比特交織器和比特解交織器的制造方法
【專利摘要】提供了一種用于比特交織的方法。所述方法包括：將比特的集合a≡{ak:k＝0,1,2,...Npost?l}映射到陣列B＝{Bi,j:i＝0,1,2,...M?1；j＝0,1,2,...N?1}，使得比特ak映射到[I]，其中，mod表示模運算符，[II]表示floor運算符，M和N是常量；執(zhí)行下列置換操作中的至少一個操作：第一置換操作，包括置換一個或更多個第一比特組中的每個第一比特組內(nèi)的兩個或更多個比特，其中，通過G(1)p＝{Bi，p：i＝0，1，2，...M?1；p∈{0，1，2，...N?1}}來定義每個第一比特組；和第二置換操作，包括置換一個或更多個第二比特組中的每個第二比特組內(nèi)的兩個或更多個比特，其中，通過G(2)q＝{Bq，j：j＝0，1，2，...N?1；q∈{0，1，2，...M?1}}來定義每個第二比特組；以及從B解映射比特，以獲得交織比特集合b≡{bk:k＝0,1,2,...Npost?l}，使得比特Bi,j被解映射到比特bNi+j。
【專利說明】
比特交織器和比特解交織器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明總體設(shè)及一種用于比特交織和/或比特解交織的設(shè)備、系統(tǒng)和/或方法。例 如，本發(fā)明的特定實施例提供了一種用于現(xiàn)有和未來一代的數(shù)字廣播系統(tǒng)的對物理層化1) 信令進行比特交織的設(shè)備、系統(tǒng)和/或方法，例如，由數(shù)字視頻廣播(DVB)項目和/或先進電 視系統(tǒng)委員會(ATSC)開發(fā)的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 數(shù)字廣播技術(shù)允許各種類型的數(shù)字內(nèi)容(例如，視頻和音頻數(shù)據(jù))被分發(fā)給終端用 戶。已經(jīng)制定了許多標(biāo)準(zhǔn)用于此目的，包括ATSC組織制定的標(biāo)準(zhǔn)族，包括標(biāo)準(zhǔn)ATSC 1.0和 ATSC 2.0。各種文檔中描述的ATSC數(shù)字電視(DTV)標(biāo)準(zhǔn)（包括A/52和A/53，可訪問http: // WWW.atsc.o巧/)已被許多國家(包括美國、加拿大和韓國）采用用在地面廣播中。
[0003] 近日，ATSC已經(jīng)開始制定針對實時和非實時電視內(nèi)容W及數(shù)據(jù)到固定和移動裝置 的傳遞方法的新標(biāo)準(zhǔn)，稱為ATSC 3.0。作為運種制定的一部分，ATSC發(fā)布了提案征集(CFP) 文檔（TG3-S2Doc.#023r20，"Callfor Proposals For ATSC-3.0PHYSICALLAYER, ATerrestrialBroadcast Standard",ATSC Technology Group 3(ATSC 3.0),2013年3月26 日），其中，明確目標(biāo)是確定可被合并W創(chuàng)建ATSC 3.0標(biāo)準(zhǔn)的新物理層的技術(shù)。據(jù)設(shè)想，ATSC 3.0系統(tǒng)將被設(shè)計成具有分層架構(gòu)，并且已經(jīng)提出針對ATSC 3.0的廣義分層模型。上述CFP 的范圍不限于該模型的基礎(chǔ)層、ATSC 3.0物理層(其對應(yīng)于IS0/IEC7498-1模型的層1與層 2)。
[0004] 意圖是ATSC 3.0將不需要與現(xiàn)有廣播系統(tǒng)(包括ATSC 1.0和ATSC 2.0)后向兼容。 然而，CFP指出，只要可行，標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)利用和參考被發(fā)現(xiàn)是符合要求的有效解決方案的現(xiàn)有標(biāo) 準(zhǔn)。
[0005] 為廣播數(shù)字內(nèi)容制定的其他現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)包括由數(shù)字視頻廣播(DVB)項目制定和維護 并由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會化TSI)發(fā)布的開放標(biāo)準(zhǔn)族。一個運樣的標(biāo)準(zhǔn)是在各種文檔（包括 ETSI EN 302 755V1.3.1，r數(shù)字視頻廣播(DVB);用于第二代數(shù)字地面電視廣播系統(tǒng)(DVB- T2)的帖結(jié)構(gòu)信道編碼和調(diào)制及技術(shù)規(guī)范ETSI TS 102 83?ν?.2.?Γ數(shù)字視頻廣播 (DVB);用于第二代數(shù)字地面電視廣播系統(tǒng)(DVB-T2)的實施指南"））中描述的DVB-T2。
[0006] 在DVB-T2中，如圖1所述，W帖結(jié)構(gòu)發(fā)送數(shù)據(jù)。在頂層，帖結(jié)構(gòu)100由超帖10la-c構(gòu) 成，其中，超帖lOla-c被劃分成多個T2帖103a-d。每個T2帖103a-d被再劃分成OFDM符號（有 時被稱為信元），包括多個前導(dǎo)碼符號105、107a-c，之后是多個數(shù)據(jù)符號109a-e。在T2帖 103a-d中，前導(dǎo)碼符號105、107a-c包括單個P1前導(dǎo)碼符號105,接著是一個或更多個P2前導(dǎo) 碼符號l〇7a-c。
