專利名稱：第三代頻分雙工調(diào)制解調(diào)交織器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本應(yīng)用有關(guān)于在電信系統(tǒng)中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行交織處理。特別是，用于數(shù)據(jù)解交織的方法和裝置。
背景技術(shù)：
人們已經(jīng)知道，在無(wú)線電通訊技術(shù)中，需要通過(guò)所謂的交織過(guò)程將數(shù)據(jù)加擾，以便將數(shù)據(jù)從一個(gè)通信基站發(fā)送到另一個(gè)通信基站。然后在接收基站通過(guò)解交織過(guò)程將數(shù)據(jù)解擾。
在第三代合作伙伴項(xiàng)目(Third Generation Partnership Project，3G)無(wú)線系統(tǒng)中，為頻分雙工(FDD)調(diào)制解調(diào)物理信道數(shù)據(jù)指定了具體的數(shù)據(jù)交織類型。在3G系統(tǒng)中物理信道數(shù)據(jù)是以具有預(yù)先規(guī)定比特位長(zhǎng)的字進(jìn)行處理的，目前每個(gè)字長(zhǎng)指定為為32位。
為了在FDD物理信道中進(jìn)行通信，需要指定連續(xù)的數(shù)據(jù)字，該字中包含有任意數(shù)目的連續(xù)數(shù)據(jù)位所組成的數(shù)據(jù)塊。在準(zhǔn)備每個(gè)數(shù)據(jù)塊以用于在信道中傳送時(shí)，該數(shù)據(jù)被逐行地映射到一個(gè)矩陣中，該矩陣具有預(yù)先規(guī)定的列數(shù)目。較好情況下列數(shù)比一個(gè)字中的位數(shù)要少。目前在3G中指定了30列用于對(duì)包含在32位字中的數(shù)據(jù)位塊的物理信道進(jìn)行交織。
舉例說(shuō)，將處于10個(gè)32位字w0-w9中的310位數(shù)據(jù)位塊(包含于位w0，0-w9，21)映射到一個(gè)30列的矩陣中，顯示如圖1。310位數(shù)據(jù)位塊映射到30列矩陣中具有11行。因?yàn)閿?shù)據(jù)塊總共有310位，所以后20列，列10-29分別比前10列少一個(gè)數(shù)據(jù)位。
是否矩陣列所有的位都具有映射到它們中的數(shù)據(jù)位取決于數(shù)據(jù)塊的位數(shù)。比如，一個(gè)300位的數(shù)據(jù)位塊映射到一個(gè)30×10矩陣中，將完全填充所有的列，因?yàn)?00恰好被30整除。一般情況下，對(duì)于具有T個(gè)元素的塊映射，C列N行矩陣的后r列只在N-1行中具有數(shù)據(jù)，其中r＝(C*N)-T，且r＜C。
在將數(shù)據(jù)位映射到交織矩陣之后，按照預(yù)先規(guī)定的順序?qū)⒘许樞蛑嘏?，然后按逐列的順序?qū)?shù)據(jù)位寫入新的字組w’，以得到一個(gè)由連續(xù)字組w’中的連續(xù)位w’#，#所組成的交織數(shù)據(jù)塊。
舉例說(shuō)，在圖1中，將包含在字w0-w9中的310位數(shù)據(jù)塊有選擇地存儲(chǔ)在字w’0-w’9中，并符合在圖2a，2b中所希望的交織器列順序。對(duì)于字組w0-w9，在相應(yīng)的10個(gè)字w’0-w’9形成的交織塊中，以一種經(jīng)過(guò)充分重排/加擾的順序包含有所有初始字w0-w9中的310位數(shù)。如圖2a所示，交織字w’0是由圖1中的列0、20和10中的數(shù)據(jù)位所形成。初始字w0-w9中的位w#，#與交織字w’0中的位w’0，0-w’0，31的對(duì)應(yīng)參見(jiàn)圖2b。
在3G中，在數(shù)據(jù)被發(fā)送到接收基站之前，交織數(shù)據(jù)要經(jīng)過(guò)多種處理。為了提高信噪比，將數(shù)據(jù)位長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)擴(kuò)展M倍。目前的位擴(kuò)展指定為6倍。因此在3G系統(tǒng)中，物理信道數(shù)據(jù)塊的每個(gè)交織數(shù)據(jù)位可被擴(kuò)展為一個(gè)6位元素。
舉個(gè)例子，在圖2a和2b示例中的10個(gè)交織數(shù)據(jù)字w’0-w’9被擴(kuò)展為具有59個(gè)字的數(shù)據(jù)塊W’0-W’58，以便于發(fā)送，顯示如圖3。圖4a-4f顯示了將字w’0的交織位w’0，0-w’0，31與擴(kuò)展后的字W’0-W’5中交織的具有6比特位元素的T’0-T’31的對(duì)應(yīng)示例。
因?yàn)樵氐奈婚L(zhǎng)度不能整除字的位長(zhǎng)度，所以有些元素會(huì)跨越兩個(gè)連續(xù)字。比如，在圖4a和4b中，元素T’5部分包含在字W’0中，部分包含在下一個(gè)字W’1中。
