时变数据置换装置和方法
【专利摘要】在各自不同的维度上的多数据置换操作，与在单独的置换操作中直接进行总体置换相比，可以在每次置换中使用更小的数据块，以提供总体有效的数据置换。对在一个置换操作中进行了五次置换的数据进行块交织，然后在随后的置换操作中对块交织的数据进行置换。矩阵转置是置换操作之间应用的块交织的例子。
【专利说明】时变数据置换装置和方法
[0001]相关申请
[0002]本申请要求2011年7月25日提交的、申请号为N0.13/190，194、发明名称为“时
变数据置换装置和方法”的美国专利申请的优先权。
【技术领域】
[0003]本发明一般涉及纠错编码，更具体地，涉及一种用于误差解相关(errordecorrelation)的数据置换。
【背景技术】
[0004]大多数前向纠错(FEC)码被设计成在加性高斯白噪声(AWGN)下执行。也就是说，解码器假定接收信号中的噪声样本是不相关的并呈高斯分布。如果在通信信道上传输时加入的噪声实际上是相关的，这些码的性能会显著降低。可在FEC编码器和解码器中加入误差解相关器，以降低噪声样本的相关性和产生的数据误差，这样编码性能可接近AWGN条件下的性能。
[0005]传统的误差解相关器中数据置换需要的存储大小或深度随相关程度增加，这是因为更高度相关的噪声导致的误差解相关包含更大量的数据置换以及该数据在存储器中的存储，其中数据的存储使得置换能够实现。一般而言，传统的误差解相关器的复杂性与要置换的数据的吞吐量成线性比例，并进一步与存储深度的平方成比例。例如，复杂性可指硬件中的门数和/或存储器大小，或代码大小、代码速度，和/或软件或固件中功能的存储器占用量。复杂性与数据吞吐量的线性比例关系对例如以大约40千兆每秒(Gbps)或以上操作的高速通信信道是特别不利的。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。
[0007]图1为具有误差解相关的一个示例性FEC系统的框图。
[0008]图2为具有误差解相关的另Iv不例性FEC系统的框图。
[0009]图3为一个示例性置换装置的框图。
[0010]图3A为一个示例性数据编码器的框图。
[0011]图4为一个示例性置换元件的框图。
[0012]图5为另一个示例性置换装置的框图。
[0013]图6为光传输网络(OTN)应用中一个示例性FEC系统的框图。
[0014]图7为一个示例性数据置换方法的流程图。
【具体实施方式】
[0015]通过将数据置换分成各个不同维度上的多置换操作，来降低误差解相关器的复杂性。与在传统的误差解相关器设计中实现相同的置换程度相比，多维度上的多置换操作在每次置换中使用更小的数据块来提供总体有效的数据置换。通过交织在一个置换操作中置换的数据，然后在随后的置换操作中置换交织的置换数据，以在置换操作之间改变置换的维度。
[0016]与实现相同的数据置换总体程度的传统设计相比，较小的数据块的置换可显著降低门数和复杂性。
[0017]图1为具有误差解相关的一个示例性FEC系统100的框图。该示例性FEC系统100包括经由通信信道106进行通信的发射器102和接收器104。该通信信道可为光信道或其他类型信道。发射器102包括数据生成器110、解相关器交织器112、系统性的FEC编码器114以及解相关器解交织器116。接收器104包括数据接收器120、解相关器交织器122、系统性的FEC解码器124以及解相关器解交织器126。
[0018]完整的通信系统可包括使用相同或不同通信信道的很多发射器和接收器。在设备中实现示例性发射器102和接收器104的设备或与设备结合实现示例性发射器102和接收器104的设备可包括为了避免附图中拥挤而在图1中未示出的其他部件。因而，应当理解图1中示例性FEC系统100，以及其他附图中的内容仅仅为了说明的目的，本公开决不仅限于附图中明确示出的具体例子。
[0019]发射器102和接收器104的部件以如图所示操作的方式耦合在一起。部件可通过电气、光学和/或其他方式的连接以操作的方式耦合在一起，其可以是如图所示的直接连接或通过一个或多个其他部件的间接连接。操作性耦合也可或替代地包括非物理连接，例如使用执行软件的元件实现的部件间的逻辑连接。这类部件间的操作性耦合例如可以是，共享或共同访问存储器或寄存器位置的形式。
