本發(fā)明涉及數(shù)字信息傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可提高正交頻分復(fù)用（OFDM）系統(tǒng)中時(shí)間、頻率、信號(hào)空間分集增益的交織方法及裝置。

背景技術(shù)：
在通信和廣播系統(tǒng)中，實(shí)際信道通常在時(shí)間和頻率域具有一定的相關(guān)性。從時(shí)域看，相鄰時(shí)間段的信道時(shí)域沖擊響應(yīng)（CIR）變化不大；從頻域看，相鄰頻率內(nèi)的信道頻域沖擊響應(yīng)（CFR）也近乎相同；即，信道具有記憶特性。這種時(shí)/頻域的信道響應(yīng)的記憶性容易導(dǎo)致突發(fā)錯(cuò)誤，即時(shí)/頻域相鄰的數(shù)據(jù)同時(shí)處于深衰落的可能性極大，尤其對(duì)于地面無(wú)線通信和廣播系統(tǒng)。然而，當(dāng)前研究得較為深刻的、性能優(yōu)異的信道編碼通常針對(duì)離散無(wú)記憶信道設(shè)計(jì)。為了得到信道編碼所要求的無(wú)記憶信道，理想的交織便是一種將實(shí)際有記憶信道轉(zhuǎn)換成離散無(wú)記憶信道的有效方式。緣于此，當(dāng)前的通信系統(tǒng)框圖基本采用如下結(jié)構(gòu)：發(fā)射端先經(jīng)過(guò)信道編碼，然后經(jīng)過(guò)交織發(fā)送出去；而接收端則相反經(jīng)過(guò)解交織，之后送給信道譯碼。如此一來(lái)，經(jīng)過(guò)理想的交織與解交織，信道編碼之后至信道譯碼之前的等效信道可以認(rèn)為是無(wú)記憶的。然而受限于交織深度、延時(shí)、吞吐率、處理復(fù)雜度等各種因素，實(shí)際的交織遠(yuǎn)非理想。以正交頻分復(fù)用（OFDM）系統(tǒng)中的塊交織為例，假設(shè)OFDM的子載波個(gè)數(shù)為4096，OFDM調(diào)制之前的針對(duì)星座符號(hào)的塊交織器包含240行，4096列。交織時(shí)采用行寫(xiě)列讀方式，解交織時(shí)采用列寫(xiě)行讀的方式。不難發(fā)現(xiàn)，解交織之后，雖然每一行包含4096個(gè)符號(hào)，但這4096個(gè)符號(hào)僅來(lái)自256個(gè)不同子載波。當(dāng)把這4096或其中一部分（大于256）符號(hào)送給譯碼器進(jìn)行譯碼的時(shí)候，譯碼器所獲得的頻率分集增益階數(shù)僅為256。另一方面，信號(hào)空間分集（signalspacediversity）技術(shù)通過(guò)將兩維或高維待傳輸信號(hào)在不同的時(shí)頻內(nèi)傳輸，可進(jìn)一步提高分集增益，參見(jiàn)J.BoutrosandE.Viterbo,“Signalspacediversity:Apower-andbandwidth-efficientdiversitytechniquefortheRayleighfadingchannel,”IEEETrans.Inform.Theory,vol.44,no.4,pp.1453–1467,July1998。而為了實(shí)現(xiàn)兩維或高維信號(hào)在不同時(shí)頻內(nèi)傳輸，則需要對(duì)信號(hào)的維度進(jìn)行拆分、交織、和重組，其核心在于交織。為了獲得比傳統(tǒng)塊交織更大的分集增益，多種改進(jìn)的交織器被提了出來(lái)。例如，文獻(xiàn)（村上洋平，“OFDM發(fā)送裝置和OFDM接收裝置及交織方法，”中國(guó)發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)?00880100831.9）采用了一種隨機(jī)數(shù)生成的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)交織；或者文獻(xiàn)（雅普·范·德·畢克，布蘭尼斯拉夫.M.波波維奇，“用于正交頻分復(fù)用通信的交織方法，”中國(guó)發(fā)明專利，公開(kāi)號(hào)CN1742450A）將OFDM頻帶分為若干子頻帶再進(jìn)行交織處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
