进行置换，该置换是基于一个或多个随机算法通过对信号部分进行随机化来完成的，将经过置换的数据帧与原始数据帧进行组合已证明在AWGN和衰减信道中可以达到低BER。该交错处理过程增加了数据的多样性以便如果调制的符号在传送中失真，也可以利用解码器中的纠错算法来恢复误差。现有的交错器汇集或成帧要传送的信号点成为一个阵列，在此该阵列随后被一行一行地填充。当成帧了预定数量的信号点后，通过顺序地一列一列地读出要传送的阵列来清空该交错器(interleaver)。结果，在阵列的同一行中的信号点(在原始信号点流中是彼此靠近的)被多个等于该阵列中行数的信号点分开。理想地，选择行数与列数以便互相依赖的信号点在传送后会被多于该信道突发误差的期望长度来分隔。非均匀交错取得了最大的数据散布和输出序列的最大混序，因此由两个卷积编码器引入的冗余是非常均等地分布在螺旋(turbo)编码器的输出序列中，比起均匀交错来说，最小距离增加到更高的值。对于非均匀编码始终存在的一个问题是如何在实际中在取得足够的“非均匀”的同时来实现交错，并且最小化限制了具有实时要求的应用的延迟补偿。在第三代CDMA标准中找到一个有效的交错器是当前的主题，已确定并达成共识的是，由于帧的尺寸接近无限，最有效的交错器是随机交错器。但是对于有限的帧尺寸，对于最有效的交错的认可还在讨论中。降低用于存储进行交错方案所需的信息的存储空间(RAM或ROM)也是当前讨论的一个主题。因此，需要一种改进有限帧尺寸的非均匀性的交错码的系统和方法。而且，需要一种交错码的系统和方法，它可以相对简单地实施，并且具有相对低的存储空间要求。因此本专利技术的一个目标是提供一种交错码的系统和方法，它可以改进有限帧尺寸的非均匀。本专利技术的另一个目标是提供一种交错码的系统和方法，它可以相对简单地实施，并且具有相对低的存储空间要求。通过下面对其的详细描述，本专利技术的这些及其它目标对本
内的人将是非常明显的。
技术实现思路
前述目标及其它目标可以由本专利技术来实现，包括一个用于对这些数据帧进行交错的交错器。该交错器包括一个存储区域，该存储区域足够大以存储最大可能的数据帧。一个要被交错的、大小为L个元素的帧存储在阵列的Nr(1)行和NC(1)列，其中Nr(1)是一个预定的整数，并且NC(1)是一个满足下列不等式的素数Nr(1)×NC(1-1)＜L＜Nr(1)×NC(1)其中NC(1-1)是小于NC(1)的最高的素数，每行的元素是被按照一个预定的数学关系置换，并且这些行也按照预定的映射而置换。附图的简要说明通过参照下面示例性实施例的详细说明以及附图，本专利技术将更清楚，容易理解，其中，附图说明图1描述了本专利技术的快速按模计算的实施例；图2描述了本专利技术的交错器的结构。具体实施例方式本专利技术的实施例用于CDMA无线通信系统中作为螺旋编码器。一个要传送的比特流被分成一系列帧，每一个帧包括L个元素，每个元素最少是一个比特。每个帧在传送前要进行交错，如果存在大量的可用帧尺寸L，为每一个帧尺寸声明一个交错器导致必须存储大量的参数。本专利技术通过以下措施而减少了必须存储的参数的数量，即提供一个减少数量的原型交错器(母交错器)，每个交错器用于帧尺寸的子集中的一个，选择母交错器中的一个，要至少足够大以对尺寸L的当前帧进行交错，并且收缩(puncture)所交错的帧成尺寸为L比特。用于存储要交错的帧的阵列的最大尺寸是Nr行×Nc列，对于给定的帧尺寸L，选择一个具有阵列大小为Nr(1)行×NC(1)列的母交错器，以便Nr(1)×NC(1-1)＜L＜Nr(1)×NC(1)并且在对该阵列进行交错后将阵列收缩为大小为L。尽管有可能设计一个具有精确维数为Nr(1)×NC(1)的优良的母交错器，但是对于从母交错器大小中收缩来的帧尺寸来说，在现有系统下该交错器的性能并不能得到保证。