基于同余類交織映射序列的交織和解交織方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于同余類交織映射序列的交織和解交織方法，發(fā)送端生成與通信系統(tǒng)基本交織單元長度相等的同余類交織映射序列，交織器根據(jù)交織映射序列對基本交織單元進(jìn)行交織操作；在接收端，解交織器對接收到的數(shù)據(jù)按基本交織單元根據(jù)與發(fā)送端相同的交織映射序列進(jìn)行解交織操作，恢復(fù)出用戶數(shù)據(jù)。本發(fā)明還提供了采用上述方法的基于同余類交織映射序列的交織和解交織裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將交織對數(shù)據(jù)的離散程度與突發(fā)錯誤的發(fā)生概率相結(jié)合，使得相距越近的數(shù)據(jù)交織后離散得越遠(yuǎn)，可以明顯改善系統(tǒng)性能。
【專利說明】基于同余類交織映射序列的交織和解交織方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于同余類交織映射序列的交織和解交織方法及裝置，屬于無線 通信系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 在通信系統(tǒng)中，由于噪聲、信道衰落等原因，信號在傳輸過程中會產(chǎn)生錯誤。利用 信道編碼對信號進(jìn)行相應(yīng)的處理，可使系統(tǒng)具有一定的糾錯能力和抗干擾能力。但是，信道 編碼無法糾正多徑衰落及快變信道條件下引起的連續(xù)長串的錯誤比特。為了克服這一困 難，人們經(jīng)常將信道編碼和交織技術(shù)結(jié)合起來，即對已編碼的信號按一定規(guī)則重新排列，從 而將長串的錯誤比特離散化，同時利用前向糾錯碼來糾正離散性錯誤，提高整個通信系統(tǒng) 的可靠性。
[0003] IEEE802. 11η 結(jié)合多輸入多輸出（Multiple Input Multiple 0utput，MM0)和正 交頻分復(fù)用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技術(shù)，使無線傳輸質(zhì) 量和傳輸速率得到了極大的提高。在IEEE802. lln和IEEE802. llac標(biāo)準(zhǔn)中均采用了交織 技術(shù)來提高信道的抗突發(fā)錯誤能力。它們采用的交織技術(shù)都是在發(fā)送端采用按行寫入，按 列讀出的方式對發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行離散，再在接收端對接收到的數(shù)據(jù)采用按列寫入，按行讀出 的方式恢復(fù)出發(fā)送數(shù)據(jù)。通過如上傳統(tǒng)的交織方法，可以將相鄰的數(shù)據(jù)離散到相隔距離為 交織深度的位置，但這種交織方法沒有考慮到突發(fā)數(shù)據(jù)錯誤的發(fā)生概率隨著突發(fā)長度的增 加而降低，即相隔距離越近的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生使兩個數(shù)據(jù)都發(fā)生錯誤的突發(fā)錯誤的概率越大，應(yīng) 通過交織使這兩個數(shù)據(jù)離散到越遠(yuǎn)的位置。本發(fā)明提出了同余類交織映射序列設(shè)計方法， 將交織對數(shù)據(jù)的離散程度與突發(fā)錯誤的發(fā)生概率相結(jié)合，使得相距越近的數(shù)據(jù)交織后離散 得越遠(yuǎn)，在不增加信令開銷及復(fù)雜度的前提下最大限度地發(fā)揮交織離散突發(fā)錯誤的作用， 進(jìn)一步改善系統(tǒng)性能。
[0004] 發(fā)明目的：為了離散并糾正突發(fā)性差錯，改善移動通信的傳輸特性，本發(fā)明結(jié)合通 信系統(tǒng)中基本交織單元的數(shù)據(jù)長度，設(shè)計出符合通信系統(tǒng)的交織映射序列，基于同余類交 織映射序列對發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行交織，使得相距越近的數(shù)據(jù)交織后離散得越遠(yuǎn)，盡可能地離散 化相鄰數(shù)據(jù)，可以較大限度的提高系統(tǒng)性能。