（一）要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：設(shè)計(jì)一種OFDM系統(tǒng)中的交織方法及裝置，使得系統(tǒng)獲得較高的時(shí)間、頻率、信號(hào)空間分集增益，同時(shí)保持較高的數(shù)據(jù)吞吐率和較低的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。（二）技術(shù)方案為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中的交織方法，該方法包括以下步驟：S1、將待傳輸復(fù)數(shù)符號(hào)序列分為實(shí)部和虛部，即同相、正交兩路符號(hào)序列；S2、保持所述同相或正交路符號(hào)序列不變，將另一路符號(hào)序列依次分成多組，每組進(jìn)行組內(nèi)交織；S3、將步驟S2中未交織的同相或正交符號(hào)序列與交織后的另一路符號(hào)序列重新組合成新的復(fù)數(shù)符號(hào)序列，稱第一復(fù)符號(hào)序列；S4、對(duì)所述第一復(fù)符號(hào)序列進(jìn)行符號(hào)交織，得到第二復(fù)符號(hào)序列；S5、對(duì)所述第二復(fù)符號(hào)序列進(jìn)行正交頻分復(fù)用調(diào)制。優(yōu)選的，所述步驟S2中每組符號(hào)個(gè)數(shù)相同，所述組內(nèi)交織采用相同的交織圖樣。優(yōu)選的，令所述每組符號(hào)個(gè)數(shù)為偶數(shù)，即2m，則交織圖樣為[xm，xm+1，…，x2m，x1，x2，…，xm-1]；當(dāng)所述每組符號(hào)個(gè)數(shù)為4時(shí)，交織圖樣為[2,4,1,3]，即若令交織前的符號(hào)組為x1，x2，x3，x4，則交織后的符號(hào)組為x2，x4，x1，x3；當(dāng)所述每組符號(hào)個(gè)數(shù)為6時(shí)，交織圖樣為[3,5,6,2,3,1]，即若令交織前的符號(hào)組為x1，x2，x3，x4，x5，x6，則交織后的符號(hào)組為x3，x5，x6，x2，x1，x4。優(yōu)選的，所述步驟S4中的符號(hào)交織采用塊交織或者分塊行循環(huán)移位的塊交織。進(jìn)一步的，所述分塊行循環(huán)移位的塊交織包含以下步驟：S001、將待交織序列x逐行寫(xiě)入符號(hào)交織器內(nèi)，得到矩陣形式的符號(hào)序列X；S002、將所述符號(hào)序列X按列等分為多個(gè)子塊，其中每個(gè)子塊進(jìn)行不同偏移量的行循環(huán)移位，得到行循環(huán)移位后的符號(hào)序列S003、從上述符號(hào)序列中逐列讀出符號(hào)，得到交織后的符號(hào)序列優(yōu)選的，所述步驟S002中，每個(gè)子塊包含整數(shù)個(gè)正交頻分復(fù)用符號(hào)，每個(gè)子塊的偏移地址服從等差序列。優(yōu)選的，所述步驟S003具體為：從偏移行開(kāi)始往下讀，讀到最后一行后再讀取第一行，并一直讀取到偏移行的前一行，得到交織后的符號(hào)序列優(yōu)選的，所述步驟S002中的行循環(huán)移位偏移量fs設(shè)置為s的等差數(shù)列，即fs＝δ·s，其中δ為正整數(shù)，0≤s＜S，S為子塊的個(gè)數(shù)。優(yōu)選的，在短交織模式中：符號(hào)交織器行數(shù)為240，列數(shù)為4096，當(dāng)正交頻分復(fù)用子載波數(shù)為4096時(shí)，行循環(huán)移位偏移量fs＝2s，0≤s＜S，其中S＝16表示子塊數(shù)；當(dāng)正交頻分復(fù)用子載波數(shù)為8192時(shí)，fs＝4s，0≤s＜S，其中子塊數(shù)S＝8；當(dāng)正交頻分復(fù)用子載波數(shù)為32768時(shí)，fs＝8s，0≤s＜S，S＝2；在長(zhǎng)交織模式中：符號(hào)交織器行數(shù)為480，列數(shù)為4096，當(dāng)正交頻分復(fù)用子載波數(shù)為4096時(shí)，行循環(huán)移位偏移量fs＝2s，0≤s＜S，其中子塊數(shù)S＝32；當(dāng)正交頻分復(fù)用子載波數(shù)為8192時(shí)，fs＝4s，0≤s＜S，S＝16；當(dāng)正交頻分復(fù)用子載波數(shù)為32768時(shí)，fs＝8s，0≤s＜S，S＝4。