通信设备中的数据块交织和解交织方法及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信领域，特别涉及一种通信设备中的数据块交织和解交织技术。
【背景技术】
[0002] 在陆地移动通信该种变参信道上，比特差错经常是成串发生的。该是由于持续较 长的深衰落会影响到相继一串的比特。然而，一般的信道编码仅在检测和校正单个差错和 不太长的差错串时才有效。为了解决该一问题，希望能找到把一条消息中的相继比特分散 开的方法，即一条消息中的相继比特W非相继方式被发送。该样，在传输过程中即使发生了 成串差错，恢复成一条相继比特串的消息时，差错也就变成单个（或长度很短），该时再用 信道编码纠错功能纠正差错，恢复原消息。该种方法就是交织技术。
[0003] 口UG. 9902, 口UG. 9903,IE邸P1901. 2，W及G3-PLC是基于正交频分复用 (OrthogonalRrequenCyDivisionMultiplexing,简称"(FDM")的电力载波通信（Power LineCommunication,化C)国际标准，其中采用的前向纠错（ForwardErrorControl,简称 "FEC")交织器的设计能够为对抗W下两种不同误码源提供保护：
[0004] 由强脉冲干扰引起的连续几个正交频分复用（OFDM)符号误码(时域）；
[0005] 由强频率选择性衰落或窄带干扰引起的连续几个正交频分复用（OFDM)子载波误 码(频域)。
[0006] 为了提高通信的鲁棒性，上述PLC标准还采用了重叠码（r巧etitioncode)，交织 是在重叠复制过程后完成的，可W同时对抗上述两个问题，并提供时域和频域分集增益。信 道交织器根据有效子载波数（m)把需要交织的比特排成m列乘n行的矩阵，n是(FDM的符 号数。交织分两步完成。在第一步中，交织矩阵中的每列被循环移位不同的次数。因而，错 误的正交频分复用符号被分散在了不同的符号中。在第二步中，交织矩阵中的每一行被循 环移位不同的次数W防止强频率选择性衰落或窄带干扰破坏整列数据。循环移位的总次数 由参数叫、nij.、ni和rij.确定，该些参数基于每个(FDM符号的子载波数（m)和(FDM的符号数 (n)来确定。
[0007] 图1示出了应用上述标准的交织器的缓冲器中初始置换矩阵的比特排列。其中， 初始置换矩阵中的初始比特位置为（i，j)，其中，i=〇，l，? ? j=0，l，? ? *，n-l。 交织后的置换矩阵中比特的位置为（I，J)，两者关系如下式二 J=ij-n.+ /?/?, )modn
[000引其中（m。叫）和（n。rij)由下式选定；GCD(m。m) =GCDOiij,m) =GCD(n。n)=GCD(rij,n) = 1
[0009] GCD(a，b)表示a和b两个正整数的最大公约数。执行简单的搜索便可基于w下 两个参数m和n找出一组适合的上述参数，并且通信协议或标准会规定产生该些参数的规 约，其中，m为每个正交复用（(FDM)符号包含的子载波数，n为交织的数据块包含的正交复 用符号的数目。
[0010] 口UG. 9902标准或G3-PLC标准都提出一种查表法来实现交织器的双循环置换， 但是，对于G3-PLC交织器，允许的峽长（K=n*m)范围很大，加上此表依赖于n和m，所W交织 表必须在FCH(帧控制头化amecontro化eader，简称"FCH")收到后才能生成。因此，该种 交织方法使得调制解调器在交织前后的运算量较大，需要较大的存储空间，增加了硬件开 销，降低了计算效率。
[0011] 关于本发明的研究背景，具体可参考如下资料：
[0012] 1.G3-PLC的物理层规范（G3-PLCWiysicalLayerSpecification),E畑F (ElectriciteReseauDistributionRrance,法国电网输送公司），2009 年 8 月；
[0013] 2.低频（小于500曲Z)窄带电力线通讯的智能电网应用化OW化equen巧（less thanSOOkHz)NarrowbandPowerLineCommunicationsforSmartGridApplications), IE邸P1901. 2 标准，2013 年 8 月；
[0014] 3.用于mJ-TG.hnem网络的窄带正交频分复用电力线通讯收发器（Narrowband orthogonalfrequencydivisionmultiplexingpower1inecommunication transceiversfornU-TG.hnemnetworks), 口11G. 9902 标准，2012 年 10 月；
[0015] 4.用于G3-PLC的窄带正交频分复用电力线通讯接收器（Narrowbando;rthogonal frequencydivisionmultiplexingpowerlinecommunicationtransceiversforG3-PLC networks),ITUG. 9903 标准，2012 年 10 月。
【发明内容】
[0016] 本发明的目的在于提供一种通信设备中的数据块交织和解交织方法及其装置，在 计算交织或解交织前后数据的对应关系时，把原有的取模运算W迭代的方式化解为简单的 先加，然后比较，最后做最多两次减法的运算，从而W加法取代了现有算法中的乘法，W条 件减法取代了取模运算，大大节省了硬件开销，加快了运算速度。
[0017]为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种通信设备中的数据块交织方 法，包括W下步骤：
[0018] 获取交织前的初始置换矩阵；
