專利名稱：用于不同交織深度的比特交換的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于比特交換的方法，其中依照預(yù)定義的交織方案和選定的交織深度I，周期性地將包括K個比特的數(shù)據(jù)分組中的I個連續(xù)比特分別映射到I個不同突發(fā)的交織比特位置上，包括將至少一個與數(shù)據(jù)分組中各個第一比特位置m相關(guān)聯(lián)的比特值和與數(shù)據(jù)分組中各個第二比特位置n相關(guān)聯(lián)的比特值進行交換，其中選擇各個第二比特位置n，使得保持n＞m，而且n-m的差值可以被I整除。
背景技術(shù)：
在大多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)的通信系統(tǒng)中，來源于信息源的信息被轉(zhuǎn)換成比特，然后進行信源和信道編碼、交織、再進行調(diào)制，以在傳輸介質(zhì)中傳輸，傳輸介質(zhì)可以是發(fā)射和接收天線之間的空間或者例如電纜或者光纖的有線連接。在不同的調(diào)制技術(shù)之中，已證明相位調(diào)制本身是將信息映射到載波上的魯棒且有效的方式。在相位調(diào)制中，載波的相位包含所傳輸比特的全部信息。
EDGE(增強數(shù)據(jù)GSM環(huán)境)，全球移動通信系統(tǒng)(GSM)無線業(yè)務(wù)的更快版本，被設(shè)計用來以高達384kbps的速率傳送數(shù)據(jù)，并能夠?qū)⒍嗝襟w和其它寬帶應(yīng)用傳送至移動電話和計算機用戶。EDGE標準建立在現(xiàn)有GSM標準上。但是，在EDGE中沒有使用最初為GSM標準化的高斯最小頻移鍵控(GMSK)調(diào)制技術(shù)，而是使用具有八個可能符號星座(8-PSK)的相移鍵控(PSK)。圖1表示將要進行調(diào)制的已進行編碼、交織的比特流中三個連續(xù)比特(d3i，d3i+1，d3i+2)映射到I/Q平面2上八個可能8-PSK符號1-1..1-8其中之一上，其中i表示8-PSK符號的序列標號，以及其中I軸和Q軸分別表示已調(diào)制信號的同相和正交分量。所有8-PSK符號1-1..1-8位于具有相同半徑的圓周上，其只在其相位上有所不同，相位從I軸開始逆時針方向遞增。
當試圖以符號方式解調(diào)所接收的帶有噪聲的8-PSK信號以確定每個8-PSK符號的相關(guān)聯(lián)三個傳輸比特(d3i，d3i+1，d3i+2)時，通過將所接收信號分解為其同相和正交分量，在I/Q平面2上得到8-PSK符號的估計位置(未示出)來確定所接收信號的相位。將估計位置與圖1所示的八個可能位置1-1..1-8相比較，以確定最初發(fā)送的是哪個8-PSK符號。但是，如果符號估計基本上不同于可能的8-PSK符號位置，例如，如果估計的符號具有22.5°相位，而所傳輸?shù)?-PSK符號1-1具有0°相位(對應(yīng)于三比特(1，1，1))，則難以判決最初發(fā)送的是具有0°相位的符號1-1還是具有45°相位的符號1-2。如果錯誤地判決發(fā)送的是具有45°相位的8-PSK符號1-2，則解調(diào)得到比特(0，1，1)，而不是最初發(fā)送的比特(1，1，1)。由此，出現(xiàn)一個比特差錯。通過圖1可以注意到，相鄰的8-PSK符號總是只有一個比特位置不同，以便當將最初發(fā)送的8-PSK符號錯誤地判決為相鄰8-PSK符號時的錯誤比特數(shù)盡可能低。但是，甚至對于源于對錯誤的相鄰8-PSK符號而非正確的8-PSK符號的檢測的差錯來說，比特三元組(d3i，d3i+1，d3i+2)的差錯概率也不相同。檢測到相鄰8-PSK符號而非正確的8-PSK符號可能僅對于4個8-PSK符號(分別在0°，45°，180°和225°上的1-1，1-2，1-5和1-6)產(chǎn)生三元組(d3i，d3i+1，d3i+2)中第一位置的比特差錯，僅對于4個8-PSK符號(分別在90°，135°，270°和315°上的1-3，1-4，1-7和1-8)產(chǎn)生三元組(d3i，d3i+1，d3i+2)中第二位置的比特差錯，以及可能對于所有8-PSK符號1-1..1-8產(chǎn)生三元組(d3i，d3i+1，d3i+2)中第三位置的比特差錯。因此，三元組(d3i，d3i+1，d3i+2)中的第三比特位置比第一和第二比特位置更容易出差錯，因此被稱為三元組中的“弱比特”。EDGE系統(tǒng)(參考歐洲電信標準化協(xié)會(ETSI)的技術(shù)文獻3GPPTS 45.003 V5.6.0(2000-06)允許將多個移動臺復(fù)用到單一的上行鏈路分組數(shù)據(jù)傳輸信道(PDTCH)上。為了控制不同移動臺對PDTCH的接入，使用了上行鏈路狀態(tài)標志(USF)，其指示上行鏈路信道是否空閑，并且如果不是空閑的，指示其當前屬于哪個移動臺。USF有三個比特，其中“1”代表“空閑”，其余7個狀態(tài)可以用于標識當前正在使用PDTCH的那個MS。USF標志對于EDGE系統(tǒng)正確運轉(zhuǎn)至關(guān)重要，因此使用碼速率為1/12的塊編碼對其進行信道編碼。尤其是，將USF的三個比特映射到36個編碼USF比特上，這36個比特分布在四個連續(xù)塊中，每9個比特為一組。
