交织器设备以及用于由交织器设备产生的信号的接收机

摘要

一种用于处理码字的卷积交织器，所述码字是使用冗余添加编码(22)从符号输入块得到的，并且所述码字比输入块具有更多的符号，其中码字具有交织单元序列，每个交织单元具有至少2个符号，该卷积交织器包括交织装置(10)。交织装置改变交织单元序列以得到具有改变后的交织单元序列的交织后的码字。具体地，交织装置不改变交织单元内符号的顺序。然而，改变码字中交织单元彼此间的顺序或改变相对于之前或之后的码字的码字中交织单元的顺序。

说明书

技术领域

本发明涉及数字传输技术，具体地，涉及如能够在移动无线电和广播中找到的、特别适于时变传输信道的传输构思。

背景技术

如图6所示，与纠错码(前向纠错，FEC)相结合的时间交织和/或频率交织属于传输技术的基本原理。

这里将由信息比特组成的信息字输入到FEC编码器中，所述FEC编码器根据该信息字建立码字，即，码符号或码比特的向量。将由此形成的码字和/或块传送至交织器。交织器改变符号的顺序，将因此而混合的符号传送到传输信道上。对符号的重新分类(re-sort)可以发生在时间轴(“时间交织”)和/或频率轴(“频率交织”)中。

在传输信道不是静态的情况下(即，在传输信道的特性随时间和/或频率而改变的情况下)，对交织器的使用是有意义的。因此，在正在移动的接收机中，到达接收机的信号功率可能强烈地变化。由此，一些码符号以高于其它符号的概率(例如，由叠加的热噪声引起的)出错。

根据发射机、接收机和/或沿着传输路径的对象的移动，以及根据发射机、接收机以及传输路径周围的自然环境，信道特性可以或多或少地快速改变。对传输信道的时间恒定性(temporal constancy)的度量是相关时间：在该时间内信道不显著改变。

通常根据信道状态来估计传输误差的概率。信道状态描述了接收信号的质量(例如，信号强度与噪声的瞬时比)。交织器的目的是在时间上(通常还在频率上)分发信息，使得在时变信道特性的情况下，在将传送侧的交织器逆向的解交织器后面，“好”(传输误差的概率低)与“坏”(传输误差的概率高)符号之比平均起来变得近似时间恒定。在快速改变信道特性(例如，高运载速度)的情况下，通常相对短的交织器就足够了。在慢时变信道特性的情况下，应该选择相应较大的交织器长度。

信道特性的改变可能带来多种影响。

-在多径传播的情况下，信号部分(proportion)的相对相位位置确定信号部分是建设性地还是破坏性地叠加。这里，甚至在位置上改变了载波信号的一小部分波长，也会导致其它的相位位置。信道特性可以相应地快速改变。将这称作“快衰落”。

-然而信号特性还强烈依靠周围环境。因此，例如，墙壁削弱了信号。相应地，房间内的信号质量通常比外面的差。与快衰落相比，与周围环境有关的信号特性的改变改变得慢。相应地，将这称作“慢衰落”。

通常，在交织器设计中仅考虑快衰落的特性。然而，随着存储器的成本越来越低，目前非常长的交织器也越来越引起关注。这样，在交织器设计中需要将慢衰落的特性考虑到越来越大的范围。

可以提出以下作为慢衰落的示例：

-对卫星信号的移动接收。对于运动的汽车，接收场景与周围环境相对应不断地改变。对于每个接收场景，可以定义3个接收状态。

·存在与卫星的视线连接(例如，开放的马路)。将这称作“视线状态”(LOS)。

·信号被削弱(例如，被树削弱)。通常将该状态称作“阴影状态”。

·信号被严重削弱以至于不再有用。通常将这称作“阻塞状态”。

-采用相对低传输功率的发射机在蜂窝网络上的传输。

在蜂窝网络中，利用许多发射机来实现区域覆盖。对于这类网络，需要考虑接收条件相对改变的这个事实。因为发射机距离短，所以接收机的相对距离可以快速改变。这样，在长交织器中的信号特性可以在这交织器长度内强烈地改变。

在接收机中，使在发射机中执行的码符号交换(交织)再次地逆向(＝解交织)。这引起了以下事实：将传输中出现的突发误差作为单独的误差分发到解交织器后面的整个数据块，从而可以利用FEC解码器更容易地对其进行修正。

将区别以下交织器类型：

-卷积交织器

-块交织器

卷积交织器处理“块间交织”，即，使块在时间上“模糊(blurred)”，使得在交织器之前连续的块在交织器后面是交错的(intertwine)。这里，块是由一个或更多个码字构成的。交织器长度不依靠块尺寸而依靠模糊的宽度。

例如，在示例卷积交织器中，利用交织器将FEC码符号块分成4个不同尺寸的部分块并且与上游和/或下游块交错。

卷积交织器的特征在于：

-经由解编织器(de-plexer)将FEC编码器的输出分成多个部分数据流。在图7中示出了原理。这里，通常采用逐比特的方式或按比特组(“符号“)将数据流分发到部分数据流。然后经由延迟线将每个部分数据流延迟(例如，经由FIFO实现的)。

-对于在接收机中对卷积解交织器的同步，仅需要将解复用器同步。

-可以有规律地步进(step)延迟线的长度。然而，可以选择任何设置，使得连续的符号尽可能相距很远地展开，从而信道特性不相关。

块交织器处理“块内交织”，即，以逐块的方式进行处理，其中一块是由一个或更多个码字组成的。这里，块尺寸定义交织器长度。这里，频繁地采用系统FEC码；这里数据块包含有用的信息(＝将要传送的信息)以及附加冗余，以便能够校正传输误差。

