專利名稱：一種無線物理層信道編碼鏈路處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信，具體涉及一種無線物理層信道編碼鏈路處理方法。
背景技術(shù)：
在無線通信系統(tǒng)中，信道編碼鏈路是物理層的底層技術(shù)，決定了無線通信系統(tǒng)底層傳輸性能和傳輸可靠性。在最新的3GPP LTE標準研究中，信道編碼鏈路采用了一系列最新的技術(shù)，在簡化實現(xiàn)復(fù)雜度的同時提高了物理層傳輸性能。其中在最新的3GPP標準協(xié)議中，采用了①基于二次多項式置換Quadratic Polynomial Permutation(簡稱QPP)交織器的Turbo碼作為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的信道編碼方案；采用②基于循環(huán)緩存(Circular Buffer)的速率匹配方法來實現(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)的長度和所分配物理信道資源的大小相匹配。同時，為了獲得更高的頻譜利用率和峰值傳輸速率，采用了③16QAM、64QAM等高階調(diào)制方式。
另外，比特優(yōu)先映射可作為在高階調(diào)制方式下采用的一種增強技術(shù)，通過對編碼后系統(tǒng)比特采用高階調(diào)制中高可靠星座點比特進行調(diào)制映射，從而使系統(tǒng)比特獲得更強的保護，提高譯碼性能，進而提高無線鏈路的吞吐量性能，減少傳輸時延。而目前沒有同時采用上述四種技術(shù)的信道編碼鏈路處理方法或者沒有同時采用上述四種技術(shù)的信道編碼鏈路處理方法被公開。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種無線物理層信道編碼鏈路處理方法，較現(xiàn)有技術(shù)使系統(tǒng)比特獲得更強的保護，提高譯碼性能，進而提高無線鏈路的吞吐量性能，減少傳輸時延。
本發(fā)明的上述技術(shù)問題這樣解決，提供一種無線物理層信道編碼鏈路處理方法，包括以下步驟1.1)對信息塊比特數(shù)據(jù)I進行Turbo編碼；1.2)對Turbo編碼后的碼字比特C基于循環(huán)緩存進行速率匹配；1.3)對速率匹配后輸出的系統(tǒng)比特流S、校驗比特流P進行比特優(yōu)先映射調(diào)制。
按照本發(fā)明提供的處理方法，所述步驟1.1)中的Turbo編碼是基于QPP交織器的Turbo編碼，所述步驟1.1)包括必要填充子步驟，即在編碼前首先判斷所述信息塊比特數(shù)據(jù)大小是否滿足QPP交織器比特數(shù)據(jù)大小要求，若不滿足，則在所述信息塊比特數(shù)據(jù)前填充一定數(shù)量的“填充”比特，否則，不需要在所述信息塊比特數(shù)據(jù)前進行填充。
按照本發(fā)明提供的處理方法，所述“填充”比特可以是“0”。
按照本發(fā)明提供的處理方法，所述步驟1.1)還包括3.1)對必要填充處理后的信息塊比特數(shù)據(jù)X進行Turbo碼第一成員編碼器的編碼，輸出第一校驗比特流Z；3.2)對必要填充處理后的信息塊比特數(shù)據(jù)X進行基于QPP交織器的交織處理；3.3)對交織處理后輸出的信息塊X′比特數(shù)據(jù)進行Turbo碼第二成員編碼器的編碼，輸出第二校驗比特流Z′；3.4)輸出所述Turbo碼第一成員編碼器和第二成員編碼器產(chǎn)生的尾比特序列；3.5)將上述處理后的信息塊比特數(shù)據(jù)X、第一校驗比特流Z、第二校驗比特流Z′和尾比特序列進行復(fù)用，形成基于QPP交織的Turbo編碼后碼字比特流。
按照本發(fā)明提供的處理方法，所述步驟1.2)可以有兩種處理方法(即兩種速率匹配算法)，其中(一)處理方法一包括
4.1)對Turbo編碼輸出的碼字比特流C進行比特分離輸出系統(tǒng)比特流S、第一校驗比特流P1和第二校驗比特流P2；4.2)對分離輸出的系統(tǒng)比特流S、第一校驗比特流P1和第二校驗比特流P2分別進行子塊交織處理；4.3)子塊交織處理后的系統(tǒng)比特流SI、子塊交織處理后的校驗比特流P1I、子塊交織處理后的校驗比特流P2I進行比特收集處理，組成虛擬循環(huán)緩存CB輸出。
4.4)根據(jù)冗余版本取值和發(fā)送HARQ數(shù)據(jù)包的長度確定并從虛擬循環(huán)緩存中開始位置循環(huán)讀取速率匹配輸出的發(fā)送數(shù)據(jù)包比特，根據(jù)具體讀取位置進行判斷，若為系統(tǒng)比特，則順序?qū)懙剿俾势ヅ漭敵鱿到y(tǒng)比特流中，否則順序?qū)懙剿俾势ヅ漭敵鲂ｒ灡忍亓髦小?br> (二)處理方法二(即比特選擇速率匹配算法)包括5.1)對Turbo編碼輸出的碼字比特流進行比特分離輸出系統(tǒng)比特流、第一校驗比特流和第二校驗比特流。
5.2)根據(jù)冗余版本取值和發(fā)送HARQ數(shù)據(jù)包的長度確定并從分離輸出的系統(tǒng)比特流、第一校驗比特流和第二校驗比特流中選擇讀取速率匹配輸出的發(fā)送HARQ數(shù)據(jù)包比特，根據(jù)具體讀取位置進行判斷，若為系統(tǒng)比特，則順序?qū)懙剿俾势ヅ漭敵鱿到y(tǒng)比特流中，否則，順序?qū)懙剿俾势ヅ漭敵鲂ｒ灡忍亓髦小?br> 按照本發(fā)明提供的處理方法，上述處理方法二(即比特選擇速率匹配算法)具體包括6.1)對Turbo編碼后的碼字比特進行比特分離輸出長度均為L的系統(tǒng)比特流、第一校驗比特流和第二校驗比特流；6.2)計算分離的系統(tǒng)比特流、第一校驗比特流和第二校驗比特流在每路數(shù)據(jù)比特流上需要虛擬添加D＝32*ceil(L/32)-L個“虛比特”；所述“虛比特”并不實際添加在每路數(shù)據(jù)比特流上，只是由于循環(huán)緩存速率匹配算法的特點，在速率匹配過程中需要考慮添加“虛比特”后的影響。