[0019] 将初始置换矩阵进行交织，其中，初始置换矩阵中任意一个比特的位置坐标（i，j) 与该比特在交织后的置换矩阵中的位置坐标（I，J)的关系为：
[0020] 如果 1=0 则i(0,J) =(i(m-1,J-l)+mj)mo血
[0023]其中，UI，J)为交织后的置换矩阵中位置坐标为（I，J)的比特在初始置换矩阵中 的行坐标，KI，J)为交织后的置换矩阵中位置坐标为（I，J)的比特在初始置换矩阵中的列 坐标，i=〇, 1, ? ? ?,m-l，j=0, 1, ? ? .'n-LlX), 1, ? ? 1, ? ? 和 n分别为初始置换矩阵的列数和行数，mod表示取模运算，
[0024]且叫、mj、rii和rij由下列各式确定；I% = mi-imodmuij = ((m-nij) Xmi)mo血rii = ((n-rij) Xnj)modnnj = rij imodn
[002引其中，nii和叫为指定的与m互质的正整数，rij.为指定的与n互质的正整数，为nii模m条件下的倒数，rij4为rij模n条件下的倒数，且叫^1和rij4分别由下式确定；加耻^ modm= 1 (njnj'-i)modn= 1，
[002引而馬，巧和n。分另U由下列各式确定：兩=(W讯）mod灼 月J=(巧2,'口J)mod巧n。=(mX(n-rii))modn;
[0027] 输出交织后的置换矩阵。
[0028] 本发明的实施方式还公开了一种通信设备中的数据块解交织方法，包括W下步 骤：
[0029] 获取已交织的置换矩阵；
[0030] 将已交织的置换矩阵进行解交织，其中，已交织的置换矩阵中任意一个比特的位 置坐标（I，J)与该比特在解交织后的置换矩阵中的位置坐标a'，j'）的关系为：
[00引]如果1=0则i化乃=(i (m-1, J-1)+m了)mo血[0032]
[00巧]其中，i'（I，J)为交织后的置换矩阵中位置坐标为（I，J)的比特在解交织后的置 换矩阵中的行坐标，j'（I，J)为交织后的置换矩阵中位置坐标为（I，J)的比特在解交织后 的置换矩阵中的列坐标，i'=0, 1，? ? ?，m-1，j'=0, 1，? ? ?，n-1，1=0, 1，? ? ?，m-1， J=0，1, ? ? 'in-Lm和n分别为初始置换矩阵的列数和行数，mod表示取模运算，
[0036]且m。nij、叫和rij由下列各式确定；I% = mi-' imodmuij = ((m-nij' ) Xmi)mo血叫= ((n-rij, )Xnj)modnnj=rij-'^modn
[0037] 其中，nv和叫，为指定的与m互质的正整数，rv为指定的与n互质的正整数，1^1 为叫模m条件下的倒数，n/i为模n条件下的倒数，且叫4和n/i分别由下式确定：(nyVi) modm= 1(rijiiji)modn= 1，
[00測而馬，巧j，和n。分另U由下列各式确定：巧/二（巧!/巧/)mod内 巧,' =(巧!。）mod巧n。=(mX(n-ni) )mo化；
[0039] 输出解交织后的置换矩阵。
[0040] 本发明的实施方式还公开了一种通信设备中的数据块交织装置，包括W下单元：
[0041] 第一获取单元，用于获取交织前的初始置换矩阵；
[0042]交织单元，用于将初始置换矩阵进行交织，其中，初始置换矩阵中任意一个比特的 位置坐标（i，j)与该比特在交织后的置换矩阵中的位置坐标（I，J)的关系为：
[004引如果1=0则
[0044] i(0,J)=(i(m_l,J-1)+mj)mo血
[0045]
[0049] 其中，UI，J)为交织后的置换矩阵中位置坐标为（I，J)的比特在初始置换矩阵中 的行坐标，KI，J)为交织后的置换矩阵中位置坐标为（I，J)的比特在初始置换矩阵中的列 坐标，i=〇，l, ? ? 1, ? ? .'n-LlX), 1, ? ? 1, ? ? 和 n分别为初始置换矩阵的列数和行数，mod表示取模运算，
[0050] 且叫、mj、rii和rij由下列各式确定：I% =mi-imodmuij= ((m-nij)Xmi)mo血rii= ((n-rij)Xnj)modnnj=rijimodn
[005。 其中，nii和叫为指定的与m互质的正整数，rij.为指定的与n互质的正整数，为nii模m条件下的倒数，rij4为rij模n条件下的倒数，且叫^1和rij4分别由下式确定；加耻^ modm= 1 (n,'n,'-i)modn= 1
[0052] 而/I，/I/，和n。分别由下列各式确定：
[0053]
[0054] 第一输出单元，用于输出交织后的置换矩阵。
[00巧]本发明的实施方式还公开了一种通信设备中的数据块解交织装置，包括W下单 元：
[0056] 第二获取单元，用于获取已交织的置换矩阵；
[0057] 解交织单元，用于将已交织的置换矩阵进行解交织，其中，已交织的置换矩阵中任 意一个比特的位置坐标（I，J)与该比特在解交织后的置换矩阵中的位置坐标）的关 系为：
[00则如果1=0则
[0059] i(0,J)=(i(m_l,J-1)+mj)mo血
[0060]
[0064] 其中，i'（I，J)为交织后的置换矩阵中位置坐标为（I，J)的比特在解交织后的置 换矩阵中的行坐标，j'（I，J)为交织后的置换矩阵中位置坐标为（I，J)的比特在解交织后 的置换矩阵中的列坐标，i'=0, 1，? ? ?，m-1，j'=0, 1，? ? ?，n-1，1=0, 1，? ? ?，m-1， J=0，1, ? ? 'in-Lm和n分别为初始置换矩阵的列数和行数，mod表示取模运算，
[0065] 且叫、mj、rii和rij由下列各式确定；I% =mi-'imodmuij= ((m-nij' )Xmi)mo血rii= ((n-rij/ ) Xnj)modnnj = rij '
[006引其中，nv和