已知多种类型的块交织器。

-块交织器的基本原理是，对数据向量或矩阵的元素进行重排列(permute)(即，交换)。

-公知采用针对矩阵的块的变体。例如，这里一行形成一个码字(例如Reed-Solomon码字)。然后，将信息逐行复制到矩阵中，并在发射机/接收机中逐列读出。作为示例，这里将提到图8所示的根据ETSIStandard EN301192的方法。

图9示出了有用数据(“应用数据”)的设置。然后以数据报进行读出和/或传送，图9还按行示出了矩阵设置，其中矩阵具有等于“no_of_rows”的行数。此外，作为示例，存在从0一直到190的多个列。为了填充矩阵，在最后的数据报之后添加直到最后填充字节的所谓填充(padding)字节连续(cont.)。

其中，可以利用以下参数来描述交织器特性：

-端到端延迟：

该参数定义了在符号在交织器的输入处可用的时刻一直到该符号在解交织器的输出处可用的时刻之间的时间间隔。

-(接收机)存取时间

在第一个符号在解交织器的输入处可用的时刻与码字在FEC解码器的输入处(意味着在解交织器的输出处)可用并且可解码的时刻之间的时间间隔。根据本发明，仅需要等待直到码字的足够大的部分在解交织器的输出处可用为止，而不是等待端到端延迟的全部时间，只要接收的分组具有足够的信噪比。例如广播接收机中，该参数确定了在接通接收机或切换到另一节目与信号(例如音频或视频信号)对于用户可用之间时间。例如，在一些环境下对视频信号的解码可以意味着另外的延迟，然而所述另外的延迟不应该加入到存取时间中。这样，应该注意的是，音频或视频解码器可以产生另外的延迟，这也对未时间交织的服务有影响。

-存储器要求

利用交织器长度和交织器类型以及对发射机或接收机中的信号的选择表示来确定存储器要求。

上述交织器构思的特征在于，在时间方面处于码字或块内以及超过码字边界的良好加扰(scrambling)。如图7所示，利用外部交织器中的延迟元件来实现对连续地进入输入侧解复用器的码字中单独符号的顺序的改变。然而，关于对这些数据的传输，这里不需要是时间加扰的，但是利用其可以实现频率加扰。例如，在外部交织器的右侧端处的复用器输出的数据流被串-并转换并且与OFDM符号中的一组例如1024个载波相关联的情况下实现频率加扰，使得在使用QPSK映射的情况下输出侧数据流总有2比特与载波相关联，这样OFDM占用(occupation)按照如外部交织器产生的顺序容纳2048比特。当然，这意味着将比特和/或FEC符号设置在其它载波上，如同在外部交织器尚不存在的情况下设置它们一样，这归因于外部交织器中的延迟元件。

从而根据后续实现，具有延迟的卷积交织器或交织交织器用作时间交织器、或用作频率交织器、或既用作时间交织器又用作频率交织器。

图7所示的交织器结构的缺点是，在发射机侧和接收机侧都具有高费用和高存储要求。码字变得越大(即，例如如图6所示，将更多比特作为块输入到FEC编码器中，以及将更多比特作为块从FEC编码器输出)，则该缺点变得越来越严重。FEC编码器总是具有小于1的码率。例如，如图6所示，1/3的码率意味着，从FEC编码器输出的码字的比特数是输入到FEC编码器中的输入块或信息字中的比特数的3倍。目前，交织器将尽可能好地执行时间和频率加扰，使得对于每比特和/或每字节(取决于FEC的编码方案)需要复用器控制和/或一般而言对其自身的“处理”。

这直接导致了在接收机侧也需要相应的解交织器控制。此外，需要产生质量信息(如，所达到的信噪比的值，比特误差概率值，或比特和/或字节的值的概率)以针对每比特和/或每符号进行解码，其中，具体在所谓的软解码器中使用这样的概率。尽管这在相对小的码字中尚不是那么重要，然而码字变得越长则问题增加。对于减小的发射机复杂度以及具体地对于减小的接收机复杂度(这对于广播应用而言是尤其重要的)，因为接收机是批量产品并且需要被廉价供应，所以这意味着实际上需要小的码字长度。另一方面，因为能够在较长的时间周期和/或较大的频率范围上“分发”码字，所以较长码字长度提供了慢时变信道特性的优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效的、从而易管理的传输构思，然而这还为信道提供了慢变特性的好结果。

利用根据权利要求1的交织器设备、根据权利要求21的发射机、根据权利要求22的处理码字的方法、根据权利要求23的接收机、根据权利要求32的接受方法、或根据权利要求33的计算机程序实现了该目的。

本发明基于以下发现：如果提供卷积交织器任务的交织器设备不以逐FEC符号的方式执行交织而是采用交织单元(IU)进行工作，则也能够在增加码字的情况下保持的好效率，其中一个交织单元包括至少2个FEC符号。在特定FEC编码器中，FEC符号是1比特。这样，交织单元包括至少2比特。在其它FEC编码器中，FEC符号是1字节。那么，交织单元包括至少2字节。将包括交织单元序列(其中每个交织单元具有至少2个关联的符号)的码字馈送至交织装置，以得到具有改变后的交织单元序列的、交织后的码字。具体地，执行交织，以不改变交织单元内符号的顺序而改变交织单元序列，使得将之前或之后码字的至少一个交织单元设置在同一码字的2个交织单元之间，或使得在交织后的码字中交织单元的顺序与交织装置进行处理之前码字的交织单元序列的顺序不同。

