本發(fā)明涉及通信技術領域的交織器，具體地，涉及一種具有循環(huán)特性的可配置式交織器，以及對應的解交織器。

背景技術：

在數(shù)字通信系統(tǒng)中，由于傳輸過程中存在各種干擾，最終接收到的信號中會出現(xiàn)一系列隨機性差錯和突發(fā)性差錯。通常采用差錯控制編碼技術可以檢測和糾正接收信號中的錯誤，特別是對隨機性差錯具有較好的糾錯性能。但是對于長的突發(fā)性差錯，其造成的大片連續(xù)錯誤往往超出了差錯控制編碼的糾錯能力，此時相應的差錯控制編碼不僅無法糾正錯誤，還可能引入更多的錯誤。

為了解決這一問題，需要使用交織器來打亂碼元之間的順序，并破壞碼元之間的相關性，從而打散長的突發(fā)性差錯，進而在不增加編碼開銷的前提下提高系統(tǒng)的糾錯性能。

交織器在通信系統(tǒng)中扮演著很重要的作用，尤其對于移動接收場景來說，交織器可以有效的幫助接收機來對抗動態(tài)信道帶來的信號衰落和突發(fā)性差錯，通過時間分集來提高系統(tǒng)的魯棒性。

現(xiàn)有的交織器不能很好的適應通信系統(tǒng)的移動應用場景，無法針對具體情況在交織增益和資源消耗之間做出很好的平衡，且信令開銷較大。

經(jīng)檢索，公開號為CN105490776A、申請?zhí)枮镃N201510849339.3，該發(fā)明公開了一種交織方法及交織器，所述方法包括：獲取待交織數(shù)據(jù)，并按照預設規(guī)則對所述待交織數(shù)據(jù)進行二維序號映射，得到交織矩陣，交織矩陣中的每個元素分別與待交織數(shù)據(jù)中的一個數(shù)據(jù)一一對應；將交織矩陣按行劃分為至少兩個交織塊；以交織塊為單位，按照第一操作模式將每個交織塊中的元素所對應的數(shù)據(jù)分別寫入交織存儲器；以交織塊為單位，按照第二操作模式從交織存儲器中讀出交織塊對應的數(shù)據(jù)；其中，第一操作模式為行寫模式，第二操作模式為列讀模式；或第一操作模式為列寫模式，第二操作模式為行讀模式。

但是，從原理上講，上述專利中所使用的交織方式屬于分組交織，存儲器資源資源消耗較大，時間延遲較高。而且，上述專利中交織器的交織模式是固定的，在實際使用中，交織深度和時延等參數(shù)是固定不變的。這導致其無法很好地適應復雜多變的信道環(huán)境，無法根據(jù)實際需求在交織深度和系統(tǒng)時延等因素之間作出平衡。另外，上述專利中交織器的交織設計是獨立的，沒有考慮到不同數(shù)據(jù)流的特性差異，因而難以實現(xiàn)更優(yōu)的交織性能，難以更好地兼容不同的系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中的缺陷/之一，本發(fā)明的目的是提供一種具有循環(huán)特性的可配置式交織器及解交織器，結合通信系統(tǒng)的移動應用場景和三狀態(tài)信道，性能符合實際應用需求，且資源消耗少，信令開銷小。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種具有循環(huán)特性的可配置式交織器，包括：

交織單元切分器，對待交織的數(shù)據(jù)流進行交織單元(IU)切分，使數(shù)據(jù)流變成IU流，交織單元切分器輸出的IU流進入由支路選擇與計數(shù)器控制的交織延時模塊；

交織延時模塊，所述IU流進入各延遲支路組進行交織操作，輸出交織后的IU流；所述交織延時模塊包含若干延遲支路組，每組含指定數(shù)目的延遲支路，所述延遲支路組的數(shù)目以及每組中延遲支路的數(shù)目由物理層信令動態(tài)配置，延遲支路的延遲量配置具有循環(huán)特性，以延遲支路組為單位進行循環(huán)，一延遲支路組內的各條延遲支路的延遲量根據(jù)實際性能需求，通過物理層信令靈活地進行設定，但各個延遲支路組的配置模式是相同的，進而降低了信令開銷；