在接收基站中，在經(jīng)過(guò)接收和處理之后，所接收的擴(kuò)展交織元素塊，比如處于59個(gè)字W’0-W’58中的比特位W’0，0-W’58，3，必須經(jīng)過(guò)解交織，也就是解擾，將數(shù)據(jù)解擾成其初始順序形式。所以提供一種方法和裝置來(lái)對(duì)擴(kuò)展列交織數(shù)據(jù)塊進(jìn)行快速而有效的解交織是極為有利的。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明一種方法及裝置來(lái)對(duì)擴(kuò)展的交織數(shù)據(jù)塊進(jìn)行解交織，尤其是用于無(wú)線電通訊系統(tǒng)，如采用第三代合作伙伴項(xiàng)目(3G)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)中。數(shù)據(jù)基于連續(xù)元素形式被處理，其中每個(gè)元素具有一個(gè)預(yù)先確定的比特位數(shù)目M，該比特位包含在連續(xù)數(shù)據(jù)字塊W’中。元素從字塊W’中被順序地抽取出來(lái)，每個(gè)元素從字W’集合中的單個(gè)或兩個(gè)連續(xù)的交織字中抽取。在解交織器存儲(chǔ)器內(nèi)，元素被存儲(chǔ)在字組W中選定的位置，從而當(dāng)所有元素抽取和寫入結(jié)束后，能夠讀取出解交織器存儲(chǔ)器中內(nèi)的字組W，以對(duì)應(yīng)于創(chuàng)建交織元素塊的初始數(shù)據(jù)比特位塊。通過(guò)其他傳統(tǒng)的處理方式，將對(duì)解交織的擴(kuò)展字進(jìn)行收縮，在接收器中再生出與在發(fā)送器指定發(fā)送相一致的的數(shù)據(jù)位塊。
盡管本方法和裝置明確設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)3G FDD接收器調(diào)制解調(diào)的第二解交織功能，但是該發(fā)明可在其他應(yīng)用中方便地對(duì)擴(kuò)展數(shù)據(jù)塊進(jìn)行加擾或解擾。
較好地，結(jié)合計(jì)算解交織器存儲(chǔ)地址和對(duì)其中數(shù)據(jù)元素的選擇性存儲(chǔ)，可采用一個(gè)多級(jí)流水線配置來(lái)處理元素。建議采用三級(jí)流水線處理，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流量高達(dá)每秒60兆位。而且，多個(gè)解交織器可并行使用來(lái)處理多個(gè)數(shù)據(jù)塊，比如，每個(gè)解交織器可用于一組不同的物理信道，從而解交織過(guò)程不會(huì)對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)的速度有負(fù)面影響。但是，由于對(duì)每個(gè)信道的物理信道處理目前確定為每秒380千位，結(jié)合所建議的結(jié)構(gòu)，單個(gè)解交織器的速度已經(jīng)完全足夠處理3G FDD接收器調(diào)制解調(diào)中所有物理信道中的數(shù)據(jù)元素塊了。
對(duì)于本領(lǐng)域中一般的技術(shù)人員而言，通過(guò)附圖和以下詳細(xì)的描述可以了解本發(fā)明的其他目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。


圖1顯示將包含在10個(gè)32位字w中的310位數(shù)據(jù)比特位映射到一個(gè)具有30列的矩陣中。
圖2a顯示按照目前3G交織器列順序規(guī)范將圖1中的數(shù)據(jù)比特位塊映射到字組w’的交織比特位w#，#組成的塊中。
圖2b顯示從圖1中的數(shù)據(jù)字w的比特位映射到一個(gè)交織字w’中。
圖3顯示將圖2a中交織比特位塊字組w’擴(kuò)展映射到擴(kuò)展的交織的6比特位元素字組W’中。
圖4a-4f顯示將圖2a中的一個(gè)交織比特位塊字w’位映射到6倍擴(kuò)展的元素交織字組W’上。
圖5a和5b顯示將圖3中字W’的擴(kuò)展交織元素塊的比特位映射到具有30個(gè)6比特位元素列的交織器矩陣中。
圖6顯示在將數(shù)據(jù)解交織元素塊的一個(gè)字W按比特位和元素映射到圖5a和圖5b中的矩陣。
圖7a和7b顯示圖5a和5b中矩陣的相應(yīng)的解交織擴(kuò)展元素和比特位映射。
圖8顯示了圖7中解交織的擴(kuò)展元素字W與圖1中初始數(shù)據(jù)比特位塊字w的對(duì)應(yīng)。
圖9是采用本發(fā)明中通信系統(tǒng)的接收器處理元件方框圖。
圖10a和10b是根據(jù)本發(fā)明所進(jìn)行解交織的一般方法的流程圖。
圖11a-11c是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)三級(jí)流水線交織器原理圖。
具體實(shí)施例方式
作為目前3G規(guī)范的一部分，擴(kuò)展的交織數(shù)據(jù)塊，比如，在FDD接收器物理信道中的數(shù)據(jù)，要被接收下來(lái)并且必須經(jīng)過(guò)解交織以進(jìn)一步處理。FDD接收器被分成多個(gè)子塊。其中之一稱之為接收器復(fù)合信道(Receiver Composite Channel，RCC)。RCC框圖顯示如圖9，它由物理信道反映射、第二解交織、物理信道聚合、第二DTX和P指示位分離以及傳輸信道(TrCH)解復(fù)用。有效情況下，接收器合成信道的操作與發(fā)送合成信道中發(fā)送器調(diào)制解調(diào)所執(zhí)行的功能相反。
本發(fā)明特別適用于FDD接收器第二解交織器的結(jié)構(gòu)。每個(gè)物理信道(PyCH)中待發(fā)送比特位序列通過(guò)交織過(guò)程被加擾，然后擴(kuò)展成等長(zhǎng)的數(shù)據(jù)包；每個(gè)數(shù)據(jù)包中含有數(shù)目很少的比特位。這些比特位組中的每一組命名為數(shù)據(jù)元素。目前，在建議的實(shí)施例中，3G FDD物理信道數(shù)據(jù)元素長(zhǎng)度被指定為6位，即M＝6。圖1-4中顯示一個(gè)示例，關(guān)于發(fā)送器調(diào)制解調(diào)交織和將310位數(shù)據(jù)位塊擴(kuò)展為310個(gè)交織的6比特位元素T’的數(shù)據(jù)塊。
