通信設備中的數(shù)據(jù)塊交織和解交織方法及其裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信領域，特別涉及一種通信設備中的數(shù)據(jù)塊交織和解交織技術。
【背景技術】
[0002] 在陸地移動通信該種變參信道上，比特差錯經(jīng)常是成串發(fā)生的。該是由于持續(xù)較 長的深衰落會影響到相繼一串的比特。然而，一般的信道編碼僅在檢測和校正單個差錯和 不太長的差錯串時才有效。為了解決該一問題，希望能找到把一條消息中的相繼比特分散 開的方法，即一條消息中的相繼比特W非相繼方式被發(fā)送。該樣，在傳輸過程中即使發(fā)生了 成串差錯，恢復成一條相繼比特串的消息時，差錯也就變成單個（或長度很短），該時再用 信道編碼糾錯功能糾正差錯，恢復原消息。該種方法就是交織技術。
[0003] 口UG. 9902, 口UG. 9903,IE邸P1901. 2，W及G3-PLC是基于正交頻分復用 (OrthogonalRrequenCyDivisionMultiplexing,簡稱"(FDM")的電力載波通信（Power LineCommunication,化C)國際標準，其中采用的前向糾錯（ForwardErrorControl,簡稱 "FEC")交織器的設計能夠為對抗W下兩種不同誤碼源提供保護：
[0004] 由強脈沖干擾引起的連續(xù)幾個正交頻分復用（OFDM)符號誤碼(時域）；
[0005] 由強頻率選擇性衰落或窄帶干擾引起的連續(xù)幾個正交頻分復用（OFDM)子載波誤 碼(頻域)。
[0006] 為了提高通信的魯棒性，上述PLC標準還采用了重疊碼（r巧etitioncode)，交織 是在重疊復制過程后完成的，可W同時對抗上述兩個問題，并提供時域和頻域分集增益。信 道交織器根據(jù)有效子載波數(shù)（m)把需要交織的比特排成m列乘n行的矩陣，n是(FDM的符 號數(shù)。交織分兩步完成。在第一步中，交織矩陣中的每列被循環(huán)移位不同的次數(shù)。因而，錯 誤的正交頻分復用符號被分散在了不同的符號中。在第二步中，交織矩陣中的每一行被循 環(huán)移位不同的次數(shù)W防止強頻率選擇性衰落或窄帶干擾破壞整列數(shù)據(jù)。循環(huán)移位的總次數(shù) 由參數(shù)叫、nij.、ni和rij.確定，該些參數(shù)基于每個(FDM符號的子載波數(shù)（m)和(FDM的符號數(shù) (n)來確定。
[0007] 圖1示出了應用上述標準的交織器的緩沖器中初始置換矩陣的比特排列。其中， 初始置換矩陣中的初始比特位置為（i，j)，其中，i=〇，l，? ? j=0，l，? ? *，n-l。 交織后的置換矩陣中比特的位置為（I，J)，兩者關系如下式二 J=ij-n.+ /?/?, )modn
[000引其中（m。叫）和（n。rij)由下式選定；GCD(m。m) =GCDOiij,m) =GCD(n。n)=GCD(rij,n) = 1
[0009] GCD(a，b)表示a和b兩個正整數(shù)的最大公約數(shù)。執(zhí)行簡單的搜索便可基于w下 兩個參數(shù)m和n找出一組適合的上述參數(shù)，并且通信協(xié)議或標準會規(guī)定產(chǎn)生該些參數(shù)的規(guī) 約，其中，m為每個正交復用（(FDM)符號包含的子載波數(shù)，n為交織的數(shù)據(jù)塊包含的正交復 用符號的數(shù)目。
[0010] 口UG. 9902標準或G3-PLC標準都提出一種查表法來實現(xiàn)交織器的雙循環(huán)置換， 但是，對于G3-PLC交織器，允許的峽長（K=n*m)范圍很大，加上此表依賴于n和m，所W交織 表必須在FCH(幀控制頭化amecontro化eader，簡稱"FCH")收到后才能生成。因此，該種 交織方法使得調(diào)制解調(diào)器在交織前后的運算量較大，需要較大的存儲空間，增加了硬件開 銷，降低了計算效率。
[0011] 關于本發(fā)明的研究背景，具體可參考如下資料：