支路選擇與計數(shù)器，用于調整實際使用的交織延時模塊的延遲支路條數(shù)，以實現(xiàn)交織性能和系統(tǒng)時延的平衡；

傳輸幀映射器，用于將交織后的交織單元流，分別映射到實際傳輸幀中各自的時分復用通道上去。

優(yōu)選地，所述待交織的數(shù)據(jù)流由指定碼長的差錯控制編碼碼字組成，每個碼字被交織單元切分器切分為一定數(shù)目的交織單元。

更優(yōu)選地，基于三狀態(tài)信道模型所模擬的實際信道特性，針對不同碼長的差錯控制編碼優(yōu)選出每個碼字被切分出的交織單元數(shù)量。

優(yōu)選地，所述交織延時模塊由若干延遲支路組成，交織單元流經(jīng)由支路選擇與計數(shù)器依次進入各個延遲支路，在每一個時鐘周期，每條支路的移位寄存器進行一次移位即一個交織單元。

優(yōu)選地，所述延遲支路的延遲量配置具有循環(huán)特性，以延遲支路組為單位進行循環(huán)，物理層信令只需要傳輸一組延遲支路組的延遲量配置給接收機，就能實現(xiàn)對所有延遲支路的解交織。

優(yōu)選地，所述交織延時模塊，包括延遲支路、存儲單元、多路選擇器；交織單元是交織延時模塊的最小操作單位，交織延時模塊中的每一個存儲單元存儲一個交織單元；交織單元流經(jīng)由多路選擇器進入延遲支路，在每一個時鐘周期，多路選擇器先將一個交織單元輸入當前指向的延遲支路，之后多路選擇器指向下一支路；每一條支路中的存儲器組都是移位寄存器，在每一個時鐘周期，所有移位寄存器向右移一位即一個交織單元；所有多路選擇器同步操作，輸出交織后的交織單元流。

本發(fā)明所述交織器適用于基于物理層管道的多業(yè)務傳輸，每個物理層管道用來傳輸一路業(yè)務數(shù)據(jù)，各個物理層管道中的數(shù)據(jù)單獨進行交織，并且能獨立設置交織參數(shù)。

針對實際應用中差錯控制編碼碼長可變的情況，實際使用的延遲支路條數(shù)可以通過支路選擇與計數(shù)器進行動態(tài)調整。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種具有循環(huán)特性的可配置式解交織器，用以對經(jīng)過上述交織器交織后的交織單元流進行解交織，該解交織器包括：

傳輸幀解映射器，用于將接收機接收到的實際傳輸幀，解映射為各個物理層管道所攜帶的交織單元流；

支路選擇與計數(shù)器，用于調整實際使用的解交織延時模塊的延遲支路條數(shù)，在對應時間內，實際使用的解交織延時模塊的延遲支路條數(shù)和相應交織延時模塊的延遲支路條數(shù)是相同的；

解交織延時模塊，對所述交織后的交織單元流進行解交織操作，輸出解交織后的交織單元流；所述解交織延時模塊包含若干延遲支路組，每組含指定數(shù)目的延遲支路，所述延遲支路組的數(shù)目以及每組中延遲支路的數(shù)目由物理層信令動態(tài)配置，一延遲支路組內的各條延遲支路的延遲量根據(jù)實際性能需求，通過物理層信令靈活地進行設定，但各個延遲支路組的配置模式是相同的，此外，每條延遲支路的延遲量配置是與交織延時模塊中的對應支路相反的；

交織單元組合器，對解交織后的交織單元進行組合，使交織單元流恢復為數(shù)據(jù)流。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

本發(fā)明所述交織器的設計考慮到了不同數(shù)據(jù)流的特性差異，通過交織單元切分器對不同數(shù)據(jù)流進行相應的交織單元切分，可以對不同的數(shù)據(jù)流實施針對性的交織方式，進而能夠實現(xiàn)在不同數(shù)據(jù)流下更優(yōu)的性能。這使得本發(fā)明所述交織器可以更好地兼容使用不同數(shù)據(jù)流的系統(tǒng)，也可以更好地適應可變碼長的系統(tǒng)。

本發(fā)明所述交織器可以通過物理層信令對延遲支路組的數(shù)目、每組中延遲支路的數(shù)目、一延遲支路組內的各條延遲支路的延遲量、實際使用的延遲支路進行動態(tài)配置，從而可以動態(tài)調節(jié)交織深度、時間延遲等系統(tǒng)參數(shù)。這使得本發(fā)明所述交織器可以適應復雜多變的信道環(huán)境，并能夠動態(tài)、及時地在各系統(tǒng)參數(shù)指標之間作出平衡，具有較高的靈活性。