如圖2所示，其表示GSM/EDGE突發(fā)四個塊中的第一塊3，每個塊總共包括348比特，其中編碼USF比特分別位于比特位置168至173以及176至178。每個塊中的其余比特位置由已經(jīng)進行交織、編碼及速率匹配的首部和數(shù)據(jù)比特進行填充。之后，四個塊組成長度為1392比特的突發(fā)。
對于PDTCH，EDGE包括十三種不同的調(diào)制和編碼方案(MCS)。提出在MCS-5和MCS-7中(在上行鏈路和下行鏈路)避免在8-PSK三元組(d3i，d3i+1，d3i+2)的第三比特位置上傳輸已編碼的USF比特，以降低USF的誤比特率。這個原則就是所知道的比特交換。比特交換是指，將對應(yīng)于突發(fā)中要作為8-PSK三元組(d3i，d3i+1，d3i+2)的第三比特傳輸?shù)谋忍匚恢玫木幋aUSF比特與對應(yīng)于已進行交織編碼及速率匹配的數(shù)據(jù)比特且不作為8-PSK三元組(d3i，d3i+1，d3i+2)的第三比特傳輸?shù)谋忍匚恢眠M行交換。從而，USF比特僅作為8-PSK(d3i，d3i+1，d3i+2)的第一或第二比特傳輸，這有助于降低USF的誤比特率。如圖2所示，將位置170、173和176(分別在8-PSK符號56、57和58中，在圖2中用灰色陰影表示)的USF比特與在位置150、151和195(未示出)的已進行交織、編碼及速率匹配的數(shù)據(jù)比特進行交換。容易看出，當突發(fā)的第一比特具有位置0時，USF比特位置168、169、171、172、177、178(未變化)以及150、151和195(交換的)對應(yīng)于8-PSK三元組(d3i，d3i+1，d3i+2)中不易出錯的第一和第二比特位置，這是因為，只有比特位置3k-1，其中k＝1..464，映射為三元組中易錯的第三比特位置。
交換發(fā)生在發(fā)射機中。在接收機中，基于對在發(fā)射機處所使用交換算法的了解，對得自所接收8-PSK符號的解調(diào)的比特進行反向交換(解交換)。在解交換之后，對TFCI比特組和信道編碼的及速率匹配的數(shù)據(jù)比特組進行信道解碼，然后進行進一步的處理。
當然，當應(yīng)用比特交換時，數(shù)據(jù)比特的誤比特率相應(yīng)升高，因為現(xiàn)在更頻繁地將8-PSK三元組中易錯的第三比特位置分配給數(shù)據(jù)比特。但是，當其與重要得多的USF下降的誤比特率相交換時，數(shù)據(jù)比特的誤比特率性能退化更容易被接受。
在靈活第一層(FLO)的上下文中會出現(xiàn)相似的情況，靈活第一層是一種新型的物理層，其是為GSM/EDGE無線接入網(wǎng)(GERAN，參考來自ETSI的技術(shù)文獻3GPP TR 45.902 V6.0.0(2003-04)提出的。FLO的主要優(yōu)勢是，在呼叫建立時指定物理層的配置(例如，信道編碼和交織)。通過FLO，GERAN物理層向媒體接入控制(MAC)子層提供一個或多個傳輸信道?？梢詫Χ鄠€傳輸信道進行復(fù)用，并同時在同一基本物理信道，編碼組合傳輸信道(CCTrCH)上發(fā)送。傳輸信道的配置，也就是輸入比特數(shù)、信道編碼、交織等被稱為傳輸格式(TF)。傳輸格式配置完全由無線接入網(wǎng)(RAN)控制，并在呼叫建立時信號通知MS。在移動臺和基站收發(fā)機中，傳輸格式用于配置編碼器單元和解碼器單元。只允許有限數(shù)量的不同業(yè)務(wù)信道(TrCH)的TF組合。有效的組合稱為傳輸格式組合(TFC)。為了對所接收的序列進行解碼，接收機需要知道無線分組的活動TFC。這個信息是在傳輸格式組合指示符(TFCI)域中傳送的。這個域是基礎(chǔ)層的首部。從解碼的TFCI值，可獲知對于不同傳輸信道的傳輸格式，并且能夠開始真正的解碼。
TFCI的大小最大限于5比特，在同一基本物理子信道上允許最多32個的不同的TFC。換句話說，對于單個連接，每次最多有32個不同的信道編碼和/或復(fù)用的可能性。
對TFSI進行塊編碼并插入到非交織的無線分組的開頭，該無線分組進一步包括復(fù)用的傳輸信道(CCTrCH)。在每個將要在TrCH上傳輸?shù)谋忍氐膫鬏攭K上附加上循環(huán)冗余校驗(CRC)附加段、進行信道編碼、速率匹配，然后再與其它已編碼的塊進行復(fù)用，以得到編碼組合傳輸信道(CCTrCH)。在全速率8-PSK信道中，包括TFCI和CCTrCH比特的非交織無線分組總長度有1392比特。在進行8-PSK調(diào)制之前，對非交織無線分組的比特進行塊對角交織或者塊矩形交織，交織到I個突發(fā)上，其中I表示交織深度。在塊矩形交織的情況下，I個突發(fā)代表一個無線分組。例如，在全速率8-PSK信道上，將非交織無線分組的K＝1392個比特交織到大小為J＝348比特的四個突發(fā)中，該四個突發(fā)組成將進行8-PSK調(diào)制無線分組。