本發(fā)明還提供了一種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中的交織裝置，該裝置包括：同相/正交信號(hào)分離器，用于將待傳輸復(fù)數(shù)符號(hào)序列分為同相、正交兩路符號(hào)序列；單路符號(hào)序列分組交織器，與所述同相/正交信號(hào)分離器相連，用于將上述同相或正交單路符號(hào)序列依次分成多組，每組進(jìn)行組內(nèi)交織；信號(hào)合并器，與所述單路符號(hào)序列分組交織器相連，用于將未交織的同相或正交符號(hào)序列與交織后的另一路符號(hào)序列重新組合成新的復(fù)數(shù)符號(hào)序列；符號(hào)交織器，與所述信號(hào)合并器相連，用于對(duì)上述重新組合成的新的復(fù)數(shù)符號(hào)序列進(jìn)行符號(hào)交織。（三）有益效果本發(fā)明提高了OFDM系統(tǒng)的時(shí)間、頻率、以及信號(hào)空間分集增益，同時(shí)保持了較高的吞吐率和較低的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明方法的流程圖；圖2是典型OFDM系統(tǒng)發(fā)射機(jī)框圖；圖3是本發(fā)明一種實(shí)施例的總體流程圖；圖4是本發(fā)明優(yōu)選的4個(gè)符號(hào)一組的IQ交織流程效果圖；圖5是本發(fā)明交織裝置的結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。圖1是本發(fā)明方法的流程圖，本發(fā)明提供了一種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中的交織方法，其步驟如下：S1、將待傳輸復(fù)數(shù)符號(hào)序列分為實(shí)部和虛部，即同相、正交兩路符號(hào)序列；S2、保持所述同相或正交路符號(hào)序列不變，將另一路符號(hào)序列依次分成多組，每組進(jìn)行組內(nèi)交織；S3、將步驟S2中未交織的同相或正交符號(hào)序列與交織后的另一路符號(hào)序列重新組合成新的復(fù)數(shù)符號(hào)序列，稱第一復(fù)符號(hào)序列；S4、對(duì)所述第一復(fù)符號(hào)序列進(jìn)行符號(hào)交織，得到第二復(fù)符號(hào)序列；S5、對(duì)所述第二復(fù)符號(hào)序列進(jìn)行正交頻分復(fù)用調(diào)制。優(yōu)選的，所述步驟S2中每組符號(hào)個(gè)數(shù)相同，所述組內(nèi)交織采用相同的交織圖樣。優(yōu)選的，令所述每組符號(hào)個(gè)數(shù)為偶數(shù)，即2m，則交織圖樣為[xm，xm+1，…，x2m，x1，x2，…，xm-1]；特別的，當(dāng)所述每組符號(hào)個(gè)數(shù)為4時(shí)，交織圖樣為[2,4,1,3]，即若令交織前的符號(hào)組為x1，x2，x3，x4，則交織后的符號(hào)組為x2，x4，x1，x3；當(dāng)所述每組符號(hào)個(gè)數(shù)為6時(shí)，交織圖樣為[3,5,6,2,3,1]，即若令交織前的符號(hào)組為x1，x2，x3，x4，x5，x6，則交織后的符號(hào)組為x3，x5，x6，x2，x1，x4。優(yōu)選的，所述步驟S4中的符號(hào)交織采用塊交織或者分塊行循環(huán)移位的塊交織。進(jìn)一步的，所述分塊行循環(huán)移位的塊交織包含以下步驟：S001、將待交織序列x逐行寫(xiě)入符號(hào)交織器內(nèi)，得到矩陣形式的符號(hào)序列X；S002、將所述符號(hào)序列X按列等分為多個(gè)子塊，其中每個(gè)子塊進(jìn)行不同偏移量的行循環(huán)移位，得到行循環(huán)移位后的符號(hào)序列S003、從上述符號(hào)序列中逐列讀出符號(hào)，得到交織后的符號(hào)序列優(yōu)選的，所述步驟S002中，每個(gè)子塊包含整數(shù)個(gè)正交頻分復(fù)用符號(hào)，每個(gè)子塊的偏移地址服從等差序列。