6.3)對添加“虛比特”的系統(tǒng)比特流、第一校驗比特流和第二校驗比特流進行速率匹配處理，從上述三個比特流中進行比特選擇，生成對應(yīng)發(fā)送HARQ數(shù)據(jù)包的系統(tǒng)比特流和校驗比特流。若有填充比特，對分離的系統(tǒng)比特流和第一校驗比特流進行去填充比特處理。
按照本發(fā)明提供的處理方法，所述步驟6.3)包括7.1)設(shè)置讀出總比特計數(shù)器n＝0，讀出系統(tǒng)比特計數(shù)器nsys＝0，讀出校驗比特計數(shù)器npar＝0；7.2)根據(jù)循環(huán)緩存速率匹配算法，判斷當(dāng)前輸出第n+1個比特是否是系統(tǒng)比特，若輸出比特是系統(tǒng)比特，則按對應(yīng)公式確定并根據(jù)當(dāng)前選擇比特在輸入的系統(tǒng)比特流中的地址A讀出非“填充”比特，再將該比特寫到輸出系統(tǒng)比特流第nsys比特位置去，同時讀出總比特計數(shù)器n和系統(tǒng)比特計數(shù)器nsys分別加1；判斷比特計算器n是否達到讀出HARQ包比特總數(shù)要求，若是，速率匹配算法結(jié)束，否則，繼續(xù)速率匹配算法；7.3)根據(jù)循環(huán)緩存速率匹配算法，判斷當(dāng)前輸出第n+1個比特是否是校驗比特，若輸出比特是校驗比特，交替地從輸入的第一校驗比特流和第二校驗比特流中讀取，并按對應(yīng)公式確定并根據(jù)當(dāng)前選擇比特在輸入的第一校驗比特流或者第二校驗比特流中的地址B讀出非第二校驗比特流的“填充”比特，再將該比特寫到輸出校驗比特流第npar比特位置去，同時讀出總比特計數(shù)器n和校驗比特計數(shù)器npar分別加1；判斷讀出總比特計數(shù)器n是否達到讀出HARQ包比特總數(shù)要求，若是，速率匹配算法結(jié)束，否則，繼續(xù)速率匹配算法。
按照本發(fā)明提供的處理方法，在比特選擇速率匹配算法中，所述步驟6.2)中“虛比特”虛擬放置在分離的系統(tǒng)比特流、第一校驗比特流和第二校驗比特流前面時，所述步驟7.2)中在輸入的系統(tǒng)比特流中的地址A表示為A＝ColPerm(c)-D，所述步驟7.3)中在輸入第一校驗比特流或者第二校驗比特流中的地址B表示為B＝ColPerm(c/2-16)-D；其中ColPerm為速率匹配子塊交織的列置換向量，c為行號，D即“虛比特”個數(shù)。
按照本發(fā)明提供的處理方法，在比特選擇速率匹配算法中，所述步驟6.2)中“虛比特”虛擬放置在分離的系統(tǒng)比特流、第一校驗比特流和第二校驗比特流后面時，所述步驟7.2)中在輸入的系統(tǒng)比特流中的地址A表示為A＝ColPerm(c)，所述步驟7.3)中在輸入的第一校驗比特流或者第二校驗比特流中的地址B表示為B＝ColPerm(c/2-16)；其中ColPerm為速率匹配子塊交織的列置換向量，c為行號。
按照本發(fā)明提供的處理方法，所述步驟1.3)具體是對速率匹配后輸出的系統(tǒng)比特流和校驗比特流，在高階調(diào)制方式下利用星座圖中高可靠性比特來發(fā)送系統(tǒng)比特流中的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)比特優(yōu)先映射。具體實現(xiàn)時可以采用①比特收集交織方法或②比特交錯方法實現(xiàn)，只要滿足盡可能將系統(tǒng)比特在高可靠性星座點比特上發(fā)送的實現(xiàn)方法均應(yīng)包括。
具體地，①比特收集交織方法如下設(shè)速率匹配輸出系統(tǒng)比特流和校驗比特流長度分別為Ls和Lp，采用的星座圖調(diào)制階數(shù)為M，則比特收集交織器為M行K＝(Ls+Lp)/M列的矩形交織器。
矩形交織器采用的寫入方法如下方法1系統(tǒng)比特從矩形交織器的左上角位置開始按行從左到右寫入，寫完一行后，若系統(tǒng)比特沒有寫完，繼續(xù)從下行最左邊位置開始按行從左到右寫入。校驗比特從矩形交織器的右下角位置開始按行從右到左寫入，寫一行后，若校驗比特還沒有寫完，繼續(xù)從上一行最右邊位置開始按行從右到左寫入。
方法2系統(tǒng)比特從矩形交織器的左上角位置開始按行從左到右寫入，寫完一行后，若系統(tǒng)比特還沒有寫完，繼續(xù)從下一行最左邊位置開始按行從左到右寫入。在系統(tǒng)比特寫完后，校驗比特從最后寫入的系統(tǒng)比特之后繼續(xù)按行從左到右寫入，寫完一行后，若校驗比特沒有寫完，繼續(xù)從下一行最左邊位置開始按行從左到右寫入。
方法3采用HSDPA速率匹配中比特收集(bit collection)的系統(tǒng)/校驗比特寫入方法，唯一的區(qū)別是由于本發(fā)明中只有一個校驗比特流，不需要兩個校驗比特流之間的交錯。
比特收集交織器的讀出采用從左到右按列讀出，每列中的數(shù)據(jù)按照從上到下的順序進行讀出。
