專利名稱：交織系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
概括地說，本發(fā)明涉及無線通信，具體地說，本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)中的信道交織。
背景技術(shù)：
正交頻分復(fù)用(OFDM)是一種用于廣播高速率數(shù)字信號的技術(shù)。在OFDM系統(tǒng)中，將單個高速率數(shù)據(jù)流分為數(shù)個并行的低速率子流，其中的每個子流用于調(diào)制相應(yīng)的子載波頻率。應(yīng)當(dāng)注意的是，雖然本發(fā)明是圍繞正交幅度調(diào)制展開描述的，但它同樣也適用于相移鍵控調(diào)制系統(tǒng)。OFDM系統(tǒng)中使用的調(diào)制技術(shù)被稱作正交幅度調(diào)制(QAM)，其中對載波頻率的相位和幅度均進行調(diào)制。在QAM調(diào)制中，QAM復(fù)信號是由多個數(shù)據(jù)比特生成的，其中的每個符號包括實數(shù)項和虛數(shù)項，每個符號表示它是由哪些數(shù)據(jù)比特生成的。多個QAM比特在一個可按照由復(fù)平面以圖形方式表示的模式一起傳輸。通常情況下，該模式被稱作“星座(constellation)”。OFDM系統(tǒng)可采用QAM調(diào)制來提高其效率。當(dāng)廣播信號時，該信號可能會通過一條以上的路徑傳播到接收機。例如，信號可能從單個發(fā)射機沿著一條直線傳播到接收機，它也可能經(jīng)過多個物理實體的反射，從而沿著不同的路徑抵達(dá)接收機。此外，當(dāng)系統(tǒng)使用所謂的“蜂窩”廣播技術(shù)來提高頻譜效率時，原本要發(fā)往某一個接收機的信號可能會由一個以上的發(fā)射機進行廣播。因此。相同的信號沿著一條以上的路徑傳輸?shù)浇邮諜C。信號的這種并行傳播，不管是人為的(即，由一個以上發(fā)射機廣播相同的信號所致)還是自然的(即，反射所致)，均被稱作“多徑效應(yīng)”?？梢院苋菀桌斫獾氖?，雖然蜂窩數(shù)字廣播在頻譜方面是高效的，但必須提供如何有效地解決多徑問題的方法。幸運的是，當(dāng)存在多徑狀況時(如上所述，在使用蜂窩廣播技術(shù)時必定會出現(xiàn)多徑狀況)，采用QAM調(diào)制的OFDM系統(tǒng)比其中僅僅使用單載波頻率的QAM調(diào)制技術(shù)要有效。具體而言，在單載波QAM系統(tǒng)中，如果有些信道的回音跟主路徑一樣強，則必須用復(fù)雜的均衡器來均衡這些信道，而這樣的均衡往往是很難執(zhí)行的。相比之下，在OFDM系統(tǒng)中，只要在每個符號開始處插入長度合適的保護間隔，就完全不需要復(fù)雜的均衡器。因此，當(dāng)預(yù)期存在多徑狀況時，優(yōu)選使用采用QAM調(diào)制的OFDM系統(tǒng)。在一般的網(wǎng)格編碼(Trellis Coding)方案中，數(shù)據(jù)流是用卷積編碼器進行編碼的，因此，連續(xù)的多個比特合并成一個比特組，比特組進而將成為一個QAM符號。多個比特處于一組中，每組的比特數(shù)量由整數(shù)“m”來給定(因此，每個組被稱作有“m元”維)。通常，“m”的值是4、5、6或7，但它亦可是更大或更小值。將這些比特分組成多個多比特符號后，對這些符號進行交織?！敖豢棥币馕吨鴮Ψ柫髦匦屡判?，從而將信道惡化所造成的潛在錯誤隨機化。為便于說明，假設(shè)要發(fā)送五個字，并且在非交織信號傳輸期間出現(xiàn)了臨時的信道擾亂。在這種情形下，在信道擾亂緩解之前，整個字可能都會丟失，因此，要知道丟失的字傳達(dá)了什么信息將會是很困難的，甚至是不可能的。相比之下，如果將這五個字的字母在發(fā)送之前重新排序(B卩，“交織”)，那么當(dāng)出現(xiàn)信道擾亂時，可能會丟失一些字母，例如每 個字丟失一個字母。當(dāng)對重排序后的字母進行解碼時，盡管有的字丟失了字母，但所有五個字都會出現(xiàn)。很容易理解的是，在這種情形下，數(shù)字解碼器可以相對比較容易地將數(shù)據(jù)基本上全部恢復(fù)出來。在將m元符號交織后，用上述QAM原理，將這些符號映射成復(fù)符號，復(fù)用到它們的相應(yīng)子載波信道中，然后發(fā)送出去。