由此而实现的交织是可缩放的，这是因为能够对交织单元中符号的数目进行任意调整。换言之，在固定存在或固定设计的交织器中可以任意地增大或减小码字长度，其中所述交织器以交织单元而不再以符号进行工作。这样，不再需要改变交织器结构。仅需要改变交织单元中符号的数目。采用固定数目的交织器抽头(tap)，在交织器中符号的数目增大的情况下能够处理更大的码字，而在将要处理更小的码字时可以减小交织单元中符号的数目。交织单元中符号的数目越大，则接收机以及发射机侧处理就变得更高效。另一方面，随着交织单元中符号的增多，卷积交织的有利效果会减小。然而，该效果可以在以下情况下变弱：在卷积交织器的上游连接了块交织器，所述块交织器不以逐交织单元的方式工作而是实际上在形成交织单元之前以逐FEC符号的方式执行块交织。因而，在本发明的该优选实施例中，将块交织器与卷积交织器相结合，其中块交织器跨越整个块以逐符号的方式进行工作，而卷积交织器仅以逐交织单元而不是逐符号的方式进行工作。

在另一实施例中，甚至可以将有效的块交织器替换成特定FEC码，所述特定FEC码已经实现了在整个码字上对信息的尤其良好的分发，例如，如具有很长的移位寄存器长度(例如大于25个存储单元)的线性反馈移位寄存器(LFSR)的FEC编码器一样。

根据本发明，现在可以将整个接收机变成逐交织单元进行处理。因此，不再需要以逐符号的方式而是仅以逐交织单元的方式来确定与所接收的交织单元相关联的软信息(即，侧信息)。例如，如果交织单元具有8个符号，则这意味着将接收机消耗(cost)减小8倍。

此外，不仅能够在发射机侧还能够在接收机侧显著简化存储器管理，这是因为能够以突发(burst)实质上更快地读入和读出存储器，其中突发在其关系到相邻存储器地址时是尤其有效的。因为不改变交织单元内的顺序，所以可以采用类突发的方式由接收机存储器尤其有效地读出交织单元，以执行交织的功能。事实上，将各个交织单元设置在不同的存储器地址，其中在存储器内可以很好地将存储器地址设置得相距很远。然而，交织单元内的符号是连续的，并且因而还将这些符号连续地归档在接收机存储器中，这是因为发射机侧卷积交织器不触及交织单元符号的顺序。

强烈地减小了接收机侧上针对侧信息的管理成本以及存储器成本，这是因为仅需要针对交织单元而不再针对每个单独的符号来产生、管理以及使用侧信息。此外，在交织单元中，还可以确定在相对好传输质量的情况下解码器是否具有足够的数据以在特定时间后和/或在特定数目的、接收的交织单元之后执行低误差或无误的解码。然后在接收机中可以容易地忽略其它交织单元并且将所述其它交织单元标记为所谓的“消去(erasure)”。这使得显著减小了端到端延迟。

此外，利用这可以执行有效的能量管理，这是因为可以从接收到用于正确解码的、足够的交织单元开始将接收机或接收机的相关部分置于睡眠模式。

此外，还可以实现更好的接收机存取时间，这是因为接收机在具有足够交织单元时已经就绪并且首先进行解码，接收机不解码整个码字以就绪。

优选地采用输入块，即，具有大于5000个符号优选地具有大于10000个符号的长度的信息字。例如，在码率1/3的情况下，FEC编码器然后提供多于15000个符号的码字。通常，采用大于10000比特的、FEC编码器输出处的码字尺寸。然后优选的交织单元不仅具有至少2比特/符号，还具有至少100个符号，使得每码字的交织单元数目小于200并且最佳地在从10到50的范围内。

附图说明

以下将参考附图更详细地解释本发明的优选实施例，附图中：

图1是根据本发明的交织器构思的原理图；

图2示出了根据本发明的发射机的优选实施例；

图3示出了根据本发明的接收机的优选实施例；

图4是图3的接收机结构的功能图；

图5示出了对例程进行处理以提高接收机效率的处理器的优选实施例；

图6是FEC编码器与交织器的组合的原理图；

图7示出了根据DVB-T EN 300744的卷积交织器；

图8示出了根据EN 301192的块交织器结构；

图9示出了有用数据“应用数据”的设置，其中在数据报中进行读出和/或传递；

图10示出了根据本发明的交织器设备的优选实施例，其中本发明的交织器设备采用具有不同延迟的三组连接线；

图11示出了等同交织器概图；

图12示出了等同/晚期交织器概图，所述等同/晚期交织器适于具有好接收条件并且允许短存取时间(快速存取)的传输信道。

具体实施方式

在详细解释各图之前，如将要根据图1描述的，首先将示出优选交织器设备的具体优点。具体地，在长卷积交织器的情况下，本发明考虑有效的实现，这得到的具体优点不仅在于本发明自身，还在于与具体解码器策略的结合。

本发明的目的是具体在非常长的时间交织器中考虑有效实现的交织器结构。该结构的优点在于与解码器策略的结合。

可以将解码器策略细分为以下组。

-无信道状态信息

需要在无需附加信息的情况下识别和校正误差。

-软解码

可以针对每比特或符号来估计传输误差的概率。

-消去解码(erasure decoding)

已知尚未接收到符号。可以将该形式看作是软解码的特定情况。对于尚未接收到的比特或字节(或具有极低信噪比的比特或字节)，以“猜测”的方式进行，即，将比特是“0”或“1”的概率各设置成50％。

具体地，所选择的结构为软解码和消去解码提供了优点。选择的结构具有以下优点：

-针对每块(交织器单元＝IU)形成对于消去和软解码而言必要的信道状态信息，并且将所述信道状态信息与IU存储在一起。

-还可以使用信道状态信息减小存储器要求。因此，例如可以仅存储具有足够信号质量的数据。

-因为在接收机中将若干(典型地100或更多)比特的IU作为一个块来管理，所以可以使用例如现代存储器芯片，所述现代存储器芯片通常支持比选择性存取单独存储单元更有效地数据块的存取。