在決對角交織的情況下，將包括M＝K/J個非交織突發(fā)的非交織無線分組的比特交織到大小為J比特的I＝2*M個突發(fā)上。但是，前I/2個突發(fā)僅包含偶數(shù)比特位置上的比特，而后I/2個突發(fā)僅包含奇數(shù)比特位置上的比特。從而，這I個突發(fā)的比特必須與源于將接下來的非交織無線分組交織到I個突發(fā)的另外I個突發(fā)的比特合并，從兩個非交織無線分組得到兩個的盈滿的無線分組。
由于TFCI對于解碼所接收的無線分組的重要性，希望改善TFCI的誤比特率。這可以通過比特交換來實現(xiàn)。然而，在EDGE的MSC-5和7的上下文的突發(fā)建立中，交織發(fā)生在將USF比特、數(shù)據(jù)和首部比特排列在突發(fā)之中并進行調(diào)制之前，但是與之相反，對于FLO，TFCI和CCTrCH的比特是進行聯(lián)合交織的。
這樣，在MSC-5和7的上下文中，比特交換可以直接在構(gòu)成突發(fā)之后進行，這是因為，突發(fā)中的哪個比特將作為8-PSK調(diào)制的“弱比特”傳輸是很顯然的。相反，對于FLO，TFCI和CCTrCH的聯(lián)合交織產(chǎn)生I個突發(fā)，其中哪些比特將作為“弱比特”傳輸是很顯然的。但是，由于TFCI和CCTrCH的聯(lián)合交織，TFCI的交織比特在無線分組中的位置取決于所應(yīng)用的交織方案(塊對角或塊矩形)以及分別對于全速率、半速率和將來可能的四分之一速率信道可能的不同交織深度I(1、2、4、8、16)。從而，比特交換必須處理不同的交織方案和交織深度I。
而且，通常希望僅在位于同一突發(fā)的比特之間進行比特交換。這避免了影響到時間多樣性，而時間多樣性是交織的主要目的。

發(fā)明內(nèi)容
從而，鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于開發(fā)一種簡單的方法、系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)品用于將系統(tǒng)的無線分組中較高優(yōu)先級比特和較低優(yōu)先級比特進行交換，該系統(tǒng)對較高和較低優(yōu)先級比特進行聯(lián)合交織并且考慮到不同交織深度。
提出一種用于比特交換的方法，其中依照預(yù)定義的交織方案和選定的交織深度I，周期性地將包括K個比特的數(shù)據(jù)分組中的I個連續(xù)比特分別映射到I個不同突發(fā)的交織比特位置上，包括以下步驟將至少一個與數(shù)據(jù)分組中各個第一比特位置m相關(guān)聯(lián)的比特值和與數(shù)據(jù)分組中各個第二比特位置n相關(guān)聯(lián)的比特值進行交換，其中選擇各個第二比特位置n，使得保持n＞m，而且n-m的差值可以被I整除。
例如，各個比特位置m處的比特可代表高優(yōu)先級比特，而各個比特位置n處的比特則代表低優(yōu)先級比特。如果交換在進行交織之前進行，則通過交換兩個比特位置上的比特的值完成交換，也就是，例如，將比特位置n處的比特值分配給比特位置m處的比特，反之亦然。與數(shù)據(jù)分組中各個第一比特位置m相關(guān)聯(lián)的比特則等于比特位置m處的比特，而與數(shù)據(jù)分組中各個第二比特位置n相關(guān)聯(lián)的比特則等于比特位置n處的比特。
通過周期生地將數(shù)據(jù)分組的I個連續(xù)比特分別映射到I個不同突發(fā)的交織比特位置上來進行交織。例如，這可通過周期性地將數(shù)據(jù)分組中比特位置k*I+i(k＝0，..，K/I-1，并且i＝0，..，I-1)處的比特映射到突發(fā)i的不同交織比特位置來進行。交織比特在突發(fā)內(nèi)的位置是由交織方案確定的，例如，交織方案可能是塊對角或塊矩形交織。
對數(shù)據(jù)分組的比特位置m和n進行每個步驟中的交換，例如其中n可通過固定映射m＝n+N與m相關(guān)聯(lián)，其中N是預(yù)定義的自然數(shù)。為了保證所交換的比特位于同一突發(fā)中，兩個比特位置的差值，也就是n-m＝N必須可以被I整除，這是因為交織的周期是I。
交換和交織都是在發(fā)射處進行的，取決于發(fā)射方向，發(fā)射處例如可以是移動無線系統(tǒng)的移動臺或基站收發(fā)機。在接收處，必須進行相應(yīng)的反向交換(解交換)和解交織，以重新排列比特，使得可以進行信道解碼。對于交換來說，將至少一個與數(shù)據(jù)分組中各個第一比特位置m相關(guān)聯(lián)的比特的值和與數(shù)據(jù)分組中各個第二比特位置n相關(guān)聯(lián)的比特值進行解交換，其中選擇各個第二比特位置n，使得保持n＞m，而且n-m的差值可以被I整除。從而，在發(fā)射機處進行的交換步驟也描述了在接收機處進行的解交換步驟。