[0020]数据生成器110意在表示数据的来源。数据来源可以是发射器102的一部分，或者数据生成器Iio也可或可替代地从经通信信道106传输的一个或多个外部来源接收数据。数据生成器110的实现形式例如可依据要处理的数据类型和/或发射器102具有的其他数据处理特征进行改变，不管该数据生成器是直接生成数据还是从外部来源接收数据。在下面参照图6更详细讨论的例子中，数据生成器110以帧生成器的形式实现，该帧生成器在某个帧格式中生成数据块，但并非必须生成数据。
[0021]数据生成器110可实现的例子包括:硬件、固件、用于执行存储在计算机可读存储器中的软件的一个或多个处理器，或其组合。专用集成电路(ASICs)、可编程逻辑器件(PLDs)、现场可编程门阵列(FPGA)、以及用于执行存储在例如磁盘或光盘或固态存储装置这种非暂时性计算机可读介质上的软件的微处理器为可用于实现数据生成器110的示例性设备。发射器102的任何或所有其他部件也可以以任何不同的方式实现，接收器104同样如此。
[0022]发射器102和接收器104上的解相关器交织器112和122在FEC编码和解码之前，分别在其输入数据流上应用相同的多维数据置换。FEC编码器114和FEC解码器124在示例性FEC系统100上采用系统性的编码。系统性的编码在数据上增加编码信息，而不是改变任何数据。解相关器解交织器116和126分别实现解相关器交织器112和122的逆置换。这意味着在解相关器解交织器116和126各自输出端的数据顺序与相应的解相关器交织器112和122输入端的数据顺序相同。解相关器交织器112和122重新排序数据，解相关器解交织器116和126倒转重新排序，以恢复发射器102的情况下数据生成器110生成的数据流或接收器104的情况下从通信信道106接收的数据流的原始顺序。
[0023]在示例性FEC系统100中的数据接收器120可实现接收器功能，例如均衡和数据帧恢复。在一些实施例中，数据接收器120为数据生成器110的“协议”对等体，以使特定的协议在数据生成器和数据接收器之间运行。
[0024]对于系统性的FEC编码，解相关器交织器112和122被设计成使得数据位置不与系统性的FEC奇偶校验位置混合。这使得误差解相关除了不混合数据和奇偶校验的位置夕卜，在一定程度上不依赖于特定的FEC编码结构，并使误差解相关对系统性的FEC编码器114和解码器124是“透明”的。
[0025]在非系统性的FEC系统中，有可能去除一个解相关器交织器和一个解相关器解交织器，以降低整个系统的复杂性。这如图2所示，其为具有误差解相关的另一个示例性FEC系统的框图。示例性FEC系统200基本类似于图1中的示例性FEC系统100，并包括发射器202、接收器204和信道206，其中发射器202具有数据生成器210、解相关器解交织器216，接收器204具有数据接收器220和解相关器交织器222。然而，在示例性FEC系统200中，FEC编码器214和解码器224为非系统性的，并且FEC编码器的输入端和FEC解码器的输出端没有置换。解相关器解交织器216和解相关器交织器222应用逆数据置换，以使噪声引起的误差解相关能够影响通信信道206。
[0026]应当理解，解相关器部件可任意指定为解相关器交织器和解相关器解交织器。解相关器交织器和相应的解相关器解交织器实现倒转整个数据重新排序，部件既可以指定为解相关器交织器，也可以指定为解相关器解交织器。因而，解相关器解交织器216可与解相关器交织器222交换。这同样也适用于图1所示的示例性FEC系统100。一般而言，每个解相关器交织器112和122可被其相应的解相关器解交织器116和126替换，条件是每个解相关器解交织器也被其相应的解相关器交织器替换。
[0027]图1和图2中示例性FEC系统100和200之间另一个不同之处在于，图1中误差解相关是协议透明的。图1中数据生成器110根据特定的协议生成帧，例如解相关器解交织器116的输出根据相同的协议也组成帧。然而，在示例性FEC系统200中，解相关器解交织器216的置换会改变编码的数据流中数据的顺序，因此，重新排序在数据生成器210和数据接收器220之间可能对协议不是透明的。误差解相关仍然对FEC编码器214和解码器224是透明的，而对数据接收器220是不透明的。