-该结构还允许在节目改变的情况下或在接通接收机时更好地管理存储器。为了避免将来自旧(＝先前选择的)节目和新节目的数据混合，在节目改变的情况下需要将存储器删除(或等待它直到以新的数据填充存储器为止)。采用所提出的结构，如果仅将信道状态信息设置为“消去”，这就足够了。

本发明描述了一种交织器结构以及所附的解码器策略，所述解码器策略与采用长时间交织器的系统尤其相关。

与低速率纠错码有关，交织器还允许在强时变信道情况下(例如，典型的在卫星传输中或还在蜂窝陆地网络中)的安全传输。采用合适的参数以及解码器策略，还减少了交织器的许多典型缺点，例如较长的存取时间以及较大的存储器要求。

另一方面，这是利用作为小数据分组(IU)被进一步处理的数据来实现的。这(如以上已经提到的)允许对数据的更有效管理。然而，为了实现全交织器增益，有利的是以逐比特的方式来交织数据。这是经由所谓的混频器来实现的。

通过将两个交织器串联，从而逐比特交织的优点与更有效实现面向数据分组(data-packet-orientated)的处理相结合。

图1示出了根据本发明的、用于处理若干码字CW1、CW2、CW3的交织器设备，其中，例如如图6所示，所述码字CW1、CW2、CW3是连续设置的并且形成来自FEC编码器的输出数据流。可选地，如将要参考图2解释的，码字还可以是已经从块交织器或“混频器”输出的码字。将每个码字分成多个交织单元IU，其中每个交织单元具有2个下标(即，下标i和下标j，仅出于注释目的)。下标i指示码字序列中码字的序号，下标j指示码字i自身中交织单元的序号。重要地，根据FEC编码器，每个交织单元包括若干符号(即，若干比特或字节)，其中优选地在交织单元中比特或字节的数目(即一般而言的符号的数目)大于50并且小于400。

此外，在交织单元中符号的数目依靠码字长度，所以优选的是，每个码字优选地具有至少50个或甚至更多个交织单元。仅为了清楚，在图1所示的实施例中仅示出了具有4个交织单元的码字。

使用冗余添加编码根据FEC编码器中的符号输入块得到码字，其中码字包括比输入块多的符号，这与冗余添加编码器的码率小于1的声明同义。码字包括交织单元序列，其中每个交织单元包括至少两个符号。

交织器设备包括：交织装置10，作为交织设备的核心交织装置10用于在码字中改变交织单元的序列以得到交织后的码字，所述交织后的码字包括改变后的交织单元序列。具体地，交织单元10不改变交织单元中符号的顺序而改变交织单元序列，使得将之前或之后码字的至少一个交织单元设置在码字的两个交织单元之间，以及使得交织后的码字中交织单元的顺序与交织单元序列的顺序不同。优选地，将交织装置构成为具有：输入解复用器11、多条连接线12以及输出复用器13。在将多个完整的交织单元馈送至一条连接线之后，输入复用器用于切换至另一连接线，其中完整交织单元的数目等于或大于1。

此外，在图1所示的实施例中，第一连接线12a具有基本上为0的延迟值。因此，没有以FIFO存储器或特定延迟线形式为第一连接线12a自身安排延迟元件。另一方面，第二延迟线12b具有定义的延迟D，其中下一条连接线12c具有另一定义的延迟，所述另一定义的延迟是由两个延迟装置D形成的并且与块12b中的延迟不同。仅是示例性地，连接线12c中的延迟是延迟线12b中的2倍。如将结合图10详细说明的，可以调整任意的延迟比，然而在多条连接线的至少特定数目的连接线中优选整数栅格(raster)，其中图10所示的实施例包括多条连接线，在这些连接线中包括至少2组(图10所示的实施例甚至包括3个)连接线，这些组连接线的特征在于特定公共延迟值。

图2示出了针对发射机的优选实施例，其中将图1的交织器设备嵌入到发射机中的构思也源自图2。图2所示的发射机设备包括：根据本发明的、在图2中采用20指示的交织器设备，以及上游FEC编码器22，以及下游复用器24和复用器下游的调制器26。在图2所示的优选实施例中，交织器设备20还包括图1所示的交织单元10。在图2中该交织单元10称作“扩散器(disperser)”，然而在原理上与图1中的交织单元10具有相同的功能性。在根据本发明的交织器设备20中，在扩散器10的上游存在混频器18，所述混频器18还包含在优选实施例中，以便在扩散器中逐交织单元地进行处理之前执行块交织功能，在执行所述块交织功能中执行逐符号交织，如同改变从FEC编码器22中输出的码字中符号的顺序一样。

在图3中示出了另外补充的接收机结构。将输入信号提供给解调器30，解调器30供给解复用器32，解复用器32能够从输入信号提取附加信息以及不同的数据流。仅以示例的方式，采用号码i表示对数据流的处理，其中该数据流是在图2所示的示例中已经产生的数据流。例如，可以在发射机和接收机侧进行针对于其它数据流k、j(所述其它数据流k、j是其它广播或电视节目或其它会话)在发射机和接收机侧上的处理，就如同对数据流i的处理一样。将复用器32提取的数据流i提供给解扩散器34，所述解复用器34将交织单元(IU)提供给解混频器36，所述解混频器36然后恢复单独的码字，然后将所述单独的码字提供给FEC解码器38，以便在传输足够和/或添加了足够的冗余的情况下再次创建符号输入块的复制(reproduction)，所述符号输入块的复制与馈送至发射机侧图2的FEC编码器22的符号输入块相同(除了误差以外)。

FEC编码器22用于将冗余添加到输入信号。这样，例如强大的码是合适的，如根据3GPP2标准已知的turbo码，或例如根据DVB-S2标准的LDPC码。然而还可以采用其它码。FEC编码器22的输出是码字。使用相对长(典型地大于10000比特)的码字对于传输质量是有利的。