[0007] 位于T2帖103a-d的開始處的P1符號105攜帶用于信令的7比特，包括用于標(biāo)識P2符 號107a-c的格式的S1信令和用于用信號傳輸特定基本傳輸參數(shù)的S2信令。緊挨P1符號105 之后的P2符號107a-c用于精細(xì)頻率和定時同步W及信道估計。P2符號107a-c攜帶L1信令信 息，并且還可攜帶數(shù)據(jù)。L1信令被劃分成L1-前信令和L1-后信令。L1-前信令包括關(guān)于T2帖 結(jié)構(gòu)100的基本信息，并且能夠接收和解碼LI-后信令。LI-后信令為接收器提供足夠的信息 來對攜帶數(shù)據(jù)的T2帖103a-d內(nèi)的物理層通道(PLP)解碼。
[000引在比特被映射到符號（信元)之前，比特流(例如，信令或數(shù)據(jù))通常經(jīng)過各種類型 的處理和編碼。通常對攜帶各種類型信息(例如，L1-前信令、L1-后信令和數(shù)據(jù))的比特流進 行不同處理。
[0009] 圖2示出在發(fā)送器側(cè)用于處理攜帶L1-后信令的比特流的比特交織編碼和調(diào)制 (BICM)鏈的一個示例。BICM鏈200包括:分段器201，用于將比特流分段成大小為Ksig的塊;加 擾器203,用于對從分段器201輸出的每個塊內(nèi)的比特進行加擾（即，置換）；W及零填充器 205,用于用零填充從加擾器203輸出的每個塊W獲得大小為Kbeh(例如，Kbeh = 7032)的填充 塊。
[0010] BICM鏈200還包括:BCH編碼器207,用于對從零填充器205輸出的每個塊進行BCH編 碼，W獲得大小為化ch(也表示為Kidcp(例如，Nbch = Kidcp = 7200))的BCH編碼塊;LDPC編碼器 209，用于對從BCH編碼器207輸出的每個塊進行LDPC編碼，W獲得大小為化dpc(例如，Nidpc = 16200)的LDPC編碼塊。
[0011 ] BICM鏈200還包括:奇偶交織器211，用于對從LDPC編碼器209輸出的每個塊的LDPC 奇偶校驗比特進行交織；W及打孔器213，用于對Npun。個LDPC奇偶校驗比特進行打孔。在 BICM鏈200中的運一點上，零填充的比特也被去除，得到大小為NpDst的塊。
[0012] BICM鏈200還包括：比特交織器215,用于對從打孔器213輸出的每個塊進行比特交 織，W獲得經(jīng)過比特交織的大小為NpDst的塊。
[0013] 最后，BICM鏈200還包括:解復(fù)用器217,用于對從比特交織器215輸出的每個經(jīng)過 交織的塊進行解復(fù)用；W及QAM映射器219,用于將從解復(fù)用器217輸出的經(jīng)過解復(fù)用的比特 映射到QAM符號，其中，所述QAM符號被用于生成用于傳輸?shù)腛FDM符號(信元）。
[0014] 接收器側(cè)的相應(yīng)鏈處理接收的符號，W恢復(fù)L1-后信令比特。
[0015] 另一種可能的前導(dǎo)碼結(jié)構(gòu)包括僅為L1-前信令和L1-后信令保留的具有特定長度 (例如，8K)的單個符號(例如，OFDM符號）。在運種情況下，例如，用于L1-后信令的編碼和打 孔模式可根據(jù)L1-后信息的長度（即，L1-后信息比特的數(shù)量)而變化。碼率和打孔方案可被 調(diào)整W適于為任何長度的輸入數(shù)據(jù)填充整個單個符號。
[0016] 在圖3中示出圖2所示的比特交織器215的操作。W包括Nc列和Npost/Nc行的塊交織 器的形式提供比特交織器215。如圖3所示，比特逐列被讀入比特交織器215,并且逐行從比 特交織器215被讀出，W獲得交織的序列。例如，N。的值可根據(jù)所使用的調(diào)制方案和碼率而 變化。例如，當(dāng)使用16-QAM和1 /2碼率時，Nc = 8，并且當(dāng)使用64-QAM和1/2碼率時，Nc = 12。
[0017] 圖2所示的結(jié)構(gòu)具有相對簡單的優(yōu)點。然而，運種結(jié)構(gòu)在一些情況下也遭受了性能 相對較差的缺點。例如，在一些情況下，可能發(fā)生3地的性能損失。
[0018] 因此，所期望的是一種能夠在保持相對簡單的結(jié)構(gòu)的同時提高性能的用于比特交 織和/或比特解交織的方法、設(shè)備和/或系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0019] 技術(shù)問題
[0020] 解決方案
[0021] 本發(fā)明的特定示例性實施例的目的是至少部分地解決和/或減輕與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān) 聯(lián)的問題和/或缺點中的至少一個，例如，本文描述的問題和/或缺點中的至少一個。本發(fā)明 的特定示例性實施例的目的是提供超過現(xiàn)有技術(shù)的至少一個優(yōu)點，例如，本文描述的優(yōu)點 中的至少一個。
[0022] 在獨立權(quán)利要求中限定本發(fā)明。在從屬權(quán)利要求中限定優(yōu)勢特征。
[0023] 本發(fā)明的一方面提供了一種包括指令或代碼的計算機程序，其中，所述指令或代 碼在被執(zhí)行時實現(xiàn)根據(jù)任意方面、權(quán)利要求和/或本文公開的實施例的方法、系統(tǒng)和/或設(shè) 備。本發(fā)明的再一方面提供了一種存儲運種程序的機器可讀存儲器。
[0024] 從下面結(jié)合附圖公開本發(fā)明的示例性實施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他方面、優(yōu) 點和顯著特征對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得顯而易見。
[0025] 本發(fā)明的有益效果
【附圖說明】
[0026] 從下面結(jié)合附圖進行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的特定示例性實施例W及多個方面的上 述和其他方面、特征和特點將會更加明顯，在附圖中：