[0028]图3为一个示例性置换装置300的框图。例如，示例性置换装置300可用来实现图1和图2中示例性FEC系统100和200的解相关器交织器。在示例性置换装置300中，第一时变置换元件302以操作方式耦合，以接收输入数据流Din，块交织器304以操作方式耦合到第一时变置换元件的输出端，第二时变置换元件306以操作方式耦合到块交织器304的输出端，并提供输出数据流D-。在操作中，第一时变置换元件302应用第一时变置换到输入数据流Din，以生成第一置换的数据流，块交织器304交织第一置换的数据流，以生成交织的数据流，第二时变置换元件306应用第二时变置换到交织的数据流，以生成第二置换的数据流。
[0029]图3示出的相同类型的结构也可用于实现解相关解交织，但例外的是，块交织器304会被块解交织器替换，实现在解相关器交织器中将块交织器应用的交织逆转，时变置换元件302和306会实现在解相关器交织器中将时变置换元件应用的置换逆转。[0030]通常，时变解相关器交织器或解交织器的复杂性与交织深度的平方成比例。这使得大交织器设计效率非常低。然而，示例性置换装置300被划分成如图所示的三个元件，包括两个时变置换元件302和306，以及块交织器304，降低了复杂性，如下所述。
[0031 ] 关于示例性置换装置300的复杂性，假设时变置换元件302和306分别应用长度n的时变置换Pl和P2，块交织器304在nXm个元件上应用置换。从Din输入端开始到Dwt输出端，数据首先被Pl置换，然后被块交织器304交织，最后被P2置换。这导致了整个nXm个时变置换。Pl和P2置换的复杂性与n2成比例。这应该与直接实现nXm个时变置换的复杂性相比较，即m2Xn2。这意味着图3所示形式的置换装置相对于相同程度或水平的典型数据置换设计可使得复杂性大大降低。
[0032]总体置换的深度可选择为误差相关长度和结合起来实现误差解相关的特定FEC码的FEC码交换概率的函数。随着置换深度变大，输出端的噪声更加接近不相关的来源。
[0033]在误差解相关应用中，示例性置换装置300可在数据编码器中实现，该数据编码器包括编码数据流以生成编码的数据流的编码器。第一置换元件302可以操作的方式耦合到编码器，以应用第一时变置换到编码的数据流。
[0034]图3A为在编码器的输出端具有该类型结构的一个示例性数据编码器的框图。示例性数据编码器350包括第一置换装置360、FEC编码器370以及第二置换装置380。第一置换装置360和第二置换装置380各自包括以操作的方式耦合至块交织器364并以操作的方式耦合至另一个时变置换元件366的时变置换元件362，以及以操作的方式耦合至块解交织器384并以操作的方式耦合至另一个时变置换元件386的时变置换元件382。在示例性数据编码器350中，FEC编码器370编码数据流，时变置换元件382以操作方式耦合至该编码器，将时变置换应用到FEC编码器输出的编码的数据流。
[0035]示例性数据编码器350提供了协议透明性，这是因为置换装置360和380分别实现了解相关器交织器和解相关器解交织器。FEC编码器370以操作的方式耦合至置换装置360的第二时变置换元件366，接收和编码第二置换的数据流，以在FEC编码器输出端生成编码的数据流。第二置换装置380包括以操作方式耦合至FEC编码器370的第三时变置换元件382，以在FEC编码器的输出端对编码的数据流应用第三时变置换，第三时变置换为第二置换元件366应用的第二时变置换的逆置换。这生成了第三置换的数据流，在本例中，其随后被提供给块解交织器384。块解交织器384从第三时变置换元件382中解交织第三置换的数据流，以生成解交织的数据流。块解交织器384应用的解交织为块交织器364应用的交织的逆过程。解交织的数据流随后被提供到第四时变置换元件386。第四时变置换元件应用第四时变置换到块解交织器384中解交织的数据流。第四时变置换为时变置换元件362应用的第一时变置换的逆置换。