[0012] 1.G3-PLC的物理層規(guī)范（G3-PLCWiysicalLayerSpecification),E畑F (ElectriciteReseauDistributionRrance,法國電網(wǎng)輸送公司），2009 年 8 月；
[0013] 2.低頻（小于500曲Z)窄帶電力線通訊的智能電網(wǎng)應用化OW化equen巧（less thanSOOkHz)NarrowbandPowerLineCommunicationsforSmartGridApplications), IE邸P1901. 2 標準，2013 年 8 月；
[0014] 3.用于mJ-TG.hnem網(wǎng)絡的窄帶正交頻分復用電力線通訊收發(fā)器（Narrowband orthogonalfrequencydivisionmultiplexingpower1inecommunication transceiversfornU-TG.hnemnetworks), 口11G. 9902 標準，2012 年 10 月；
[0015] 4.用于G3-PLC的窄帶正交頻分復用電力線通訊接收器（Narrowbando;rthogonal frequencydivisionmultiplexingpowerlinecommunicationtransceiversforG3-PLC networks),ITUG. 9903 標準，2012 年 10 月。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 本發(fā)明的目的在于提供一種通信設備中的數(shù)據(jù)塊交織和解交織方法及其裝置，在 計算交織或解交織前后數(shù)據(jù)的對應關系時，把原有的取模運算W迭代的方式化解為簡單的 先加，然后比較，最后做最多兩次減法的運算，從而W加法取代了現(xiàn)有算法中的乘法，W條 件減法取代了取模運算，大大節(jié)省了硬件開銷，加快了運算速度。
[0017]為解決上述技術問題，本發(fā)明的實施方式公開了一種通信設備中的數(shù)據(jù)塊交織方 法，包括W下步驟：
[0018] 獲取交織前的初始置換矩陣；
[0019] 將初始置換矩陣進行交織，其中，初始置換矩陣中任意一個比特的位置坐標（i，j) 與該比特在交織后的置換矩陣中的位置坐標（I，J)的關系為：
[0020] 如果 1=0 則i(0,J) =(i(m-1,J-l)+mj)mo血
[0023]其中，UI，J)為交織后的置換矩陣中位置坐標為（I，J)的比特在初始置換矩陣中 的行坐標，KI，J)為交織后的置換矩陣中位置坐標為（I，J)的比特在初始置換矩陣中的列 坐標，i=〇, 1, ? ? ?,m-l，j=0, 1, ? ? .'n-LlX), 1, ? ? 1, ? ? 和 n分別為初始置換矩陣的列數(shù)和行數(shù)，mod表示取模運算，
[0024]且叫、mj、rii和rij由下列各式確定；I% = mi-imodmuij = ((m-nij) Xmi)mo血rii = ((n-rij) Xnj)modnnj = rij imodn
[002引其中，nii和叫為指定的與m互質(zhì)的正整數(shù)，rij.為指定的與n互質(zhì)的正整數(shù)，為nii模m條件下的倒數(shù)，rij4為rij模n條件下的倒數(shù)，且叫^1和rij4分別由下式確定；加恥^ modm= 1 (njnj'-i)modn= 1，
[002引而馬，巧和n。分另U由下列各式確定：兩=(W訊）mod灼 月J=(巧2,'口J)mod巧n。=(mX(n-rii))modn;
[0027] 輸出交織后的置換矩陣。
[0028] 本發(fā)明的實施方式還公開了一種通信設備中的數(shù)據(jù)塊解交織方法，包括W下步 驟：
[0029] 獲取已交織的置換矩陣；
[0030] 將已交織的置換矩陣進行解交織，其中，已交織的置換矩陣中任意一個比特的位 置坐標（I，J)與該比特在解交織后的置換矩陣中的位置坐標a'，j'）的關系為：
[00引]如果1=0則i化乃=(i (m-1, J-1)+m了)mo血[0032]
