專利名稱：一種基于比特變換的數(shù)據(jù)重傳方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)重傳技術(shù)，尤指一種在數(shù)據(jù)調(diào)制前預(yù)先對數(shù)據(jù)比特位置進行變換，以保證多次重傳后數(shù)據(jù)可靠性的基于比特變換的數(shù)據(jù)重傳方法。
為了均衡和改善重傳過程中同一符號內(nèi)每個比特的可靠性，提高譯碼性能，業(yè)界提出了一種基于信號星座圖重排的增強自動重發(fā)請求(HARQ)方法，該方法通過改變每次重傳過程中數(shù)據(jù)高階調(diào)制的星座圖來改變每個符號內(nèi)不同比特的可靠性，使得在多次重傳過程中每個符號內(nèi)不同比特的可靠性基本趨于一致，從而使得基于多次重傳的譯碼器的性能得以提高。但是在這種方法中，收發(fā)端都必須存儲所有可能用到的星座圖，需要的儲存量較大，尤其對于高階調(diào)制方法，因為階數(shù)越高需要采用的變換星座圖越多，存儲量也越大。
上述HARQ方法實現(xiàn)的基本原理就是在每次數(shù)據(jù)重傳時采用不同的格雷碼圖。以16QAM數(shù)據(jù)高階調(diào)制為例，QAM高階調(diào)制的星座圖可以有多種變化方式，但是由于16QAM的每個符號均由4比特位組成，因此，一般選用四種不同的、有對稱性的星座圖作為重傳過程中可能用到的星座變換圖即可滿足需求，數(shù)據(jù)在重傳時可循環(huán)使用這四種星座圖。

圖1～圖4給出了所選定的該HARQ方法中可能用到的四種矩形16QAM星座圖，其中，i1代表符號的最高位，q1代表符號的第二位，i2代表符號的第三位，q2代表符號的最低位。
從圖1可以看出i1q1的變化概率比i2q2小，故此，采用此星座圖傳輸數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)中i1q1的可靠性比i2q2高；同樣，從圖2可以看出i2q2的變化概率比i1q1小，故此，采用此星座圖傳輸數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)中i2q2的可靠性比i1q1高，以此類推，每次傳輸時順序使用選定的星座圖，即可保證經(jīng)過多次重傳后數(shù)據(jù)中各比特的可靠性仍基本保持一致。表一中具體給出了該方法中每次傳輸時采用的星座圖號及其性能分析

表一數(shù)據(jù)傳輸所用星座圖及其性能分析由上述分析可見，為了正確地進行傳輸或解調(diào)就必須在收發(fā)端都存儲可能用到的所有選定星座圖的映射關(guān)系，如此存儲量大大增加，對于更高階調(diào)制來說，用到的星座圖會更多，需要的存儲空間則會更大。
從HARQ重傳方法所采用的四幅星座圖可以看出，當采用兩幅部分對稱或完全對稱的星座圖進行數(shù)據(jù)重傳時，每個符號i1q1i2q2中i1、i2或q1、q2可靠性的高低正好相反，那么，如果始終采用同一幅星座圖而將每個符號中比特的位置調(diào)換，即i1與i2的位置互換或是q1與q2的位置互換，所達到的效果與改變星座圖是一致的，而且，互換比特位置的做法在收發(fā)端都只需存儲一幅星座圖即可，存儲量很小。
故此，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的一種基于比特變換的數(shù)據(jù)重傳方法，其至少包括以下步驟在每次重傳數(shù)據(jù)進行正交振幅調(diào)制之前，對正交振幅調(diào)制所采用星座圖中每個符號內(nèi)各組成比特的位置按照選定的變換方式進行調(diào)換。
該方法還進一步包括以下步驟a.預(yù)先設(shè)定比特位置未經(jīng)變換的變換方式為0，初次傳輸采用變換方式0調(diào)制、發(fā)送數(shù)據(jù)；b.初次數(shù)據(jù)傳輸后，判斷是否需要重傳，如果不需要，則返回步驟a發(fā)送新數(shù)據(jù)；如果需要，則判斷預(yù)先選定的變換方式是否已全部用過，如果不是，則依序選擇下一變換方式，如果是，則從變換方式0開始重新依序選擇變換方式；
c.按選定的變換方式對符號比特位置進行調(diào)換，之后，調(diào)制、發(fā)送經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)。
其中，變換方式是指每個符號內(nèi)各組成比特的位置排列順序。所述比特位置調(diào)換由比特變換裝置實現(xiàn)，該比特變換裝置至少包括串/并轉(zhuǎn)換器，用來將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)；寄存器，用于存儲并行數(shù)據(jù)；控制器，用于控制并行數(shù)據(jù)中比特輸出的先后順序，完成比特位置變換。
當正交振幅調(diào)制的階數(shù)為2n時，該正交振幅調(diào)制星座圖中的每個符號由n個比特構(gòu)成，n大于等于4。每個符號的組成比特序列可表示為i1q1……imqm，每個符號的比特變換方式有(m！)2種，其中m為n/2。