[0027] 圖1示出在DVB-T2中使用的用于發(fā)送數(shù)據(jù)的帖結(jié)構(gòu)；
[0028] 圖2示出用于處理比特流的BICM鏈的一個示例
[0029] 圖3示出圖2所示的比特交織器的操作；
[0030] 圖4示出使用格雷映射方案的64-QAM的星座圖；
[0031] 圖5示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的比特交織器的功能結(jié)構(gòu)；
[0032] 圖6a至圖6d示出圖5所示的比特交織器的操作；
[0033] 圖7示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的比特解交織器的功能結(jié)構(gòu)；
[0034] 圖8示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的系統(tǒng)；
[0035] 圖9a是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的用于比特交織的示例性方法的流程圖；W及
[0036] 圖9b是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的用于比特解交織的示例性方法的流程圖。
[0037] 實現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式
【具體實施方式】
[0038] 提供下面參照附圖進行的本發(fā)明的示例性實施例的描述W幫助全面理解本發(fā)明， 其中，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求限定。所述描述包括各種特定細(xì)節(jié)W幫助該理解，但是運些 將被認(rèn)為僅僅是示例性的。因此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，在不脫離本發(fā)明的范圍 的情況下，可對本文描述的實施例進行各種改變和修改。
[0039] 盡管可在不同的附圖中示出相同或相似的組件，但是通過相同或相似的標(biāo)號來指 定相同或相似的組件。
[0040] 為了清楚和簡明，可省略本領(lǐng)域中已知的技術(shù)、特征、元件、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、功能、操作 和/或處理的詳細(xì)描述，W避免模糊本發(fā)明的主題。
[0041] 本文所用的術(shù)語和詞語不限于字面或標(biāo)準(zhǔn)含義，而是僅僅用于使得對本發(fā)明有清 楚和一致的理解。
[0042] 在整個描述和本說明書的權(quán)利要求中，詞語"包括"，"包含"及其變型（例如，"包 括...的"和"包含...的"）是指"包括但不限于"，并且不旨在(并且不)排除其它特征、元件、 組件、整體、步驟、處理、操作、功能、特征、性質(zhì)和/或它們的組合。
[0043] 在整個描述和本說明書的權(quán)利要求中，術(shù)語"基本上"是指所陳述的特征、參數(shù)或 值不需要被精確地實現(xiàn)，而是可不妨礙所述特征意圖提供的效果的量發(fā)生偏差或變化 (包括，例如容差、測量誤差、測量精度限制和本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的其它因素）。
[0044] 在整個描述和本說明書的權(quán)利要求中，除非上下文另有要求，否則單數(shù)形式包括 復(fù)數(shù)。例如，提及"一個對象"包括提及一個或更多個運種對象。
[0045] 在整個描述和本說明書的權(quán)利要求中，"用于X的r的一般形式的語言（其中，Y是 一些動作、處理、操作、功能、活動或步驟，而X是用于實現(xiàn)該動作、處理、操作、功能、活動或 步驟的一些裝置)包含特別(但不必是專用于)被適配為、配置為或布置為做Y的裝置X。
[0046] 結(jié)合本發(fā)明的特定方面、實施例、示例或權(quán)利要求描述或公開的特征、元件、組件、 整體、步驟、處理、操作、功能、特征、性質(zhì)和/或它們的組合將被理解為適用于本文描述的任 何其他方面、實施例、示例或權(quán)利要求，除非與其不兼容。
[0047] 本發(fā)明的特定實施例提供了用于比特交織和/或比特解交織的各種技術(shù)(例如，方 法、設(shè)備和/或系統(tǒng)）。在特定實施例中，本文描述的技術(shù)可被實現(xiàn)在數(shù)字廣播系統(tǒng)(包括一 個或更多個現(xiàn)有和/或未來一代的數(shù)字廣播系統(tǒng)，例如，由數(shù)字視頻廣播(DVB)項目和/或先 進電視系統(tǒng)委員會(ATSC)開發(fā)的系統(tǒng)（例如，ATSC 3.0標(biāo)準(zhǔn)））內(nèi)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將 會理解，本發(fā)明不限于與任何特定系統(tǒng)或標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合使用，各種實施例提供了可在任何合適 類型的數(shù)字廣播系統(tǒng)中使用的用于比特交織和/或比特解交織的技術(shù)。
[0048] 在特定實施例中，本文描述的技術(shù)可被用于對信令數(shù)據(jù)(例如，L1-后信令或類似 類型的信令)進行比特交織和/或比特解交織。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本發(fā)明不限于 與任何特定類型的數(shù)據(jù)結(jié)合使用，各種實施例提供了可在任何合適類型的數(shù)據(jù)的情況下使 用的用于比特交織和/或比特解交織的技術(shù)。