[0036]图3A所示的结构形式也可以在具有或不具有协议透明性的数据解码器中实现。在数据解码器实现方式中，FEC编码器370可用FEC解码器替换，数据流Din应为编码的数据流。数据解码器应包括FEC解码器，其以操作方式耦合至第二时变置换元件366，接收和编码第二置换的数据流。为了协议透明性，第三时变置换元件382能够以操作方式耦合至FEC解码器，将第三时变置换应用到FEC解码器输出端的解码的数据流，以生成第三置换的数据流，第三时变置换为第二时变置换元件366应用的第二时变置换的逆置换。块解交织器384于是通过应用解交织，即块交织器364应用的交织的逆过程，从第三时变置换元件382解交织该第三置换的数据流，以生成解交织的数据流，第四时变置换元件386在块解交织器384的输出端的解交织的数据流应用第四时变置换。第四时变置换为时变置换元件362应用的第一时变置换的逆置换。
[0037]协议透明的数据编码系统可包括提供协议透明性的数据编码器和数据解码器，编码器和解码器的输入端和输出端都有数据置换。在提供了协议透明性的情况下，数据编码器和数据解码器都应具有图3A所示的结构形式。在这种情况下，会有两个解相关器交织器(一个在数据编码器处，一个在数据解码器处)和两个解相关器解交织器(一个在数据编码器处，一个在数据解码器处)，每个都有显示为362、366、382和386的四个时变置换元件，显示为364的块交织器，以及显示为384的块解交织器。因而，在数据编码器和数据解码器之间，总共会有八个时变置换元件(四个在数据编码器处，四个在数据解码器处)，两个块交织器(一个在数据编码器处，一个在数据解码器处)，和两个块解交织器(一个在数据编码器处，一个在数据解码器处)。数据解码器处时变置换元件应用的时变置换应与数据编码器处相应的时变置换元件应用的那些置换相匹配。类似地，数据解码器处块交织器和块解交织器应用的交织和解交织应与数据解码器处块交织器和块解交织器应用的交织和解交织相匹配。
[0038]不具有协议透明性的数据编码系统中，取而代之，仅可以在编码器的输出后且解码器的输入前应用数据置换。参照图3A，数据编码器于是可包括FEC编码器370和作为解相关器解交织器的置换装置380，数据解码器例如可包括以操作方式耦合至FEC解码器的作为解相关器交织器的置换装置360。
[0039]图4为一个示例性置换元件400的框图，其可用于实现图3所示的示例性置换装置300中的时变置换元件302和306，和/或图3A所示的时变置换元件362、366、382和386。示例性置换元件400包括多级置换元件402和控制器405。多级置换元件402包括r个置换等级410、420、430、440、450的串行级联。在每个第i个置换等级410、420、430、440、450，控制器405控制从两个置换映射n、i2中选择一个，每个映射在输入数据流和置换的(输出)数据流的数据定位或位置之间提供各自不同的映射。控制器405动态地改变选择线路上的信号，产生时变的置换。可选择每个置换等级410、420、430、440、450处的置换映射n、Jii2，以在生成的r-级置换中实现期望的“伪随机”水平。
[0040]每个置换映射n、Ti i2并不一定都是随机的。例如，所有的n应设置为标识I，所有的应设置为各自的伪随机映射。在这种实现方式中，每个置换等级410、420、430、440、450应通过选择标识置换映射Jiil单独地“关闭”或通过选择伪随机映射Jii2 “打开”。
[0041]控制器405可使用非常简单的算法，在每个置换等级410、420、430、440、450处控制置换映射的选择。例如，二进制计数器从0到2〔1的计数可以被实现为，控制器405提供随时间变化的r-位控制信号，从而提供随时间变化的r-级置换。本例中的二进制计数器应被相同的参考时钟驱动，参考时钟例如可用来计时一个或多个其他的部件，使得每个置换等级410、420、430、440、450中时变的r_级置换在每个时钟周期变化。其他实施例可使用更快或更慢变化的置换。每个等级中的实际选择可使用开关、多路复用器、或其他形式的选择器来实现。