具體地，②比特交錯方法完成與比特收集方法相同的功能，只是通過系統(tǒng)、校驗比特流的不同交錯方法直接實現(xiàn)，上述三種比特收集方法均可簡單的推導(dǎo)出交錯方法。
對于矩形交織寫入方法1，其對應(yīng)的比特交錯方法如下系統(tǒng)比特按照輸出地址索引0，M，2M，3M......直接寫到輸出緩沖，對應(yīng)于矩形交織器的第一行，若寫出K個系統(tǒng)比特后，系統(tǒng)比特沒有寫完，則系統(tǒng)比特按照輸出地址索引1，M+1，2M+1，3M+1，......繼續(xù)寫到輸出緩沖，對應(yīng)于交織器的第二行，依次類推。對于校驗比特按照輸出地址索引KM-1，(K-1)M-1，(K-2)M-1，......直接寫到輸出緩沖，對應(yīng)于交織器的最后一行，若寫出K個校驗比特后，校驗比特沒有寫完，則校驗比特按照輸出地址索引KM-2，(K-1)M-2，(K-2)M-2......繼續(xù)寫到輸出緩沖，對應(yīng)于交織器的最后第二行，依次類推。
按照本發(fā)明提供的處理方法，在比特收集交織或比特交錯輸出的比特數(shù)據(jù)流中，以M個連續(xù)比特進行分組，順序映射到星座圖中，其中M個比特中前面的比特相對于后面的比特具有高可靠性，在星座圖中高可靠性比特上發(fā)送。
按照本發(fā)明提供的處理方法，所述高階調(diào)制方式包括但不限制于是8PSK、16QAM、64QAM或256QAM。
按照本發(fā)明提供的處理方法，該方法可用于各種制式的數(shù)字無線通訊系統(tǒng)中。
本發(fā)明提供的一種無線物理層信道編碼鏈路處理方法，采用符合技術(shù)發(fā)展趨勢的比特優(yōu)先映射技術(shù)，通過對編碼后系統(tǒng)比特采用高階調(diào)制中高可靠星座點比特進行調(diào)制映射，從而較現(xiàn)有技術(shù)更能使系統(tǒng)比特獲得較強的保護，提高譯碼性能，進而提高無線鏈路的吞吐量性能，減少傳輸時延。


下面結(jié)合附圖和具體實施例進一步對本發(fā)明進行詳細說明。
圖1是本發(fā)明信道編碼鏈路處理方法一流程示意圖；
圖2是圖1所示方法一對應(yīng)循環(huán)緩存速率匹配示意圖；圖3是本發(fā)明信道編碼鏈路處理方法二流程示意圖；圖4是圖2所示方法二對應(yīng)基于QPP交織的Turbo編碼結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖2所示方法二對應(yīng)循環(huán)緩存速率匹配示意圖；圖6是圖5所示比特選擇速率匹配算法中“虛比特”添加在子流前部的系統(tǒng)/校驗比特選擇算法流程圖；圖7是圖5所示比特選擇速率匹配算法中“虛比特”添加在子流后部的系統(tǒng)/校驗比特選擇算法流程圖。
具體實施例方式
首先，結(jié)合本發(fā)明無線物理層信道編碼鏈路處理兩種具體實施方案的工作原理說明本發(fā)明(一)方法一根據(jù)本發(fā)明的一種信道編碼鏈路處理方法，如圖1所示，包括以下步驟102)對信息塊比特數(shù)據(jù)進行Turbo編碼；104)對Turbo編碼后的碼字比特進行基于循環(huán)緩存的速率匹配處理，輸出系統(tǒng)比特流和校驗比特流兩部分；在速率匹配處理過程中，對從循環(huán)緩存中讀取的比特進行判斷，若讀取比特為系統(tǒng)比特，則順序?qū)懙剿俾势ヅ漭敵鱿到y(tǒng)比特流部分，否則順序?qū)懙剿俾势ヅ漭敵鲂ｒ灡忍亓鞑糠郑?06)對基于循環(huán)緩存的速率匹配輸出的系統(tǒng)比特流、校驗比特流進行比特優(yōu)先映射調(diào)制。
其中，步驟104)中基于循環(huán)緩存的速率匹配處理，如圖2所示，具體包括以下五個子步驟(1)對Turbo編碼輸出的碼字比特流進行比特分離操作，分離輸出系統(tǒng)比特流、第一校驗比特流和第二校驗比特流共三路數(shù)據(jù)比特流。
(2)分離輸出的系統(tǒng)比特流、第一校驗比特流和第二校驗比特流分別進行子塊交織處理。第二校驗比特流的子塊交織相對于第一校驗比特流、系統(tǒng)比特流的子塊交織有一個偏移量。
(3)子塊交織處理后的系統(tǒng)比特流、子塊交織后的第一校驗比特流和子塊交織后的第二校驗比特流進行比特收集處理，構(gòu)成虛擬循環(huán)緩存輸出。
(4)根據(jù)冗余版本取值和發(fā)送數(shù)據(jù)包的長度從輸出虛擬循環(huán)緩存中某比特位置開始選擇讀取速率匹配輸出的發(fā)送數(shù)據(jù)包比特。同時對速率匹配讀出的數(shù)據(jù)比特進行判斷，若為系統(tǒng)比特，則順序?qū)懙剿俾势ヅ漭敵鱿到y(tǒng)比特流中，否則順序?qū)懙剿俾势ヅ漭敵鲂ｒ灡忍亓髦小?br> (二)方法二根據(jù)本發(fā)明的一種信道編碼鏈路處理方法，如圖3所示，包括以下步驟302)對信息塊比特數(shù)據(jù)進行“填充”(padding)操作；304)對“填充”操作后的信息塊比特數(shù)據(jù)進行基于QPP交織器的Turbo編碼；306)對基于QPP交織器的Turbo編碼后的碼字比特進行基于循環(huán)緩存的速率匹配處理，輸出速率匹配處理后的系統(tǒng)比特流和校驗比特流；308)對基于循環(huán)緩存速率匹配處理后輸出的系統(tǒng)比特流和校驗比特流進行比特優(yōu)先映射調(diào)制。
其中，步驟302)中，“填充”操作首先判斷根據(jù)信息塊比特數(shù)據(jù)大小是否滿足Turbo編碼內(nèi)QPP交織器要求，若不滿足，在信息塊比特數(shù)據(jù)前填充一定數(shù)量的“填充”比特，例如0比特，若滿足，則“填充”操作填充0個比特。