[0049] 此外，本發(fā)明不限于在任何特定類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或前導(dǎo)碼結(jié)構(gòu)的情況下使用。例 如，在使用前導(dǎo)碼結(jié)構(gòu)的情況下，任何合適類型的前導(dǎo)碼結(jié)構(gòu)(包括任何合適類型的單符號 或多符號結(jié)構(gòu))可在本發(fā)明的特定實施例中使用。
[0050] 本發(fā)明的實施例可數(shù)字廣播中使用的任何合適的方法、系統(tǒng)和/或設(shè)備的形 式來實現(xiàn)。例如，特定實施例可移動/便攜式終端(例如，移動電話）、手持式裝置、個人 計算機、數(shù)字電視和/或數(shù)字無線電廣播發(fā)送器和/或接收器設(shè)備、機頂盒等的形式來實現(xiàn)。 任何運樣的方法、系統(tǒng)和/或設(shè)備可與任何合適的現(xiàn)有或未來的數(shù)字廣播系統(tǒng)和/或標(biāo)準(zhǔn) (例如，本文提到的一個或更多個數(shù)字廣播系統(tǒng)和/或標(biāo)準(zhǔn))兼容。
[0051] 特定實施例可包括發(fā)送器側(cè)設(shè)備和接收器側(cè)設(shè)備的系統(tǒng)的形式來實現(xiàn)。發(fā)送 器側(cè)設(shè)備可被配置為執(zhí)行數(shù)據(jù)的比特交織（和任何進一步需要的處理和/或編碼），并且將 與經(jīng)過比特交織的數(shù)據(jù)相應(yīng)的信號發(fā)送到接收器側(cè)設(shè)備。接收器側(cè)設(shè)備可被配置為接收信 號，并且執(zhí)行比特解交織(和任何進一步需要的處理和/或解碼）。特定實施例可僅包括發(fā)送 器側(cè)設(shè)備，僅包括接收器側(cè)設(shè)備，或者包括包含發(fā)送器側(cè)設(shè)備和接收器側(cè)設(shè)備兩者的系統(tǒng)。
[0052] 如上所述，圖2所示的結(jié)構(gòu)在一些情況下遭受性能相對較差的缺點?，F(xiàn)在將描述針 對該缺點的一個原因。
[0053] 圖4示出64-QAM的星座圖，其中，六比特的值根據(jù)格雷映射方案被映射到各星座 點。使用圖4所示的映射，可W看到，六比特的值的兩個最高有效位(MSB)(比特ο和1)確定相 應(yīng)星座點落入星座的哪個象限。接下來的兩個MSB(比特2和3)確定相應(yīng)星座點落入象限的 哪個子象限。最后，最后兩個MSB(比特4和5)確定形成子象限的四個星座點中的哪一個與相 應(yīng)星座點一致。
[0054]因此，首先的兩個MSB (比特0和1)中的一個MSB的變化對應(yīng)于相應(yīng)星座點的位置的 相對大的變化（即，象限的變化）。反過來說，引起運些比特中的一個比特的誤差需要的相對 高的噪聲水平。相比之下，接下來的兩個MSB (比特巧日3)中的一個MSB的變化對應(yīng)于相應(yīng)星 座點的位置的較小的變化(即，象限的子象限的變化），反過來說，相對小的噪聲水平會引起 運些比特中的誤差。最后，最后兩個MSB(比特4和5)中的一個MSB的變化對應(yīng)于相應(yīng)星座點 的位置相對小的變化(即，子象限的星座點的變化），反過來說，相對低的噪聲水平會引起運 些比特中的誤差。
[0化引上述原理也適用于不同的調(diào)制方案，包括不同階的QAM(例如，16-QAM、64-QAM、 256-QAM...，或22m-QAM(m=2,3,4，...））。
[0056] 映射到2D-QAM星座的星座點的η比特的值中的各個比特可被視為通過η個各自的 一比特信道(one-bit channel)。由于運些各自的一比特信道不同程度地易受噪聲影響（例 如，出于上述的原因），因此針對給定噪聲水平的誤差率W及由此的信道容量會針對不同信 道（即，不同比特)而不同。具體地，對應(yīng)于較低有效位的信道的信道容量通常低于對應(yīng)于較 高有效位的信道的信道容量。對于特定調(diào)制方案(例如，22m-QAM)，多對信道可具有相同或相 似的信道容量，例如，在上述64-QAM的示例中，對應(yīng)于多對比特{0,1}、{2,3}和{4,引的信 道。
[0057] 參照回圖3,通常從比特交織器215的相同行讀出映射到單個星座點的比特(例如， 圖3中的虛線框表示的比特）。例如，在256-QAM和圖3所述的8列比特交織器的情況下，從比 特交織器215的單行讀出的8個比特通常被映射到單個256-QAM星座點。運意味著，將通過相 同的一比特信道發(fā)送相同列內(nèi)的比特。此外，由于比特被逐列讀入到比特交織器215,因此 輸入比特流的多個連續(xù)比特將占據(jù)相同列。因此，輸入比特流的多個連續(xù)比特都將通過相 同信道發(fā)送。運可能導(dǎo)致多個連續(xù)比特通過容量差的信道被發(fā)送，運并非是所希望的。
[0058] 本發(fā)明的示例性實施例提供了一種可避免或減輕上述問題的比特交織器，從而在 保持相對簡單結(jié)構(gòu)的同時提高性能。
[0059] 圖5示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的比特交織器的功能結(jié)構(gòu)。圖6a至圖6d示出 圖5所示的比特交織器的操作。在特定實施例中，比特交織器可形成BICM鏈的一部分，例如， 圖2所示的BICM鏈。在圖8中示出包括圖5所示的比特交織器500的示例性系統(tǒng)。在圖9a中示 出由圖5所示的比特交織器500執(zhí)行的示例性方法。
[0060] 在下面的示例性實施例中，按照塊交織器描述比特交織器。然而，本發(fā)明的實施例 不限于W塊交織器的形式實現(xiàn)。例如，在特定實施例中，可根據(jù)與本文描述的示例性塊 交織器應(yīng)用的整體交織模式相同的整體交織模式執(zhí)行比特交織的可替換形式來提供比特 交織器。此外，可在可替換實施例中互換本文所述的比特交織器的行和列和其上執(zhí)行的操 作。
