專利名稱：一種正交重復(fù)累積碼的編譯碼方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別涉及一種編譯碼方法及裝置。
背景技術(shù)：
寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)中，要滿足高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸需求，需要在保證功率有效的 前提下，提供較大的系統(tǒng)帶寬。但對(duì)于信道條件差的用戶，分配給他們較大的帶寬往往就 意味著系統(tǒng)頻帶利用率的驟降，從而導(dǎo)致系統(tǒng)吞吐量下降。針對(duì)這一現(xiàn)象，基于信道容量 最大化和公平原則，3GPPLTE為該類用戶選擇分配較少帶寬，同時(shí)以重復(fù)編碼作為信道編碼 補(bǔ)充的發(fā)射方案。

圖1給出了 3GPP LTE上行UL-SCH處理流程，假設(shè)在Ims的當(dāng)前傳輸時(shí) 間間隔(Transmission Time Interval, TTI)中，當(dāng)前用戶攜帶的信息比特為一個(gè)傳輸塊 (Transport Block, TB)。由于CRC校驗(yàn)、Turbo編碼、速率匹配都是以一個(gè)CB為處理單元 的，因此先對(duì)當(dāng)前TB進(jìn)行碼塊分段，將其分為若干個(gè)編碼塊(Code Block, CB)。再對(duì)每一 個(gè)CB做CRC校驗(yàn)，添加校驗(yàn)比特再送入Turbo編碼器中進(jìn)行信道編碼，然后將編碼輸出比 特送入速率匹配中。這里速率匹配是將當(dāng)前CB的編碼輸出比特?cái)?shù)和該CB的傳輸Buffer 相匹配的過(guò)程，即從起始位置開(kāi)始循環(huán)讀取編碼比特至傳輸Buffer中，直至將其填滿。由 于是循環(huán)讀取，當(dāng)傳輸Buffer空間大于輸入編碼比特?cái)?shù)時(shí)，部分或全部編碼比特位被重復(fù) 讀入傳輸Buffer中，這時(shí)速率匹配可被視為重復(fù)編碼的過(guò)程。當(dāng)所有CB完成速率匹配后， 順序級(jí)聯(lián)輸出各CB傳輸Buffer的輸出后再經(jīng)信道交織、加擾、調(diào)制、傳輸預(yù)編碼(DFT)、資 源粒子(Resource Element, RE)映射、IFFT加CP后得到時(shí)域SC-FDMA發(fā)射符號(hào)序列。如圖1所示，經(jīng)多徑信道傳輸后，兩天線接收信號(hào)經(jīng)去CP、FFT、解RE映射、信道估 計(jì)、均衡、解預(yù)編碼(IDFT)、軟解調(diào)、解擾、解信道交織、碼塊分段等一系列處理步驟后再送 入解速率匹配中。這里，解速率匹配是從碼塊分段后得到的當(dāng)前CB傳輸Buffer中提取原 始編碼比特軟判決信息，以便后續(xù)的Turbo譯碼、CRC校驗(yàn)檢錯(cuò)處理。由于發(fā)射端采用了重 復(fù)編碼，因此當(dāng)前CB中傳輸Buffer中的軟判決信息由原始編碼比特軟判決信息及其重復(fù) 比特軟判決信息組成。針對(duì)這種情況，一般有下述不同處理，(1)直接選擇法從當(dāng)前CB中傳輸Buffer中的軟判決信息中剔除重復(fù)比特位的 軟判決信息，只提取原始編碼比特位的軟判決信息送入Turbo譯碼器中。該方案盡管實(shí) 現(xiàn)簡(jiǎn)單，但卻無(wú)法避免直接提取的軟判決信息恰好經(jīng)歷了深衰落，使得后續(xù)的Turbo譯碼 無(wú)法正確譯碼。這主要是由于多徑傳播對(duì)高速移動(dòng)或多普勒頻偏較大用戶呈現(xiàn)時(shí)間選擇 性衰落，而對(duì)較大的路徑時(shí)延擴(kuò)展或信道帶寬較大的用戶則呈現(xiàn)頻率選擇性衰落。因此 當(dāng)用戶在高速移動(dòng)或處于小區(qū)邊緣時(shí)，即多徑衰落較嚴(yán)重，部分時(shí)頻資源粒子(Resource Element, RE)所承載的信號(hào)就會(huì)完全被噪聲淹沒(méi)，導(dǎo)致譯碼錯(cuò)誤增加，進(jìn)而使得后續(xù)的CRC 校驗(yàn)譯碼中檢測(cè)到CB出現(xiàn)傳輸錯(cuò)誤，要求重傳錯(cuò)誤CB。重傳次數(shù)的增加會(huì)增大系統(tǒng)的處理 開(kāi)銷和時(shí)延，甚至可能會(huì)使通信中斷。(2)條件選擇法根據(jù)信道估計(jì)有條件地從輸入信息中選擇原始編碼比特或重復(fù) 編碼比特或者是二者根據(jù)某種規(guī)則合成的軟判決信息送入Turbo譯碼器中。