步驟304中，基于QPP交織器的Turbo編碼，如圖4所示，包括如下子步驟(1)對“填充”操作后的信息塊比特數(shù)據(jù)進行Turbo碼第一成員編碼器的編碼，輸出第一校驗比特流；(2)對“填充”操作后的信息塊比特數(shù)據(jù)進行基于QPP交織器的交織處理；
(3)對QPP交織后輸出的“填充”信息塊比特數(shù)據(jù)進行Turbo碼第二成員編碼器的編碼，輸出第二校驗比特流；(4)輸出Turbo碼第一成員編碼器和第二成員編碼器產(chǎn)生的尾比特序列。
(5)將“填充”操作后的信息塊比特數(shù)據(jù)、第一校驗比特流、第二校驗比特流和尾比特序列進行復(fù)用，形成基于QPP交織的Turbo編碼后碼字比特流。
步驟306)，基于循環(huán)緩存的速率匹配處理，如圖5所示，包括如下子步驟(1)對Turbo編碼后的碼字比特進行比特分離操作，分離輸出系統(tǒng)比特流、第一校驗比特流和第二校驗比特流共三路數(shù)據(jù)比特流，三路比特數(shù)據(jù)流的長度均為L。
(2)計算分離的系統(tǒng)比特流、第一校驗比特流和第二校驗比特流在循環(huán)緩存速率匹配算法中需要在每路數(shù)據(jù)比特流上添加的“虛比特”個數(shù)D＝32*ceil(L/32)-L。具體地，“虛比特”在循環(huán)緩存速率匹配子塊交織過程中可以添加在每路數(shù)據(jù)比特流的前面，也可以添加在每路數(shù)據(jù)比特流的后面。其中，所謂的添加虛比特，不是指真正的添加D個數(shù)據(jù)比特，只是后續(xù)的步驟中虛擬這里添加了D個數(shù)據(jù)比特，即這個步驟不是真實存在的操作。
(3)進行速率匹配、去填充比特處理，生成某個HARQ包的系統(tǒng)比特流和校驗比特流兩部分，其中，只對系統(tǒng)比特流和第一校驗比特流進行去“填充比特”操作。子步驟(3)處理具體又包括下面三個子步驟(3a)設(shè)置讀出總比特計數(shù)器n＝0，讀出系統(tǒng)比特計數(shù)器nsys＝0，讀出校驗比特計數(shù)器npar＝0。
(3b)根據(jù)給定的循環(huán)緩存速率匹配算法，判斷當(dāng)前輸出第n+1個比特是否是系統(tǒng)比特，若輸出比特是系統(tǒng)比特，則按照特定的計算公式確定當(dāng)前選擇比特在輸入的系統(tǒng)比特流中的地址A，根據(jù)地址A讀出該系統(tǒng)比特，再將該比特寫到輸出系統(tǒng)比特流第nsys比特位置去，同時讀出總比特計數(shù)器n和系統(tǒng)比特計數(shù)器nsys分別加1。判斷比特計算器n是否達到讀出HARQ包比特總數(shù)要求，若是，速率匹配算法結(jié)束，否則，繼續(xù)速率匹配算法。其中，若當(dāng)前地址A指示的是“填充比特”或者速率匹配子塊交織中添加的“虛比特”，則不進行所述讀寫操作，n和nsys不變。
(3c)根據(jù)給定的循環(huán)緩存速率匹配算法，判斷當(dāng)前輸出第n+1個比特是否是校驗比特，若輸出比特是校驗比特，需要交替地從輸入的第一校驗比特流和輸入的第二校驗比特流中讀出一個校驗比特，更加具體地是，按照速率匹配的計算公式確定當(dāng)前選擇比特在輸入的第一校驗比特流或者第二校驗比特流中的地址B，根據(jù)地址B讀出所述校驗比特，再將該比特寫到輸出校驗比特流第npar比特位置去，同時讀出總比特計數(shù)器n和校驗比特計數(shù)器npar分別加1。判斷讀出總比特計數(shù)器n是否達到讀出HARQ包比特總數(shù)要求，若是，速率匹配算法結(jié)束，否則，繼續(xù)速率匹配算法。其中，若當(dāng)前地址B指示的是第一校驗比特流中“填充比特”或者速率匹配子塊交織中添加的“虛比特”，則不進行所述讀寫操作，n和npar不變。
步驟308)，對步驟306)生成的系統(tǒng)比特流和校驗比特流，在16QAM、64QAM或256QAM調(diào)制方式下，利用星座圖中高可靠性比特來發(fā)送系統(tǒng)比特流中的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)比特優(yōu)先映射調(diào)制。
其次，結(jié)合本發(fā)明無線物理層信道編碼鏈路處理兩種方案的具體實施例詳細說明本發(fā)明(一)實施例一假設(shè)信息塊比特數(shù)據(jù)序列I(i0，i1，…，iK-1)，其中K為信息塊比特數(shù)據(jù)長度，ik(0≤k≤K-1)為二進制比特數(shù)據(jù)。
信息塊比特數(shù)據(jù)I經(jīng)過Turbo編碼，輸出Turbo編碼碼字比特流序列C(c0，c1，…c3×S-1)。
對Turbo編碼輸出碼字比特流序列C進行比特分離操作，分離出系統(tǒng)比特流序列S(s0，s1，…sS-1)，第一校驗比特流序列P1(p01，p11，…pS-11)和第二校驗比特流序列P2(p02，p12，…pS-12)。