[0061] 在本文描述的特定示例性實施例中，輸入比特序列首先在第一方向（例如，W逐列 的方式)被寫入到塊交織器中。接著，根據(jù)一個或更多個第一置換模式（例如，列被翻轉(zhuǎn)倒 置)置換比特交織器的一個或更多個列(例如，奇數(shù)列)和/或根據(jù)一個或更多個第二置換模 式(例如，行被循環(huán)移位)置換比特交織器的一個或更多個行。最后，通過在第二方向（例如， W逐行的方式)從比特交織器讀取比特來獲得輸出比特序列。
[0062] 如圖5所示，發(fā)送器側(cè)的比特交織器500包括交織器陣列501、映射器503、列置換器 505、行置換器507和解映射器509。比特交織器500還包括控制器511，用于控制交織器陣列 501、映射器503、列置換器505、行置換器507和解映射器509。
[0063] 在示出的實施例中，列置換器505和行置換器507被示為單獨的元件。然而，在特定 實施例中，列置換器505和行置換器507可被實現(xiàn)為單個置換器塊。
[0064] 此外，本發(fā)明的實施例不限定于圖5所示的示例性結(jié)構(gòu)。例如，在特定實施例中，比 特交織器可鏈結(jié)構(gòu)的形式實現(xiàn)，其中，比特序列可依次通過鏈中的各種塊，W執(zhí)行映 射、列置換、行置換和解映射的各個操作。
[0065] 此外，本文所指陣列沒有必要是指物理陣列，而是也可W指數(shù)學(xué)上、抽象上或概念 上的陣列。也就是說，為了更清楚地或便利地定義置換操作的目的，可定義兩個索引變量， 例如，Bi,j。然而，在特定實施例中，等效于本文描述的置換操作的置換操作（即，在給定特定 輸入的情況下產(chǎn)生相同輸出）可被應(yīng)用于僅W線性的方式存儲或處理的比特。
[0066] 交織器陣列501包括Μ行和N列，由此形成MXN陣列的單元，其中，陣列的第i行第j 列（i = 0，l，2,. . .，M-1且j = 0，l，2, . . .，N-1)的單元可W被表示為Bi,j。映射器503接收輸入 比特序列{31^化=0，1，2，...），并且將輸入比特序列的比特映射到交織器陣列501的單元。 例如，映射器503 W逐列的方式將輸入比特序列{aij寫入交織器陣列501，使得比特ak映射到 單元Bi,j，其中，i = k mod M，且/? [免鍵<fj，其中，mod表示模運算符，[j表示floor (向下取整)運算符。在圖6a中示出此映射。
[0067] 列置換器505被配置為根據(jù)一個或更多個置換模式置換交織器陣列501的一個或 更多個列的兩個或更多個單元。例如，列置換器505可被配置為置換每第P列的所有單元(例 如，列{j}的集合），使得j mod p = q(其中，p = l，2,3，...且q = 0，l，2, . . .，p-l)是固定值。 在示出的實施例中，列置換器505被配置為置換奇數(shù)列（例如，列{j}的集合），使得j mod 2 =1。置換第P列（P = 〇，l，2,. ..，N-1)內(nèi)的單元可被視為置換被表示為弓Wp={Bi,p}的單元 組內(nèi)的單元，其中，i = 〇，l，2,...，M-1。
[0068] 列置換器505可使用相同置換模式置換一些列或所有列，并且/或者可使用不同置 換模式置換一些列或所有列。在示出的實施例中，使用相同置換模式置換每個奇數(shù)列。
[0069] 列置換器505可使用任何合適的置換模式來置換列。例如，位置Bi,j的比特可被置 換到位置Biii(i),j，其中，JTi(i)表示第一置換函數(shù)。例如，在示出的實施例中，如圖6b所示，列 置換器505被配置為將交織器陣列501的第j列翻轉(zhuǎn)倒置，使得在列置換之前位置Bi,j的比特 被置換到列置換之后的新位置Bi,j' =BM-i-i,j，即，使得町（i)=M-i-l。
[0070] 可任何其他合適的方式置換列中的單元。例如，可準(zhǔn)隨機地置換列中的單元。 作為另一示例，列可被(例如，均等)劃分成兩個或更多個子列，并且每個子列的單元可根據(jù) 特定置換模式(例如，通過翻轉(zhuǎn)倒置每個子列)被獨立置換。
[0071] 行置換器507被配置為根據(jù)一個或更多個置換模式置換交織器陣列501的一個或 更多個行的兩個或更多個單元。例如，位置Bi,j的比特可被置換到位置B 其中，312( j) 表示第二置換函數(shù)。置換第q行(q = 〇，l，2, . . .，M-1)內(nèi)的單元可被視為置換被表示為弓Wq =化的單元組內(nèi)的單元，其中，j = 0，l，2，...，N-l。行置換器507可使用相同置換模?置 換一些行或所有行，并且/或者可使用不同置換模式置換一些行或所有行。
[0072] 在特定實施例中，置換模式可包括移位。例如，行置換器507可被配置為在特定方 向上(例如，向左或向右)使特定行的所有單元移位特定數(shù)量的單元。在示出的實施例中，如 圖6c所示，行被循環(huán)移位，使得最低編號的行不被移位，下一行向右移位一個單元，下一行 向右移位兩個單元，W此類推。更常見地，在使用移位作為置換模式的情況下，行置換器507 被配置為對行進行移位，使得在行置換之前位置Bi,非勺比特被置換到行置換之后的新位置 Bi,j' =Bi,(j+s(i))m〇d N(即，使得3T2( j) = ( j+s(i))mod N)，其中，s(i)表示被定義為行號i的函 數(shù)的移位量(例如，W單元為單位）。例如，在示出的實施例中，s(i) = i。在可替換實施例中， 可其它方式定義移位量，例如，s(i)=2i或s(i)=-i。