圖Ia示出了依據(jù)一個實施例的信道交織器；圖Ib示出了依據(jù)另一個實施例的信道交織器；圖2a示出了依據(jù)一個實施例放置到交織緩沖區(qū)中的turbo分組的碼比特；圖2b示出了依據(jù)一個實施例排成N/m行、m列矩陣的交織器緩沖區(qū)；圖3示出了依據(jù)一個實施例的交織后交錯體表；圖4示出了依據(jù)一個實施例的信道化示意圖。圖5示出的依據(jù)一個實施例的信道化示意圖中，對于特定的時隙，所有的I移位序列導(dǎo)致一長串的良和差信道估計；圖6示出的信道化示意圖中，所有的2移位序列導(dǎo)致均勻擴展的良和差信道估計交錯體；以及圖7示出了依據(jù)一個實施例用于實現(xiàn)交織的無線設(shè)備。
具體實施例方式在一個實施例中，信道交織器包括比特交織器和符號交織器。圖I示出了兩種類型的信道交織方案。這兩種方案都使用比特交織(interleaving)和交錯(interlacing)來實現(xiàn)最大的信道分集。圖Ia示出了依據(jù)一個實施例的信道交織器。圖Ib示出了依據(jù)另一個實施例的信道交織器。圖Ib的交織器僅僅使用比特交織器來實現(xiàn)m元調(diào)制分集，使用二維交織后交錯體表和運行時間時隙-交錯體映射來實現(xiàn)頻率分集，從而提高交織性能，而無需進行明確的符號交織。圖Ia示出了輸入到比特交織模塊104中的Turbo編碼比特102。比特交織模塊104輸出交織比特，后者被輸入星座符號映射模塊106。星座符號映射模塊106輸出星座符號映射比特，后者被輸入星座符號交織模塊108。星座符號交織模塊108把星座符號交織比特輸出到信道化模塊110中。信道化模塊110用交錯體表112使星座符號交織比特交錯，然后輸出OFDM符號114。圖Ib示出了輸入到比特交織模塊154中的Turbo編碼比特152。比特交織模塊154輸出交織比特，后者被輸入星座符號映射模塊156。星座符號映射模塊156輸出星座符號映射比特，后者被輸入信道化模塊158。信道化模塊158用交織的交錯體表和動態(tài)的時隙一交錯體映射160，使星座符號交織比特信道化，并輸出OFDM符號162。調(diào)制分集的比特交織圖Ib的交織器使用比特交織154來實現(xiàn)調(diào)制分集。以一種將相鄰碼比特映射成不同星座符號的模式，對Turbo分組的編碼比特152進行交織。例如，對于2m元調(diào)制，將N比特交織器緩沖區(qū)劃分為N/m個塊。將相鄰碼比特順序地寫入相鄰塊，然后從緩沖區(qū)的開始到結(jié)束按排列順序一個一個地讀出相鄰碼比特，如圖2a (上方)所示。這樣能確保將相鄰碼比特映射成不同的星座符號。同樣，如圖2b (下方)所示，將交織器緩沖區(qū)排成N/m行、m 列矩陣。將碼比特一列一列地寫入緩沖區(qū)的列中，然后將前者一行一行地讀出。為了避免將相鄰的碼比特映射到星座符號的相同比特位置(因為對于16QAM來說，根據(jù)映射，星座符號的某些比特比其它比特要可靠，例如，第一比特和第三比特比第二和第四比特要可靠)，應(yīng)當(dāng)交替地從左向右和從右向左讀取各行。圖2a示出了依據(jù)一個實施例放置到交織緩沖區(qū)204中的turbo分組202的碼比特。圖2b示出了根據(jù)一個實施例的比特交織操作。將Turbo分組250的碼比特放置到交織緩沖區(qū)252中，如圖2b所示。依據(jù)一個實施例，交織緩沖區(qū)252是通過交換第二列和第三列而進行變換的，從而創(chuàng)建了交織緩沖區(qū)254，其中m=4。從交織緩沖區(qū)254中讀取Turbo分組256的交織碼比特。為簡單起見，如果最高的調(diào)制等級為16并且如果碼比特長度總是能被4整除，則可以使用固定的m=4。在這種情況下,為了提高QPSK(正交相移鍵控)的間距(separation),則先交換中間兩列，然后再將其讀取出來。圖2b (下方)示出了該過程。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是，任何兩列都是可以交換的。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還顯而易見的是，這些列的次序是可以任意設(shè)置的。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還顯而易見的是，這些行的次序也是可以任意設(shè)置的。