擴(kuò)展的交織數(shù)據(jù)元素以其交織順序被發(fā)送出去。接收器從空中接收數(shù)據(jù)元素，并將它們以連續(xù)的32位數(shù)據(jù)字組W’方式存儲(chǔ)下來(lái)。在圖1-4中顯示的示例中，310位數(shù)據(jù)塊最初在發(fā)送端以32位字w0-w9的形式存儲(chǔ)，在接收端作為數(shù)據(jù)元素T’0-T’309以32位字W’0-W’58的形式被接收并存儲(chǔ)。
第二交織器是一個(gè)帶有列內(nèi)置換的塊交織器，其對(duì)交織數(shù)據(jù)元素進(jìn)行重排。交織矩陣具有30個(gè)元素列，從左到右編號(hào)為0、1、2、…、29。行序號(hào)由用戶提供作為外部參數(shù)N，對(duì)于一個(gè)具有T個(gè)元素的數(shù)據(jù)塊可計(jì)算出N值，即取N*30≥T的最小整數(shù)N。
用于3G FDD調(diào)制解調(diào)的第二解交織器中的列內(nèi)置換方式如下

表1-解交織器的列內(nèi)置換方式第二解交織器的輸出是一個(gè)位序列，它從映射到列內(nèi)置換過(guò)的N×30矩陣中逐行讀出。在整個(gè)N×30矩陣被輸出的位置，通過(guò)刪除在輸入數(shù)據(jù)元素位序列中不存在的數(shù)據(jù)位而將輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行剪切。
圖5a和5b顯示了示例接收數(shù)據(jù)元素T’0-T’309一個(gè)位映射，圖中顯示了11行×30個(gè)元素列交織矩陣的左邊和右邊部分。在圖5a和5b中，比如，第0列表示元素T’0-T’10比特位的位映射，它們包含在字W’0，W’1和W’2中。元素T’5的位是從兩個(gè)字中抽取出來(lái)的，即W’0和W’1；元素T’10的位是從兩個(gè)中抽取出來(lái)的，即W’1和W’2。在圖5b中，最底行沒(méi)有元素，因?yàn)橹挥星?0列是完全由數(shù)據(jù)元素填充。
圖6和圖7表示基于交織器矩陣映射，元素T’在整個(gè)對(duì)字組W中元素選擇存儲(chǔ)中是如何被記錄的。T’0，T’124，T’258，T’186以及T’31的前兩位存儲(chǔ)在W0的32位中，其相應(yīng)地對(duì)應(yīng)于記錄元素T0到T4，以及元素T5的前兩位。其結(jié)果是，元素T’0到T’309的選擇性存儲(chǔ)基于交織器矩陣映射，形成一個(gè)32位字W的序列，即W0到W58，其中包含有記錄元素T0到T309，顯示如圖7a-7c。圖8表示初始字w0-w9如何對(duì)應(yīng)于字W0-W58，顯示了記錄元素T0-T309與310個(gè)初始數(shù)據(jù)塊位w0，0-w9，21(如圖1顯示)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
為了在矩陣中正確地放置元素T’0-T’309，以便于元素T’0-T’309能夠被逐行讀出成為連續(xù)字W0-W58，對(duì)每個(gè)元素T’要進(jìn)行選擇處理，可用流程圖10a和10b來(lái)表示。
在3G FDD調(diào)制解調(diào)接收器中，擴(kuò)展的交織數(shù)據(jù)被分配到不同的物理信道，并且被存儲(chǔ)在名為M_INP的隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)中，以便于由解交織器處理。位流被分割為32位字，并且這些字被存放在M_INP中連續(xù)的位置。在圖1-4中所顯示的示例中，包含在字W’0-W’58的元素T0-T309的位流將被存儲(chǔ)在M_INP的連續(xù)地址中。在圖10a-10b中的流程圖說(shuō)明了解交織器如何從M_INP中讀取數(shù)據(jù)，進(jìn)行解交織并將它們寫入到本地存儲(chǔ)器M_LOC中。整個(gè)過(guò)程包括，從M_INP中逐個(gè)元素讀出數(shù)據(jù)，執(zhí)行地址翻譯，并將元素寫入到M_LOC中某位置，這個(gè)位置對(duì)應(yīng)于發(fā)送器中執(zhí)行交織處理之前的元素在存儲(chǔ)器中的初始位置。圖5-8顯示了元素T’0-T’309的交織器映射與重排的位于字W0-W59中的元素T0-T309中的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并且在圖8中，顯示了與在發(fā)送端中包含在字w0-w9中的初始位序列的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
表2中提供了在流程圖10a和10b中所用到的參數(shù)列表。
開(kāi)始時(shí)，在處理過(guò)程中用到的變量在塊10中初始化。地址增長(zhǎng)器ADDR和行計(jì)數(shù)器ROW_CTR和列索引指針I(yè)DX被置為0。將預(yù)先規(guī)定的排列順序存儲(chǔ)在一個(gè)名為PERM_VECT的矢量中。在PERM_VECT中置換過(guò)的列順序較好地顯示在表1中，以用于FDD調(diào)制解調(diào)接收器第二解交織器。在步驟12，基于IDX的值從PERM_VECT中輸出一個(gè)PERM值，IDX的值指示當(dāng)前正在處理元素的列位置。