混频器20是一种块交织器，所述块交织器以逐字符(即，逐比特或逐字节)的方式对码字内比特的顺序进行交换。因此，在交织单元中发生复用。将混频器的输出细分成交织单元(IU)。交织器单元是一组比特或字节，或通常是一组字符。典型地，应该将码字细分成约20个或更多个交织单元。在大于10000比特的码字尺寸下，得到每交织单元200或更多比特。

扩散器10表示一种卷积交织器，所述卷积交织器用于在时间上分发交织器单元。与一般卷积交织器相反，不以逐比特或逐字节的方式而是以逐交织单元的方式进行切换。

如图2所示，然后可以将扩散器10的输出与其它数据(即，附加信息、其它节目、或节目组)一起复用。

然后调制器26由此产生RF信号。可以使用不同的调制器。这里，作为示例仅提到了采用n-PSK调制的OFDM或载波调制。

图3所示的接收机包括解调器30，所述解调器30包括随附的同步装置。此外，在解调器不使用任何帧结构也不采用另一帧长度时可以执行帧同步。该帧同步用于解复用器与解交织器的同步。

如以下将参考图4解释的，解复用器32在其输出处为数据流提供一系列交织单元，还执行信道状态估计。这里，不采用逐符号的方式而是采用逐交织单元的形式来估计信道状态，或一般而言为每个交织单元提供一条接收质量信息，这以某种方式作为整体提供了与交织单元的可靠性或接收质量有关的声明。信道状态、信噪比、比特误码率等是这样的接收质量信息。不针对每符号确定或使用接收质量信息。

例如，将数据流提供给解扩散器，其中仍然将要对所述扩散器进行解释并且所述节扩散器是通过存储器管理来实现的。在解扩散器的输出处，执行复用以根据解扩散器的输出处的交织单元再次产生码字，然后所述码字在解混频器36中受到块解交织，以便然后在FEC解码器38中最终执行解码(例如，Viterbi解码或其它任何种类的解码)。一般而言，解扩散器34执行与扩散器10的功能互补的操作，解混频器36执行与混频器18的操作互补的操作。然而，如随后将解释的，接收机侧元件34和36并不总是需要处理整个码字，而是还可以将特定的交织单元替换成消去(erasure)，使得随后使用消去信息而不使用实际接收的交织单元来执行元件34和36的解交织器操作。

随后将更详细地解释混频器18。

混频器是将较短块(例如码字)内的比特进行重排列的块交织器。

在采用扩散器的交织器方案中，解混频器用于尽可能有利地在块上分发突发误差，使得解码过程提供更好的结果，其中由于逐IU地解交织使得在解扩散器后面不可避免地出现所述突发误差。

在一个实施例中，与以下公式相对应进行从输入比特a[i]至输出比特b[i]的交织：

b[i]＝a[(CILM_Inc*i)mod codewordLen]，

其中：

codewordLen是码字长度，

CILM_Inc是可配置参数，以及

mod是模运算。

随后，如通常还在图1中示出的，将对图2的扩散器10进行解释。

实际时间交织器(还可以作为频率交织器来使用)是扩散器。所述扩散器随时间(和/或随频率)分发由混频器输出的块(例如码字)。扩散器是不以逐比特的方式而是以逐块的方式进行工作的卷积交织器。由于逐块功能，使得对混频器的使用是有意义的(参见上述)。

其中，在接收机中将了解逐块交织的优点：

-通常通过将进入的数据存储在中间存储中以及随后按照解交织的顺序进行读出，来进行解交织。以逐块的方式进行存储和读出允许有效控制存储器。毕竟可以突发地对动态随机存取存储器(RAM)进行写入和读出，这比非邻接地(non-contiguously)存取单独字节时快得多。因此，在逐块交织的情况下，(a)能够提供比逐比特交织情况下更慢/便宜的存储器，或(b)能够以更好的方式与其它用户共享存储器(对所共享的存储器的仲裁)，使得更少的存储器分组是必要的。在这两种情况下，可以实现成本节约。

-在解交织器中更有效地进行对接收数据的管理：仅需要每IU而不是每个符号/比特地存储信道状态信息(例如，对信噪比的估计)；从而节约了存储空间。此外，逐IU存储使能交织器管理在不需要单独的IU时删除这些IU，例如，当从码字接收了足够“好”的(很难扰乱的)IU时，不再需要存储“坏”的IU，并且利用智能交织器管理能够容易地释放已经接收的IU。这里智能交织器管理是指交织器控制单元将每个存储的IU上的侧信息保持在表格中，以便将解码器结果和必要的存储器最优化。交织器控制单元能够始终确定在进一步解码过程中需要哪些和不需要哪些IU。对于解码，需要利用消去来替换未存储的IU。从而解混频器从解扩散器得到针对这些IU的多个消去。

图10示出了针对一个实施例的解扩散器中卷积交织器的原理结构。所示的交织器具有不规则的延迟线。

扩散器包括noIlvTaps并行延迟线，其中noIlvTaps与混频器输出处的块尺寸除以一个IU尺寸(以下的IU_Len)的商相对应。利用解复用器(DEMUX)逐条地馈送线。该解复用器的输入是来自混频器输出的码比特或符号流。DEMUX精确地向每条延迟线馈送一个交织器单元(IU)，所述交织单元(IU)与来自混频器输出的IU_Len码比特或符号相对应。然后，DEMUX切换至下一条线，等等。在由混频器处理的块(例如码字)的开始，DEMUX总是切换至下一条线(下标0)。在DEMUX将IU馈送至最后的线(下标noIlvTaps-1)时，到达块的末尾。

可以通过7个参数noIlv-Taps、middleStart、lateStart、tapDiffMult、earlyTapDiff、middleTapDiff、lateTapDiff来配置所示的交织器。