優(yōu)選的，所述步驟S003具體為：從偏移行開(kāi)始往下讀，讀到最后一行后再讀取第一行，并一直讀取到偏移行的前一行，得到交織后的符號(hào)序列優(yōu)選的，所述步驟S002中的行循環(huán)移位偏移量fs設(shè)置為s的等差數(shù)列，即fs＝δ·s，其中δ為正整數(shù)，0≤s＜S，S為子塊的個(gè)數(shù)。優(yōu)選的，在短交織模式中：符號(hào)交織器行數(shù)為240，列數(shù)為4096，當(dāng)正交頻分復(fù)用子載波數(shù)為4096時(shí)，行循環(huán)移位偏移量fs＝2s，0≤s＜S，其中S＝16表示子塊數(shù)；當(dāng)正交頻分復(fù)用子載波數(shù)為8192時(shí)，fs＝4s，0≤s＜S，其中子塊數(shù)S＝8；當(dāng)正交頻分復(fù)用子載波數(shù)為32768時(shí)，fs＝8s，0≤s＜S，S＝2；在長(zhǎng)交織模式中：符號(hào)交織器行數(shù)為480，列數(shù)為4096，當(dāng)正交頻分復(fù)用子載波數(shù)為4096時(shí)，行循環(huán)移位偏移量fs＝2s，0≤s＜S，其中子塊數(shù)S＝32；當(dāng)正交頻分復(fù)用子載波數(shù)為8192時(shí)，fs＝4s，0≤s＜S，S＝16；當(dāng)正交頻分復(fù)用子載波數(shù)為32768時(shí)，fs＝8s，0≤s＜S，S＝4。下面以具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行闡述：如圖2所示，一個(gè)典型的OFDM系統(tǒng)包括：待傳輸?shù)男畔⒈忍亟?jīng)過(guò)信道編碼、比特交織、星座映射之后形成符號(hào)流，符號(hào)流經(jīng)過(guò)符號(hào)交織后進(jìn)行OFDM調(diào)制，然后經(jīng)過(guò)成型濾波和上變頻發(fā)射出去。符號(hào)交織及其接收端的符號(hào)解交織在一個(gè)OFDM系統(tǒng)中扮演了重要角色，負(fù)責(zé)將OFDM系統(tǒng)中時(shí)間/頻率塊衰落打散成隨機(jī)衰落，為信道編碼創(chuàng)造所需的離散無(wú)記憶條件，增大時(shí)間/頻率分集增益。本發(fā)明同時(shí)采用了信號(hào)空間分集技術(shù)，與傳統(tǒng)符號(hào)交織相比，新增加了星座映射后的I/Q路信號(hào)分離、交織和重新組合，其目的是進(jìn)一步將I/Q路信號(hào)打散，增加了信號(hào)空間分集增益。如圖3所示，本發(fā)明一種實(shí)施例的總體流程如下：S1、IQ分離步驟：將待傳輸復(fù)數(shù)符號(hào)序列分為實(shí)部和虛部，即同相（I）、正交（Q）兩路符號(hào)序列；S2、單路符號(hào)序列分組交織步驟：保持I（或Q）路符號(hào)序列不變，將Q（或I）路符號(hào)序列依次分成若干組，每組進(jìn)行組內(nèi)交織；S3、IQ合并步驟：將步驟S2中未交織的I（或Q）路符號(hào)與交織后的Q（或I）路信號(hào)重新組合成新的復(fù)數(shù)符號(hào)序列，稱第一復(fù)符號(hào)序列；S4、復(fù)符號(hào)序列交織步驟：將S3步驟中所得第一復(fù)符號(hào)序列進(jìn)行符號(hào)交織，得到第二復(fù)符號(hào)序列；S5、對(duì)第二復(fù)符號(hào)序列進(jìn)行OFDM調(diào)制。其中，步驟S2中每組符號(hào)個(gè)數(shù)相同，組內(nèi)交織采用相同的交織圖樣。其中，當(dāng)每組符號(hào)個(gè)數(shù)為4，交織圖樣為[2,4,1,3]，即若令交織前的I（或Q）路符號(hào)組為x1，x2，x3，x4，則交織后的符號(hào)組為x2，x4，x1，x3。圖3顯示了其IQ交織前后的效果。星座映射后的符號(hào)流每四個(gè)一組分組，令某一組信號(hào)為s＝(s1，s2，s3，s4)，將s分離為I/Q兩路信號(hào)，即和將I路信號(hào)保持不變，將Q路信號(hào)按照?qǐng)D樣[2,4,1,3]進(jìn)行交織，得到將I路信號(hào)和交織后的Q路信號(hào)重新組合成用于后續(xù)的符號(hào)交織。