专利名称：涡式交织装置及方法
背景技术：
本申请是申请日为2000年5月19日、申请号为00801429.9、题为“涡式交织装置及方法”的专利申请的分案申请。
1.发明领域总的来说，本发明涉及一种用于无线通信系统(包括卫星、ISDN、数字蜂窝、W-CDMA和IMT-2000系统)中的涡式(turbo)编码器，具体地讲，涉及涡式编码器(turbo encoder)的内部交织器。
2.相关技术描述一般，用于涡式编码器的交织器随机化输入信息字的地址并改善码字的距离特性。具体地，已经作出决定将涡式码用于IMT-2000(或CDMA-2000)和IS-95C空中接口的增补信道(或数据传输信道)以及由EMTS(欧洲电信标准协会)提出的UMTS(通用移动电信系统)的数据信道中。因此，需要一种用于这种目的交织器的方法。另外，本发明涉及一种很大程度上影响现存的和将来的数字通信系统的性能改善的纠错码。
对于现存的用于涡式编码器的内部交织器(下文称为涡式交织器)，已经建议了各种交织器，诸如，PN(伪随机噪声)随机交织器、随机交织器、块交织器、非线性交织器和S-随机交织器。但是，迄今这样一些交织器仅涉及在科学研究上改进其性能的算法设计，而不是在实施上的改进。因此，当实现一个实际的系统时，硬件实现的复杂性必须予以考虑。现在将描述与用于涡式编码器的常规交织器有关的一些特点和问题。
涡式编码器的性能取决于它的内部交织器。一般，输入帧尺寸的增加(即，包含在一个帧中的信息比特数)，增强了涡式编码器的效能。但是，交织器尺寸的增加引起在计算时的几何增加。因此，一般来说，是不可能实现大帧尺寸的交织器的。
因此，一般交织器是通过确定一些满足若干规定的规范条件予以实现的。这些规范如下。
距离特性各个相邻码字码元之间的距离应当保持一定范围。这与常规码的码字距离特性具有相同的作用，并且正如某种规范所指示的那样，所使用的最小自由距离是一个码字通路的值或者是在格子编码输出中码元序列(或码字通路)中的具有最小汉明(Hamming)加权的码字序列的值。一般，最好是如果可能，交织器应当被设计为具有较长的自由距离。
随机特性在交织后，输出字码元之间的相关因子应当必须低于交织前原来输入字码元之间的相关因子。也就是说，应当完全实现输出字码元之间的随机化，这直接影响到在连续解码中产生的外来信息的质量。
虽然，上述规范可应用到一般的涡式编码器上，但是当交织器的尺寸增加时，清楚地分析其性能是困难的。
另外，在设计涡式交织器时发生的另一个问题是涡式码的最小自由距离随着输入码字的类型而变化。即，当输入信息字具有按临界信息序列模式(CISP)限定的特定序列模式时，从涡式编码器产生的输出码元的自由距离具有非常小的值。如果输入信息字具有汉明加权2，当输入信息字具有2个‘1’信息比特时，会出现CISP，并当输入信息字具有3个或多个‘1’信息比特时也会出现CISP。但是，在大多数情况下，当输入信息字具有2个‘1’信息比特时，形成最小自由距离，并且大多数差错事件会发生在这种情况下。因此，当设计涡式交织器时，一般，对具有汉明加权2的输入信息字的情况进行分析。CISP存在的一种原因是由于如
图1所示的涡式编码器通常利用RSC(递归系统卷积码)编码器作为分量编码器(下面进一步描述)。为了改善涡式编码器的性能，在该分量编码器的各个生成多项式中基元多项式将被使用作为反馈多项式(图1的gf(x))。因此，当RSC编码器的存储器的数量是m时，由反馈多项式产生的反馈序列以2m-1为周期重复相同的模式。因此，如果在对应于这个周期的瞬间接收到输入信息字‘1’，相同的信息比特被异或操作，使得从此以后RSC编码器的状态变为全零状态，从而产生全零的输出码元。这意味着，在此事件以后，由RSC编码器产生的码字的汉明加权具有恒定的值。也就是说，在此刻以后，涡式码的自由距离被保持不变，并且CISP变为引起在涡式编码器中自由距离降低的主要原因，相反，如上所提到的，较大的自由距离是人们希望的。