在接下的幾步操作14，16，18中確定在列號(hào)PERM中的行號(hào)，并將變量NROW設(shè)置成該值。設(shè)置一個(gè)恒定參數(shù)MAX_COL，從而列0，1，2，…，MAX_COL-1具有其中行的“行”序號(hào)，并且列MAX_COL，…，C-1在其中具有“行數(shù)-1”行。根據(jù)這一結(jié)果以及當(dāng)前的PERM值，可相應(yīng)地設(shè)置變量NROW。

表2-流程圖參數(shù)列表在步驟20、22中，采用起始地址A0、當(dāng)前ADDR值和元素長(zhǎng)度M、起始和結(jié)束位地址，在M_INP中的當(dāng)前數(shù)據(jù)元素的SA和EA可分別被確定。用字的比特位長(zhǎng)度L’去除SA和EA，并舍棄任何余數(shù)(或者相當(dāng)于右移5位)，在字集合W’中產(chǎn)生相應(yīng)的字地址。這些字地址分別是SM和EM。然后在第26步，在存儲(chǔ)字中數(shù)據(jù)元素(由SM和EM標(biāo)識(shí))的起始和結(jié)束比特位位置可分別計(jì)算出為S和E。S和E可能會(huì)包含在字W’集合的單個(gè)存儲(chǔ)字中，或者分別位于兩個(gè)連續(xù)的存儲(chǔ)字中。以下的操作28，30，32，34，36顯示這兩種情況是如何處理的。
在流程圖中的下一個(gè)操作28是比較SM和EM的位置。如果元素位于字組W’中的單個(gè)字中，即EM＝SM，然后進(jìn)入第30步，位于SM中的字可從M_INP中取出。在第32步，從元素的比特位位置抽取出元素，位置由S和E指明，并且將值賦給寄存器R。在另一方面，如果元素包含在字組W’的兩個(gè)字中，即EM＝SM+1，則從M_INP中要訪問(wèn)兩個(gè)字。相應(yīng)地，取出SM中的字分配給寄存器R1，取出EM中的字分配給寄存器R2，顯示如步驟34。然后在步驟36中，將元素的比特位從R1和R2中抽取出來(lái)并分配給寄存器R。因此，在兩種情況下，包含在字W’(存儲(chǔ)在M_INP中)的交織元素的所有比特位被抽取。最后，地址計(jì)數(shù)器ADDR增加，以初始化對(duì)下一個(gè)元素的抽取。
在隨后的步驟40-60中，如圖10b所示，用來(lái)確定M_LOC中字和位的位置，以便從該處抽取要存儲(chǔ)的元素，然后訪問(wèn)該字，將元素放置在字中正確的比特位位置，并且將字寫回到M_LOC中。這些步驟可作為單次讀-修改-寫操作。
在步驟40-42中將確定起始和結(jié)束映射位地址SA和EA，在該處抽取的元素(在步驟32或36中存儲(chǔ)在R中)將被存儲(chǔ)到M_LOC中。根據(jù)對(duì)在步驟30，32或34，36中抽取元素的行和元素列映射，在步驟40中對(duì)起始地址進(jìn)行計(jì)算。矩陣位置的計(jì)算是由行數(shù)(由ROW_CTR給出)乘以矩陣的列數(shù)COL，加上當(dāng)前的列數(shù)目PERM(得自PERM_VECT矢量)，也就是(ROW_CTR*COL)+PERM。因?yàn)槊總€(gè)元素具有M位，所以將結(jié)果乘以M可得到SA。
在步驟46中，用集合W中字的位長(zhǎng)L去除SA和EA，并舍棄余數(shù)，將產(chǎn)生相應(yīng)的字地址。這些字地址分別是SM和EM。最后，起始和結(jié)束比特位位置(在寄存器R中抽取的元素存放在該處)分別被計(jì)算為S和E。在L不能被M、S和E整除的位置可能被包含在單個(gè)存儲(chǔ)字中，或者跨越字組W中兩個(gè)連續(xù)的存儲(chǔ)字。在隨后的步驟48、60中將描述這兩種情況是如何被處理的。
在步驟48中，對(duì)地址SM和EM進(jìn)行比較。如果被抽取的元素將被存放在單個(gè)字中，即EM＝SM，然后在第50步中將位于SM中的字從M_LOC中取出并存放在寄存器R1中。在第52步，在R中被抽取的元素值被寫入到比特位位置，該位置由在R1中的S和E指明。最后，在第54步，將R1寫回到M_LOC的存儲(chǔ)位置SM。
在另一方面，如果被抽取元素存放在具有地址SM和SM+1的兩個(gè)連續(xù)字中時(shí)，在步驟56中從M_LOC中取出那些字，并分別存放在寄存器R1和R2中。然后，在步驟58，根據(jù)S和E，將在R中被抽取元素的比特位分別放置到寄存器R1和R2中正確的位置。最后，在步驟60中將寄存器R1和R2的內(nèi)容分別寫回到存儲(chǔ)位置SM和SM+1。
在步驟62中的下一操作是將行計(jì)數(shù)器ROW_CTR增1，以指明下一個(gè)被抽取的元素T’#將被存儲(chǔ)在同一列的下一行。在步驟64中進(jìn)行檢查，以確定行計(jì)數(shù)器是小于或者等于當(dāng)前列的行數(shù)NROW。如果是這樣，則過(guò)程繼續(xù)到步驟20處理列成員PERM中的下一個(gè)元素。
如果ROW_CTR不小于NROW，在步驟64中，則下一個(gè)被抽取的元素將被存儲(chǔ)在與下列(由矢量PERM_VECT指定)的首行(0行)相關(guān)的一個(gè)地址中。相應(yīng)地，如果情況如此，則在步驟66，68中將ROW_CTR復(fù)位到0并且將PERM_VECT索引增1。如果，在步驟70中，IDX小于COL，則解交織過(guò)程從步驟12重新開(kāi)始，分配一個(gè)新PERM值，否則處理過(guò)程結(jié)束，因?yàn)樗袛?shù)據(jù)塊的T元素都已經(jīng)過(guò)處理。