[0042]图4所示形式的置换元件可用来在置换装置中实现多个置换的每个置换。每个置换的控制信号应当在控制对(pl_控制、p2_控制)中独立地产生，例如，其中有两个置换P1、P2，以便增加置换装置随时间应用的不同的整个伪随机置换的可能的组合数量。本例中第一和第二置换元件每个都包括各自串联耦合的置换等级组。
[0043]参照图1，例如在发射器102中，解相关器交织器112和解相关器解交织器116应用的时变置换经过协调，使得解相关器解交织器可应用解相关器交织器应用的时变置换的逆置换。解相关器交织器112和解相关器解交织器116包括具有图4所示结构的置换元件的情况下，这类协调涉及提供到解交织器和提供到交织器的控制信号的协调，以便对应用特定置换的数据也应用正确的逆置换。在接收器104中，解相关器交织器122和解相关器解交织器126中的控制信号以类似方式协调。
[0044]支持协议透明性的系统也提供发射侧置换与接收侧置换的协调。再次参照图1，解相关器交织器112、122应用相同的置换，解相关器解交织器116、126应用相同的逆置换。在同步数据系统中，相同的用来同步数据的同步机制也可用来协调置换控制信号。例如，使用计数器实现控制器405的情况下，基于数据同步，通过同步解相关器交织器112、122和解相关器解交织器116、126的计数器来协调控制信号。
[0045]在图4中，所有的置换等级410、420、430、440、450都是可控的。时变置换应具有至少一个可控的置换等级，但并不一定每个置换等级都实现为可控的等级。每个可控的置换等级可控制为从不同的置换映射中选择可控的置换等级应用的各自的置换映射。如果有固定的等级，将其应用到固定的置换映射。结合一个或多个可控的置换等级，甚至可使用固定的置换等级来提供整个时变置换。
[0046]应当注意，任一或所有的置换等级410、420、430、440、450可提供两个以上的置换映射。例如，可通过提供多位二进制选择信号，支持两个以上的置换映射之间的选择。
[0047]图4及其相应描述涉及示例性置换元件。针对块交织器和块解交织器，可使用一个或几个固定的映射，在多个维度上置换数据。例如，矩阵转置可用来交织/解交织置换元件生成的置换的数据流。块交织器/解交织器实现几个映射的情况下，块交织器/解交织器也可耦合至控制器。交织器控制器可为控制置换映射之间选择的相同的控制器405 (图4)，或可以是单独的控制器。
[0048]图5为另一个示例性置换装置500的框图，其包括在控制器505的控制下，按照图4所示的实现方式分别应用64位时变置换的两个置换元件502、506，以及可使用一个或多个存储装置实现的64位乘64位块交织器504。在该示例性置换装置500中，置换元件502接收64位数据流，将64位时变置换应用到数据流，并逐行填充64位乘64位块交织器504。然后逐列读取64位乘64位数据块,并经过置换元件506应用的64位第二时变置换。控制器505控制置换元件502、506应用的置换映射的选择。
[0049]具有两个64位置换和64位乘64位矩阵转置块交织器504的示例性置换装置500,提供nXm=64X64=4096位的总体置换深度。时变置换元件的复杂性与n2=642成比例，以实现4096位的置换深度，而不是传统设计中的(nXm)2=40962。
[0050]本公开决不限于图5所示的示例性置换装置500。在另一个实施例中，使用二维块交织器和320位时变置换Pl和P2，对IOOGbps数据流应用数据置换。也可以有其他实施例。
[0051]图6为光传输网络(OTN)应用中一个示例性FEC系统的框图。在示例性FEC系统600中，发射器602和接收器604通过光通信信道606进行通信。发射器602和接收器604结构上类似于示例性FEC系统100 (图1)中的发射器102和接收器104，但对于OTN应用是特定的。因而，发射器602包括作为数据接收器一个例子的光通道传送单元(OTUk)帧生成器610，作为解相关器交织器和解交织器例子的OTUk行交织器612和解交织器616，以及FEC编码器614。在接收器604处，恢复来自光通道606上接收的信号的OTUk帧的OTUk成帧器620是数据接收器的一个例子。OTUk行交织器622和OTUk行解交织器626代表了接收侧解相关器交织器和解交织器的例子。接收器604也包括FEC解码器624。