在这种情况下(在涡式交织器的现有技术中)，为了增加自由距离，涡式交织器随机地分散CISP输入信息字，以便防止在其它分量RSC编码器的输出码元中自由距离的降低。
上述特性是公知涡式交织器的基本性能。但是，对于CISP而言，当输入信息字具有汉明加权2时，信息字具有最小汉明加权是常规的。换言之，当输入到涡式编码器的信息字具有包含若干帧的一个块的类型时，即使输入的信息字具有汉明加权1(即，当输入信息字具有‘1’的一个信息比特)被忽略的情况下，也可以产生CISP。
例如，由当前UMTS标准规定的作为涡式码交织器的工作模型设计的素数交织器(PIL)存在着这样的问题，即具有降低了的自由距离特征。也就是说，该模型PIL涡式交织器的实施算法包含3级，其起着最重要作用的第2级对各个组的信息比特执行随机重新排列的功能。第2级分为情况A、情况B和情况C的3种情况，并且情况B由于输入信息字具有汉明加权1的事件，始终包含自由距离被降低的问题。另外，即使情况C也包含着这样一种事件将会发生的可能性。详细的问题下面将参照PIL进行描述。
总之，当在IMT-2000或UMTS系统中，要求各种交织器的尺寸并且硬件实施复杂性受到限制时，应当考虑这些限制，将涡式交织器设计成保证最佳的交织器性能。即，所要求的交织器对于各种交织器尺寸应当能够保证一致的性能，同时满足上述各种性能。不久前，已经提出若干种类型的交织器作为PCCC(并行链接卷积码)涡式交织器，并且LCS(线性重合序列)涡式交织器已经被预先地确定作为在IMT-2000(或CDMA-2000)和IS-95C规范中的涡式交织器。但是，这些涡式交织器的大多数具有汉明加权1的CSIP问题，并且这些涡式交织器的实施上的细节仍然没有确定。因此，本发明提出一种涡式交织器的问题的解决方案和实施涡式交织器的一种新的方法。另外，本发明提出一种假设按UMTS涡式交织器工作的PIL交织器，并且提出一种这种交织器的问题的解决方案。
综上所述，现有技术具有以下缺点。
(1)涡式交织器在输入信息字具有汉明加权2的CISP的基础上对于无限帧尺寸进行设计的，而没有考虑到按照输入信息字的类型来确定CISP是受到帧尺寸限制的事实。然而，在实际系统中，帧具有有限的尺寸，因此产生涡式码的自由距离的下降。
(2)在设计现存的涡式交织器时，没有考虑输入信息字可能具有汉明加权1的事实。换言之，对于有限帧尺寸，涡式交织器的设计规则应当考虑到在PCCC涡式编码器中生成的最小自由距离由具有汉明加权1的CISP确定的事实来加以确定。但是，对于现存的涡式交织器而言，这一点没有被完全考虑到。
(3)按照假设工作在由UMTS规范限定的涡式码交织器而设计的素数交织器(PIL)包含这样一些问题，因此使得降低了自由距离性能。
发明概要因此，本发明的一个目的是提供一种交织装置和方法，用于分析涡式交织器的特性和临界信息序列模式(CISP)的特性，以改善涡式交织器的性能。
本发明的另一个目的是提供一种交织装置和方法，用于当输入到涡式交织器中的信息字具有包含若干帧的块类型时在该输入信息字具有汉明加权1的情况下改善涡式码的自由距离性能。
本发明的再一个目的是提供一种交织装置和方法，用于在按UMTS规范中所规范的涡式交织器的素数交织器(PIL)中当输入信息字具有汉明加权1时解决自由距离下降的问题。
为了实现上述各个目的，提供一种2-维交织方法，该方法包括将一帧输入信息比特分为多个组并将所划分的各组顺序地存储到存储器中；按照一种规定的规则重新排列各个组中的各个信息比特并移位存在于最后一组最后一个位置上的信息比特到最后一个位置的前一个位置；和按照一种预定的次序选择各个组，并在所选的组中选择各个信息比特之一。