本专利技术通过提供一个进行正确选择参数(优化)的方案来提供一个可适于任意帧尺寸的交错器Nr(1)l＝1，2，……R(行的最大号)NC(1)l＝1，2，……C(列的最大号)在本专利技术一个实施例中，对于行号Nr选择一个固定值，而列号Nc(1)从一个素数集合(非均匀格)中选择，即，NC(1)＝p1。(在本专利技术一个替换实施例中使用一个均匀格，如p1＝1×Δ)。本专利技术的交错处理进程的核心包括 i)一行一行地将帧元素写成Nr(1)×NC(1)工作阵列；ii)按照cj(i)＝mod p1j＝1，2，…..R i＝1，2，….C来对每一行j的列i置换；iii)按照预定的映射置换这些行；以及iv)一列一列地读出帧元素。行内置换(第ii项)是基于模p1的完善的冗余系统。也就是说，从p1的所有可用的指数一致根(congruent root)中选择αjαj＝{α1，α2，……αφ}行内置换使用了称作素数p1的原根αp的特定根以构建根αj的集合，这是通过将一个简约(reduced)冗余系统用作为αj＝{αpp(1)，αpp(2)，……αφp(R)}实现的。应注意到，αj是αj的一个子集，使用这种特定简约系统的优点是将在行内置换根上增加了附加的限制以简化用于参数优化的搜索计算。对于本专利技术的一个实施例，一个素数集合是以gcd{p(i)，p1-1}＝1为条件从下列中选取{P(1)，P(2)，……P(R)}(gcd意味着最大通用分母)在这种情况下c1(i)＝mod p1 相当于由原根产生的完整冗余系统的十取一(decimated)采样(利用采样率p(1))。因此行内置换可以如下完成a)使用p1的原根αp置换第一行c1(i)＝mod p1；以及b)利用第一行置换的循环移位p(j)置换其余的行cj(i)＝c1mod p1这要当于循环组cj(i)＝mod p1)其中，j＝1，2，…..Ri＝1，2，….C。在这种情况下，行内的置换规则是一个确定的规则，通过为本原(primitive)完整冗余系统的循环移位搜索素数集合来执行交错器优化。例如，如果R＝20(即一个具有20行和P1列的矩阵)，一个素数集合可以选择为p(1)＝{7，11，13，17，19，23，29，31，37，41，43，47，53，59，61，67，71，73，79，83}为每一个素数(列号)选择一个这样的集合。为覆盖帧尺寸从320比特到8192比特的范围，至少要提供75个母交错器，用于每个交错器的列大小以及相关的原根列于表1中，在表1中列出了76个素数以便为最低的Nc(1-1)提供一个值。A B C AB C AB C A B C13 221 97521193521307 52117 3211012本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交错数据帧元素的方法，该方法包括： 提供一个Ｒ行和Ｃ列的存储阵列ｃ，其中Ｒ和Ｃ是正整数； 将包含有Ｌ多个元素的数据帧存储在该存储阵列ｃ内的一个工作阵列中，该工作阵列具有Ｎ↓［ｒ］↑［（１）］行和Ｎ↓［ｃ］↑［（１）］列，其中： Ｎ↓［ｒ］↑［（１）］是不大于Ｒ的正整数； Ｎ↓［ｃ］↑［（１）］是不大于Ｃ的素数；以及 Ｎ↓［ｒ］↑［（１）］×Ｎ↓［Ｃ］↑［（１－１）］＜Ｌ＜Ｎ↓［ｒ］↑［（１）］×Ｎ↓［Ｃ］↑［（１）］； 其中Ｎ↓［Ｃ］↑［（１－１）］是小于Ｎ↓［Ｃ］↑［（１）］的最高素数，以及 按照预定的数学关系置换存储阵列ｃ的每一行的元素。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，童文，
申请(专利权)人：北电网络有限公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]