本發(fā)明所述交織器中延遲支路的延遲量配置具有循環(huán)特性，以延遲支路組為單位進行循環(huán)。物理層信令只需要傳輸一組延遲支路組的延遲量配置信息給接收機，就能實現(xiàn)對所有延遲支路的解交織。相比以往需要傳輸所有配置信息的方式，本發(fā)明所述交織器的信令開銷更小。

本發(fā)明所述交織器能夠通過傳輸幀映射器把運載不同業(yè)務的交織后的交織單元流，分別映射到實際傳輸幀中各自的時分復用通道上去。這使得本發(fā)明所述交織器可適用于基于物理層管道的多業(yè)務傳輸。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1是本發(fā)明一實施例中的交織器的結構框圖；

圖1中：11為交織單元切分器，12為支路選擇與計數(shù)器，13為交織延時模塊，14為傳輸幀映射器；

圖2是本發(fā)明一實施例中的對應的解交織器的結構框圖；

圖2中：21為傳輸幀解映射器，22為支路選擇與計數(shù)器，23為解交織延時模塊，24為交織單元組合器；

圖3是本發(fā)明一實施例中的交織延時模塊以及對應的解交織延時模塊的原理圖；

圖3中：31為延遲支路，32為存儲單元，33為多路選擇器，34為信道。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。

如圖1所示的交織器的結構示意圖，包括交織單元切分器11、支路選擇與計數(shù)器12、交織延時模塊13、傳輸幀映射器14。

交織單元切分器11，根據(jù)信道條件和數(shù)據(jù)流特性對待交織的數(shù)據(jù)流進行交織單元切分，使數(shù)據(jù)流變成交織單元流，交織單元切分器輸出的交織單元流進入由支路選擇與計數(shù)器控制的交織延時模塊；

交織延時模塊13，對所述交織單元流進行交織操作，輸出交織后的交織單元流；所述交織延時模塊包含若干延遲支路組，每組含指定數(shù)目的延遲支路，所述延遲支路組的數(shù)目以及每組中延遲支路的數(shù)目由物理層信令動態(tài)配置，一延遲支路組內的各條延遲支路的延遲量根據(jù)實際性能需求，通過物理層信令靈活地進行設定，但各個延遲支路組的配置模式是相同的；

支路選擇與計數(shù)器12，用于調整實際使用的交織延時模塊的延遲支路條數(shù)，以實現(xiàn)交織性能和系統(tǒng)時延的平衡；

傳輸幀映射器14，用于將交織后的交織單元流，分別映射到實際傳輸幀中各自的時分復用通道上去。

具體的，待交織數(shù)據(jù)流由指定碼長的差錯控制編碼碼字組成，每個碼字被交織單元切分器切分為一定數(shù)目的交織單元(IU)。如表1所示，基于NGB-S系統(tǒng)，給出了一種IU優(yōu)選示例。針對特定長度的差錯控制編碼碼字，基于三狀態(tài)信道模型所模擬的實際信道特性，優(yōu)選出了相應的單個碼字中的IU數(shù)目。其中K_Length是信息位長度，CR是編碼速率，CW_Length是碼字長度，CW_IU是每個碼字中IU的數(shù)量。

表1

交織單元切分器11輸出的IU流進入由支路選擇與計數(shù)器12控制的交織延時模塊13。

如圖2所示，一種具有循環(huán)特性的可配置式解交織器，用以對經(jīng)過上述交織器交織后的交織單元流進行解交織，該解交織器包括：

傳輸幀解映射器21，用于將接收機接收到的實際傳輸幀，解映射為各個物理層管道所攜帶的交織單元流；

支路選擇與計數(shù)器22，用于調整實際使用的解交織延時模塊的延遲支路條數(shù)，在對應時間內，實際使用的解交織延時模塊的延遲支路條數(shù)和相應交織延時模塊的延遲支路條數(shù)是相同的；

解交織延時模塊23，對所述交織后的交織單元流進行解交織操作，輸出解交織后的交織單元流；所述解交織延時模塊23包含若干延遲支路組，每組含指定數(shù)目的延遲支路，所述延遲支路組的數(shù)目以及每組中延遲支路的數(shù)目由物理層信令動態(tài)配置，一延遲支路組內的各條延遲支路的延遲量根據(jù)實際性能需求，通過物理層信令靈活地進行設定，但各個延遲支路組的配置模式是相同的，此外，每條延遲支路的延遲量配置是與交織延時模塊中的對應支路相反的；