這樣由于發(fā)射方案采用了交織、RE映射等使得原始比特信息和重復(fù)比特信息出現(xiàn)在不同的RE上，經(jīng)歷不 同的信道衰落。因此該方案能夠有效避免提取到深衰落區(qū)域的傳輸比特軟判決信息，在一 定程度上保證了后續(xù)Turbo譯碼的準(zhǔn)確性。但該方案嚴(yán)格依賴于信道估計(jì)及軟判決信息選 擇算法的準(zhǔn)確性，這樣不僅大大增加了接收端的處理開(kāi)銷，而且一旦信道估計(jì)出現(xiàn)誤差，這 一誤差傳遞也同樣會(huì)導(dǎo)致譯碼準(zhǔn)確性下降，出現(xiàn)和方案(1)相同的情況。(3)軟合并法是條件選擇法的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，將輸入信息中的原始編碼比特和重復(fù) 編碼比特軟判決信息進(jìn)行軟合并后送入Turbo譯碼器中。相較于O)，該方案僅通過(guò)簡(jiǎn)單的 軟信息合并來(lái)增加接收SNR，從而提升譯碼準(zhǔn)確性。但該方案獲取性能增益主要取決于參 與重復(fù)編碼的比特?cái)?shù)及重復(fù)次數(shù)，也就是重復(fù)的比特?cái)?shù)越多，重復(fù)次數(shù)越多，性能增益就越 大。從發(fā)射方案中看，參與重復(fù)編碼的比特?cái)?shù)及重復(fù)次數(shù)由傳輸Buffer的大小決定，而傳 輸Buffer的大小受限于系統(tǒng)分配給所述用戶的帶寬。根據(jù)上文描述又可知，系統(tǒng)對(duì)信道條 件差的用戶往往分配較小帶寬，這就意味著這種條件下，實(shí)際上只有部分輸入比特參與重 復(fù)編碼，且重復(fù)次數(shù)很少。那么在多徑衰落嚴(yán)重條件下，該方案所帶來(lái)的有限增益難以保證 高速移動(dòng)或小區(qū)邊緣用戶可靠、穩(wěn)定的通信需求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)在多徑衰落嚴(yán)重條件下，譯碼性能下降，系統(tǒng)的處理開(kāi)銷和處 理時(shí)延增大的不足，針對(duì)LTE系統(tǒng)采用重復(fù)編碼作為信道編碼補(bǔ)充的特點(diǎn)，本發(fā)明提供一 種簡(jiǎn)單的正交重復(fù)累積(Orthogonal Repeat Accumulate,0RA)碼的編譯碼方法及裝置，為 高速移動(dòng)和小區(qū)邊緣用戶提供穩(wěn)定、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案由正交重復(fù)累積編碼和正交重復(fù)累積 譯碼兩部分構(gòu)成，其中所述正交重復(fù)累積編碼包括以下步驟(1)重復(fù)編碼包括碼塊分段、CRC校驗(yàn)、Turbo編碼、速率匹配及碼塊級(jí)聯(lián)處理子 過(guò)程，其中CRC校驗(yàn)、Turbo編碼、速率匹配都是以一個(gè)CB為處理單元的。具體內(nèi)容為首 先對(duì)當(dāng)前TB進(jìn)行碼塊分段，分為若干個(gè)CB。對(duì)當(dāng)前CB做CRC校驗(yàn)，添加校驗(yàn)比特再送入 Turbo編碼器中進(jìn)行信道編碼，速率匹配將當(dāng)前CB的Turbo編碼輸出比特循環(huán)讀至傳輸 Buffer中，直至將其填滿。由于是循環(huán)讀取，當(dāng)傳輸Buffer大小大于Turbo編碼輸出比特 數(shù)時(shí)，部分或全部編碼比特位將被重復(fù)讀入傳輸Buffer中，視重復(fù)編碼碼率RP而定。這里
R =_當(dāng)前CB的傳輸Buffer大小__玄缽古壚ι < R < ο oQ 菥右rR占
p “當(dāng)前CB的信道編碼輸出比特?cái)?shù)-當(dāng)前CB填充比特?cái)?shù)，Llb系-兒義 寸1 \ Kp \ uy。尸Λ勞⑶兀
成速率匹配后，順序級(jí)聯(lián)輸出各CB傳輸Buffer的輸出即可得到重復(fù)編碼輸出序列，其中每 個(gè)CB傳輸Buffer的輸出由兩部分組成原始比特和重復(fù)編碼比特。(2)信道交織這里的信道交織器采用分組交織，即將輸入序列按行讀入分組交 織矩陣，再按列讀出即可完成對(duì)序列的交織。做信道交織前，先將步驟(1)輸出序列和控制 信息復(fù)用，得到長(zhǎng)為Nmult的復(fù)用序列。再構(gòu)造交織矩陣，其中交織矩陣的列數(shù)Cmax = CbCH， 乂為上行共享信道SC-FDMA符號(hào)數(shù)，行數(shù)Rmux = Nmult/Cmux。將復(fù)用序列按行讀入交織矩 陣，按列讀出得到交織后序列。(3)調(diào)制交織后的輸出序列完成加擾和調(diào)制子過(guò)程后得到調(diào)制符號(hào)序列X，其中 調(diào)制階數(shù)為Qm。