附图简述通过结合附图的下面的详细描述，本发明的上面和其它的目的、特点和优点将变得更加清楚，其中图1是表示一般并行涡式编码器的图；图2是表示一般交织器的图；图3是表示一般去交织器的图；图4是表示在涡式交织器中产生临界信息序列模式(CISP)的方法的图；图5是表示在涡式交织器中产生CISP的另一种方法的图；图6是表示当产生图4的CISP时用于解决出现的问题的方法的图；图7是表示当产生图5的CISP时用于解决出现的问题的方法的图；图8是表示当在涡式交织器中产生CISP时用于解决出现的问题的另一种方法的图；图9是表示在2-维涡式交织器中产生CISP的方法；图10是表示当产生图7的CISP时用于解决出现的问题的方法的图；图11是表示按照本发明的一个实施例的用于抑制CISP的一种交织装置的方框图；和图12是用于解释按照本发明的一个实施例的经修改的PIL(素数交织器)交织处理的流程图。
优选实施例的详细描述下面将参照附图描述本发明的一个优选实施例。在下面的描述中，公知的功能或结构不进行详细的描述，因为这样可能会在不必要的细节上混淆本发明。
在描述本发明之前本说明书将介绍，当作为现存涡式交织器/去交织器所用的设计临界值之一的输入信息字以一个帧单元为基础进行处理时出现的一些问题，然后分析汉明加权1的CISP对输出码元的汉明加权的影响。接下来，本说明书们将提出一种解决这些问题的方法，并通过分析最小自由距离检验性能差别。
图1表示详细公开在1995年8月29日颁发的美国专利5,446,474中的一般并行涡式编码器的结构，该美国专利援引于此以资参考。
参照图1，涡式编码器包括用于编码输入帧数据的第一分量编码器111、用于交织输入帧数据的交织器112、和用于编码交织器112的输出的第二分量编码器113。一种公知的RSC(递归系统卷积CODES)编码器一般被用作第一和第二分量编码器111和113。下面，第一RSC分量编码器111被称为RSC1，并且第二RSC分量编码器113被称为RSC2。另外，交织器112具有与输入信息比特帧相同的尺寸，并重新排列提供给第二分量编码器113的信息比特序列，以降低各信息比特之间的相关性。
图2和3分别表示一般交织器和去交织器的基本结构。
参照图2，将描述用于交织从第一分量编码器输出的帧数据的交织器。地址发生器211按照输入帧数据尺寸L和输入时钟产生用于改变输入数据比特序列的读地址，并将产生的读地址提供到交织器存储器212。交织器存储器212按写操作模式顺序地存储输入数据，并在读操作模式中按照从地址发生器211提供的读地址输出存储的数据。计数器213计数输入时钟并提供该时钟计数值到交织器存储器212作为写地址。如上所述，在写操作模式中，该交织器顺序地存储输入数据到交织器存储器212中，并在读操作模式中按照从地址发生器211提供的读地址输出存储在交织器存储器212中的数据。另外一种方式，还可能在写操作模式中在将输入数据比特存储到交织器存储器之前改变它们的序列，并且在读操作模式中顺序地读出存储的数据。
参照图3，将描述去交织器。地址发生器311按照输入帧数据尺寸L和输入时钟，产生用于恢复输入数据比特为原来序列的写地址，并将产生的写地址提供给去交织器存储器312。去交织器存储器312在写操作模式中根据从地址发生器311提供的写地址存储输入数据，并且在读操作模式中顺序地输出存储的数据。计数器313计数输入时钟并提供时钟计数值到去交织器存储器312作为读地址。如上所述，去交织器具有与交织器相同的结构，但具有与交织器相反的操作。去交织器与交织器的不同仅在于输入数据在读和写模式中具有不同的序列。因此，为了方便，下面将仅参照交织器进行描述。
一般，因为涡式码是一种线性块码，通过相加非零信息字到输入信息字上获得的新信息字具有相同的码字分布特性。因此，即使基于全零信息字扩展特性，与利用非零信息字确定的特性相比较也将得到相同的性能。因此，下面将参照输入信息字是全零码字的情况进行描述。即，涡式码的性能将在输入信息字具有全零比特并且仅一个给出信息比特是‘1’的假设下进行分析。