交織單元組合器24，對解交織后的交織單元進行組合，使交織單元流恢復為數(shù)據(jù)流。

如圖3所示，為上述的交織延時模塊以及對應的解交織延時模塊結構示意圖，包括延遲支路31、存儲單元32、多路選擇器33、信道34。IU是交織延時模塊13的最小操作單位，交織延時模塊13中的每一個存儲單元可以存儲一個IU。數(shù)據(jù)流經(jīng)由第一多路選擇器S1進入延遲支路，在每一個時鐘周期，第一多路選擇器S1先將一個IU輸入當前指向的延遲支路，之后第一多路選擇器S1指向下一支路。每一條支路中的存儲器組都是移位寄存器，在每一個時鐘周期，所有移位寄存器向右移一位(即一個IU)。第二多路選擇器S2與第一多路選擇器S1同步操作，輸出交織后的IU流。

之后IU流經(jīng)過映射、信道(三狀態(tài)信道)和解映射，進入接收機的解交織延時模塊，解交織延時模塊的結構和操作與交織延時模塊類似。IU流經(jīng)由多路選擇器S3進入延遲支路，在每一個時鐘周期，第三多路選擇器S3先將一個IU輸入當前指向的延遲支路，之后S3指向下一支路。每一條支路中的存儲器組都是移位寄存器，在每一個時鐘周期，所有移位寄存器向右移一位(即一個IU)。第三多路選擇器S3與第四S4同步操作，最終恢復數(shù)據(jù)原始順序。

下面結合實際信道環(huán)境(三狀態(tài)信道)和性能需求，給出一個交織延時模塊13的配置實例。優(yōu)選的，交織延時模塊13設有120條延遲支路，每60條延遲支路為一組，共兩組。實際使用中，延遲支路組的數(shù)目可由物理層信令根據(jù)CW_IU和性能需求動態(tài)配置。一組內的60條延遲支路的延遲量可以根據(jù)實際性能需求靈活設定。兩組的延遲支路的配置模式是一樣的，以降低信令開銷。圖1是一種典型的延遲支路配置模式，一組內包含60條延遲支路，第一條支路無延遲，之后每一條支路增加1個IU的延遲(即增加1個存儲單元)。

針對實際應用中差錯控制編碼碼長可變的情況，實際使用的延遲支路條數(shù)是可以動態(tài)調整的。例如在上面的例子中，120條支路不一定需要全部使用，可以只使用其中一部分，以降低時延。實際使用的延遲支路條數(shù)由支路選擇與計數(shù)器控制。在一種實施例中，根據(jù)編碼碼長的不同，延遲支路使用情況如表2所示，其中BR_ID是使用的支路序號。確定了實際使用的延遲支路條數(shù)后，多路選擇器每改變一次指向，支路選擇與計數(shù)器中的計數(shù)機構的值加1。當計數(shù)值到達所使用的最后一條延遲支路的序號時，多路選擇器的指向重置到第一條延遲支路。此外，延遲支路配置模式以60條支路為一循環(huán)，降低了信令開銷。

表2

在交織深度相同的前提下，本發(fā)明的交織方式相比背景技術中的專利的交織方式，能夠節(jié)省一半的存儲器資源，并減少近一倍的時間延遲。

本發(fā)明中的交織器可以通過物理層信令對延遲支路組的數(shù)目、每組中延遲支路的數(shù)目、一延遲支路組內的各條延遲支路的延遲量、實際使用的延遲支路進行動態(tài)配置。從而適應復雜多變的信道環(huán)境，并能夠動態(tài)、及時地在各系統(tǒng)參數(shù)指標之間作出平衡，具有較高的靈活性。

本發(fā)明提出的交織器通過使用不同的交織單元切分，可以對不同的數(shù)據(jù)流實施針對性的交織方式，進而能夠實現(xiàn)在不同數(shù)據(jù)流下更優(yōu)的性能。這使得本發(fā)明提出的交織器可以更好地兼容使用不同數(shù)據(jù)流的系統(tǒng)，也可以更好地適應可變碼長的系統(tǒng)。

本發(fā)明交織器適合應用于基于物理層管道的多業(yè)務傳輸。每個物理層管道可以用來傳輸一路業(yè)務數(shù)據(jù)。各個物理層管道中的數(shù)據(jù)單獨進行交織，并且可以獨立設置交織參數(shù)。交織延時模塊輸出的數(shù)據(jù)根據(jù)其所屬的物理層管道，經(jīng)由傳輸幀映射器，被分別映射到實際傳輸幀中各自的時分復用通道上去。

以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質內容。