分離出的系統(tǒng)比特流序列S、第一校驗比特流序列P1和第二校驗比特流序列P2分別進行子塊交織，子塊交織后的系統(tǒng)比特流序列SI(s0I，s1I，…，sS-1I)，子塊交織后的第一校驗比特流序列P1I(p10I，p11I，…，p1S-1I)，子塊交織后的第二校驗比特流序列P2I(p20I，p21I，…，p2S-1I)。設(shè)πsys、πp1和πp2分別表示分離出的系統(tǒng)比特流、第一校驗比特流和第二校驗比特流的子塊交織處理函數(shù)，δ為第二校驗比特流序列相對于第一校驗比特流序列的子塊交織偏移，則系統(tǒng)比特流子塊交織分別和第一校驗比特流子塊交織、第二校驗比特流子塊交織有如下關(guān)系πp2(i)＝(πsys(i)+δ)％S(0≤i≤S-1)πp1(i)＝πsys(i)(0≤i≤S-1)經(jīng)子塊交織處理后的系統(tǒng)比特流SI，經(jīng)子塊交織處理后的第一校驗比特流序列P1I和第二校驗比特流序列P2I進行比特收集處理，組成虛擬循環(huán)緩存CB(cb0，cb1，…，cb3×S-1)，具體比特收集處理如下cbk＝sk′ k＝0，1，…S-1cbS+2×k＝p1k′ k＝0，1，…S-1cbS+2×k+1＝p2k′ k＝0，1，…S-1根據(jù)冗余版本取值和虛擬循環(huán)緩存大小確定發(fā)送HARQ數(shù)據(jù)包在虛擬循環(huán)緩存中讀取的起點位置j(0≤j≤3×S-1)，從虛擬循環(huán)緩存中起點位置j開始循環(huán)讀取大小為Ndata的發(fā)送HARQ包的比特數(shù)據(jù)。具體在虛擬循環(huán)緩存中讀取發(fā)送數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)時，對讀取比特數(shù)據(jù)在虛擬循環(huán)緩存中的位置k進行判斷，當(dāng)0≤k≤S-1時，讀取的比特數(shù)據(jù)為系統(tǒng)比特，讀取的比特數(shù)據(jù)順序?qū)懙捷敵鱿到y(tǒng)比特流中；當(dāng)S≤k≤3×S-1時，讀取的比特數(shù)據(jù)為校驗比特，讀出的比特數(shù)據(jù)順序?qū)懙捷敵鲂ｒ灡忍亓髦小?br> 速率匹配輸出的系統(tǒng)比特流和校驗比特流，在16QAM、64QAM或256QAM調(diào)制方式下，利用星座圖中高可靠性比特來傳送系統(tǒng)比特流中的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)比特優(yōu)先映射調(diào)制。
(二)實施例二若信息塊比特數(shù)據(jù)向量I(i1，i2，…，iK)，其中K為信息塊比特數(shù)據(jù)長度，ik(1≤k≤K)為二進制比特數(shù)據(jù)。
由于Turbo編碼器內(nèi)的QPP交織不支持連續(xù)長度信息塊的交織，因此當(dāng)信息塊比特數(shù)據(jù)長度不滿足QPP交織長度要求時，需要在信息塊比特數(shù)據(jù)前進行“填充”(padding)操作，填入“0”比特?！疤畛洹焙蟮男畔K比特數(shù)據(jù)向量X(x1，x2，…，xS)，其中S為“填充”后信息塊比特數(shù)據(jù)長度?！疤畛洹焙笮畔K比特數(shù)據(jù)向量X中比特(x1，x2，…xS-K)為“填充”的“0”比特數(shù)據(jù)。
“填充”后的信息塊比特數(shù)據(jù)X輸入基于QPP交織的Turbo編碼器進行編碼，分為如下五個子步驟(1)“填充”后的信息塊比特數(shù)據(jù)X輸入第一成員編碼器進行編碼，輸出第一校驗比特流向量Z(z1，z2，…zS)；(2)“填充”后的信息塊比特數(shù)據(jù)X輸入QPP交織器進行交織，輸出QPP交織后的“填充”信息塊比特數(shù)據(jù)X′(x1′，x2′，…xS′)。(3)QPP交織后的“填充”信息塊比特數(shù)據(jù)X′輸入第二成員編碼器進行編碼，輸出第二校驗比特流向量Z′(z1′，z2′，…zS′)。(4)輸出第一成員編碼器和第二成員編碼器產(chǎn)生的尾比特，尾比特序列為xS+1，zS+1，xS+2，zS+2，xS+3，zS+3，xS+1′，zS+1′，xS+2′，zS+2′，xS+3′，zS+3′。(5)對“填充”后的信息塊比特數(shù)據(jù)X、第一校驗比特流序列Z、第二校驗比特流序列Z′和尾比特序列進行復(fù)用，形成基于QPP交織的Turbo編碼后碼字比特流序列，具體序列為x1，z1，z1′，x2，z2，z2′，…，xS，zS，zS′，xS+1，zS+1，xS+2，zS+2，xS+3，zS+3，xS+1′，zS+1′，xS+2′，zS+2′，xS+3′，zS+3′碼字比特流序列長度為3×S+12。
基于QPP交織的Turbo編碼輸出的碼字比特流序列輸入基于循環(huán)緩存的速率匹配模塊進行處理，處理主要包括如下子步驟(1)對速率匹配模塊輸入的碼字比特流序列C(c1，c2，…c3×S+12)進行比特分離操作，分離出系統(tǒng)比特流序列S(s1，s2，…sS+4)，第一校驗比特流序列P1(p11，p21，…pS+41)和第二校驗比特流序列P2(p12，p22，…pS+42)，每路比特流長度為S+4。輸入碼字比特流序列C和系統(tǒng)比特流序列S、第一校驗比特流序列P1和第二校驗比特流序列P2有如下關(guān)系sk＝c3×(k-1)+1k＝1，2，…S+4pk1=c3×(k-1)+2,k=1,2,···S+4]]>