[0005] 技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種基于同余類交織映射序列的交織方法，包括如下步驟：
[0007] 步驟1 :以通信系統(tǒng)進(jìn)行交織處理時的數(shù)據(jù)單元塊為基本交織單元，發(fā)送端根據(jù) 基本交織單元的長度n = 2M，產(chǎn)生長度為η的同余類交織映射序列Sn ;
[0008] 步驟2 :發(fā)送端對基本交織單元進(jìn)行交織操作，具體為對輸入序列的索引序號m = 0, 1，…，n-1按交織映射序列Sn映射到輸出序列的Sn(m)位置得到輸出序列，或者，將輸入 序列與交織映射序列S n對應(yīng)的交織映射矩陣P相乘得到輸出序列，其中，P的（Sn(m)，m)位 元素為1，P的第S n(m)行其他元素為0,第m列其他元素為0。
[0009] 步驟1中產(chǎn)生長度為η的同余類交織映射序列Sn的具體步驟為：
[0010] (A1)設(shè)定需要產(chǎn)生序列的長度η = 2M和迭代的起始序列Si = [0];
[0011] (A2)按照（公式1)迭代Μ次得到同余類交織映射序列Sn :
[0012]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于同余類交織映射序列的交織方法，其特征在于包括如下步驟： 發(fā)送端根據(jù)基本交織單元的長度η = 2M，產(chǎn)生長度為η的同余類交織映射序列Sn ; 發(fā)送端對基本交織單元進(jìn)行交織操作，具體為對輸入序列的索引序號m = 0, 1，…，n-1 按交織映射序列Sn映射到輸出序列的Sn(m)位置得到輸出序列，或者，將輸入序列與交織映 射序列S n對應(yīng)的交織映射矩陣P相乘得到輸出序列，其中，P的（Sn(m)，m)位元素為1，P的 第S n(m)行的其他元素為0,第m列的其他元素為0 ; 所述同余類交織映射序列Sn滿足： Sn(m) e Sn(p) (m〇d2k)，j · 2M_k < m，p < (j+1) · 2M_k-l 公式 3 其中，j = 0, 1，...，2k-l， k = 0, 1，···，M，m和p表示交織映射序列Sn索引序號；所述交織映射矩陣P為同余類轉(zhuǎn)換 矩陣且滿足P T = P。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于同余類交織映射序列的交織方法，其特征在于， 所述產(chǎn)生長度為η的同余類交織映射序列Sn的具體步驟為： (A1)設(shè)定需要產(chǎn)生序列的長度n = 2M和迭代的起始序列Si = [0]; (A2)按照公式1迭代Μ次得到同余類交織映射序列Sn :
公式1中七表示交織映射序列生成過程中第i次迭代產(chǎn)生的長度為21的序列。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于同余類交織映射序列的交織方法，其特征在于， 所述產(chǎn)生長度為η的同余類交織映射序列Sn的具體步驟為： (B1)設(shè)定需要產(chǎn)生序列的長度n = 2M ; (B2)產(chǎn)生長度為η的序列seqn = [0, 1，…，2M-1]; (B3)將序列seqn按照公式2進(jìn)行變換得到同余類交織映射序列Sn : Sn = bin2dec {bitrevorder [dec2bin (seqn, M) ]} 公式 2 公式2中，dec2bin( ·,Μ)表示將十進(jìn)制表示轉(zhuǎn)化為M位二進(jìn)制表示，bitrevorder( ·) 表示對Μ位二進(jìn)制序列按比特進(jìn)行中心對稱翻轉(zhuǎn)操作，bin2dec( ·)表示將二進(jìn)制表示轉(zhuǎn) 化為十進(jìn)制表示。