[00巧]其中，i'（I，J)為交織后的置換矩陣中位置坐標為（I，J)的比特在解交織后的置 換矩陣中的行坐標，j'（I，J)為交織后的置換矩陣中位置坐標為（I，J)的比特在解交織后 的置換矩陣中的列坐標，i'=0, 1，? ? ?，m-1，j'=0, 1，? ? ?，n-1，1=0, 1，? ? ?，m-1， J=0，1, ? ? 'in-Lm和n分別為初始置換矩陣的列數(shù)和行數(shù)，mod表示取模運算，
[0036]且m。nij、叫和rij由下列各式確定；I% = mi-' imodmuij = ((m-nij' ) Xmi)mo血叫= ((n-rij, )Xnj)modnnj=rij-'^modn
[0037] 其中，nv和叫，為指定的與m互質(zhì)的正整數(shù)，rv為指定的與n互質(zhì)的正整數(shù)，1^1 為叫模m條件下的倒數(shù)，n/i為模n條件下的倒數(shù)，且叫4和n/i分別由下式確定：(nyVi) modm= 1(rijiiji)modn= 1，
[00測而馬，巧j，和n。分另U由下列各式確定：巧/二（巧!/巧/)mod內(nèi) 巧,' =(巧!。）mod巧n。=(mX(n-ni) )mo化；
[0039] 輸出解交織后的置換矩陣。
[0040] 本發(fā)明的實施方式還公開了一種通信設備中的數(shù)據(jù)塊交織裝置，包括W下單元：
[0041] 第一獲取單元，用于獲取交織前的初始置換矩陣；
[0042]交織單元，用于將初始置換矩陣進行交織，其中，初始置換矩陣中任意一個比特的 位置坐標（i，j)與該比特在交織后的置換矩陣中的位置坐標（I，J)的關系為：
[004引如果1=0則
[0044] i(0,J)=(i(m_l,J-1)+mj)mo血
[0045]
[0049] 其中，UI，J)為交織后的置換矩陣中位置坐標為（I，J)的比特在初始置換矩陣中 的行坐標，KI，J)為交織后的置換矩陣中位置坐標為（I，J)的比特在初始置換矩陣中的列 坐標，i=〇，l, ? ? 1, ? ? .'n-LlX), 1, ? ? 1, ? ? 和 n分別為初始置換矩陣的列數(shù)和行數(shù)，mod表示取模運算，
[0050] 且叫、mj、rii和rij由下列各式確定：I% =mi-imodmuij= ((m-nij)Xmi)mo血rii= ((n-rij)Xnj)modnnj=rijimodn
[005。 其中，nii和叫為指定的與m互質(zhì)的正整數(shù)，rij.為指定的與n互質(zhì)的正整數(shù)，為nii模m條件下的倒數(shù)，rij4為rij模n條件下的倒數(shù)，且叫^1和rij4分別由下式確定；加恥^ modm= 1 (n,'n,'-i)modn= 1
[0052] 而/I，/I/，和n。分別由下列各式確定：
[0053]
[0054] 第一輸出單元，用于輸出交織后的置換矩陣。
[00巧]本發(fā)明的實施方式還公開了一種通信設備中的數(shù)據(jù)塊解交織裝置，包括W下單 元：
[0056] 第二獲取單元，用于獲取已交織的置換矩陣；
[0057] 解交織單元，用于將已交織的置換矩陣進行解交織，其中，已交織的置換矩陣中任 意一個比特的位置坐標（I，J)與該比特在解交織后的置換矩陣中的位置坐標）的關 系為：
[00則如果1=0則
[0059] i(0,J)=(i(m_l,J-1)+mj)mo血
[0060]
[0064] 其中，i'（I，J)為交織后的置換矩陣中位置坐標為（I，J)的比特在解交織后的置 換矩陣中的行坐標，j'（I，J)為交織后的置換矩陣中位置坐標為（I，J)的比特在解交織后 的置換矩陣中的列坐標，i'=0, 1，? ? ?，m-1，j'=0, 1，? ? ?，n-1，1=0, 1，? ? ?，m-1， J=0，1, ? ? 'in-Lm和n分別為初始置換矩陣的列數(shù)和行數(shù)，mod表示取模運算，
[0065] 且叫、mj、rii和rij由下列各式確定；I% =mi-'imodmuij= ((m-nij' )Xmi)mo血rii= ((n-rij/ ) Xnj)modnnj = rij '
[006引其中，nv和