按照流程圖10a和10b，對(duì)一般的處理方法進(jìn)行了描述，同時(shí)在硬件上對(duì)該過(guò)程的一個(gè)較好的實(shí)現(xiàn)顯示在圖11a-11c中。所建議的設(shè)計(jì)中包括一個(gè)三級(jí)流水線處理，其帶有相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器LOCALMEMORY，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的解交織位。第一級(jí)的并行處理元件顯示在圖11a和11b；第二和第三級(jí)處理顯示在圖11c中。
第一級(jí)操作首先從一個(gè)2L’位矢量(由兩個(gè)寄存器REG3和REG4的內(nèi)容所確定)中抽取數(shù)據(jù)元素。寄存器REG3和REG4中從物理信道(PyCH)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)兩個(gè)連續(xù)的L’位字。對(duì)于所建議的32位字長(zhǎng)，這兩個(gè)寄存器組成一個(gè)64位長(zhǎng)的位矢量。
配置一個(gè)寄存器REG0、一個(gè)加法器71、一個(gè)減法器72和一個(gè)選擇器73來(lái)結(jié)合合并元件74以順序的方式從寄存器REG3和REG4中取出具有長(zhǎng)度為M位的元素，并將該元素存儲(chǔ)在寄存器REG2中。為了初始化交織器，序列字W’中的第一及第二個(gè)字起初分別存放在寄存器REG3和REG4中，而寄存器REG0初始化為0。合并元件74從寄存器REG0中接收0值，從地址0開(kāi)始到地址M-1抽取M比特位。從而，在REG3中初始字的前M位被抽取出來(lái)，該M位數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于第一個(gè)元素T’0。合并元件74然后在流水線寄存器中存儲(chǔ)所抽取的M個(gè)比特位。
基于選擇器73的操作，寄存器REG0的值可經(jīng)過(guò)加法器71增加M，或者經(jīng)過(guò)加法器71和減法器72增加M-L’。如果將寄存器REG0中的值增加M后不超過(guò)L’，則選擇器73將寄存器REG0增加M。否則，選擇器73將寄存器REG0的值增加M-L’。這可作為一個(gè)有效的模L’函數(shù)，從而REG0的值總是小于L’，以確保由合并元件74所抽取的元素的起始地址總是處于寄存器REG3的位地址0-L’-1之內(nèi)。
在選擇器73選擇將寄存器REG0增加M-L’的位置，用一個(gè)信號(hào)EN來(lái)觸發(fā)REG4中的內(nèi)容傳送到REG3，以及從外部存儲(chǔ)器中的字組W’中取出下一個(gè)連續(xù)字以存儲(chǔ)在REG4中。在取字的過(guò)程中，整個(gè)流水線停止工作。對(duì)寄存器REG0中值的增加以及減去L’與將寄存器REG4中的字W’傳送到REG3中有關(guān)，從而對(duì)元素的順序抽取至少在元素(正從寄存器REG3中內(nèi)容中抽取)的第一位中是持續(xù)進(jìn)行的。
參考圖11b，交織器的定位值的計(jì)算與被抽取元素的抽取過(guò)程是并行的。通過(guò)從寄存器N_REG中獲取一個(gè)當(dāng)前的行值n，并在乘法器75中將它乘以交織矩陣的元素列數(shù)，可計(jì)算出矩陣的映射信息。在加法器76中，然后加上當(dāng)前的列值i，該值是從寄存器組78中輸出的，其中包含有以矢量PERM_VECT表示的交織器列序列。寄存器組78的輸出由索引寄存器I_REG控制，其根據(jù)矢量PERM_VECT將寄存器組78的輸出值增加。
該矩陣映射電路中也包括一些元素，用來(lái)選擇性地增加行索引寄存器N_REG以及列索引寄存器I_REG。電路能夠有效地保持相同的列，直到每個(gè)順序行的值都被使用，然后將列增加到交織器矢量中的下一列，該矢量起始于該列的初始行。通過(guò)利用一個(gè)單元增加器80來(lái)實(shí)現(xiàn)這一任務(wù)，該增加器與行寄存器N_REG相關(guān)，用于在第一級(jí)處理中的每個(gè)周期將行值增1。寄存器N_REG的輸出還要在比較器81中與由乘法器83所確定的最大行值進(jìn)行比較。對(duì)于該特定的列，最大行值是整個(gè)矩陣的最大行值ROW或者是ROW-1。響應(yīng)比較器84，乘法器83產(chǎn)生一個(gè)輸出。該比較器將目前正在由寄存器組78輸出的列值與具有最大行值ROW的最大列值進(jìn)行比較。
如果比較器81確定最大行數(shù)已經(jīng)達(dá)到寄存器N_REG的最大輸出值，則比較器81發(fā)出一個(gè)信號(hào)來(lái)將N_REG復(fù)位到0，并且操作乘法器(MUX)86，連同索引寄存器I_REG。單元增加器88也與索引寄存器I_REG有關(guān)，并且當(dāng)從比較器81中收到一個(gè)信號(hào)時(shí)，MUX86通過(guò)增加器88對(duì)I_REG的值增1。否則，乘法器86在第一級(jí)周期中只簡(jiǎn)單地將相同的值保存在寄存器I_REG中。