[0073] 通過將上述列和行置換應(yīng)用到交織器陣列501，可實現(xiàn)性能的提高。例如，通過使 用不同置換模式置換交織器陣列501的不同行(例如，通過使交織陣列501的不同行移位不 同量），可W看到，被讀入交織器陣列501的相同列的原始輸入比特序列{ak}的連續(xù)比特在 行置換之后將趨向于遍布不同列。因此，輸入比特序列{ak}的連續(xù)比特在從比特交織器500 輸出的比特被映射到星座點時將趨向于占據(jù)不同比特位置。因此，連續(xù)比特將趨向于通過 具有不同信道容量的一比特信道被發(fā)送，從而減少了連續(xù)比特將通過具有相對低的信道容 量的信道被發(fā)送的機會。
[0074] 另外，通過置換交織器陣列501的特定列（例如，通過翻轉(zhuǎn)奇數(shù)列），例如由于W下 原因，可實現(xiàn)性能上的進一步提高。
[0075] 在交織器陣列501的行移位而交織器陣列501的列不被置換的情況下，如圖6d所 示，可W看到，在行被移位之后，占據(jù)特定列的比特值包含數(shù)量相對高的多對與原始比特序 列{ak}中相隔N-1個位置的值對應(yīng)的值。此外，在行被移位之后，占據(jù)相鄰列的比特值包含 數(shù)量相對高的多對與原始比特序列{ak}中的連續(xù)值對應(yīng)的值W及許多對與原始比特序列 {ak}中相隔N和N-2個位置的值對應(yīng)的值。
[0076] 出于上述原因，占據(jù)相同列的比特將通過具有特定信道容量的相同的一比特信道 被發(fā)送。此外，出于上述原因，在特定情況下，占據(jù)相鄰列的比特將通過具有相同或相似信 道容量的不同的一比特信道被發(fā)送。因此，W特定周期性(例如，W周期N)重復(fù)的原始比特 序列{ak}內(nèi)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)將趨向于通過具有相同或相似信道容量的一比特信道被發(fā)送。運可 能會導(dǎo)致通過具有相對低的信道容量的信道發(fā)送運樣的數(shù)據(jù)，運并不是所希望的。
[0077] 然而，通過置換特定列，例如，W圖6c中所示的方式，占據(jù)特定列的比特值和占據(jù) 相鄰列的比特值包含較少對的與原始比特序列{ak}中的相鄰值對應(yīng)的值和較少對的與原 始比特序列{ak}中相隔N、N-1和N-2個位置的值對應(yīng)的值。因此，原始比特序列{ak}中出現(xiàn)的 周期數(shù)據(jù)不太可能通過具有相同或相似比特容量的信道被發(fā)送，從而減少了運樣的數(shù)據(jù)將 通過具有相對低的信道容量的信道被發(fā)送的機會。通過比較圖6c和圖6d可W看到，列沒有 被置換的圖6d的情況導(dǎo)致更多對的與原始比特序列{ak}中相隔N個位置的值對應(yīng)的值(在 圖6d中由虛線楠圓形指示)通過具有相同或相似信道容量的信道被發(fā)送。
[0078] 解映射器509被配置為對來自交織器陣列501的比特解映射，W產(chǎn)生輸出交織比特 序列{bk}。例如，解映射器可被配置W逐行的方式從交織器陣列501讀取比特，使得從交織 器陣列501的單元BiJ解映射出輸出比特序列的比特bk，其中，k = Ni+j。
[0079] 列置換器505和行置換器507可被配置為W任何順序?qū)豢椘麝嚵?01操作。例如， 在一些實施例中，列置換器505可在行置換器507置換交織器陣列501的行之前置換交織器 陣列501的列?？蛇x地，行置換器507可在列置換器505置換交織器陣列501的列之前置換交 織器陣列501的行。在一些實施例中，例如，可通過控制器511來控制列置換器505和行置換 器507對交織器陣列501操作的順序。
[0080] 現(xiàn)將描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的比特交織的一個具體示例。在本實施例 中，輸入數(shù)據(jù)具有長度且列的數(shù)量被表示為C。定義大小為(R(行），C(列））的矩陣，其中， R = ceil(X-l/C)。第一矩陣輸出Μ被定義為M(;r，c) = i噸ut(c*R+(;r-l))。在圖6a中示出第一 矩陣輸出的一個示例。針對(C mod2?0)，根據(jù)A(;r，c)=M((R-;r)mod R，c)從Μ計算第二矩陣 Α。在圖6b中示出第二矩陣輸出的一個示例。根據(jù)B(;r，c)=A(;r，（c+;r)mod C)從A計算第Ξ矩 陣B。在圖6c中示出第Ξ矩陣輸出的一個示例。
[0081 ]在特定實施例中，可僅提供列置換器505和行置換器中的一個，使得僅行和列中的 一個可被置換。在其他實施例中，可提供列置換器505和行置換器507兩者，其中，可選擇性 地激活和去激活列置換器505和行置換器507中的一個或兩者。此配置允許比特交織器根據(jù) 許多不同的模式操作，包括：（i)僅行被置換的模式，（ii)僅列被置換的模式，（iii)行和列 都被置換的模式，或（iv)行和列都不被置換的模式。例如，可通過控制器511根據(jù)任何合適 的條件或準(zhǔn)則選擇特定模式。例如，在特定實施例中，可基于比特序列{ak}的長度(其可被 表示NpDst )來選擇模式。
[0082] 比特交織器500可被配置W改變交織器陣列501的操作期間所使用的列數(shù)N。例如， 映射器503和解映射器509可被配置為將比特映射到交織器陣列501的特定數(shù)量的列W及從 交織器陣列501的特定數(shù)量的列對比特解映射，其中，所述特定數(shù)量的列可W是所有可用列 或可用列的子集。
[0083] 例如，可通過控制器511根據(jù)任何合適的條件或準(zhǔn)則選擇交織器陣列501的操作期 間所使用的列數(shù)N。例如，在特定實施例中，可基于比特序列{ak}的長度NpDst來選擇列數(shù)。例 如，針對相對高的值NpDst，列數(shù)可等于映射到每個星座點的比特數(shù)(例如，表示為針對2Wm°d- QAM的NmDd)，而對于相對低的值NpDst，列數(shù)可等于映射到每個星座點的比特數(shù)的一半(例如， 針對2Wm°d-QAM的Nmod/2列）。在一些實施例中，對于特定星座階，列數(shù)可獨立于NpDst的值。例 如，針對16-QAM( Nmod = 4)，對于Npost的所有值，列數(shù)可等于Nmod (= 4)。