每条线包括延迟元件。如在图10中能够看到的，存在3个可能的元件：

-延迟“E”包括tapDiffMult*earlyTapDiff个IU(即，tapDiffMult*earlyTapDiff*IU_Len比特/符号)

-延迟“M”包括tapDiffMult*middleTapDiff个IU

-延迟“L”包括tapDiffMult*lateTapDiff个IU

在线的输出处，复用器(MUX)收集延迟元件的输出。优选地，复用器对线的切换与DEMUX同步。

从而，MUX的输出是交织后的码字或块的IU流。

在第一线(下标0)中的IU总是未延迟的。相对于第一IU，按照以下方式来对块/码字的、具有下标0<i<noIlvTaps的其它IU进行延迟(还参见图10)：

·对于0<＝i<middleStart：在块/码字中的延迟是i*tapDiffMult*earlyTapDiff

·对于middleStart<＝i<lateStart：在块/码字中的延迟是(middleStart-1)*tapDiffMult*earlyTapDiff+(i-middleStart+1)*tapDiffMult*middleTapDiff

·对于lateStart<＝i<noIlvTaps：在块/码字中的延迟是(middleStart-1)*tapDiffMult*earlyTapDiff+(lateStart-middleStart)*tapDiffMult*middleTapDiff+(i-lateStart+1)*tapDiffMult*lateTapDiff

为此，在时间上与中间(lateStart-middleStart)IU(“中间部分”)不同地分发块/码字的第一middleStart IU(“早期部分”)，再次不同地分发最后的(noIlvTaps-lateSTart)IU：

-在早期部分的IU之间的距离然后是tapDiffMult*earlyTapDiff，其中所述早期部分属于交织之前相同的块/码字，

-中间部分的IU之间的距离是tapDiffMult*middleTapDiff个块/码字

-晚期部分的IU之间的距离是tapDiffMult*lateTapDiff个块/码字。

通过配置7个交织器参数，可以选择适合的交织器概图，即，随时间(和/或频率)对块/码字的内容的有利分发。例如，在晚期部分中可以采用短延迟来传送IU(如果这是需要的)，或可以在给定的时间段上均匀地(uniformly)分发IU、或可以将二者结合等等。

图10示出了前述还称作扩散器的交织器设备的优选实施例。具体地，图10所示的交织器设备或交织器设备的交织装置包括输入复用器11，所述输入复用器11用作图10中的解复用器并且称作DEMUX。此外，存在在图10中称作MUX的输出复用器12。如已经描述的，在图10所示的实施例中，在两个复用器11和12之间，存在被细分成3组的多条连接线。第一组是早期部分12d。第二部分是中间部分12e，第三组是晚期部分12f。

除了正是第一连接线12a以外，每条具有延迟的延迟线和/或连接线具有特定的延迟单元，然而，其中可以将延迟单元不同地配置在3组中，即经由针对组12d的参数earlyTapDiff，经由针对组124的参数middleTapDiff以及针对组12f的参数lateTapDiff。

图10还示出了延迟自一条连接线(Tap)至另一连接线增加了增量(E、M或L)，使得例如连接线Tap middleStart-1具有多个TapmiddleStart-1延迟元件E。此外，此外，第二组12e的每条连接线与第一组的最后连接线具有相同数目的延迟单元E，以及附加地第二组12e的每条连接线具有自一条连接线至另一条连接线而增加的多个M延迟。相对应地，晚期组的每条连接线还与第一组的最后连接线具有相同数目的E延迟，以及与第二组的最后连接线具有相同数目的M延迟，以及自一条连接线至另一条连接线而增加的多个L延迟元件。

第一组和第二组以及第三组各包括连接线，其中除了正是第一组的第一连接线以外，这些连接线中的每条连接线具有定义量的延迟或定义量延迟的整数倍，其中定义量的延迟(即，增量E、M、L)可以自一组至另一组而不同，以及重要的是，如先前解释的，所述定义量的延迟是由单独控制参数可配置的。从图10以及对E、M和L的描述能够看出，基本栅格是交织单元的长度，即，IU_Len。如果交织单元从而具有例如20个符号，则每个延迟E、M、L是与交织单元的长度IU_Len相对应的该延迟的整数倍。由处理时钟的周期持续时间(periodduration)与比特或符号的数目的乘积给出了与整个交织单元相对应的延迟，其中在处理比特情况下时钟是的比特时钟，以及其中在将字节处理为符号的情况下时钟是字节时钟。

随后将示出具体的配置示例。

FEC参数

将与3GPP2标准相对应的turbo码用作FEC编码器。

 

在FEC编码器的输入处每块的比特(包括6个尾比特)                    12288比特比特码率R1/4在FEC编码器的输出处的比特数49152比特比特IU的尺寸512比特比特每码字的IU数96

混频器配置

codeWordLen是49152比特，以及CILM_Inc是217。

扩散器配置

以下子段(sub-chapter)示出了表示不同交织器概图的各种配置，以及从而示出了各种应用情况。

等同延展(图11)

随时间相等地分发属于一块(或码字)的IU，即，在扩散器的输出处IU之间的距离相同。

如果传输信道生成随机简短中断(brief interruption)(坏信道状态)并且随后或多或少地随机扰乱各个IU，则这样的配置是有意义的。具体地，该配置在高码率的情况下是有意义的。

一个可能的配置将仅使用中早期部分，即middleStart＝noIlvTaps。

早期/晚期

以2个突发(早期或晚期)传送一个块的IU，在这2个突发之间存在时间间隔，在所述时间间隔中不传送或非常少地传送该块的IU。

如果传输信道生成非常长的中断(例如，在电桥(bridge)下或通过隧道(tunnel)驱动时)，则应该使用该配置。这里，在良好接收的情况下，早期或晚期部分必须自身足够将块解码。如果在该情况下，则允许中断最大限度(与早期和晚期之间的间隔一样长)，而在对该块的解码中不出现故障。

