西安電子科技大學通信工程學院 蔡劍，孫獻璞，陳立娜

    1 引 言

    通信技術(shù)的發(fā)展，對于系統(tǒng)可靠性的要求不斷提高，特別在移動通信領域，數(shù)字信號的傳輸過程常會伴隨有各類的干擾源，從而使得信號產(chǎn)生失真，影響通信質(zhì)量。糾錯編碼技術(shù)可以糾正信道中的隨機干擾產(chǎn)生的數(shù)字信息序列的隨機錯誤。但是，僅利用糾錯編碼技術(shù)，對于傳輸過程中的突發(fā)性干擾，需要借助于很長的碼字，這樣會增加編譯碼器的復雜性，同時也會產(chǎn)生較大的時延。

    交織技術(shù)作為一項改善通信系統(tǒng)性能的方式，將數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則打亂，把原先聚集成片的誤碼分散，使得突發(fā)性錯誤轉(zhuǎn)化為隨機性錯誤，這樣，糾錯后的誤碼個數(shù)則在糾錯碼的糾錯范圍內(nèi)，接收端就可以用較短的碼字進行糾錯。

    2 交織器的性能分析

    2.1 交織器類型的選擇原則

    常用的交織器主要有3種：矩陣分組式、偽隨機式和半偽隨機式[1]。

    矩陣分組式交織器，由于序列較短的偽隨機數(shù)之間的相關特性較大，對于實時性要求高、信息幀較短的通信系統(tǒng)，性能優(yōu)于偽隨機和半偽隨機式交織器。

    隨著信息幀長度的增加，交織長度也相應增長，此時若采用矩陣分組交織器，交織前后信息序列的不動點增多，偽隨機數(shù)產(chǎn)生更加均勻，交織前后的序列相關性減小，所以對于譯碼精度要求較高的通信系統(tǒng)，應采用隨機交織器。

    半偽隨機交織方式則為折衷的方案。

    2.2 矩陣分組交織原理

    分組交織器的結(jié)構(gòu)較為簡單，他是一個m×n的矩陣。他按行的順序?qū)懭氪鎯ζ鳎侔戳械捻樞蜃x出。根據(jù)讀出方式的不同，分組交織器可分為兩種不同的類型：a型分組交織器和b型分組交織器。按行寫入，按列的先后順序逐列讀出，稱為a型交織器；按行寫入，按列的倒序讀出，即從最后一列向第一列讀出，而對于每一列則是按照從最后一行向第一行的順序讀出，稱為b型交織器。

    如圖1所示，假設信息比特的輸入順序是：d11,d12，…，d1n，d21，d22，…，d2n，…，dm1，dm2，…，dmn。對于a型分組交織器，讀出順序為：d11，d21，…，dm1,d12，d22,…，dm2，…，d1n，d2n，…，dmn；對于b型分組交織器，讀出順序為：dmn，…，d2n，d1n,…，dm2，…，d22，d12，dm1，…，d2l，d11。

    對于任何長度l≤m的突發(fā)錯誤經(jīng)交織后成為至少被n-1位隔開的一些單個獨立差錯。

    3 交織器的設計

    本節(jié)針對cdma2000的話音標準速率為9.6 kb／s，相應每幀數(shù)據(jù)長度為192 b。給出了用可編程邏輯器件來實現(xiàn)a型分組比特交織器。采用的軟件開發(fā)環(huán)境是max+plusⅱ，采用自頂向下(top-down)的設計方法。

    3.1 交織形式的選擇

    交織形式的選擇應保證傳輸?shù)臄?shù)字序列在交織前后不動點最少，并且相關性最小。cdma2000中每幀的數(shù)據(jù)長度分別為192 b，每幀大約為20 ms。那么可選用的交織長度只能與此大致相當。文獻[2]計算比較了12×16，13×15，14×14三種交織型式，如表1所示。分析可知，我們的設計應采用12組碼字進行交織，每組16 b碼長，交織長度為192 b。

    3.2 整體設計

    本設計以ram塊作為主體模塊，交織器的實現(xiàn)主要由3部分組成：地址產(chǎn)生模塊、控制模塊和作為交織數(shù)據(jù)存儲的交織寄存器模塊。

    為了保證對于傳輸數(shù)據(jù)序列交織的連續(xù)性，選取了2片ram塊用來進行交織存儲。采用乒乓的工作方式，如此反復循環(huán)，在保證傳輸實時性的條件下，就完成了數(shù)據(jù)的交織。