[0084] 如上所述，可至少部分地基于比特序列{ak}的長度NpDst來執(zhí)行列置換器505和行置 換器507的選擇性激活和去激活，W及對交織器陣列501的操作期間使用的列數(shù)的選擇。在 一些實施例中，比特交織器500可存儲包含指示針對NpDst的每個值的適當(dāng)配置設(shè)置(例如， 列置換器505和/或行置換器507的激活或去激活，W及交織器陣列501的列數(shù))的信息的表。 在一些實施例中，對于一個范圍的NpDst值，可使用相同配置設(shè)置，在運種情況下，可通過針 對每個范圍的值而不是每個單獨值存儲配置設(shè)置來簡化表。在其他實施例中，所述適當(dāng)配 置設(shè)置可由發(fā)送器側(cè)用信號傳輸?shù)浇邮掌鱾?cè)，例如，使用分別對應(yīng)于列置換器505和行置換 器507的一對激活標(biāo)志，W及指示交織器陣列501的列數(shù)的字段。
[0085] 在接收器側(cè)，提供了對應(yīng)于發(fā)送側(cè)的比特交織器的比特解交織器。比特解交織器 被配置為對通過解調(diào)接收符號序列而獲得的比特序列進行比特解交織。圖7示出根據(jù)本發(fā) 明的示例性實施例的比特解交織器的功能結(jié)構(gòu)。在圖8中示出包括圖7所示的比特解交織器 700的示例性系統(tǒng)。在圖9b中示出由圖5所示的比特解交織器700執(zhí)行的示例性方法。
[0086] 如圖7所示，比特解交織700包括解交織器陣列701、映射器703、列置換器705、行置 換器707和解映射器709。比特解交織器還包括控制器711，用于控制解交織器陣列701、映射 器703、列置換器705、行置換器707和解映射器709。
[0087] 解交織器陣列701與發(fā)送器側(cè)的交織器陣列501具有類似的形式，并且包括形成Μ ΧΝ陣列的單元的Μ行和Ν列。映射器703執(zhí)行發(fā)送側(cè)的解映射器509所執(zhí)行的操作的逆操作。 例如，映射器703被配置為將比特序列bk逐行寫入解交織器陣列701。
[0088] 列置換器705被配置為執(zhí)行發(fā)送器側(cè)的列置換器505執(zhí)行的操作的逆操作。例如， 列置換器705被配置為根據(jù)一個或更多個置換模式置換解交織器陣列701的一個或更多個 列的單元，其中，列置換器705使用的置換模式是發(fā)送器側(cè)的列置換器505使用的置換模式 的倒轉(zhuǎn)。例如，在發(fā)送器側(cè)的列置換器505翻轉(zhuǎn)奇數(shù)列的情況下，接收器側(cè)的列置換器705也 可翻轉(zhuǎn)奇數(shù)列。
[0089] 類似地，行置換器707被配置為執(zhí)行發(fā)送器側(cè)的行置換器507執(zhí)行的操作的逆操 作。例如，行置換器707被配置為根據(jù)一個或更多個置換模式置換解交織器陣列701的一個 或更多個行的單元，其中，行置換器707使用的置換模式是發(fā)送器側(cè)的行置換器507使用的 置換模式的倒轉(zhuǎn)。例如，在發(fā)送器側(cè)的行置換器50對行進行循環(huán)移位的情況下，接收器側(cè)的 行置換器707可對行進行循環(huán)移位，但是沿與發(fā)送器側(cè)的行置換器507執(zhí)行的循環(huán)移位的相 反方向進行。
[0090] 接收器側(cè)的列置換器705和行置換器707按照發(fā)送器側(cè)的列置換器505和行置換器 507的逆順序?qū)饨豢椘麝嚵?01進行操作。
[0091] 解映射器709執(zhí)行發(fā)送器側(cè)的映射器503執(zhí)行的操作的逆操作。例如，解映射器709 被配置為從解交織器陣列701逐列讀取比特序列ak，W獲得經(jīng)過解交織的比特序列。
[0092] W與上面關(guān)于發(fā)送器側(cè)描述的類似方式，接收器側(cè)的列置換器705和行置換器707 可被配置為被選擇性地激活和去激活，并且解交織器陣列701可被配置為使用特定數(shù)量的 列進行操作。例如，可按照上述方式使用表來確定用于配置列置換器705、行置換器707和解 交織器陣列701的配置設(shè)置，或者可由發(fā)送器側(cè)用信號傳輸用于配置列置換器705、行置換 器707和解交織器陣列701的配置設(shè)置。
[0093] 將理解，本發(fā)明的特定實施例可硬件、軟件或硬件和軟件的任何組合的形式 來實現(xiàn)。任何運樣的軟件可易失性或非易失性存儲器(例如，如ROM的存儲裝置)被存儲 (不管是否可擦除或可重寫），或者W存儲器(諸如，例如RAM、存儲忍片、裝置或集成電路）的 形式被存儲，或被存儲在光學(xué)或磁性可讀介質(zhì)(諸如，例如CD、DVD、磁盤或磁帶等)上。
[0094] 將理解，存儲裝置和存儲介質(zhì)是適合于存儲包括指令的一個或更多個程序的機器 可讀存儲器的實施例，其中，所述指令在被執(zhí)行時實現(xiàn)本發(fā)明的特定實施例。因此，特定實 施例提供了一種包括用于實現(xiàn)本說明書的任何一個權(quán)利要求中要求的方法、設(shè)備或系統(tǒng)的 代碼的程序W及存儲運種程序的機器可讀存儲器。更進一步地，可經(jīng)由任何介質(zhì)（例如，通 過有線或無線連接攜帶的通信信號）電子傳送運樣的程序，并且實施例適當(dāng)?shù)匕ㄟ\些。 [00%]盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的特定實施例示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員將理解，在不脫離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可進行形式和細(xì)節(jié)上 的各種改變。