对于该配置的参数化(parameterization)，middleStart和noIlvTaps-lateStart(在早期和/或晚期部分中的数目)应该比lateStart-middleStart(中间部分的大小)大。对于类突发(burst-like)传输，应该在0处选择earlyTapDiff和lateTapDiff，tapDiffMult和middleTapDiff应该最大，以便在中间部分尽可能远地扩展IU。

等同/晚期(图12)

根据“等同延展”(参见上述)的策略传送部分IU，其余的以类突发形式到来作为晚期部分。

这样，在良好接收条件的情况下，晚期部分必须包括足够数目的IU，使得该晚期部分独自足够无误解码。因此，该交织器概图适于快速存取，使得能够保持存取时间低，而与长交织器无关。期望等同部分中的剩余IU提供保护以防止IU的随机故障(参见“等同延展”)。

可以针对早期、中间以及晚期部分采用与以上相类似的方式进行参数化。

早期/等同

该配置是“等同/晚期”配置的时间镜像，即，对于剩余的IU存在类突发早期部分，所述类突发早期部分之后是“等同延展”。

这里有利的是，端到端延迟小。在最早期，在接收到早期部分之后可能已经将其解码，所述早期部分在所附信息之后即刻被输入发射机中。

图5示出了对根据本发明的接收机设备的功能实现。接收机设备接收具有交织后的交织单元的接收信号，作为自复用器32的输出(例如，从图3中具有号码i的数据流)以及至解扩散器34中的输入。将这些交织后的交织单元输入至交织单元检测器40，所述交织单元检测器40用于接收来自信号的交织单元。检测到交织单元需要正确地控制解扩散器34。此外，根据本发明安排了侧信息估计器42，所述侧信息估计器42仅与交织单元检测器40通信或附加地得到接收信号，或可以受诸如信道估计器之类的另一设备的控制。侧信息估计器用于估计与整个交织单元的传输相关的、针对所提取的交织单元的信息。侧信息估计器42和交织单元检测器40使用针对整个交织单元确定的、并且自块42提供的侧信息供给处理器44，以便对交织单元进行进一步处理。这里，在优选实施例中，处理器44结合了图3的解扩散器44与解混频器36的功能。然而，如将参考图5描述的，在本发明的优选实施例中，所述处理器44确实包括其它功能以提高接收机的效率。

具体地，处理器44然后在其得到了针对交织单元的侧信息时，检验是否将优于阈值的接收质量分配给交织单元(步骤50)。如果否定回答该问题，则丢弃整个交织单元(步骤52)，例如，这是可以具体地通过以下方式来实现的：在存储器中什么也不存储，然而利用消去(即，例如在进行解扩散时利用针对0或1发信号通知50％的概率的概率信息)来简单地表征丢弃的交织单元。

如果肯定回答步骤50中的问题，则如步骤54中陈述的，将这样的交织单元存储在接收机存储器中，这通过采用与写入该交织单元不同的方式从存储器读出实现解扩散器功能34。此外，如果确定了已经接收到足够的好质量交织单元使得可以在不接收码字的所有交织单元的情况下执行了对码字的正确解码，则检验交织单元是否在接收机存储器中存储了比当前考虑的交织单元质量差的交织单元。如果发现这样的交织单元，则利用当前检测到的、更新的、更好质量的交织单元来重写它。然而，在确定了所有存储的交织单元具有较好的质量的情况下，以及在还确定已经接收到足够的交织单元的情况下，仍然将由于估计的侧信息得到的相对好质量的交织单元丢弃，这是因为不再需要它们了。

在这方面，在步骤56中，检验是否存储了足够的交织单元，这是指是否已经发生了对码字的正确解码。如果肯定回答该问题，则解码以步骤58开始，即，在出现混频器36的情况下将码字提供给解混频器36，或在图3的解混频器36未出现的情况下将码字直接馈送至FEC解码器，其中针对已经丢弃或不再存储的交织单元插入消去。如果在步骤60中同时确定了存储器仍然可用，则在该接收机存储器(用于对节目切换的情况下出现的持续时间加以改进)中可以开始将另一节目的交织单元并行存储在存储器中(步骤62)，使得在最佳情况下还完全与码字有关将第二节目存储在存储器中，以便直接(即，没有实际由长卷积交织器给出的端到端延迟)实现了从一个节目至另一节目的切换。

所有这都变得可能，这是因为，根据本发明不再以逐符号或逐比特的方式工作，而是以逐交织单元的方式进行工作，使得仅需要以逐交织单元的方式来处理质量信息。此外，可以采用逐交织单元的方式(即，以类突发方式)来读出接收存储器，由此不仅在使用一般RAM存储器时显著地加速了解扩散器操作，还从而在使用任何其它存储器时发生读出增强，这是因为，能够在突发中读出相邻存储器地址以得到存在于交织单元中的单独符号，以便执行解扩散器操作。此外，能够保持清楚地发信号，这是因为不再需要以逐比特的方式而是仅以逐交织单元的方式来产生、管理和应用将要管理的时间信息的数目，例如这在交织单元包括128比特或更多的情况下使将要管理的信息减少了128倍。因此，确实降低了精确度，这是因为不再具有每比特的质量信息，而是仅具有每交织单元的质量信息(即，较粗粒度的质量信息)。然而这不是关键的，这是因为不需要这样精确的质量信息和/或在该细粒度下这样的质量信息并不总是那样表示。根据本发明，从而将对质量信息的获取调整到交织器，使得就降低的复杂度来说还可以相等地降低信道估计器的复杂度而不用忍受质量的降低。