參考圖11c，流水線交織器的第二級(jí)中包含一個(gè)處理周期，其中被抽取并保存在第一流水線寄存器REG2中的元素被傳送并保存在第二數(shù)據(jù)流水線寄存器REG9中。在第二級(jí)處理中以并行的方式，相應(yīng)的保存在寄存器REG1中的矩陣映射數(shù)據(jù)被用于計(jì)算相關(guān)的起始位地址數(shù)據(jù)(該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在寄存器REG5中)、結(jié)束位地址數(shù)據(jù)(保存在寄存器REG8中)、起始字地址數(shù)據(jù)(保存在寄存器REG6中)和結(jié)束字地址數(shù)據(jù)(保存在寄存器REG7)中。在第二級(jí)處理周期中，REG1中的矩陣映射數(shù)據(jù)最初在乘法器90中乘以元素的位長(zhǎng)度M。然后在減法器91中通過(guò)從結(jié)果值中減去一個(gè)值來(lái)產(chǎn)生與模L相等的數(shù)，以計(jì)算起始位地址數(shù)據(jù)，其中L是本地存儲(chǔ)器100中數(shù)據(jù)字的位長(zhǎng)度，本地存儲(chǔ)器可有選擇地存儲(chǔ)被抽取的元素。在減法器91中被減去的值可這樣計(jì)算得到，在除法器92中將乘法器90的輸出用L去除，不保留余數(shù)，并在乘法器93中將該值乘以L。除法器92的輸出也提供了相應(yīng)字的起始字地址，在其中至少有寄存器REG9中元素的第一部分被存儲(chǔ)在本地存儲(chǔ)器100中。
結(jié)束位地址數(shù)據(jù)這樣計(jì)算，在加法器95中將乘法器90的結(jié)果加上M-1，然后在減法器96中將該值減去一個(gè)計(jì)算得到的值，以產(chǎn)生一個(gè)模L值，然后存儲(chǔ)在寄存器REG8中。該被減去的值在除法器97中由加法器95的輸出除以L，不保留余數(shù)，然后在乘法器98中將該結(jié)果乘以L而得到。除法器97的輸出也提供了結(jié)束字地址數(shù)據(jù)，其保存在寄存器REG7中。
在流水線交織器的第三級(jí)中，基于在寄存器REG5、REG6、REG7和REG8中的數(shù)據(jù)，執(zhí)行一個(gè)讀-修改-寫操作，以有選擇地在本地存儲(chǔ)器的寄存器REG9中保存元素值。開(kāi)始，將寄存器REG6和REG7中的內(nèi)容在比較器99中進(jìn)行比較。如果其值相等，則在寄存器REG9中的元素將被保存在本地存儲(chǔ)器100的單個(gè)字中。在這種情況下，寄存器REG6的值從復(fù)用器101傳送到復(fù)用器102，在那里它可能要結(jié)合一個(gè)基地址，可用來(lái)在系統(tǒng)中分配整個(gè)存儲(chǔ)資源。
乘法器102的輸出指出了字W的地址，在其中可寫入寄存器REG9中的元素。該字可輸出到一個(gè)解復(fù)用器103，從其中一個(gè)合并元件可在連續(xù)地址中創(chuàng)建一個(gè)新字(在連續(xù)地址中，該字以寄存器REG5的值開(kāi)始并以寄存器REG8中的值結(jié)束)，該字是由REG9中元素的位值組成的新字，該字的其余位從解復(fù)用器103中的字的值得到復(fù)制。然后將在合并元件105中新形成的字存儲(chǔ)回到該地址，在那里初始字被輸出到解復(fù)用器103。
其中寄存器REG6和REG7的內(nèi)容不同，第一和第二級(jí)流水線延遲一個(gè)周期，以便于第三級(jí)能夠執(zhí)行一個(gè)有關(guān)該字的讀-修改-寫周期，該字由在寄存器REG6中的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)，然后重新開(kāi)始所有各級(jí)的流水線周期來(lái)執(zhí)行一個(gè)關(guān)于本地存儲(chǔ)字的讀-修改-寫操作，該本地存儲(chǔ)字對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)在寄存器REG7中的結(jié)束字?jǐn)?shù)據(jù)。在這種情況下，在有關(guān)于該字讀-修改-寫周期(對(duì)應(yīng)于寄存器REG6中的起始字地址數(shù)據(jù))中，第三級(jí)將保存在寄存器REG9中的元素的初始部分存儲(chǔ)到本地存儲(chǔ)器字中的最后幾位，該存儲(chǔ)字起始于由保存在寄存器REG5中的值所指明的比特位位置。在第三級(jí)的第二個(gè)周期中，此處第一和第二級(jí)時(shí)鐘周期已經(jīng)重新啟動(dòng)，將在寄存器REG9中元素的其余部分保存在該字中，它對(duì)應(yīng)于在寄存器REG7中的結(jié)束字地址數(shù)據(jù)(從該字的初始位開(kāi)始到在寄存器REG8中值所指明的位地址)。
在下一個(gè)數(shù)據(jù)位塊中的所有T元素被處理完之后，經(jīng)過(guò)解復(fù)用器103，本地存儲(chǔ)器中的連續(xù)字被讀出，在系統(tǒng)中用于進(jìn)一步處理。對(duì)310個(gè)元素?cái)?shù)據(jù)塊的處理之后，本地存儲(chǔ)器的輸出顯示在圖5-8的示例中，對(duì)應(yīng)于由圖7c表示的字序列。在3G系統(tǒng)中的進(jìn)一步處理中，擴(kuò)展的6位元素被收縮成單個(gè)比特位，例如，再生出初始的310個(gè)位數(shù)據(jù)塊，其與初始產(chǎn)生于發(fā)送單元的數(shù)據(jù)具有相同的順序。
可采用兩種不同的技術(shù)來(lái)測(cè)試這個(gè)第二交織器的3級(jí)流水線。這些方法中的第一個(gè)是手工方法，稱為回歸(regression)。回歸測(cè)試可這樣進(jìn)行，從PyCH存儲(chǔ)器中抽取30個(gè)32位字，從它們中取出6位長(zhǎng)的元素，并將它們傳送到流水線中。測(cè)試周期基于手工節(jié)拍式仿真，寄存器和內(nèi)部存儲(chǔ)中所預(yù)期的內(nèi)容由手工確定。這些值被拿來(lái)與從仿真中獲得的實(shí)際值作比較。對(duì)大量的測(cè)試情況以及對(duì)所有的流水阻礙情況進(jìn)行仿真。在手工設(shè)置的所有測(cè)試情況下，發(fā)現(xiàn)交織器功能正常無(wú)誤。