【主權(quán)項】
1. 一種用于比特交織的方法，所述方法包括： 將比特的集合蘭={ak:k = 0，l，2, · · ·Np〇st_l}映射到陣列B= {Bi,j: i = 0，1，2，· · ·M_1; j =0，1，2，· · ·Ν-1}，使得比特ak映射到，其中，mod表示模運算符，L j表示 floor運算符，并且Μ和N是常量； 執(zhí)行下列置換操作中的至少一個操作： 第一置換操作，包括置換一個或更多個第一比特組中的每個第一比特組內(nèi)的兩個或更 多個比特，其中，通過01)1)=他,1^ = 〇，1，2，..1-1卬￡{〇，1，2，...11}}來定義每個第一 比特組;和 第二置換操作，包括置換一個或更多個第二比特組中的每個第二比特組內(nèi)的兩個或更 多個比特，其中，通過G2V={Bq、j: j=0, 1, 2,…N-】;qe{()，1，} }來定義每 個第二比特組；以及 從B解映射比特，以獲得交織比特集合{bk:k = 0,1，2,. . .Npcist-1}，使得比特Bi,j被解 映射到比特bNi+j。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述一個或更多個第一比特組是第一組的集合 P gHh; { 1, 2, 3,…;he {0, 1，. 2，,....g-l } }。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，g = 2，h = 0或1。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，第一置換操作包括:將位置B1>P的比特置換到位置 Βπ?⑴,P，其中，j^Q)包括第一置換函數(shù)，其中，jiWUzM-i-l。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，第二置換操作包括:將位置By的比特置換到位置 BqWG)，其中，JT2(j)包括第二置換函數(shù)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，312(」_) = (_]_ + 8^))1110(11其中，8((1)包括移位函數(shù)， 其中，s(q)=q 或 s(q)=_q。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其中，映射的步驟包括以逐列的方式將比特的集合a寫入具有Μ行和N列的塊交織器； 其中： 第一置換操作包括:置換塊交織器的一個或更多個列中的每一列內(nèi)的兩個或更多個比 特； 第二置換操作包括:置換塊交織器的一個或更多個行中的每一行內(nèi)的兩個或更多個比 特；以及 其中，解映射的步驟包括以逐行的方式從塊交織器讀取交織比特集合b。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，第一置換操作包括:置換每第g列內(nèi)的比特。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，第一置換操作包括:置換奇數(shù)列中的每一列或偶 數(shù)列中的每一列內(nèi)的比特。10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，第一置換操作包括:根據(jù)第一置換函數(shù)置換一個 或更多個列內(nèi)的比特。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，第一置換函數(shù)包括:將一個或更多個列的比特 翻轉(zhuǎn)倒置。12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，第二置換操作包括:根據(jù)第二置換函數(shù)置換一個 或更多個行內(nèi)的比特。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，第二置換函數(shù)包括:對一個或更多個行進行移 位。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，第二置換函數(shù)包括:使第p行沿特定方向移位量 p〇15. -種比特交織器，包括： 映射器，用于將比特的集合5^{ak:k = 0，l，2,. . .Npost-Ι}映射到陣列B= i = 0，l， 2，· · .M-l;j = 0，l，2，· · ·Ν-1}，使得比特ak映射到A·丨対;！秘/丨，其中，mod表示模運算符， L _]表示floor運算符，并且Μ和N是常量； 置換器，用于執(zhí)行下列操作中的至少一個操作： 第一置換操作，包括置換一個或更多個第一比特組中的每個第一比特組內(nèi)的兩個或更 多個比特，其中，通過01)1)=他,1^ = 〇，1，2，..1-1卬￡{〇，1，2，...11}}來定義每個第一 比特組;和 第二置換操作，包括置換一個或更多個第二比特組中的每個第二比特組內(nèi)的兩個或更 多個比特，其中，通過…N-〗;qe丨0, 1, }}來定義每 個第二比特組；以及 解映射器，用于從Β解映射比特，以獲得交織比特集合h={bk:k=0，l，2, .. .Npcist-1}，使 得比特Bi, j被解映射到比特bNi+j。
【文檔編號】H04N7/08GK106063254SQ201580009823
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年2月12日
【發(fā)明人】貝勒卡西姆·穆霍什, 安索瑞歸·丹尼爾·羅百帝, 阿蘭·阿卜杜勒馬吉德·穆拉德, 鄭鴻實
【申請人】三星電子株式會社