为了改善涡式编码器的性能，基元多项式可以被用作分量编码器的生成多项式中的反馈多项式。反馈多项式是通过在多项式中表达抽头(tapping)给出的，该抽头在多项式中经受图1的RSC分量编码器111、113中的反馈，并且反馈多项式是按照gf(x)限定的。如果图1的gf(x)＝1+x2+x3，即，最高序指示存储器的深度，并且最右连接确定gf(x)的x3的系数是0还是1。因此，当RSC编码器的存储器数量是m时，由反馈多项式产生的反馈序列以2m-1为周期连续重复相同的模式。因此，当在对应于这种周期的时刻接收到一个输入信息字‘1’时(例如，对于m＝3，当接收到‘10000001’的输入信息字时)，相同的信息比特被进行异或操作，使得RSC编码器的状态变为全零状态，因此产生全零的输出码元。这意味着，在这个事件以后由RSC编码器产生的码字的汉明加权具有1的恒定值。即，这意味着，在此时刻以后涡式码的自由距离保持不变，并且CISP变为引起涡式编码器自由距离下降的主要原因。
在这种情况下，为了增加自由距离，涡式交织器随机地分散CISP输入信息字，以便防止其他分量RSC编码器的输出码元的自由距离下降。下面表1表示从gf(x)＝1+x2+x3产生的反馈序列。在表1中，X(t)指示输入信息字在时刻t的一个输入信息比特。另外，m(t)、m(t-1)和m(t-2)分别指示RSC编码器的3个存储器状态。这里，因为存储器的数量是3，所以周期是23-1＝7。
从表1中可以注意到如果在t＝7时，X(t)＝1，则m(t)、m(t-1)和m(t-2)变为全零状态。因此后面各个输出码元的汉明加权变为始终为零。在这种情况下，如果涡式交织器按原样提供输入信息序列‘10000001000’给RSC2，由于相同的原因，在t＝7后面的时间输出码元的汉明加权在此后将不改变，即使在利用相同的反馈多项式的RSC2中也是如此。这引起涡式编码器的整个输出码元的的自由距离的下降。为了防止这种情况，涡式交织器改变原来的输入信息序列‘10000001000’为不同模式的输入信息序列(例如，改变信息比特‘1’的位置，诸如110000000...)，并提供产生的序列到RSC2。因此，即使在RSC1中汉明加权的增加停止，但在RSC2中汉明加权继续增加，使得涡式编码器的总的自由距离增加。这是因为具有无限脉冲响应(IIR)滤波器类型的反馈多项式连续地产生无限输出码元‘1’，即使对于一个输入信息比特‘1’。下面方程1表示按照汉明加权或涡式编码器的自由距离的RSC1与RSC2之间的关系。HW(输出码序列)＝HW(RSC1码序列)+HW(RSC2码序列)，这里HW是汉明加权。
从方程1应当注意到，RSC1与RSC2之间的汉明加权的平衡是非常重要的。具体地，应当注意到，当考虑到RSC编码器的IIR(无限脉冲响应)特性时，针对输入信息字的最小汉明加权产生涡式码的最小自由距离。一般，如上所述，当输入信息字具有汉明加权2时，提供最小自由距离。
但是，如上所述，当输入信息字具有汉明加权3、4、5、...时，以及当输入信息字具有汉明加权2时，出现最小自由距离。当在帧单元的基础上接收输入信息字时，这种情况按如下形式出现。
例如，当仅位于输入信息字的最后位置，即帧的最后位置的信息比特是‘1’时和所有其它信息比特都是‘0’时，输入信息字的汉明加权变为1。在这种情况下，从RSC1输出的码元的‘1’的数量变得非常小，因为不再有多的输入信息字。当然，当利用零-尾比特时，存在两个码元，而这些码元是独立使用的，而不经受涡式交织。因此，假设其中其加权略微地增加。因为加上恒定加权，这种情况将从交织器的分析中排除。在这种情况下，从方程1注意到，RSC2将产生很大数量的输出码元‘1’，增加了总的自由距离。