[0052]OTUk信号是由ITU电信标准化部门(ITU-T)在建议G.709/Y.1331，名称为“光传送网(OTN)的接口”，2009年12月，勘误I (2010年5月)，修正案I (2010年7月)，勘误表I (2010年7月)中定义的。G.709在OTN信号分级结构中定义了多个层。将客户端信号封装到OTN信号分级结构的其中一个k级的光通道净荷单元(OPUk)信号。光通道净荷单元(OPUk)携带OPUk并支持监控和保护切换等附加功能。OTUk增加了 FEC编码。由于OTUk信号从电形式转换到光形式，所以G.709中光通道(OCh)信号在光域中。G.709中可找到OTUk信号的详细说明。
[0053]此处公开的用于误差解相关的数据置换的一个选择与OTN OTUk行格式兼容，设计了如下的总体置换:
[0054]用于每个第一和第二置换Pl和P2的12级64位置换；
[0055]用于前11个2560位的数据块的Pl和P2之间的块交织的40位乘64位=2560位
矩阵转置功能；
[0056]用于第12个数据块的Pl和P2之间的块交织的38位乘64位=2432位矩阵转置功能，即OTUk行中的最后一个数据块；
[0057]用于第13个块的Pl和P2之间的块交织的32位乘64位=2048位矩阵转置功能，包括OTUk行中的奇偶校验位。
[0058]应注意11 X 2560+2432=30592位，S卩OTUk行中数据块的大小，并且在OTUk行中有2048位。以上的一组块交织映射，数据和奇偶校验位不混合。
[0059]本例中控制Pl和P2,可使用二级制计数器pl_cnt和p2_cnt, pl_cnt从I到4095变化，p2_cnt从I到(4095-41)变化。由于数41是质数，(pl_cnt, p2_cnt)对在回卷以前会遍历大量的组合。
[0060]为了同步接收器和发射器之间的控制器的状态，可使用OTUk MFAS字节。例如，每当MFAS=O时，可以将(pl_cnt，p2_cnt)强制为(1，I)。由于MFAS是一个八位的值，控制对相异的总数为256X4X32640/64=522, 240，这是一个大数目，对误差解相关产生良好的总体置换随机化。
[0061]图7为一个示例性数据置换方法的流程图。示例性数据置换方法700涉及对数据流应用第一时变置换，以在702生成第一置换的数据流，交织该第一置换的数据流，以在704生成交织的数据流，对交织的数据流应用第二时变置换，以在706生成第二置换的数据流。
[0062]示例性数据置换方法700仅用于说明的目的，可以设想各种变形。
[0063]例如，702、706应用的操作可涉及从多个不同的置换映射中选择各操作要应用的至少一个各自的置换映射。可在一些实施例中进行以提供协议透明性的附加操作，如编码和/或解码，可能进一步结合应用/交织/应用的循环。例如，基于图1至图6及其前面的描述，其他变形可能对或对技术人员变得显而易见。
[0064]所述内容仅用于说明本发明实施例原理的应用。在不背离本发明的范围的前提下，本领域技术人员可以实现其他配置和方法。
[0065]例如，图1至图6所示的功能划分仅用于说明的目的。
[0066]另外，尽管主要是在方法和系统的上下文中进行了描述，也可以设想其他实现方式，例如非暂时性计算机可读介质，用于存储机器可执行的指令。
【权利要求】
1.一种用于置换数据流中数据的装置，所述装置包括: 第一置换元件，将第一时变置换应用到数据流，以生成第一置换的数据流； 块交织器，以操作方式耦合到所述第一置换元件，交织所述第一置换的数据流，以生成交织的数据流；以及 第二置换元件，以操作方式耦合到所述块交织器，将第二时变置换应用到交织的数据流，以生成第二置换的数据流。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一置换元件包括第一多个串联耦合的置换等级，所述第二置换元件包括第二多个串联耦合的置换等级。
3.根据权利要求2所述的装置，其中每个所述第一多个串联耦合的置换等级和每个所述第二多个串联耦合的置换等级包括至少一个可控的置换等级，每个可控的置换等级以控制的方式从多个不同的置换映射中选择各自的置换映射，以便被每个所述至少一个可控的置换等级应用。