本發(fā)明的關(guān)鍵就是在每次重傳數(shù)據(jù)進行調(diào)制之前時，對數(shù)據(jù)內(nèi)比特的位置進行調(diào)換。
本發(fā)明所提供的基于比特變換的數(shù)據(jù)重傳方法，是通過每次重傳前對數(shù)據(jù)內(nèi)比特位置進行變換以改變同一符號內(nèi)不同比特的可靠性，如此，經(jīng)過多次傳輸后便可使同一符號內(nèi)不同比特的可靠性基本保持均衡。由于在每次重傳時采用的是同一幅基本星座圖，因此收發(fā)端各只需存儲一幅基本的星座圖映射關(guān)系即可，進而使存儲量得以降低，同時增強數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br> 圖6為本發(fā)明方法的一實施例圖。
假定通信系統(tǒng)采用高階調(diào)制且支持重傳機制，同時，假定高階調(diào)制的階數(shù)為2n，即星座圖中每個點(每個符號)由n個比特組成，其中每個符號可以由比特序列i1q1……imqm(m＝n/2)來表示。由于高階調(diào)制中每個符號內(nèi)不同比特的可靠性是不同的，所以本發(fā)明通過變換比特的位置來改變每次重傳過程中相應(yīng)比特的可靠性，并通過多次重傳達到均衡每個比特可靠性的目的。比特變換的具體操作是互換i1，i2，……，im或是q1，q2，……，qm的位置。一般，這種互換位置的組合有(m！)2種，對應(yīng)每種互換的可能性都有相應(yīng)的一個編號，例如數(shù)據(jù)比特不變換的情況編號為0，其它情況可依次編號，每次只需選用其中一種互換方式對將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)比特進行位置變換即可。
以16QAM高階調(diào)制數(shù)據(jù)傳輸為例，即高階調(diào)制的階數(shù)為24，n為4，其星座圖中每個點(每個符號)由4個比特組成，其中，每個符號由比特序列i1q1i2q2表示。
對于16QAM高階調(diào)制而言，每個符號內(nèi)比特的變換方式共有4種，分別為i1q1i2q2、i2q1i1q2、i1q2i2q1、i2q2i1q1。在這四種變換方式中，將i1q1i2q2作為數(shù)據(jù)比特沒有進行變換的初始狀態(tài)，標記為變換方式0，其它變換方式可依次分別標記為變換方式1、變換方式2、變換方式3。
如圖5所示，采用本發(fā)明的方法進行數(shù)據(jù)傳輸及重傳時，發(fā)送端的工作過程至少包括以下的步驟1)在初次傳輸時，數(shù)據(jù)比特不經(jīng)過變換，即按比特變換方式0將該數(shù)據(jù)比特根據(jù)星座圖的映射關(guān)系進行調(diào)制、發(fā)送；2)當數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，系統(tǒng)判斷是否需要重傳，如果上一次傳輸正確，則轉(zhuǎn)入步驟1)傳輸新的數(shù)據(jù)塊，否則轉(zhuǎn)入步驟3)進行重傳；3)如果數(shù)據(jù)需要重傳，則先判斷所選定的四種變換方式的組合是否都已使用，如果沒有，則按編號順序選擇下一序號的變換方式；如果已全部使用過，則從變換方式0開始重新依序選擇。選定比特變換方式后，根據(jù)所選擇的比特變換方式對要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)比特進行變換，之后，再根據(jù)星座圖的映射關(guān)系對數(shù)據(jù)進行調(diào)制、發(fā)送，然后返回步驟2)。
在步驟3)中，按照選定的比特變換方式對要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)比特進行變換可以采用兩種方法實現(xiàn)以硬件方式實現(xiàn)，或以軟件方式實現(xiàn)。
以硬件方式實現(xiàn)比特變換時，如圖6所示，該比特變換裝置至少包括串/并轉(zhuǎn)換器50、寄存器51和控制器52，其中，控制器52用于控制比特輸出的先后順序，以完成比特位置的變換。在發(fā)送端，串/并變換器50首先將輸入的串行數(shù)據(jù)流變換為并行數(shù)據(jù)，送入寄存器51中進行存儲，然后通過控制器52來控制并行數(shù)據(jù)比特位的輸出次序，以達到數(shù)據(jù)比特位置變換的目的，最后再將比特位變換后的數(shù)據(jù)流調(diào)制發(fā)送出去。同樣，在接收端也配有該比特變換裝置，系統(tǒng)對接收到的數(shù)據(jù)進行解調(diào)后，便利用該比特變換裝置的反變換，恢復(fù)數(shù)據(jù)比特原有的次序，然后再執(zhí)行進一步的處理。該控制器52中預(yù)先放置了選定的比特變換方式，并設(shè)定了不同變換方式的選擇順序。