现在，参照图4到10，将以比较的方式对现有技术中的问题和这些问题的解决方案进行描述。
在图4到10中，画阴影线的部分表示输入信息比特是‘1’的位置，和其它部分表示输入信息比特是‘0’的位置。
如图4所示，如果涡式交织器移位(或重新排列)输入信息字的位置，其中在交织以后RSC1的原来码元是‘1’的到了该帧的最后位置，从RSC2产生的输出码元‘1’的数量将非常小。在这种情况下，因为按照方程1，RSC1和RSC2产生非常小数量的码元‘1’，总的自由距离急剧地降低。但是，如图5所示，如果涡式交织器移位输入信息字的位置，其中在交织以后，RSC1的原来码元是‘1’的到了该帧的第一位置或接近帧的前面位置，从RSC2产生的输出码元‘1’的数量将会增加。这是因为通过RSC2编码器的(N(交织器尺寸)-h(‘1’的数量))状态变换输出多个码元‘1’。在这种情况下，RSC2产生大量的输出码元‘1’，因此增加了总的自由距离。
除了当内部交织器移位位于帧的最后位置的输入信息比特‘1’到如图4所示的帧的最后位置时出现降低自由距离外，如果位于帧的结束位置的两个‘1’信息比特之一仍然位于帧的结束位置(或接近)，即使是在如图6所示的交织以后，总的自由距离也将降低。
例如，如果内部交织器工作在如图6所示的帧模式下，其中位于帧的结束位置的两个码元是‘1’和其它码元都是零，则输入信息字的汉明加权是2。即使在这种情况下，从RSC1产生的输出码元‘1’的数量也变得非常小，因为没有更多的输入信息比特。因此，根据方程1，RSC2将产生大量的输出码元‘1’，增加总的自由距离。但是，如图6所示，如果即使在交织以后涡式交织器也移位上述两个码元的位置到帧的结束位置(或大约接近结束位置)，RSC2也将产生少量的‘1’输出码元。但是，如图7所示，如果涡式交织器移位上述两个码元的位置到帧的前面位置(或大约接近前面位置)，RSC2将产生大量的‘1’码元。即，RSC2编码器通过(N-h)个状态变换输出多个‘1’码元(N＝交织器尺寸、h＝码元‘1’的数量)。在这种情况下，RSC2产生增加的输出码元‘1’的数量，因此增加了总的自由距离。
此原理可以扩展到涡式交织器工作在如图8所示的帧模式的情况，此情况下多个信息比特‘1’存在于帧的结束周期(或持续期)并且其它信息比特都是零。即使在这种情况下，如图8所示，通过移位存在于帧的结束位置上的信息比特到帧的前面位置或接近前面位置的位置，也增加了总的自由距离。当然，因为涡式码是一种线性块码，即使通过相加非零信息字到获得的新信息字，使得这样的信息字具有相同的特性。因此，下面将以全零信息字为基础进行描述。
总之，当设计涡式交织器时，下面的一些条件以及随机特性和距离特性应当得到满足，以保证涡式解码器的性能和涡式编码器的自由距离。
条件1在设计每个涡式交织器中，通过交织，对应于一个特定周期的信息比特从帧的最后位置被移位到帧的最前位置，以增加涡式码的自由距离。
条件2通过交织，对应于帧的最后位置的信息比特将被移位到最后位置之前的位置(如果可能，到帧的前导位置)，以增加涡式码的自由距离。
这些条件可应用到2-维涡式交织器以及上述的1-维交织器。1-维交织器将输入信息帧视为一组执行交织，如图4到8所示。2-维交织器通过将输入信息帧分为多个组执行交织。图9表示2-维交织，其中输入信息字具有汉明加权1。
正如所示，输入信息比特被顺序地写入相应的各个组(或各个列)。即，输入信息比特被顺序地写入各个组(或各个列)r0、r1、...、r(R-1)。在每组中，输入信息比特被顺序地从左到右写入。此后，一种涡式交织算法随机地改变R×C元素(即，输入信息比特)的位置，其中R是行数，C是列数，或者等效地为在一组中的信息比特数。在这种情况下，最好是这样设计涡式交织算法，如果可能，在输出期间，使得位于最后一组的最后位置(或最右位置)上的信息比特将位于最前位置。当然取决于选择的各组的次序，位于最后位置的信息比特可以被移位到对应组的最前位置(或接近于最前位置)。另外，条件1和条件2可以按k-维涡式交织器(其中k＞2)以及2-维涡式交织器进行规格化。