依照本發(fā)明，交換可在對至少I個連續(xù)比特進行交織之前、期間或者之后進行。相應(yīng)地，在接收機處，解交換必須相應(yīng)在解交織之后、期間或者之前進行。
當交換在交織之前進行時，可以直接交換數(shù)據(jù)分組中比特位置m和n上的比特的值。與數(shù)據(jù)分組中各個第一比特位置m相關(guān)聯(lián)的比特則是數(shù)據(jù)分組中比特位置m上的比特，而與各個第二比特位置n相關(guān)聯(lián)的比特則是數(shù)據(jù)分組中比特位置n上的比特。在接收機處，解交換則在解交織之后進行，并且如同在發(fā)射機處的比特交換期間那樣，對相同位置m和n上的比特值進行解交換。
相反，當已進行了交織時，必須交換現(xiàn)在已經(jīng)映射到I個突發(fā)中的交織比特位置上的比特值。這些交織比特位置通過預(yù)定義的交織方案和選定的交織深度與數(shù)據(jù)分組的比特位置一一對應(yīng)。與數(shù)據(jù)分組中各個第一比特位置m相關(guān)聯(lián)的比特則是數(shù)據(jù)分組中比特位置m上的比特所交織到的交織比特位置上的比特，而與數(shù)據(jù)分組中各個第二比特位置n相關(guān)聯(lián)的比特則是數(shù)據(jù)分組中比特位置n上的比特所交織到的交織比特位置上的比特。 由此，可能在交織之后進行比特值交換，也就是通過交換突發(fā)中交織比特位置上的比特值來進行交換，比特值例如是根據(jù)其在數(shù)據(jù)分組中的比特位置選擇的。在接收機處，則必須基于與發(fā)射機處相同的所交換的交織比特位置，在解交織之前進行解交換。
依照本發(fā)明，優(yōu)選地，選定的交織深度I從預(yù)定義的交織深度集合{I1，..，IR}中選取，其中對于所有r＝1，..，R都有Ir＜＝Imax，以及其中優(yōu)選地，選擇各個第二比特位置n，使得n-m的差值可以被Imax整除。
如果交織深度I可能有不同的值，則最好要求N不僅要能被當前所應(yīng)用的交織深度I整除，而且還要能被可能的最大交織深度Imax整除。由于不同的可能交織深度是2的冪數(shù)，則要求N必須可被Imax整除保證了對于每個可能的I，所交換的比特位于同一突發(fā)中，從而使得時間多樣性不會受到影響。
依照本發(fā)明，優(yōu)選地，在數(shù)據(jù)分組內(nèi)定義至少一個比特組，并且其中只有在數(shù)據(jù)分組中各個第一比特位置m的比特根據(jù)預(yù)定義的交織方案和選定的交織深度I所映射到的交織比特位置是特征交織比特位置，以及在數(shù)據(jù)分組中各個第一比特位置m處的比特屬于至少一個比特組時，才執(zhí)行交換步驟。
數(shù)據(jù)分組中的比特組可代表高優(yōu)先級比特，而數(shù)據(jù)分組中的其余比特則可代表低優(yōu)先級比特。只對通過交織映射到被認為是突發(fā)中特征交織比特位置的交織比特位置上的高優(yōu)先級比特進行交換。
依照本發(fā)明，進一步優(yōu)選地，特征交織比特位置其特征在于，取決于調(diào)制方案，當對比特進行調(diào)制、在有噪聲信道上傳輸以及解調(diào)時，與其余位置上的比特相比，這些位置上的比特會有較高的差錯概率。例如，這種“弱”比特位置出現(xiàn)在8-PSK調(diào)制中的每個第三比特上，而且在16正交幅度調(diào)制(QAM)和64正交幅度調(diào)制(QAM)中也會遇到這種“弱”比特。
依照本發(fā)明，典型交織比特位置可能是突發(fā)內(nèi)滿足(j+1)可被p整除條件的位置j，其中p是預(yù)先確定的大于0的自然數(shù)。例如，如果要對突發(fā)中交織比特位置處的比特進行8-PSK調(diào)制，每個第三比特將成為“弱比特”，而對于突發(fā)中的每個位置j，每個“弱比特”用條件(j+1)mod p＝0來標識，其中p＝3，j的范圍是0至突發(fā)長度減1。
依照本發(fā)明，優(yōu)選地，比特組包括數(shù)據(jù)分組中的L個第一比特，L是預(yù)先確定的數(shù)。高優(yōu)先級比特則可代表加在數(shù)據(jù)容器開頭的一種首部。
依照本發(fā)明，進一步優(yōu)選地，選擇各個第二比特位置n，使得保持n-m≥L。這個條件保證數(shù)據(jù)分組開頭的L比特的相干組中的高優(yōu)先級比特與位于數(shù)據(jù)分組其余部分的低優(yōu)先級比特進行交換。