4.根据权利要求3所述的装置，进一步包括: 控制器，以操作方式耦合到所述至少一个可控的置换等级，以生成时变的控制信号，所述控制信号用于控制被每个所述至少一个可控的置换等级应用的各自的置换映射的选择。
5.根据权利要求3所述的装置，其中所述多个不同的置换映射包括伪随机置换映射。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述块交织器执行矩阵转置，以交织所述第一置换的数据流。
7.一种数据编码器，包`括: 权利要求1至6任一项所述的装置； 编码器，以操作方式耦合到所述第二置换元件，接收并编码所述第二置换的数据流，以生成编码的数据流； 第三置换元件，以操作方式耦合到所述编码器，将第三时变置换应用到所述编码的数据流，以生成第三置换的数据流，所述第三时变置换为所述第二时变置换的逆置换； 块解交织器，以操作方式耦合到所述第三置换元件，解交织所述第三置换的数据流，以生成解交织的数据流，所述块解交织器应用的解交织为所述块交织器应用的交织的逆过程；以及 第四置换元件，以操作方式耦合到所述块解交织器，将第四时变置换应用到所述解交织的数据流，以生成第四置换的数据流，所述第四时变置换为所述第一时变置换的逆置换。
8.一种数据编码器，包括: 编码器，编码数据流以生成编码的数据流；以及 权利要求1至6任一项所述的装置，所述第一置换元件以操作方式耦合到所述编码器，将第一时变置换应用到所述编码的数据流。
9.一种数据解码器，包括: 权利要求1至6任一项所述的装置，所述数据流包括编码的数据流；以及 解码器，以操作方式耦合到所述第二置换元件，接收并解码所述第二置换的数据流，以生成解码的数据流。
10.根据权利要求9所述的数据解码器，进一步包括: 第三置换元件，以操作方式耦合到所述解码器，将第三时变置换应用到所述解码的数据流，以生成第三置换的数据流，所述第三时变置换为所述第二时变置换的逆置换； 块解交织器，以操作方式耦合到所述第三置换元件，解交织所述第三置换的数据流，以生成解交织的数据流，所述块解交织器应用的解交织为所述块交织器应用的交织的逆过程；以及 第四置换元件，以操作方式耦合到所述块解交织器，将第四时变置换应用到所述解交织的数据流，所述第四时变置换为所述第一时变置换的逆置换。
11.一种数据编码系统，包括: 权利要求7所述的数据编码器；以及 数据解码器，以操作方式耦合到所述数据编码器，所述数据解码器包括: 第五置换元件，以操作方式耦合，接收所述第四置换的数据流并将第五时变置换应用到所述第四置换的数据流，以生成第五置换的数据流，所述第五时变置换匹配所述第一时变置换； 第二块交织器，以操作方式耦合至所述第五置换元件，交织所述第五置换的数据流，以生成第二交织的数据流，所述第二块交织器应用的交织匹配所述块交织器应用的交织； 第六置换元件，以操作方式耦合至所述第二块交织器，将第六时变置换应用到所述第二交织的数据流，以生成第六置换的数据流，所述第六时变置换匹配所述第二时变置换； 解码器，以操作方式耦合至所述第六置换元件，解码所述第六置换的数据流，以生成解码的数据流； 第七置换元件，以操作方式耦合至所述解码器，将第七时变置换应用到所述解码的数据流，以生成第七置换的数据流，所述第七时变置换匹配所述第三时变置换； 第二块解交织器，以操作方式耦合至所述第七置换元件，解交织所述第七置换的数据流，以生成第二解交织的数据流，所述第二块解交织器应用的解交织匹配所述块解交织器应用的解交织；以及 第八置换元件，以操作方式耦合至所述第二块解交织器，将第八时变置换应用到所述第二解交织的数据流，以生成第八置换的数据流，所述第八时变置换匹配所述第四时变置换。
12.—种数据编码系统，包括: 权利要求8所述的数据编码器；以及 数据解码器，以操作方式耦合到所述数据编码器，所述数据解码器包括: 第三置换元件，以操作方式耦合，接收所述第二置换的数据流并将第三时变置换应用到所述第二置换的数据流，以生成第三置换的数据流，所述第三时变置换匹配所述第二时变置换； 块解交织器，以操作方式耦合至所述第三置换元件，解交织所述第三置换的数据流，以生成解交织的数据流，所述块解交织器应用的解交织为所述块交织器应用的交织的逆过程; 第四置换元件，以操作方 式耦合到所述块解交织器，将第四时变置换应用到所述解交织的数据流，以生成第四置换的数据流，所述第四时变置换为所述第一时变置换的逆置换；以及 解码器，以操作方式耦合到所述第四置换元件，解码所述第四置换的数据流，以生成解码的数据流。