4. 一種基于同余類交織映射序列的解交織方法，其特征在于包括如下步驟： 接收端根據(jù)基本交織單元的長度n = 2M，產(chǎn)生長度為η的同余類交織映射序列Sn ; 接收端對基本交織單元進(jìn)行解交織操作，具體為對輸入序列的索引序號m = 0, 1，… ，n-Ι按交織映射序列Sn映射到輸出序列的Sn(m)位置得到輸出序列，或者，將輸入序列與 交織映射序列Sn對應(yīng)的交織映射矩陣P相乘得到輸出序列，其中，P的（Sn(m)，m)位元素為 1，P的第S n(m)行的其他元素為0,第m列的其他元素為0 ; 所述同余類交織映射序列Sn滿足： Sn(m) = Sn(p) (mod2k), j · 2M_k ^ m, p ^ (j+1) · 2M_k-l 公式 3 其中，j = 0, 1, ···, 2k-l，k = 0, 1, ···, M，m和p表示交織映射序列Sn索引序號；所述交 織映射矩陣P為同余類轉(zhuǎn)換矩陣且滿足PT = P。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于同余類交織映射序列的解交織方法，其特征在于， 所述產(chǎn)生長度為η的同余類交織映射序列Sn的具體步驟為： (A1)設(shè)定需要產(chǎn)生序列的長度n = 2M和迭代的起始序列Si = [0]; (A2)按照公式1迭代Μ次得到同余類交織映射序列Sn :
公式1 公式1中~表示交織映射序列生成過程中第i次迭代產(chǎn)生的長度為21的序列。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于同余類交織映射序列的解交織方法，其特征在于， 所述產(chǎn)生長度為η的同余類交織映射序列Sn的具體步驟為： (B1)設(shè)定需要產(chǎn)生序列的長度n = 2M ; (B2)產(chǎn)生長度為η的序列seqn = [0, 1，…，2M-1]; (B3)將序列seqn按照公式2進(jìn)行變換得到同余類交織映射序列Sn : Sn = bin2dec {bitrevorder [dec2bin (seqn, M) ]} 公式 2 公式2中，dec2bin( ·,Μ)表示將十進(jìn)制表示轉(zhuǎn)化為M位二進(jìn)制表示，bitrevorder( ·) 表示對Μ位二進(jìn)制序列按比特進(jìn)行中心對稱翻轉(zhuǎn)操作，bin2dec( ·)表示將二進(jìn)制表示轉(zhuǎn) 化為十進(jìn)制表示。
7. -種采用根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的基于同余類交織映射序列的交織方法的 基于同余類交織映射序列的交織裝置，其特征在于包括： 交織映射序列生成器，用于產(chǎn)生和基本交織單元的長度相同的同余類交織映射序列； 以及， 交織器，用于根據(jù)同余類交織映射序列對基本交織單元進(jìn)行元素映射，或者，將基本交 織單元與同余類交織映射序列對應(yīng)的交織映射矩陣相乘，實現(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)的交織操作。
8. -種采用根據(jù)權(quán)利要求4-6任一項所述的基于同余類交織映射序列的解交織方法 的基于同余類交織映射序列的解交織裝置，其特征在于包括： 交織映射序列生成器，用于產(chǎn)生和基本交織單元的長度相同的同余類交織映射序列； 以及， 解交織器，用于根據(jù)同余類交織映射序列對基本交織單元進(jìn)行元素映射，或者，將基 本交織單元與同余類交織映射序列對應(yīng)的交織映射矩陣相乘，實現(xiàn)對接收數(shù)據(jù)的解交織操 作。
9. 一種基于同余類交織映射序列的交織和解交織的通信系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端， 其特征在于，發(fā)送端包括： 交織映射序列生成器，用于產(chǎn)生和基本交織單元的長度相同的同余類交織映射序列； 以及， 交織器，用于根據(jù)同余類交織映射序列對基本交織單元進(jìn)行元素映射，或者，將基本交 織單元與同余類交織映射序列對應(yīng)的交織映射矩陣相乘，實現(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)的交織操作。 接收端包括： 交織映射序列生成器，用于產(chǎn)生和基本交織單元的長度相同的同余類交織映射序列； 以及， 解交織器，用于根據(jù)同余類交織映射序列對基本交織單元進(jìn)行元素映射，或者，將基 本交織單元與同余類交織映射序列對應(yīng)的交織映射矩陣相乘，實現(xiàn)對接收數(shù)據(jù)的解交織操 作。
【文檔編號】H04L1/00GK104301069SQ201410454134
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】何世文, 閆文, 黃永明, 王海明, 楊綠溪, 張軍 申請人:江蘇中興微通信息科技有限公司