依照本發(fā)明，優(yōu)選地，數(shù)據(jù)分組包括在L比特組中的依照GSM/EDGE無線接入網(wǎng)(GERAN)靈活第一層(FLO)的傳輸格式組合標識符(TFCI)比特，以及在其余K-L個比特中的依照GERAN的FLO的編碼組合傳輸信道(CCTrCH)比特，其中根據(jù)為GERAN的FLO標準化的交織方案中的一種和交織深度I中的一個，將數(shù)據(jù)分組的K個比特映射到突發(fā)中的交織比特位置上，以及其中保持p＝3。條件P＝3說明在GERAN的FLO中的8-PSK調(diào)制。在GERAN的FLO中，對從集合{4，8，16}中選取的不同交織深度I、不同的全速率和半速率信道以及塊對角和塊矩形交織方案進行了標準化。
依照本發(fā)明，優(yōu)選地，對于數(shù)據(jù)分組至少進行兩次交換步驟，其中每個步驟中的各個第一比特位置m是不同的，其中在至少兩個步驟的其中至少一個步驟中，選擇各個第二比特位置n，使得保持n＝m+N，以及其中在至少兩個步驟的其中至少一個步驟中，選擇各個第二比特位置n，使得保持n＝m+K-N，其中N是預(yù)先確定的自然數(shù)?？梢酝ㄟ^計數(shù)器變量cpt實現(xiàn)交替交換，在第一交換之前將cpt初始化為零，并在每次交換之后增加1。如果(cpt mod 2＝0)，則m與n＝m+N交換，否則，m與n＝m+K-N交換。這種與CCTrCH開頭比特和CCTrCH末尾比特進行交替交換的基本原理是，CCTrCH的差錯保護分別在CCTrCH開頭和末尾處最強，以便為了讓TFCI比特在不易出錯的比特位置上傳輸而在“弱”比特位置上進行傳輸?shù)腃CTrCH比特不會使CCTrCH誤比特率過分惡化。
此外，提出一種用于比特交換的系統(tǒng)，其中根據(jù)預(yù)定義的交織方案和選定的交織深度I，周期性地將包括K個比特的數(shù)據(jù)分組中的I個連續(xù)比特分別映射到I個不同突發(fā)的交織比特位置上，該系統(tǒng)包括處理裝置，用于將至少一個與數(shù)據(jù)分組中各個第一比特位置m相關(guān)聯(lián)的比特值和與數(shù)據(jù)分組中各個第二比特位置n相關(guān)聯(lián)的比特值進行交換，其中選擇各個第二比特位置n，使得保持n＞m，而且n-m的差值可以被I整除。該系統(tǒng)可以包含在執(zhí)行交換的發(fā)射機(例如，移動無線系統(tǒng)中的移動臺或基站收發(fā)機)中，和/或執(zhí)行交換的接收機中。用于在發(fā)射機中進行交換和在接收機中進行解交換的裝置是相同的。
此外，提出一種計算機程序產(chǎn)品，可直接加載到數(shù)字計算機的內(nèi)部存儲器中，包括軟件代碼部分，用于在產(chǎn)品運行于計算機上時，執(zhí)行上述方法所述的步驟。計算機可能已經(jīng)存在于移動臺或基站收發(fā)機中，用于執(zhí)行突發(fā)構(gòu)成以及交織。


參照下文中所述的實施方式，本發(fā)明這些和其它方面將變得更加明顯和清楚。在附圖中表示圖1比特三元組到8-PSK符號的符號映射，圖2在一個GSM/EDGE突發(fā)的塊中比特交換的現(xiàn)有技術(shù)的示例，圖3GSM/EDGE靈活第一層(FLO)中無線分組的結(jié)構(gòu)，圖4對GSM/EDGE的FLO中全速率8-PSK無線幀前72比特進行塊對角交織以及交織深度I＝8的交織表，圖5用于依照本發(fā)明比特交換的系統(tǒng)框圖，圖6一張表，表示依照本發(fā)明的比特交換在GSM/EDGE的FLO中交織深度I＝8的全速率信道中的應(yīng)用，圖7未進行比特交換時FLO無線分組所得的誤幀率與進行依照本發(fā)明的比特交換時FLO無線分組所得的誤幀率的第一比較，以及圖8未進行比特交換時FLO無線分組所得的誤幀率與進行依照本發(fā)明的比特交換時FLO無線分組所得的誤幀率的第二比較。
具體實施例方式
圖3表示GSM/EDGE靈活第一層(FLO)中對于全速率8-PSK信道的無線分組的結(jié)構(gòu)。每個傳輸塊，其包含業(yè)務(wù)信道(TrCH)的第二層二進制數(shù)據(jù)，用循環(huán)冗余校驗(CRC)附加段進行擴展，得到編碼塊，然后進行信道編碼和速率匹配，得到無線幀。在圖3中，只示出了分別對應(yīng)于TrCH(0)和TrCH(S-1)的無線幀4-0和4-(S-1)，其中S表示活動TrCH的數(shù)目。對于每個要進行傳輸?shù)臒o線分組，傳送來自每個活動TrCH的一個無線幀4-s，s＝0，..，S-1以進行TrCH復(fù)用。這些無線幀4-s串行復(fù)用到編碼組合傳輸信道(CCTrCH)中。在CCTrCH比特7的開頭加入TFCI比特6之后，得到非交織無線分組8，在這個實例中將TFCI比特6配置為72比特，無線分組8總共包括1392個比特。