图10表示输入信息字具有汉明加权大于2的情况。如所示，通过交织，位于最后一组的最后位置上的信息比特通过交织被移位到最后一组的前面位置。当然，详细的移位(或交织)规则是按照一个具体交织器的算法确定的。本发明提供在确定交织规则时应当必须满足的条件1和条件2。
接下来，将描述具有现有技术的问题的PIL交织器，并且然后进一步描述这种PIL交织器所具有的问题的解决办法。
第一阶段，(1)确定行数，使得在输入信息比特k为481到530的情况下，R＝10，以及在输入信息比特k为除了481到530的任何其它块长度的情况下，R＝20(2)确定列数C，使得在情况(case)1下，C＝p＝53，其中p＝最小素数；和在情况2下，(i)找到最小素数p，使得0＝＜(p+1)-K/R(ii)如果(0＝＜p-K/R)，则前进到(iii)，否则C＝p+1(iii)如果(0＝＜p-1-K/R)，则C＝p-1，否则C＝p第二阶段，情况-B，如果C＝p+1，则将首先描述对于事先确定为UMTS涡式交织器的PIL交织器的交织算法。在下面的方程2中，R表示组(或行)数，并且具有值R＝10或R＝20。另外，C表示每组的尺寸并且是由接近在阶段1按照值K/R确定的R/K的素数p确定的，其中K是一帧输入信息比特的实际尺寸。在情况-B中，始终C＝p+1。因此，PIL交织器的实际尺寸变为由R×C的值确定的，该值大于C。另外，Cj(i)表示通过在第i组的基础上随机重新排列在该组中的输入信息比特获得的信息比特的位置，其中i＝0、1、2、3、...、p。另外，Pj表示给予第j行矢量的一个初始密钥值(initial seed value)，并且是由算法初始给定的。B-1)从给定的随机初始化常数表(3GPP TS 25.212表2；素数p和相关的原本(primitive)根的表)选择的原本根g0，使得g0是基于素数p的域的原本根。
B-2)利用下列公式产生构成将被利用于行矢量随机化的基本序列C(i)。
C(i)＝[g0×C(i-1)]mod p，i＝1、2、3、...、p-2，C(0)＝1B-3)选择最小素数整数组{qj，j＝0、1、2、...、R-1}，使得g.c.d{qj，p-1}＝1，qj＞6并且qj＞qj-1，其中g.c.d是最大公约数和q0＝1B-4)从{qj，j＝0、1、2、...、R-1}计算新素数组{pj，j＝0、1、2、...、R-1}，使得Pp(j)＝qj，其中j＝0、1、...、R-1并且p(j)是在第3阶段限定的行间重新排列模式。
B-5)按照如下方法重新排列第j行内的各个元素。
Cj(i)＝C([i×pi]mod(p-1))，i＝0、1、2、3、...、p-2，Cj(p-1)＝0和Cj(p)＝p第三阶段，基于下列P(j)(j＝0、1、2、...、R-1)模式执行行重新排列，其中P(j)是第j行被重新排列行的原来的行位置。这些模式的利用如下当输入信息比特数K是320到480比特时，执行组选择模式PA，当输入信息比特数K是481到530比特时，执行组选择模式PC，当输入信息比特数K是531到2280比特时，执行组选择模式PA，当输入信息比特数K是2281到2480比特时，执行组选择模式PB，当输入信息比特数K是2481到3160比特时，执行组选择模式PA，当输入信息比特数K是3161到3210比特时，执行组选择模式PB，和当输入信息比特数K是3211到5114比特时，执行组选择模式PA。