随后将详细说明根据图4和图5指示的解码器策略。因为对于每个IU早期确定了信道状态，所以解扩散器中的该侧信息可以用于控制其它解码步骤。可以按照以下方式进行存储器最优化的实施方式。

在时变传输信道中对低速率码的使用使能仅需要存储“好”(扰乱少的)IU。不需要存储低信号质量的IU。作为示例，将提到对速率1/4码的使用，其中所述速率1/4码的码字由96个IU组成。在很好接收的情况下，IU的约30％(即，在速率1/4码中表示信息所需要的码的25％加上5％冗余)足够能将该码解码使得解码器能够正确地工作。如果进行“仅存储最好IU”的策略，则可以将必要的存储器减小多达30％。相应地，针对每个码字仅存储30％*96＝29个IU而不是96个IU，其中针对这29个IU估计最好的信道状态。如果已经存储了29个IU并且接收到比先前接收的最差的IU好的另一个IU，则将该坏IU简单地替换成较好的IU。这是利用扩散器中合适的交织器控制单元来实现的。

类似的策略在与分集合并有关或在复用器包括各种节目的情况下是尤其有用的。

构思1：

-利用所选择的节目(参见以上示例)存储与解码所需要的IU一样多的IU。

-其余的用于其它节目，使得快速节目改变变得可能(参见快速存取)。从而最佳地利用现有的存储器。

构思2：

-在分集合并的情况下，仅在早期存储好IU。从而使必要的存储器更小。

针对能耗最优化的、可选地或附加地采用的策略可以如以下所述：

如果接收了足够“好”的IU，则能够将接收机切断。接收机从而连续地测量所接收的IU的质量。如果已经接收了具有好信号质量的、足够的IU，则不再需要剩余的IU并且能够将它们替换成“消去”。例如，如果构成传输系统使得允许特定的范围(在发射机与接收机之间的最大距离)，则所有接近发射机的接收机接收较高质量的数据。因此，接收机不再需要所有IU以进行无误解码。如果不再需要单独的IU，则可以将接收机的所附部分反复地切断。从而，由于减小了功率消耗，所以延长了便携式设备的工作时间。通过所选择的交织器结构充分简化了对数据的管理。

在针对强晚期部分来配置交织器的情况下(即，在将图10的扩散器的第三组强加权的情况下)最佳地提供了由快速存取最优化的策略。

在卷积交织器的情况下，在发射机与接收机中的延迟线长度之和对于所有标记(tab)都相等。如果在发射机中选择延迟线长，则在接收机中延迟线相应地短。接收机中的长延迟线意味着更迟地(＝“晚期”)传送所附数据。然而接收机中的短延迟线意味着短延迟。从而在短延迟时间之后(＝更快速存取＝“快速存取”)所附比特在解扩散器的输出处可用。在针对FEC编码器使用相对低码速率时，该配置是尤其有利的。

总之，本发明从而包括在交织装置中实现卷积交织器的功能的交织器设备，所述交织器设备以逐交织单元的方式进行工作，其中交织单元包括多于一个符号。这里每符号的比特数与FEC编码器的符号长度相对应。

从而本发明的交织器结构具有特征：将码字分解成一系列更小的数据分组，即，交织单元。交织单元包括多于一个信息符号，优选地至少128个信息符号。经由解复用器将这些交织单元分发给具有不同延迟的多条连接线，其中连接线和/或延迟线具有各种长度或以某种方式(例如，利用FIFO存储器)实现各种延迟。在相应的延迟之后，输出侧复用器将连接线的输出再次复用到数据流中，然后将所述数据流馈送至调制器，以便最终产生RF输出信号。

在优选实施例中，混频器连接在扩散器的上游。这样，补偿了由于在交织单元中分组而首先带来的缺点。此外，具体针对不用混频器也仍然具有相对好性质的FEC码，还优选以下实现：该实现在发射机侧和接收机侧都能够出于复杂度原因而不用混频器来进行。

如果使用混频器，则将混频器用作块交织器，所述块交织器连接在交织装置的上游并且单独地(即，采用逐符号或逐比特的方式)对码字的数据比特或数据符号进行整理。

为了改进解码器功能，首先针对每个交织单元在解码器侧确定信道状态。因此，然后经由解扩散器将一系列交织单元与信道状态信息一起变成原始顺序。然后利用FEC解码器对解交织器的输出与信道状态信息一起进行进一步处理。如根据图10解释的，扩散器是具有若干部分的可配置扩散器，其中能够根据需要来不同地选择它在交织单元中的长度以及它与相应部分中的延迟有关的时间扩展。以三段(即，早期段、中间段、以及晚期段)对扩散器的配置是具体实现。对于特定应用，早期-晚期配置或等同-晚期配置可以是有利的，其中在后一种配置下优选低速率FEC码以及强晚期部分，以便允许快速存取。在传输分集的情况下可选的配置是早期/等同配置或补充的扩散器配置。在解码器侧，优选解码器算法，该算法将好的并且是解码所需要的交织单元归档在存储器中，而将坏交织单元替换成较好的交织单元或不存储坏的交织单元。在信道好于计划的情况下也不存储交织单元。这里将不可用的交织单元称作“消去”。

具体地可以使用功能性来改进能量管理，这对于移动设备而言是有利的，所述移动设备是电池操作的并且利用这可以增大所述移动设备的有效时间。具体地，在接收到足够好的好交织单元时，将相应的接收机部分切断以节约电池电流。

根据环境，可以在硬件或软件中实现本发明的方法。可以在数字存储介质上(具体地在具有电可读控制信号的磁盘或CD上)实现，其中所述电可读控制信号能够与可编程计算机系统协作，使得将执行该方法。通常，本发明因此还包括在计算机上执行的计算机程序产品。换言之，从而还可以将本发明实现为计算机程序，所述计算机程序具有用于在计算机上执行计算机程序时执行方法的程序代码。