接下來(lái)，用C語(yǔ)言獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)交織器。將一組測(cè)試矢量運(yùn)用到C程序塊中，對(duì)輸出進(jìn)行監(jiān)視并寫入到一個(gè)結(jié)果文件中。將相同的輸入測(cè)試矢量組運(yùn)用于VHDL模型。將兩組輸入矢量應(yīng)用于測(cè)試中一組201個(gè)元素輸入矢量和一組540個(gè)元素輸入矢量。兩個(gè)不同組的輸入用來(lái)創(chuàng)建兩個(gè)不同的交織器矩陣。201個(gè)元素矩陣具有兩個(gè)不同的行數(shù)，其中一個(gè)比另一個(gè)小。540個(gè)元素矩陣只具有一個(gè)行尺寸。從而，測(cè)試中包括有兩種不同類型的交織器矩陣可能的結(jié)構(gòu)。測(cè)試結(jié)果顯示，從VHDL模型和C語(yǔ)言模型中的輸出矢量與兩種輸入情況相匹配。
硬件由Synopsys邏輯綜合器進(jìn)行綜合，采用德州儀器公司的0.18μm標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)。采用門數(shù)如下所示。

表3為交織器估計(jì)的總門數(shù)該流水線式結(jié)構(gòu)能夠確保高速率流量，由于所用門數(shù)較少所以面積小而緊湊。雖然建議采用三級(jí)流水線，但是從所建議系統(tǒng)中(顯示如圖11a-11c)舍去寄存器REG1和REG2將很容易實(shí)現(xiàn)兩級(jí)設(shè)計(jì)。
在本領(lǐng)域中的一般技術(shù)人員可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)采用其他變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種用以解交織所接收通信數(shù)據(jù)的一系列比特位的方法，所述通信數(shù)據(jù)代表M個(gè)一系列T比特位，所述M個(gè)一系列T比特位是為了傳輸而基于至一矩陣的一映射而為已經(jīng)交織的，所述矩陣具有C列及N行，其中所述矩陣的最后r列具有N-1行并且所述經(jīng)交織的比特位T的數(shù)量等于(C*N)-r，所述方法包含從所接收通信數(shù)據(jù)比特位的系列中連續(xù)抽取M個(gè)數(shù)據(jù)比特位組；為比特位于一預(yù)定交織器列順序的起始列的第一行上第一個(gè)經(jīng)抽取的M個(gè)比特位組確定一矩陣映射比特位置；對(duì)每個(gè)隨后抽取的M個(gè)比特位組，確定一矩陣映射比特位置以做為緊接在前的M個(gè)比特位組，所述矩陣映射比特位置比特位于相同列的下一行處的一行n及一列i，或者，如果所述列沒(méi)有下一行時(shí)，則取比特位于該預(yù)定交織器列順序中下一列的第一行；定義一本地存儲(chǔ)器連續(xù)地址的一逐行連續(xù)映射；針對(duì)每個(gè)M比特位組，確定與所述組的經(jīng)確定矩陣映射比特位置對(duì)應(yīng)的一連續(xù)比特位地址；以及將每個(gè)M比特位組存儲(chǔ)于其確定的地址。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述步驟是在做為第二解除交織處理的接收器調(diào)制解調(diào)器中執(zhí)行，還包括在存儲(chǔ)M個(gè)比特位組的最后一組后，基于所述本地存儲(chǔ)器的連續(xù)地址的逐行連續(xù)映射以連續(xù)讀出所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)比特位，從而，在進(jìn)行交織以前，所接收通信數(shù)據(jù)比特位系列是以經(jīng)解交織的順序而連續(xù)地排序，所述經(jīng)解交織的順序與為傳輸而已經(jīng)交織的T比特位系列對(duì)應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中每個(gè)連續(xù)的M比特位組是經(jīng)抽取并存儲(chǔ)在一第一流水線寄存器中；以及每個(gè)M比特位組的矩陣映射地址，即行及列，與所述第一流水線寄存器中的M比特位組的存儲(chǔ)平行確定，從而定義一第一級(jí)流程的周期。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中在所述第一流水線寄存器中的M個(gè)比特位組是存儲(chǔ)至一第二流水線寄存器中，且本地存儲(chǔ)器地址信息與所述M個(gè)比特位組平行確定，從而定義一第二級(jí)流程的周期。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中在所述第二流水線寄存器中M個(gè)比特位組的至少一部分是存儲(chǔ)至所述本地存儲(chǔ)器，從而定義一第三階流程的周期。