组选择模式如下对于R＝20，PA{19、9、14、4、0、2、5、7、12、18、10、8、13、17、3、1、16、6、15、11}对于R＝20，PB{19、9、14、4、0、2、5、7、12、18、16、13、17、15、3、1、6、11、8、10}对于R＝10，PC{9、8、7、6、5、4、3、2、1、0}应当注意到，其中B-5)的最后操作是按照Cj(p)＝p限定的。即，这意味着，在交织前输入信息比特的位置是p时，即使在PIL交织以后，输入信息比特的位置被保持在位置p上。因此，对于最后的组(j＝19)而言，存在于该最后位置上的信息比特CR-1(P)＝C19(p)保持相同的位置，i＝P是第19组的最后位置。因此，不满足用于设计涡式交织器的条件2。
也就是说，为了解决PIL交织器具有的问题，算法步骤B-5)可以按如下修改。本发明通过例子的方式提供了B-5-1)到B-5-6)的6个方法。在这些方法之中，可以通过按照涡式交织器特性的仿真确定最佳的性能。
选择如下6个方法之一。
B-5-1)CR-1(0)和CR-1(p)的位置进行交换，R＝10或20。
B-5-2)Cr-1(p-1)和CR-1(p)的位置进行交换，R＝10或20。
B-5-3)对于每个j，Cj(0)和Cj(p)的位置进行交换，j＝0、1、2、...、R-1。
B-5-4)对于每个j，Cj(p-1)和Cj(p)的位置进行交换，j＝0、1、2、...、R-1。
B-5-5)对于每个j，搜索到用于交织算法的最佳交换位置k，为Cj(k)和Cj(p)交换位置。
B-5-6)对于第(R-1)行，搜索到用于交织算法的最佳交换位置k，为CR-1(k)和CR-1(p)交换位置。
图11和12分别表示按照本发明的一个实施例的的方框图和流程图。
参照图11，行矢量重新排列块(或行矢量重新排列变址(index)发生器)912按照行计数器911的计数产生用于选择行矢量的变址，并且提供产生的变址给地址缓冲器918的高序地址缓冲器。行矢量重新排列块912是当输入信息字被分为多个组时，用于对被分的各组连续或随机进行选择的组选择器。列矢量重新排列块(或列矢量的各个元素重新排列变址发生器)914根据经修改的PIL算法915按照列计数器913的计数，产生用于重新排列在对应于行矢量(或组)中的各个元素的位置的变址，并且提供产生的变址给地址缓冲器918的低序地址缓冲器。列矢量重新排列块914是按照规定的规则，用于重新排列在组中按输入的顺序进行存储的的信息比特位置的随机化器。RAM(随机存取存储器)917暂时存储在程序处理中产生的数据。查找表916存储用于交织的各个参数和基元根。通过行重排和列重排得到的地址(即，存储在地址缓冲器918中的地址)用作交织的地址。
图12表示经修改的PIL算法的流程图。下面的描述涉及第2级，在PIL算法中的情况-B。参照图12，在步骤1011，基元根g0是从一个给定的随机化常数表中选择的。而后，在步骤1013，利用下列公式产生用于随机化该组中的各个元素(或信息比特)的基本序列。
C(i)＝[g0×C(i-1)]mod p，i＝1、2、3、...、p-2，C(0)＝1而后，在步骤1015，计算由该算法给出的最小素数组{qj，j＝0、1、2、...、R-1}。然后，在步骤1017，从所计算的最小素数组中计算素数组{pj，j＝0、1、2、...、R-1}。接下来，在步骤1019，第j组的各个元素按照下列方法进行随机化。
Cj(i)＝c([i×pj]mod(p-1))，i＝0、1、2、3、...、p-2，Cj(p-1)＝0这里，为了增加涡式编码器的最小自由距离，同时随机化组中的各个元素，选择B-5-1)到B-5-6)之一，在交织以后重新排列(或移位)存在于帧中的最后位置的各个信息比特到其他位置。