在另一個實施例中，在第一步中，將turbo分組202的碼比特分成多組。需要注意的是，圖2a和圖2b的實施例也將碼比特分成多組。但是，每組內(nèi)的碼比特是按照每個給定組的組比特順序來進行混洗(shuffle)的，而不是簡單地交換行或列。因此，使用組的簡單線性排序?qū)?6個碼比特分成四組以后，這16個碼比特組成的四組的次序可以是{1,5,9, 13} {2,6, 10，14} {3，7，11，15} {4,8, 12，16}，混洗后這 16 個碼比特組成的四組的次序可以是{13，9，5，1} {2，10，6，14} {11，7，15，3} {12，8，4，16}。需要注意的是，交換行或列是組內(nèi)混洗的回歸情形。頻率分集的交織后交錯體依據(jù)一個實施例，信道交織器使用交織后交錯體進行星座符號交織，從而實現(xiàn)頻率分集。這樣就不需要明確的星座符號交織。交織是分兩級進行的交錯體內(nèi)交織在一個實施例中，交錯體的500個子載波以比特倒置方式交織。交錯體間交織在一個實施例中，8個交錯體以比特倒置方式交織。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是，子載波的數(shù)量也可以不是500。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還顯而易見的是，交錯體的數(shù)量也可以不是8。需要注意的是，根據(jù)一個實施例，由于500不是2的冪，所以，應(yīng)當(dāng)使用簡約集(reduced-set)比特倒置操作。下面的代碼示出了該操作。
權(quán)利要求
1.一種交織方法，包括 用比特倒置的方式對一個或多個交錯體的多個子載波進行交織；以及 對所述一個或多個交錯體進行交織。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，如果子載波的數(shù)量不是2的冪，則所述比特倒置的方式是簡約集比特倒置運算。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述交織在利用使用各種FFT尺寸的正交頻分復(fù)用(OFDM)的無線通信系統(tǒng)中。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述交織在利用使用各種FFT尺寸的正交頻分復(fù)用(OFDM)的無線通信系統(tǒng)中。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，對多個子載波進行交織包括 創(chuàng)建空載波索引向量(SCIV)； 將索引變量(i)初始化為零； 將i轉(zhuǎn)換成其經(jīng)比特倒置的9比特值(ifc)； 如果小于500，則將附加到所述SCIV中；以及 如果i小于500，則將i增加I并重復(fù)所述轉(zhuǎn)換、所述附加和所述增加。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，對所述一個或多個交錯體進行交織包括 對于IK的FFT尺寸，通過將第i個調(diào)制符號映射到交錯體Ik(S)的第j個子載波中來將4個連續(xù)OFDM符號中的交錯體映射到時隙s中，其中，i G {O、I... 499}，其中，k=BR2(SCIV[i]mod4)，j = floor(SCIV[i]/4)，以及BR2(*)是兩個比特的比特倒置運算。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，對所述一個或多個交錯體進行交織包括 對于2K的FFT尺寸，通過將第i個調(diào)制符號映射到交錯體Ik(S)的第j個子載波中來將2個連續(xù)OFDM符號中的交錯體映射到時隙s中，其中，i G {O、I... 499}，其中，k=(SCIV[i]mod2)，以及j = floor(SCIV[i]/2)。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，對所述一個或多個交錯體進行交織包括 對于4K的FFT尺寸，將第i個調(diào)制符號映射到索引為SCIV[i]的交錯體載波中，其中，i G {0、1. 499}。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，對所述一個或多個交錯體進行交織包括 對于8K的FFT尺寸，將第i個調(diào)制符號映射到交錯體Ik(S)的第j個子載波中，其中，i G {0、1...499}，其中， s是OFDM符號映射到的時隙， 如果所述時隙屬于奇數(shù)MAC時間單元，則j = 2x SCIV [i]，以及 如果所述時隙屬于偶數(shù)MAC時間單元，則j = 2x SCIV[i]+l。