現(xiàn)在，可以對組成非交織無線分組8的TFCI 6和CCTrCH比特7進行塊矩形交織，交織到I＝4個突發(fā)9-0..9-3上，或者進行塊對角交織，交織到I＝8個突發(fā)9-0..9-7上，其中在任何一種情況下，每個突發(fā)大小都是J＝348比特。但是，對于塊對角交織，I＝8個突發(fā)只包含在偶數(shù)(突發(fā)9-0..9-3)或奇數(shù)(突發(fā)9-4..9-7)比特位置處的比特。在圖3中，示例性地表示了I＝8的塊對角交織的情況。連同映射到另外I＝8個突發(fā)上的第二非交織突發(fā)的偶數(shù)和奇數(shù)比特位置上的比特，可以構(gòu)成各個長度為1392比特的兩個盈滿的FLO無線分組10。但是，為了簡單起見，在圖3中只示出其中一個無線分組10。然后對FLO無線分組10進行8-PSK調(diào)制。
在技術(shù)文獻3GPP TR 45.902 V6.0.0中，將非交織無線分組8的K個比特映射到每個具有J個比特的I個突發(fā)上的交織可用下列等式組進行定義交織深度為I的塊對角交織D＝Ij=DM·[(49·(k+s))modJD/M]+int[kmodDM],]]> k＝0，1，2..K-1，b＝k mod D。
交織深度為I的塊矩形交織D＝2·Ij=DM·[(49·(k+s))modJD/M]+int[kmodDM],]]>
k＝0，1，2..K-1，b=kmodD2·]]>在這里，函數(shù)“int[j]”表示取小于j的最小自然數(shù)，而模操作符“imodj”返回i/j除法的余數(shù)。
按照下述應(yīng)用這些等式將位置k＝0..K-1處的每個比特映射到突發(fā)b＝0..I-1內(nèi)的交織比特位置j＝0..J-1上，K是非交織無線分組/交織無線分組的比特大小，包括M個非交織突發(fā)，而J是非交織突發(fā)和突發(fā)的比特大小。
圖4表示用于GSM/EDGE的FLO中無線幀前72比特(TFCI比特)的交織表，其服從上述等式，并設(shè)置參數(shù)組K＝1392和J＝348(M＝4)，也就是全速率8-PSK信道。此外，假設(shè)使用交織深度I＝8的塊對角交織。
圖4的第一列表示交織之前非交織無線分組8中比特的索引k，第二列表示交織之后在相應(yīng)突發(fā)b中所分配的索引j，以及第三列表示交織之后所分配的突發(fā)索引b。
可以從圖4的第一列和第三列看出，周期性地將非交織無線分組8的連續(xù)比特分別映射到不同的突發(fā)b上。此外，可以看出，在前四個突發(fā)b＝0，1，2，3中，只對偶數(shù)比特位置j分配值，而對于后四個突發(fā)b＝4，5，6，7，只對奇數(shù)比特位置分配值。因此，從k＝0..1392比特位置上的比特，也就是將每塊348比特的4個塊映射到每個具有J＝348個比特位置的I＝8個突發(fā)上，不過，這些突發(fā)中的每個只包括偶數(shù)或奇數(shù)比特位置上的比特。
然后，對無線分組進行8-PSK調(diào)制，導(dǎo)致無線分組中的每個第三比特比其它比特容易出錯。注意，由于突發(fā)的比特大小J＝348可以被3整除的事實，比特在突發(fā)中的位置足以判決這個比特是否將位于相應(yīng)8-PSK符號的第三比特位置，也就是不需要知道在無線分組中的絕對比特位置。將作為第三比特傳輸?shù)腡FCI比特可以通過搜索對應(yīng)于前k＝0..71比特位置并且滿足條件(j+1)mod 3＝0的索引j來識別。這就是對于比特位置k＝1，5，10，14，16，19，20，23，25，29，34，38，40，43，44，47，49，53，58，62，64，67，68和71的情況(參照圖6)。為了改善TFCI誤比特(或幀)率，根據(jù)本發(fā)明所述，現(xiàn)在將這些比特位置上的比特與來自CCTrCH的比特進行交換，也就是，當cpt是偶數(shù)時比特k與比特k+N交換，當cpt是奇數(shù)時比特k與比特k+(K-N)交換，其中N是預(yù)先確定的自然數(shù)，cpt是計數(shù)器，當交換過程開始時將cpt初始化為零，并在每次交換操作之后增加1。注意到，將比特k交替地與比特k+N和比特k+(K-N)進行交換僅僅保證將TFCI比特與CCTrCH開頭和末尾處的比特進行交換，其中這兩處的差錯保護是最強的。可選地，無論cpt的值為多少，比特k都與比特k+N交換，這簡化了過程，但是甚至可能進一步增加CCTrCH的誤比特率。
圖5表示用于依照本發(fā)明的比特交換的系統(tǒng)框圖。系統(tǒng)包括具有接口(IF)12、13和14的突發(fā)存儲器11，用于控制接口12、13和14的處理器15，以及查找表(LUT)16。處理器通過IF 12控制來自先前交織級的交織無線分組10的突發(fā)到突發(fā)存儲器11的突發(fā)式存儲，突發(fā)存儲器11可實現(xiàn)為RAM。當將突發(fā)存儲在RAM中時，處理器根據(jù)包含在LUT 16中當前交織方案和交織深度I的交換信息，通過接口13對所存儲的突發(fā)的比特進行交換。最后，處理器通過接口14觸發(fā)從存儲器11對突發(fā)的讀取。然后將所交換的突發(fā)17轉(zhuǎn)發(fā)至調(diào)制器級。