一般的，如果IQ交織每組符號(hào)個(gè)數(shù)為偶數(shù)，設(shè)為2m，優(yōu)選的交織圖樣為[xm，xm+1，…，x2m，x1，x2，…，xm-1]。步驟S4中的符號(hào)交織采用塊交織或者分塊行循環(huán)移位的塊交織；所述分塊行循環(huán)移位的塊交織包含以下步驟：S001、逐行寫(xiě)入步驟：將交織前序列x逐行寫(xiě)入符號(hào)交織器內(nèi)，得到矩陣形式的符號(hào)序列X；令輸入符號(hào)交織的序列為x＝(x0，x1，…，xM×N-1)，逐行寫(xiě)入，得到矩陣形式X＝{Xi，j}，其中Xi，j表示矩陣X第i行第j列的元素，0≤i＜M，0≤j＜N，從而Xi，j＝xi×N+j；M表示符號(hào)交織器的行數(shù)，Ｎ表示符號(hào)交織器的列數(shù)。S002、分塊行循環(huán)移位步驟：將X按列等分為若干子塊，每個(gè)子塊進(jìn)行不同偏移量的行循環(huán)移位，得到行循環(huán)移位后的符號(hào)序列令M與NOFDM的最小公倍數(shù)為G，且M×G1＝NOFDM×G2＝G，其中G1為N的因子，G2為T(mén)的因子且N/G1＝T/G2＝S，NOFDM表示OFDM有效子載波數(shù)；將矩陣X按列每G1列劃分為一個(gè)子矩陣，總共有S個(gè)子矩陣塊，記為X＝[X(0)，…，X(S-1)]，其中X(s)稱為子塊，0≤s＜S；將子塊X(s)按行進(jìn)行循環(huán)移位，即令是長(zhǎng)度為G1的行向量，表示X(s)的第i行，0≤i＜M，X(s)向下行循環(huán)移位fs得到即其中j＝mod(i+M-fs，M)，0≤i＜M，表示的第i行，mod(a，b)表示取a模b的余數(shù)；得到子塊循環(huán)移位后的矩陣其中循環(huán)移位偏移量fs，0≤s＜S為預(yù)先設(shè)置值。S003、逐列讀出步驟：依次從中逐列讀出，得到交織后符號(hào)序列按列從中依次順序讀取NOFDM個(gè)符號(hào)用于OFDM調(diào)制。其中，步驟S002中，每個(gè)子塊包含整數(shù)個(gè)OFDM符號(hào)。其中，通常將偏移量fs設(shè)置為s的等差數(shù)列，即fs＝δ·s，其中δ為正整數(shù)。在短交織模式中：符號(hào)交織器行數(shù)為240，列數(shù)為4096，當(dāng)正交頻分復(fù)用子載波數(shù)為4096時(shí)，行循環(huán)移位偏移量fs＝2s，0≤s＜S，其中S＝16表示子塊數(shù)；當(dāng)正交頻分復(fù)用子載波數(shù)為8192時(shí)，fs＝4s，0≤s＜S，其中子塊數(shù)S＝8；當(dāng)正交頻分復(fù)用子載波數(shù)為32768時(shí)，fs＝8s，0≤s＜S，S＝2；在長(zhǎng)交織模式中：符號(hào)交織器行數(shù)為480，列數(shù)為4096，當(dāng)正交頻分復(fù)用子載波數(shù)為4096時(shí)，行循環(huán)移位偏移量fs＝2s，0≤s＜S，其中子塊數(shù)S＝32；當(dāng)正交頻分復(fù)用子載波數(shù)為8192時(shí)，fs＝4s，0≤s＜S，S＝16；當(dāng)正交頻分復(fù)用子載波數(shù)為32768時(shí)，fs＝8s，0≤s＜S，S＝4。圖5是本發(fā)明交織裝置的結(jié)構(gòu)圖，本發(fā)明還提供了一種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中的交織裝置，該裝置包括：同相/正交信號(hào)分離器，用于將待傳輸復(fù)數(shù)符號(hào)序列分為同相、正交兩路符號(hào)序列；單路符號(hào)序列分組交織器，與所述同相/正交信號(hào)分離器相連，用于將上述同相或正交單路符號(hào)序列依次分成多組，每組進(jìn)行組內(nèi)交織；信號(hào)合并器，與所述單路符號(hào)序列分組交織器相連，用于將未交織的同相或正交符號(hào)序列與交織后的另一路符號(hào)序列重新組合成新的復(fù)數(shù)符號(hào)序列；符號(hào)交織器，與所述信號(hào)合并器相連，用于對(duì)上述重新組合成的新的復(fù)數(shù)符號(hào)序列進(jìn)行符號(hào)交織。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。