13.一种用于置换数据流中数据的方法，所述方法包括: 将第一时变置换应用到数据流，以生成第一置换的数据流； 块交织所述第一置换的数据流，以生成交织的数据流；以及 将第二时变置换应用到所述交织的数据流，以生成第二置换的数据流。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述应用第一时变置换包括:从第一多个不同的置换映射中选择应用到所述数据流的至少一个置换映射，并且应用第二时变置换包括:从第二多个不同的置换映射中选择应用到所述交织的数据流的至少一个置换映射。
15.根据权利要求13或14所述的方法，进一步包括: 编码所述第二置换的数据流，以生成编码的数据流； 将第三时变置换应用到所述编码的数据流，以生成第三置换的数据流，所述第三时变置换为所述第二时变置换的逆置换； 块解交织所述第三置换的数据流，以生成解交织的数据流，所述块解交织为所述块交织的逆过程；以及 将第四时变置换应 用到所述解交织的数据流，以生成第四置换的数据流，所述第四时变置换为所述第一时变置换的逆置换。
16.根据权利要求13或14所述的方法，进一步包括: 编码数据流以生成编码的数据流； 所述应用第一时变置换包括将第一时变置换应用到所述编码的数据流。
17.根据权利要求13或14所述的方法，其中所述数据流包括编码的数据流，所述方法进一步包括: 解码所述第二置换的数据流。
18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括: 将第三时变置换应用到所述解码的数据流，以生成第三置换的数据流，所述第三时变置换为所述第二时变置换的逆置换； 块解交织所述第三置换的数据流，以生成解交织的数据流，所述块解交织为所述块交织的逆过程；以及 将第四时变置换应用到所述解交织的数据流，所述第四时变置换为所述第一时变置换的逆置换。
19.一种数据编码方法，包括: 权利要求15所述的方法； 将第五时变置换应用到所述第四置换的数据流，以生成第五置换的数据流，所述第五时变置换为所述第一时变置换的逆置换； 块交织所述第五置换的数据流，以生成第二交织的数据流，所述块交织匹配所述第一置换的数据流的所述块交织； 将第六时变置换应用到所述第二交织的数据流，以生成第六置换的数据流，所述第六时变置换匹配所述第二时变置换； 解码所述第六置换的数据流，以生成解码的数据流； 将第七时变置换应用到所述解码的数据流，以生成第七置换的数据流，所述第七时变置换匹配所述第三时变置换； 块解交织所述第七置换的数据流，以生成第二解交织的数据流，所述块解交织匹配所述第三置换的数据流的所述块解交织；以及 将第八时变置换应用到所述第二解交织的数据流，所述第八时变置换匹配所述第一时变置换。
20.一种数据编码方法，包括: 权利要求16所述的方法； 将第三时变置换应用到所述第二置换的数据流，以生成第三置换的数据流，所述第三时变置换为所述第二时变置换的逆置换； 块解交织所述第三置换的数据流，以生成解交织的数据流，所述块解交织为所述块交织的逆过程； 将第四时变置换应用到所述解交织的数据流，以生成第四置换的数据流，所述第四时变置换匹配所述第一时变置换；以及解码所述第四置换的数据流。
21.一种用于置换数据流中数据的装置，所述装置包括: 第一置换装置，用于将第一时变置换应用到数据流，以生成第一置换的数据流； 块交织装置，用于块交织所述第一置换的数据流，以生成交织的数据流；以及 第二置换装置，用于将第二时变置换`应用到交织的数据流，以生成第二置换的数据流。
【文档编号】H04B7/02GK103797724SQ201280035221
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年5月30日 优先权日:2011年7月25日
【发明者】阿拉什·法尔胡德法尔, 弗兰克·R·克希尚, 本杰明·P·史密斯, 安德鲁·亨特 申请人:科迪纳系统有限公司