上述說明假設(shè)交換是在發(fā)射機處進行的。相同的設(shè)置可以用于在接收機處進行解交換，其中將到來的突發(fā)以突發(fā)方式存儲在突發(fā)存儲器11中，根據(jù)與交換情況下相同的LUT 16進行解交換，然后轉(zhuǎn)發(fā)至解交織級。
圖6表示一個表，其指示根據(jù)本發(fā)明將TFCI的哪個比特與來自CCTrCH的比特進行交換。這種表可存儲在如圖5所示用于比特交換的系統(tǒng)的LUT 16中。例如，依照本發(fā)明所建議，選擇N＝80，其可以被Imax＝16整除，并且大于或等于TFCI的大小(L＝72比特)。注意到，選擇N＝80，使得可以將相同的比特交換過程應(yīng)用于FLO內(nèi)可能的所有的交織方案和交織深度，也就是，取自集合{4，8，16}且R＝3。否則，對于當前旨在CCTrCH開頭和末尾處進行比特交換的I＝8的塊對角交織的情況，選擇N＝72已經(jīng)足夠了，其大于或等于TFCI的大小L＝72，而且可以被I＝8整除。
第一列代表非交織無線分組8中比特位置的索引k。第二列代表與TFCI比特進行交換的CCTrCH比特在非交織無線分組8中的絕對位置k′＝b*J+j。第三列給出在其中發(fā)生交換的突發(fā)索引b。最后兩列包含位置k的比特所交織到的比特位置j(在突發(fā)b內(nèi))，以及位置k′的比特所交織到的比特位置j′＝(在突發(fā)b內(nèi))。例如，將位置k＝25的TFCI比特交織到突發(fā)b＝1的比特位置j＝14上，其滿足(14+1)mod 3＝0，也就是，這個TFCI比特將被傳輸在8-PSK符號的第三比特位置，從而必須進行交換。然后，交換在位置k＝25的比特和位置k+80＝105(CCTrCH的開頭)的比特之間進行。將位置105的比特交織到突發(fā)b＝1內(nèi)的j′＝198處，其不滿足(198+1)mod 3＝0。注意到，總是對同一突發(fā)b內(nèi)的比特進行交換，以保持時間多樣性。
圖7表示未進行比特交換時FLO無線分組所得的誤幀率與進行依照本發(fā)明的比特交換時FLO無線分組所得的誤幀率的第一比較。將FLO配置為在帶有5比特TFCI(72比特編碼)的8-PSK信道上承載4.75kbps的自適應(yīng)多速率編碼(AMR)呼叫。使用TU3iFH信道作為信道模型。圖7表示在進行依照本發(fā)明的比特交換(虛線)以及未進行依照本發(fā)明的比特交換(實線)的兩種情況下包括TFCI和CCTrCH的無線分組誤幀率(FER)和僅包括TFCI的無線分組的FER，這里以dB為單位將FER作為載干比(C/I)的函數(shù)。對于TFCI的FER，通過應(yīng)用依照本發(fā)明的比特交換可獲得1.3dB的增益(FER＝0.01)。CCTrCH和TFCI的聯(lián)合FER則表現(xiàn)出0.2dB的增益。
圖8表示未進行比特交換時FLO無線分組所得的誤幀率與進行依照本發(fā)明的比特交換時FLO無線分組所得的誤幀率的第二比較。因為作為比特交換的結(jié)果，將更多的弱比特用于CCTrCH，這將在交換了很多比特時以及在CCTrCH的編碼速率高時(其對應(yīng)于低差錯保護)，引起某種程度上的性能損失。為了估計損失，將FLO配置為在與圖7相同的信道上承載12.2kbps的AMR呼叫。圖8表示將進行比特交換(虛線)以及未進行比特交換(實線)的TFCI和CCTrCH的聯(lián)合FER以dB為單位表示為C/I的函數(shù)的結(jié)果。在這種情況下由比特交換而引起的性能退化可以忽略不計。
在上面通過優(yōu)選實施方式對本發(fā)明進行了描述。應(yīng)該注意，對于本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員是明顯的還存在可選的方法和變型，而且可以在不偏離所附權(quán)利要求書范圍和精神的前提下實現(xiàn)，例如，可在交織步驟期間進行比特交換，而且可應(yīng)用不同的交織方案，特別是關(guān)于交織比特在突發(fā)內(nèi)的排列。本發(fā)明的范圍決不限于8-PSK調(diào)制或者限于GSM/EDGE系統(tǒng)。其還可應(yīng)用于例如擴頻或者正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