pk2=c3×(k-1)+3,k=1,2,···S+4]]>(2)對系統(tǒng)比特流序列S、第一校驗比特流序列P1和第二校驗比特流序列P2進行速率匹配處理，在速率匹配輸出中，去系統(tǒng)比特流S和第一校驗比特流P1中的“填充”比特和速率匹配中假想添加的“虛比特”處理，輸出某個HARQ包的系統(tǒng)比特流和校驗比特流兩部分。步驟(2)具體又包括下面兩個子步驟(2a)(2b1)或(2a)(2b2)(一)當(dāng)設(shè)計者考慮在速率匹配算法中將“虛比特”添加在系統(tǒng)比特流序列S、第一校驗比特流序列P1和第二校驗比特流序列P2前面時，執(zhí)行子步驟(2a)(2b1)，算法流程如圖6所示；(二)當(dāng)設(shè)計者考慮在速率匹配算法中將“虛比特”添加在系統(tǒng)比特流序列S、第一校驗比特流序列P1和第二校驗比特流序列P2后面時，執(zhí)行子步驟(2a)(2b2)，算法流程如圖7所示。
(2a)設(shè)置讀出總比特計數(shù)器n＝0，讀出系統(tǒng)比特計數(shù)器nsys＝0，讀出校驗比特計數(shù)器npar＝0，用來分別對速率匹配輸出總比特數(shù)、系統(tǒng)比特數(shù)和校驗比特數(shù)進行計數(shù)。速率匹配子塊交織過程中假想填充“虛比特”個數(shù)為D＝32*ceil((S+4)/32)-(S+4)。虛擬循環(huán)緩存讀取起始行號c＝σ+RV×(96/nRV)，其中σ為起始讀取行偏移，RV為冗余版本取值，nRV為冗余版本數(shù)目。發(fā)送HARQ子包比特數(shù)為Ndata。
(2b1)當(dāng)讀出總比特計數(shù)器n值小于Ndata時，循環(huán)進行子步驟(I)(II)(III)的速率匹配操作。
(I)行號c對虛擬循環(huán)緩存總列數(shù)96進行取模運算。
(II)當(dāng)滿足行號c小于32時，根據(jù)循環(huán)緩存速率匹配算法，當(dāng)前輸出比特為系統(tǒng)比特，循環(huán)進行子步驟①②③操作。
①計算當(dāng)前選擇系統(tǒng)比特在輸入系統(tǒng)比特流序列S中的比特位置A，A＝ColPerm(c)-D。其中ColPerm為速率匹配子塊交織的列置換向量，ColPerm＝
。
②當(dāng)滿足地址A小于S+4，循環(huán)執(zhí)行(i)(ii)操作(i)當(dāng)?shù)刂稟大于等于S-K時，讀出系統(tǒng)比特流序列S中系統(tǒng)比特SA+1，再將該比特寫到輸出系統(tǒng)比特流第nsys比特位置去，總比特計數(shù)器n和系統(tǒng)比特計數(shù)器nsys分別加1。判斷n是否等于Ndata，若相等，則速率匹配算法結(jié)束，否則，繼續(xù)執(zhí)行速率匹配算法。(ii)地址A加上子塊交織列數(shù)32。
③行號c加1。
(III)當(dāng)行號c大于等于32時，根據(jù)循環(huán)緩存速率匹配算法，當(dāng)前輸出比特為校驗比特，循環(huán)進行子步驟①②③操作。
①計算當(dāng)前選擇校驗比特在輸入第一校驗比特流序列P1中的比特位置B(用“B”替換“A”是為了與技術(shù)方案前后一致，并避免混淆，以下一樣)，B＝ColPerm(c/2-16)-D。
②當(dāng)?shù)刂稡滿足小于S+4，循環(huán)執(zhí)行(i)(ii)(iii)(iv)(v)操作(i)當(dāng)?shù)刂稡大于等于S-K時，讀出第一校驗比特流序列P1中校驗比特pB+11，再將該比特寫到輸出校驗比特流第npar比特位置去，讀出總比特計數(shù)器n和讀出校驗比特計數(shù)器npar分別加1。判斷n是否等于Ndata，若相等，則速率匹配算法結(jié)束，否則，繼續(xù)執(zhí)行速率匹配算法。(ii)計算當(dāng)前選擇校驗比特在輸入第二校驗比特流序列P2中的比特位置B2，B2＝B+δ，其中δ為第二校驗比特流序列相對于第一校驗比特流序列的子塊交織偏移。(iii)當(dāng)B2大于等于S+4時，B2減去S+4+D。(iv)當(dāng)B2大于等于0時，讀出第二校驗比特流序列P2中校驗比特pB2+12，再將該比特寫到輸出校驗比特流第npar比特位置去，讀出總比特計數(shù)器n和讀出校驗比特計數(shù)器npar分別加1。判斷n是否等于Ndata，若相等，則速率匹配算法結(jié)束，否則，繼續(xù)執(zhí)行速率匹配算法。(v)地址B加上子塊交織列數(shù)32。
③行號c加2。
(2 b2)當(dāng)讀出總比特計數(shù)器n值小于Ndata時，循環(huán)進行子步驟(I)(II)(III)的速率匹配操作。
(I)行號c對虛擬循環(huán)緩存總列數(shù)96進行取模運算。
(II)當(dāng)行號c小于32時，根據(jù)循環(huán)緩存速率匹配算法，當(dāng)前輸出比特為系統(tǒng)比特，循環(huán)進行子步驟①②③④操作。
①計算當(dāng)前選擇系統(tǒng)比特在輸入系統(tǒng)比特流序列S中的比特位置A，A＝ColPerm(c)。其中ColPerm為速率匹配子塊交織的列置換向量，ColPerm＝
。
②當(dāng)滿足地址A小于S-K時，地址A循環(huán)加上子塊交織列數(shù)32。
③當(dāng)?shù)刂稟小于S+4時，循環(huán)執(zhí)行(i)(ii)操作(i)讀出系統(tǒng)比特流序列S中系統(tǒng)比特SA+1，再將該比特寫到輸出系統(tǒng)比特流第nsys比特位置去，讀出總比特計數(shù)器n和讀出系統(tǒng)比特計數(shù)器nsys分別加1。判斷n是否等于Ndata，若相等，則速率匹配算法結(jié)束，否則，繼續(xù)執(zhí)行速率匹配算法。(ii)地址A加上子塊交織列數(shù)32。
④行號c加1。
