[发明专利]对长度可变的数据分组进行有效交织的方法

说明书

本发明涉及数字通信信道，尤其涉及一种对长度可变的数据分组进行有效交织的方法。

在许多通信信道中，差错以突发方式出现，即单个差错事件具有不止一个差错数据单元(位、字节、码元或其它单元)。突发差错因各种原因而产生，原因有信道中的突发噪声，维特比解码器输出中的突发差错，以及其它形式。因为大多数解码器不能有效地处理许多相邻的差错，所以通常不希望有突发差错。交织器是一种通过对数据单元的置换将来自一个脉冲串的差错分散成分立的多个“单”差错的器件。例如，当使用分组编码(诸如，Reed-solomon)时，交织器可以在几个码字之间分散突发差错，从而放宽对该码的纠错要求。

一种非常普通而简单的交织器是块交织器。在此交织器中，将数据单元(位、字节、码元或其它单元)放在二维表的行方向，然后按表的列方向读取。块的大小(行数乘以列数)一般受交织器存储资源的限制。

在数据分组网络中，通过通信信道传送长度可变的数据分组。数据分组的大小通常大于块的大小。在此情况下，将数据分组分成许多段，段的大小小于或等于交织器块的大小。然后对每段分别交织。一种寻常的分段方式是使最后一段以外的所有分段都等于交织器块的大小。于是，最后一段将小于块的大小。此方法的缺点是，对于某些数据分组长度来说，最后一段会非常小。这将导致交织器的性能很差。

本发明提供了一种用于对长度可变的数据分组进行有效交织的方法。在数据分组网络中，当交织器的块大小固定且小于数据分组大小时，对长度可变数据分组的块交织效率很差。原因是，对于某些数据分组长度，最后一块的剩余单元数(即、字节或码元)非常少。

本发明的方法可以为已知的数据分组长度(可变)和已知的(或选定的)交织器宽度计算最佳的交织器块大小。

交织器是一种通过对数据分组中的数据单元进行排列将来自一个脉冲串的差错分散成分立的多个“单”差错的器件。例如，当使用分组编码(诸如，Reed-solomon)时，交织器可以在几个码字之间分散突发差错，从而放宽对该码的纠错要求。

一种非常普通而简单的交织器是块交织器。在此交织器中，将数据单元(位、字节、码元或其它单元)放在二维表的行方向，然后按表的列方向读取。块的大小(行数乘以列数)一般受交织器存储资源的限制。

在数据分组网络中，通过通信信道传送长度可变的数据分组。数据分组的大小通常大于块的大小。在此情况下，将数据分组分成许多段，段的大小小于或等于交织器块的大小。然后对每段分别交织。一种寻常的分段方式是使最后一段以外的所有分段都等于交织器块的大小。于是，最后一段将小于块的大小。此方法的缺点是，对于某些数据分组长度来说，最后一段会非常小。这将导致交织器的性能很差。

计算块大小更有效于仅仅挑选块大小并让尾部(最后一块)为任意获得的大小，其理由如下：一个块的脉冲串容限(即可以攻击块的最长噪声脉冲串，由此最长噪声脉冲串仍可以恢复数据)是T*I字节，其中T是Reed-Solomon(RS)校正因数，而I是块的交织深度。一个数据分组的脉冲串容限由其“最弱”的块，即交织深度最小的块决定。因此，希望最后一块的交织深度不太小(可能是1)。这可以用本发明的方法来实现。

本发明计算数据分组的各段大小，使得所有分段的大小都几乎相等，并仍然尽可能的大。列的数目是已知的或者固定的，并且最好等于码字长度。使用公式计算每段的行数，它是数据分组长度、码字长度和最大块大小的函数。

本发明提供了一种对给定数据分组长度计算最佳交织器块大小并使交织器块大小最大的简单计算方法。也就是说，本发明是将数据分散到大致相等的交织器块中，而不是具有几个大小固定的块以及一个位于尾部的小块，且小块包含少量的数据(例如，较小的交织深度)，因此本发明可以使脉冲串噪声容限最大。

在本发明的公式中使用了以下符号：

用单元表示的总数据分组长度(例如，位、字节、码元等)：N_f

交织器宽度(一般是码字长度)：N_r

最大块大小(单元数)：B_r数据分组中交织器的总行数：I_tot⁰=ceil(N_f/N_r)，

其中“ceil(x)”是一函数，其值为沿正无限大方向最接近x的整数。

每段的最大行数(使得交织器块不超过B_r)：I_r,max=floor(B_r/N_r)，