B-5-1)意味着在最后组中的第一信息比特与最后比特的位置互相交换。B-5-2)意味着在最后组中的最后两个比特互相交换。B-5-3)意味着对于每个组，存在于最后位置的信息比特与存在于最前面位置的信息比特互相交换。B-5-4)意味着对于每个组，最后两个信息比特的位置互相交换。B-5-5)意味着对于每个组，搜索对于规定交织规则的最佳位置k，对存在于每行的最后位置的信息比特与存在于位置k的信息比特进行交换。最后，B-5-6)意味着对于最后组，搜索对于规定交织规则的最佳位置k，将存在于最后位置的信息比特与存在于位置K的信息比特进行交换。
通过应用经修改的算法到PIL交织器，可能防止涡式编码器的自由距离的降低。下面表2表示在修改以前PIL交织器的加权谱，和下面表3表示在修改以后PIL交织器的加权谱。
在表2和3中，K指示输入信息帧的尺寸，Dfree(1)表示利用输入信息字具有汉明加权1的CISP计算的自由距离，和Dfree(2)表示利用输入信息字具有汉明加权2的CISP计算的自由距离。例如，对于K＝600，在表2中，原来PIL交织器的Dfree(1)由25/39/49/53/57/...表示，并且这意味着最小自由距离是25和下一个最小自由距离是39。同样，Dfree(2)＝38/38/42/...意味着最小自由距离是38。因此，应当注意到，最小自由距离是按照通过具有汉明加权1的CISP的自由距离确定的。为了防止通过具有汉明加权1的CISP的自由距离的降低，在这个例子中，本发明利用了B-5-1)方法。即，Dfree(1)是通过去除具有汉明加权1的CISP予以改善的。
下面表2表示在修改以前PIL交织器的加权谱。
(表2中Min Weight是指最小加权)下面表3表示在修改以后PIL交织器的加权谱。
(表3中Min Weight是指最小加权)
如上所述，该新颖的涡式编码器利用内部交织，抑制了输入到分量编码器由位于在数据帧的最后的周期中的一个或多个信息比特‘1’引起的自由距离的下降，因此对具有高性能涡式编码器的实现作出贡献。
虽然已经参照本发明的某些优选实施例对本发明进行了表示和描述，但是在不脱离由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围情况下，对于本专业的技术人员而言可以在细节上对本发明作出各种变化。
权利要求
1.一种交织输入信息比特的帧的方法，所述帧具有R个组，每组具有C个信息比特，所述方法用于涡式编码器的基本交织器中，所述方法包括以下步骤a)按照预定的交织规则，重新排列各个组的信息比特的位置；b)改变存在于该帧的最后位置上的信息比特位置与该最后位置的前面位置。
2.按照权利要求1所述的方法，其中在步骤a)和b)中，按照以下步骤规定的一种算法的步骤，重新排列写入到第j行(其中j＝0，1，2，...，R-1)中的帧的信息比特的位置与该行中的位置Cj(i)i)计算C(i)＝[g0×C(i-1)]mod p，i＝1，2，...，(p-2)和C(0)＝1ii)计算Cj(i)＝C([i×pj]mod(p-1))，其中j＝0，1，2，...，(R-1)，i＝0，1，2，...，(p-1)，Cj(p-1)＝0，和Cj(p-1)＝p，iii)交换CR-1(p)与CR-1(0)其中p表示最接近K/R的一个素数，g0表示一个对应于p的预定的数，pj表示基元数组，和Cj(i)是重新排列第j行后输出的第i个输入比特位置。
全文摘要
公开了一种2维交织方法。该方法包括将一帧输入信息比特划分为多个组并顺序地在存储器中存储所划分的组；按照规定的规则重新排列各个组中的信息比特并且将存在于最后组的最后位置的信息比特移位到最后位置的前一个位置；以及按照预定的次序选择各个组，并在所选组中选择各个信息比特之一。
文档编号G06F11/10GK1520059SQ200310104320
公开日2004年8月11日 申请日期2000年5月19日 优先权日1999年5月19日
发明者金闵龟, 金炳朝, 崔舜在, 李永焕 申请人:三星电子株式会社