(III)當(dāng)行號c大于等于32時，根據(jù)循環(huán)緩存速率匹配算法，當(dāng)前輸出比特為校驗比特，循環(huán)進行子步驟①②③④操作。
①計算當(dāng)前選擇校驗比特在輸入第一校驗比特流序列P1中的比特位置B，B＝ColPerm(c/2-16)。
②當(dāng)?shù)刂稡小于S-K時，循環(huán)執(zhí)行(i)(ii)操作讀出第二校驗比特流序列P2中校驗比特pB+δ+12，再將該比特寫到輸出校驗比特流第npar比特位置去，讀出總比特計數(shù)器n和讀出校驗比特計數(shù)器npar分別加1。判斷n是否等于Ndata，若相等，則速率匹配算法結(jié)束，否則，繼續(xù)執(zhí)行速率匹配算法。(ii)地址B加上子塊交織列數(shù)32。
③當(dāng)?shù)刂稡小于S+4，循環(huán)執(zhí)行(i)(ii)(iii)操作(i)讀出第一校驗比特流序列P1中校驗比特pB+11，再將該比特寫到輸出校驗比特流第npar比特位置去，讀出總比特計數(shù)器n和讀出校驗比特計數(shù)器npar分別加1。判斷n是否等于Ndata，若相等，則速率匹配算法2b)結(jié)束，否則，繼續(xù)執(zhí)行速率匹配算法2b)。(ii)讀出第二校驗比特流序列P2中校驗比特pmod(B+δ，S+4)+12，再將該比特寫到輸出校驗比特流第npar比特位置去，讀出總比特計數(shù)器n和讀出校驗比特計數(shù)器npar分別加1。判斷n是否等于Ndata，若相等，則速率匹配算法結(jié)束，否則，繼續(xù)執(zhí)行速率匹配算法。(iii)地址B加上子塊交織列數(shù)32。
④行號c加2。
基于循環(huán)緩存的速率匹配輸出的系統(tǒng)比特流和校驗比特流，在16QAM、64QAM或256QAM調(diào)制方式下，利用星座圖中高可靠性比特來傳送系統(tǒng)比特流中的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)比特優(yōu)先映射調(diào)制。
權(quán)利要求
1.一種無線物理層信道編碼鏈路處理方法，其特征在于，包括以下步驟1.1)對信息塊比特數(shù)據(jù)進行Turbo編碼；1.2)對Turbo編碼后的碼字比特基于循環(huán)緩存進行速率匹配；1.3)對速率匹配后輸出的系統(tǒng)比特流、校驗比特流進行比特優(yōu)先映射調(diào)制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述處理方法，其特征在于，所述步驟1.1)中的Turbo編碼是基于QPP交織器的Turbo編碼，所述步驟1.1)包括必要填充在編碼前首先判斷所述信息塊比特數(shù)據(jù)大小是否滿足QPP交織器比特數(shù)據(jù)大小要求，若不滿足，則在所述信息塊比特數(shù)據(jù)前填充一定數(shù)量的“填充”比特，否則，不需要在所述信息塊比特數(shù)據(jù)前進行填充。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述處理方法，其特征在于，所述步驟1.1)還包括3.1)對所述必要填充處理后的信息塊比特數(shù)據(jù)進行Turbo碼第一成員編碼器的編碼，輸出第一校驗比特流；3.2)對所述必要填充處理后的信息塊比特數(shù)據(jù)進行基于QPP交織器的交織處理；3.3)對交織處理后輸出的信息塊比特數(shù)據(jù)進行Turbo碼第二成員編碼器的編碼，輸出第二校驗比特流；3.4)輸出所述Turbo碼第一成員編碼器和第二成員編碼器產(chǎn)生的尾比特序列；3.5)將所述必要填充處理后的信息塊比特數(shù)據(jù)、所述第一校驗比特流、第二校驗比特流和尾比特序列進行復(fù)用，形成基于QPP交織的Turbo編碼后碼字比特流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述處理方法，其特征在于，所述步驟1.2)包括4.1)對Turbo編碼輸出的碼字比特流進行比特分離輸出系統(tǒng)比特流、第一校驗比特流和第二校驗比特流；4.2)對分離輸出的系統(tǒng)比特流、第一校驗比特流和第二校驗比特流分別進行子塊交織處理；4.3)子塊交織處理后的系統(tǒng)比特流、第一校驗比特流和第二校驗比特流進行比特收集處理，組成虛擬循環(huán)緩存輸出；4.4)根據(jù)冗余版本取值和發(fā)送HARQ數(shù)據(jù)包的長度確定并從虛擬循環(huán)緩存中開始位置循環(huán)讀取速率匹配輸出的發(fā)送數(shù)據(jù)包比特，根據(jù)具體讀取位置進行判斷，若為系統(tǒng)比特，則順序?qū)懙剿俾势ヅ涑鱿到y(tǒng)比特流中，否則順序?qū)懙剿俾势ヅ漭敵鲂ｒ灡忍亓髦小?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述處理方法，其特征在于，所述步驟1.2)包括5.1)對Turbo編碼輸出的碼字比特流進行比特分離輸出系統(tǒng)比特流、第一校驗比特流和第二校驗比特流；5.2)根據(jù)冗余版本取值和發(fā)送HARQ數(shù)據(jù)包的長度確定并從分離輸出的系統(tǒng)比特流、第一校驗比特流和第二校驗比特流中選擇讀取速率匹配輸出的發(fā)送HARQ數(shù)據(jù)包比特，根據(jù)具體讀取位置進行判斷，若為系統(tǒng)比特，則順序?qū)懙剿俾势ヅ漭敵鱿到y(tǒng)比特流中，否則，順序?qū)懙剿俾势ヅ漭敵鲂ｒ灡忍亓髦小?