(4)正交編碼根據(jù)
權(quán)利要求
1.一種正交重復(fù)累積碼的編譯碼方法，包括正交重復(fù)累積編碼和正交重復(fù)累積譯碼， 其特征在于所述正交重復(fù)累積編碼包括以下步驟(1)重復(fù)編碼首先對(duì)當(dāng)前TB進(jìn)行碼塊分段，分為若干個(gè)CB，對(duì)當(dāng)前CB做CRC校驗(yàn)， 添加校驗(yàn)比特再送入Turbo編碼器中進(jìn)行信道編碼，速率匹配將當(dāng)前CB的Turbo編碼輸 出比特循環(huán)讀至傳輸Buffer中，直至將其填滿；當(dāng)傳輸Buffer大小大于Turbo編碼輸出 比特?cái)?shù)時(shí)，部分或全部編碼比特位將被重復(fù)讀入傳輸Buffer中，視重復(fù)編碼碼率&而定，
2.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的正交重復(fù)累積碼的編譯碼裝置，包括正交重復(fù)累積 編碼單元和正交重復(fù)累積譯碼單元，其特征在于所述正交重復(fù)累積編碼單元包括重復(fù)編碼、信道交織、調(diào)制和正交累積編碼子模塊；重 復(fù)編碼子模塊對(duì)輸入TB比特信息順序完成碼塊分段、CRC校驗(yàn)、Turbo編碼及碼塊級(jí)聯(lián)后 得到重復(fù)編碼輸出比特序列，該序列與控制信息復(fù)用得到復(fù)用序列經(jīng)信道交織、調(diào)制子模 塊處理后送入正交累積編碼子模塊得到對(duì)調(diào)制符號(hào)信息累加的正交累積編碼序列；進(jìn)而 將正交累積編碼序列送入傳輸預(yù)編碼/RE映射、IFFT加CP子模塊完成發(fā)射處理得到時(shí)域 SC-FDMA發(fā)射符號(hào)序列；所述正交重復(fù)累積譯碼單元包括正交累積譯碼、軟解調(diào)、解信道交織、解重復(fù)編碼子模 塊；在進(jìn)入正交重復(fù)累積譯碼單元前，接收端需將多天線接收信號(hào)送入去CP/FFT、解RE映 射/信道估計(jì)/均衡/解預(yù)編碼子模塊中完成接收處理得到接收估計(jì)序列；該序列進(jìn)入正 交累積譯碼子模塊，解除接收估計(jì)序列中各符號(hào)相互間累加關(guān)系得到調(diào)制符號(hào)估計(jì)序列； 然后將調(diào)制符號(hào)估計(jì)序列順序送入軟解調(diào)和解信道交織子模塊，處理后得到數(shù)據(jù)比特軟判 決信息送入解重復(fù)編碼子模塊；在該子模塊中數(shù)據(jù)比特軟判決信息順序完成碼塊分段、解 速率匹配、Turbo譯碼、CRC校驗(yàn)譯碼以及碼塊級(jí)聯(lián)處理后即可得到當(dāng)前TTI上發(fā)射的TB比 特序列。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種正交重復(fù)累積碼的編譯碼方法及裝置，編碼時(shí)重復(fù)編碼子模塊對(duì)輸入TB比特信息進(jìn)行碼塊分段、CRC校驗(yàn)、Turbo編碼及碼塊級(jí)聯(lián)后得到重復(fù)編碼輸出比特序列，與控制信息復(fù)用后經(jīng)信道交織、調(diào)制子模塊處理，進(jìn)行正交累積編碼；進(jìn)而進(jìn)行傳輸預(yù)編碼/RE映射、IFFT加CP后進(jìn)行發(fā)射；譯碼時(shí)解除接收估計(jì)序列中各符號(hào)相互間累加關(guān)系；然后將調(diào)制符號(hào)估計(jì)序列順序進(jìn)行軟解調(diào)和解信道交織，處理后信息送入解重復(fù)編碼子模塊；順序完成碼塊分段、解速率匹配、Turbo譯碼、CRC校驗(yàn)譯碼以及碼塊級(jí)聯(lián)處理完成譯碼。本發(fā)明能有效改善多徑衰落嚴(yán)重條件下的系統(tǒng)譯碼性能，減少系統(tǒng)處理開(kāi)銷和處理時(shí)延。
文檔編號(hào)H04L1/00GK102136886SQ20111009446
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者何勃, 袁偉, 趙彥 申請(qǐng)人:西安新郵通信設(shè)備有限公司