該比特變換也可采用編程以軟件方式實現(xiàn)，通過數(shù)組或隊列存儲數(shù)據(jù)位，并按預(yù)先選定的變換方式對數(shù)據(jù)為進行重新排列組合，然后將經(jīng)過變換的數(shù)據(jù)調(diào)制輸出。只是相對于硬件裝置而言，軟件實現(xiàn)速度要慢。
本發(fā)明的方法只是在高階調(diào)制前對數(shù)據(jù)比特的位置進行變換，而不是直接對星座圖進行重排，因此，采用該方法只需存儲一幅星座圖，能夠在完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r降低存儲量，并且，該方法在多次重傳后能保證同一數(shù)據(jù)符號內(nèi)每個比特的可靠性基本一致。
本發(fā)明在選用數(shù)據(jù)比特位置變換的組合方式時，不僅可以選用任意幾種位置變換方式，也可以采用位置變換的全部(m！)2種方式。
總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于比特變換的數(shù)據(jù)重傳方法，其特征在于該方法至少包括以下步驟在每次重傳數(shù)據(jù)進行正交振幅調(diào)制之前，對正交振幅調(diào)制所采用星座圖中每個符號內(nèi)各組成比特的位置按照選定的變換方式進行調(diào)換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該方法還進一步包括a.預(yù)先設(shè)定比特位置未經(jīng)變換的變換方式為0，初次傳輸采用變換方式0調(diào)制、發(fā)送數(shù)據(jù)；b.初次數(shù)據(jù)傳輸后，判斷是否需要重傳，如果不需要，則返回步驟a發(fā)送新數(shù)據(jù)；如果需要，則判斷預(yù)先選定的變換方式是否已全部用過，如果不是，則依序選擇下一變換方式，如果是，則從變換方式0開始重新依序選擇變換方式；c.按選定的變換方式對符號比特位置進行調(diào)換，之后，調(diào)制、發(fā)送經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的變換方式是指每個符號內(nèi)各組成比特的位置排列順序。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的比特位置調(diào)換由比特變換裝置實現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的比特變換裝置至少包括串/并轉(zhuǎn)換器，用來將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)；寄存器，用于存儲并行數(shù)據(jù)；控制器，用于控制并行數(shù)據(jù)中比特輸出的先后順序，完成比特位置變換。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于當正交振幅調(diào)制的階數(shù)為2n時，該正交振幅調(diào)制星座圖中的每個符號由n個比特構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述的比特數(shù)n大于等于4。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述每個符號的組成比特序列為i1q1……imqm，其中m為n/2。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于每個符號的比特變換方式有(m！)2種，m為n/2。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于比特變換的數(shù)據(jù)重傳方法，該方法的關(guān)鍵是在每次重傳數(shù)據(jù)進行正交振幅調(diào)制之前，對數(shù)據(jù)內(nèi)各組成比特的位置按照選定的變換方式進行調(diào)換；該方法還進一步包括a.預(yù)先設(shè)定數(shù)據(jù)比特未經(jīng)變換的變換方式為0，初次傳輸采用變換方式0調(diào)制、發(fā)送數(shù)據(jù)；b.判斷是否需要重傳，如果不需要，則返回步驟a發(fā)送新數(shù)據(jù)；否則，判斷預(yù)先選定的變換方式是否已全部用過，如果不是，則依序選擇下一變換方式，如果是，則從變換方式0開始重新依序選擇；c.按選定的變換方式對數(shù)據(jù)比特位置進行調(diào)換，之后，調(diào)制、發(fā)送處理后的數(shù)據(jù)。采用該方法可減少存儲量，且保證多次重傳后同一數(shù)據(jù)符號內(nèi)各比特可靠性的均衡，提高譯碼器性能及數(shù)據(jù)傳輸可靠性。
文檔編號H04L1/00GK1411236SQ0113604
公開日2003年4月16日 申請日期2001年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月30日
發(fā)明者范濤, 胡灝 申請人:華為技術(shù)有限公司