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述處理方法，其特征在于，所述步驟1.2)包括6.1)對Turbo編碼后的碼字比特進行比特分離，輸出長度均為L的系統(tǒng)比特流、第一校驗比特流和第二校驗比特流；6.2)計算分離的系統(tǒng)比特流、第一校驗比特流和第二校驗比特流在每路數(shù)據(jù)比特流上虛擬添加D＝32*ceil(L/32)-L個“虛比特”；6.3)對添加“虛比特”的系統(tǒng)比特流、第一校驗比特流和第二校驗比特流進行速率匹配處理并從中進行比特選擇，生成對應(yīng)發(fā)送HARQ數(shù)據(jù)包的系統(tǒng)比特流和校驗比特流，若有填充比特，對分離的系統(tǒng)比特流和第一校驗比特流進行去填充比特處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述處理方法，其特征在于，所述步驟6.3)包括7.1)設(shè)置讀出總比特計數(shù)器n＝0，讀出系統(tǒng)比特計數(shù)器nsys＝0，讀出校驗比特計數(shù)器npar＝0；7.2)根據(jù)循環(huán)緩存速率匹配算法，判斷當(dāng)前輸出第n+1個比特是否是系統(tǒng)比特，若輸出比特是系統(tǒng)比特，則按對應(yīng)公式確定并根據(jù)當(dāng)前選擇比特在輸入的系統(tǒng)比特流中的地址A讀出非“填充”比特，再將該比特寫到輸出系統(tǒng)比特流第nsys比特位置去，同時讀出總比特計數(shù)器n和系統(tǒng)比特計數(shù)器nsys分別加1；判斷比特計數(shù)器n是否達到當(dāng)前生成HARQ數(shù)據(jù)包比特總數(shù)要求，若是，速率匹配算法結(jié)束，否則，繼續(xù)速率匹配算法；7.3)根據(jù)循環(huán)緩存速率匹配算法，判斷當(dāng)前輸出第n+1個比特是否是校驗比特，若輸出比特是校驗比特，交替地從分離的第一校驗比特流和第二校驗比特流中讀取，并按對應(yīng)公式確定并根據(jù)當(dāng)前選擇比特在輸入的第一校驗比特流或者第二校驗比特流中的地址B讀出非第二校驗比特流中填充比特，再將該比特寫到輸出校驗比特流第npar比特位置去，同時讀出總比特計數(shù)器n和校驗比特計數(shù)器npar分別加1；判斷讀出總比特計數(shù)器n是否達到當(dāng)前生成HARQ數(shù)據(jù)包比特總數(shù)要求，若是，速率匹配算法結(jié)束，否則，繼續(xù)速率匹配算法。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述處理方法，其特征在于，所述步驟6.2)中“虛比特”虛擬放置在分離的系統(tǒng)比特流、第一校驗比特流和第二校驗比特流前面時，所述步驟7.2)中在輸入的系統(tǒng)比特流中的地址A表示為A＝ColPerm(c)-D，所述步驟7.3)中在輸入第一校驗比特流或者第二校驗比特流中的地址B表示為B＝ColPerm(c/2-16)-D；其中ColPerm為速率匹配子塊交織的列置換向量，c為行號。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述處理方法，其特征在于，所述步驟6.2)中“虛比特”虛擬放置在分離的系統(tǒng)比特流、第一校驗比特流和第二校驗比特流后面時，所述步驟7.2)中在輸入的系統(tǒng)比特流中的地址A表示為A＝ColPerm(c)，所述步驟7.3)中在輸入的第一校驗比特流或者第二校驗比特流中的地址B表示為B＝ColPerm(c/2-16)；其中ColPerm為速率匹配子塊交織的列置換向量，c為行號。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述處理方法，其特征在于，所述步驟1.3)具體是對速率匹配后輸出的系統(tǒng)比特流和校驗比特流，在高階調(diào)制方式下，利用星座圖中高可靠性比特來發(fā)送系統(tǒng)比特流中的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)比特優(yōu)先映射。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述處理方法，其特征在于，所述實現(xiàn)采用比特收集交織方法或比特交錯方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無線物理層信道編碼鏈路處理方法，包括對信息塊比特數(shù)據(jù)進行Turbo編碼；對Turbo編碼后的碼字比特基于循環(huán)緩存進行速率匹配；對速率匹配后輸出的系統(tǒng)比特流、校驗比特流進行比特優(yōu)先映射調(diào)制。這種方法，通過對編碼后系統(tǒng)比特采用高階調(diào)制中高可靠星座點比特進行調(diào)制映射，從而較現(xiàn)有技術(shù)更能使系統(tǒng)比特獲得較強的保護，提高譯碼性能，進而提高無線鏈路的吞吐量性能，減少傳輸時延，符合目前技術(shù)發(fā)展趨勢。
文檔編號H03M13/23GK101090305SQ20071014152
公開日2007年12月19日 申請日期2007年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月31日
發(fā)明者包國平, 徐俊, 袁志鋒 申請人:中興通訊股份有限公司