10.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，交錯體的數(shù)量為8。
11.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，用比特倒置的方式對一個或多個交錯體的多個子載波進行交織包括 使用交錯體表，根據(jù)分配的時隙索引，以順序線性方式，將星座符號序列中的符號映射到相應(yīng)的子載波中。
12.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，對所述一個或多個交錯體進行交織發(fā)生在每個OFDM符號上。
13.一種處理器，其配置為 用比特倒置的方式對一個或多個交錯體的多個子載波進行交織，使得將對應(yīng)的子載波的經(jīng)映射的符號交織成第一次序；以及 對所述一個或多個交錯體進行交織，使得將所述經(jīng)映射的符號交織成第二次序。
14.如權(quán)利要求13所述的處理器，其中，所述處理器在利用使用各種FFT尺寸的正交頻分復(fù)用(OFDM)的無線通信系統(tǒng)中。
15.如權(quán)利要求13所述的處理器，其中，所述處理器還配置為 創(chuàng)建空載波索引向量(SCIV)； 將索引變量(i)初始化為零； 將i轉(zhuǎn)換成其經(jīng)比特倒置的9比特值(ifc)； 如果小于500，則將附加到所述SCIV中；以及 如果i小于500，則將i增加I并重復(fù)所述轉(zhuǎn)換、所述附加和所述增加。
16.如權(quán)利要求15所述的處理器，其中，所述處理器還配置為 對于IK的FFT尺寸，通過將第i個調(diào)制符號映射到交錯體Ik(S)的第j個子載波中來將4個連續(xù)OFDM符號中的交錯體映射到時隙s中，其中，i G {O、I... 499}，其中，k=BR2(SCIV[i]mod4)，j = floor(SCIV[i]/4)，以及BR2(*)是兩個比特的比特倒置運算。
17.如權(quán)利要求15所述的處理器，其中，所述處理器還配置為 對于2K的FFT尺寸，通過將第i個調(diào)制符號映射到交錯體Ik(S)的第j個子載波中來將2個連續(xù)OFDM符號中的交錯體映射到時隙s中，其中，i G {O、I... 499}，其中，k=(SCIV[i]mod2)，以及j = floor(SCIV[i]/2)。
18.如權(quán)利要求15所述的處理器，其中，所述處理器還配置為 對于4K的FFT尺寸，將第i個調(diào)制符號映射到索引為SCIV[i]的交錯體載波中，其中，i G {0、1. 499}。
19.如權(quán)利要求15所述的處理器，其中，所述處理器還配置為 對于8K的FFT尺寸，將第i個調(diào)制符號映射到交錯體Ik(S)的第j個子載波中，其中，i G {0、1...499}，其中， s是OFDM符號映射到的時隙， 如果所述時隙屬于奇數(shù)MAC時間單元，則j = 2x SCIV [i]，以及 如果所述時隙屬于偶數(shù)MAC時間單元，則j = 2x SCIV[i]+l。
20.如權(quán)利要求13所述的處理器，其中，所述處理器還配置為 使用交錯體表，根據(jù)分配的時隙索引，以順序線性方式，將星座符號序列中的符號映射到相應(yīng)的子載波中。
全文摘要
頻率分集系統(tǒng)和方法使用交織技術(shù)。用比特倒置的方式，對一個交錯體的多個子載波進行交織處理，并且，用比特倒置的方式，對多個交錯體進行交織處理。
文檔編號H04L1/00GK102970115SQ20121052431
公開日2013年3月13日 申請日期2005年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月29日
發(fā)明者邁克爾·毛·王, 凌復(fù)云, 拉馬斯瓦米·穆拉利, 拉吉夫·維賈亞恩 申請人:高通股份有限公司