6.一種用于無(wú)線通信系統(tǒng)的電信站，其中，基于至一矩陣的一映射而對(duì)所接收通信數(shù)據(jù)的一系列比特位進(jìn)行解交織，所述通信數(shù)據(jù)代表M個(gè)一系列T比特位，所述M個(gè)一系列T比特位是為了傳輸而基于至一矩陣的一映射而為已經(jīng)交織的，其中所述矩陣的最后r列具有N-1行，并且所交織的比特位T數(shù)量等于(C*N)-r，所述電信站包含用以從所接收通信數(shù)據(jù)比特位的系列中連續(xù)抽取M個(gè)數(shù)據(jù)比特位組的裝置；用以為比特位于一預(yù)定交織器列順序的起始列的第一行上第一個(gè)經(jīng)抽取的M個(gè)比特位組確定一矩陣映射比特位置的裝置；用以對(duì)每個(gè)隨后抽取的M個(gè)比特位組，確定一矩陣映射比特位置以做為緊接在前的M個(gè)比特位組的裝置，所述矩陣映射比特位置比特位于相同列的下一行處的一行n及一列i，或者，如果所述列沒(méi)有下一行時(shí)，則取比特位于該預(yù)定交織器列順序中下一列的第一行；用以定義一本地存儲(chǔ)器連續(xù)地址的一逐行連續(xù)映射的裝置；用以對(duì)每個(gè)M比特位組，確定與所述組的經(jīng)確定矩陣映射比特位置對(duì)應(yīng)的一連續(xù)比特位地址的裝置；以及用以將每個(gè)M比特位組存儲(chǔ)于其確定的地址的裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電信站，其具有一接收器調(diào)制解調(diào)器，所述接收器調(diào)制解調(diào)器經(jīng)組態(tài)以在存儲(chǔ)M個(gè)比特位組的最后一組后，基于所述本地存儲(chǔ)器的連續(xù)地址的逐行連續(xù)映射以連續(xù)讀出所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)比特位，從而，在進(jìn)行交織以前，所接收通信數(shù)據(jù)比特位系列是以經(jīng)解交織的順序而連續(xù)地排序，所述經(jīng)解交織的順序與為傳輸而已經(jīng)交織的T比特位系列對(duì)應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電信站，其中所述用以連續(xù)抽取M數(shù)據(jù)比特位組的裝置經(jīng)組態(tài)以使每個(gè)連續(xù)的M個(gè)比特位組是經(jīng)抽取并存儲(chǔ)在一第一流水線寄存器中；以及所述確定一矩陣映射比特位置的裝置經(jīng)組態(tài)以使每個(gè)M比特位組的矩陣映射地址，即行及列，與所述第一流水線寄存器中的M個(gè)比特位組的存儲(chǔ)平行確定，從而一起定義一第一級(jí)流程電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電信站，其中提供有第二級(jí)流程電路，所述第二級(jí)流程電路包括用以確定一連續(xù)比特位地址的裝置，且所述第二級(jí)流程電路經(jīng)組態(tài)以使為所述第一流水線寄存器中的M個(gè)比特位組確定所述本地存儲(chǔ)器地址信息與將所述M個(gè)比特位組存儲(chǔ)至一第二流水線寄存器平行。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電信站，其中提供有第三級(jí)流程電路，所述第三級(jí)流程電路包括用以存儲(chǔ)每個(gè)M比特位組的裝置，且且所述第二級(jí)流程電路經(jīng)組態(tài)以使在所述第二流水線寄存器中M個(gè)比特位組的至少一部分是存儲(chǔ)至所述本地存儲(chǔ)器，以用于M個(gè)比特位組的每個(gè)第二級(jí)處理。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電信站，其中所述第一級(jí)流程電路、所述第二級(jí)流程電路與所述第三階流程電路是在一接收器調(diào)制解調(diào)器中執(zhí)行，所述接收器調(diào)制解調(diào)器經(jīng)組態(tài)為在存儲(chǔ)M個(gè)比特位組的最后一組之后，基于所述本地存儲(chǔ)器連續(xù)地址的逐行連續(xù)映射以連續(xù)讀出所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)比特位，從而，所產(chǎn)生的接收通信數(shù)據(jù)比特位系列是以經(jīng)解交織的順序而連續(xù)地排序，所述經(jīng)解交織的順序與為傳輸而已經(jīng)交織的T比特位系列對(duì)應(yīng)。
全文摘要
發(fā)明一種方法及裝置來(lái)對(duì)擴(kuò)展交織數(shù)據(jù)塊進(jìn)行解交織處理，尤其適用于無(wú)線通信系統(tǒng)中，如由第三代合作伙伴項(xiàng)目(3G)標(biāo)準(zhǔn)采用的系統(tǒng)中。數(shù)據(jù)基于順序元素被處理，其中每個(gè)元素具有一個(gè)預(yù)先確定數(shù)目的比特位數(shù)M，比特位包含在連續(xù)數(shù)據(jù)字W’的一個(gè)塊中。元素以順序地方式從字組W’塊中抽取出來(lái)，每個(gè)被抽取的元素形成一個(gè)或者兩個(gè)在字組W’中連續(xù)交織的字。元素被保存在解交織器存儲(chǔ)器中字組W中選定的位置，從而當(dāng)完成抽取和寫入所有元素時(shí)，從解交織器存儲(chǔ)器中可以連續(xù)地讀出字組W，其對(duì)應(yīng)于初始數(shù)據(jù)位塊(從其中產(chǎn)生了交織元素塊)。采用其他傳統(tǒng)的處理對(duì)解交織擴(kuò)展字進(jìn)行收縮，以在接收器中重新產(chǎn)生出數(shù)據(jù)位塊，該數(shù)據(jù)位塊與在發(fā)送器中最初指定發(fā)送的數(shù)據(jù)相一致。
文檔編號(hào)H04L1/00GK1913367SQ20061012182
公開(kāi)日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2001年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月13日
發(fā)明者S·M·沙赫里爾 申請(qǐng)人:交互數(shù)字技術(shù)公司