1.一種用于比特交換的方法，其中依照預(yù)定義的交織方案和選定的交織深度I，周期性地將包括K個比特的數(shù)據(jù)分組中的I個連續(xù)比特分別映射到I個不同突發(fā)的交織比特位置上，包括以下步驟將至少一個與所述數(shù)據(jù)分組中各個第一比特位置m相關(guān)聯(lián)的比特值和與所述數(shù)據(jù)分組中各個第二比特位置n相關(guān)聯(lián)的比特值進行交換，其中選擇所述各個第二比特位置n，使得保持n＞m，而且n-m的差值可以被I整除。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述交換在對所述至少I個連續(xù)比特進行所述交織之前、期間或者之后進行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述選定的交織深度I從預(yù)定義的交織深度集合{I1，..，IR}中選取，其中對于所有r＝1，..，R都有Ir＜＝Imax，以及其中選擇所述各個第二比特位置n，使得n-m的差值可以被Imax整除。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述數(shù)據(jù)分組中定義至少一個比特組，以及其中只有在下列情況下才執(zhí)行所述交換步驟如果所述數(shù)據(jù)分組中所述各個第一比特位置m上的比特根據(jù)所述預(yù)定義的交織方案和所述選定的交織深度I所映射到的交織比特位置是特征的交織比特位置，以及如果所述數(shù)據(jù)分組中所述各個第一比特位置m處的所述比特屬于所述至少一個比特組。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中基于調(diào)制方案，當對所述比特進行調(diào)制、在有噪聲信道上傳輸以及解調(diào)時，與其余位置上的比特相比，該特征交織比特位置上的比特會具有更高的差錯概率。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述特征交織比特位置是突發(fā)中滿足(j+1)可被p整除條件的位置j，其中p是預(yù)先確定的大于0的自然數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述比特組包括所述數(shù)據(jù)分組中的L個第一比特，其中L是預(yù)先確定的數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中選擇所述各個第二比特位置n，使得保持n-m≥L。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)分組包括在L個比特的所述組中的依照GSM/EDGE無線接入網(wǎng)(GERAN)的靈活第一層(FLO)的傳輸格式組合標識符(TFCI)比特，以及在其余K-L個比特中的依照所述GERAN的所述FLO的編碼組合傳輸信道(CCTrCH)比特，其中根據(jù)對于所述GERAN的所述FLO標準化的其中一種交織方案和其中一個交織深度I，將所述數(shù)據(jù)分組的K個比特映射到所述突發(fā)中的所述交織比特位置上，以及其中保持p＝3。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中對于所述數(shù)據(jù)分組至少執(zhí)行兩次所述交換步驟，其中每個步驟中的各個第一比特位置m是不同的，其中在所述至少兩個步驟的至少一個步驟中，選擇所述各個第二比特位置n，使得保持n＝m+N，以及其中在所述至少兩個步驟的至少一個步驟中，選擇所述各個第二比特位置n，使得保持n＝m+K-N，其中N是預(yù)先確定的數(shù)。
11.一種用于比特交換的系統(tǒng)，其中依照預(yù)定義的交織方案和選定的交織深度I，周期性地將包括K個比特的數(shù)據(jù)分組中的I個連續(xù)比特分別映射到I個不同突發(fā)的交織比特位置上，包括處理裝置，用于將至少一個與所述數(shù)據(jù)分組中各個第一比特位置m相關(guān)聯(lián)的比特值和與所述數(shù)據(jù)分組中各個第二比特位置n相關(guān)聯(lián)的比特值進行交換，其中選擇所述各個第二比特位置n，使得保持n＞m，而且n-m的差值可以被I整除。
12.一種計算機程序產(chǎn)品，可直接加載到數(shù)字計算機的內(nèi)部存儲器中，包括軟件代碼部分，用于在所述產(chǎn)品運行于計算機上時，執(zhí)行權(quán)利要求1所述的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于比特交換的方法、系統(tǒng)以及計算機程序產(chǎn)品，其中依照預(yù)定義的交織方案和選定的交織深度I，周期性地將包括K個比特的數(shù)據(jù)分組中的I個連續(xù)比特分別映射到I個不同突發(fā)的交織比特位置上，包括將至少一個與數(shù)據(jù)分組中各個第一比特位置m相關(guān)聯(lián)的比特值和與數(shù)據(jù)分組中各個第二比特位置n相關(guān)聯(lián)的比特值進行交換的步驟，其中選擇各個第二比特位置n，使得保持n＞m，而且n－m的差值可以被I整除。
文檔編號H04L27/18GK1799214SQ200480014867
公開日2006年7月5日 申請日期2004年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月20日
發(fā)明者伯努瓦·塞比爾 申請人:諾基亞公司