壓縮軟值的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用來壓縮軟值的接收器中的方法；所述接收器包括至少一個HARQ緩存，所述HARQ緩存用于存儲軟值的位表示，所述存儲軟值的位表示用于在無線通信系統(tǒng)中進(jìn)行HARQ重傳合并，所述方法包括以下步驟：通過使用可變壓縮率c適應(yīng)性地壓縮軟值。此外，本發(fā)明還涉及一種接收器設(shè)備、一種計算機程序以及一種計算機程序產(chǎn)品。
【專利說明】壓縮軟值的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在接收器中壓縮軟值的方法。此外，本發(fā)明還涉及一種接收器設(shè)備、一種計算機程序以及一種計算機程序產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002]具有軟合并技術(shù)的HARQ (混合ARQ)在如EGPRS、UMTS, LTE以及CDMA2000等許多
當(dāng)代數(shù)字通信系統(tǒng)中廣泛使用。
[0003]具有軟合并的HARQ極大地提高了頻譜效率和用戶數(shù)據(jù)吞吐量。具有軟合并的HARQ的總體構(gòu)想是使用在相同傳輸塊中所有傳輸中的能量。因此，錯誤接收的傳輸塊存儲在所謂的HARQ緩存中，當(dāng)接收重傳塊時，兩個塊進(jìn)行軟合并。軟合并可以是Chase合并、增量冗余、或者兩者的結(jié)合。
[0004]Chase合并中，重傳和合并相同編碼位。每次重傳增加額外能量，即，增加的Eb/NO。增量冗余中，每次新重傳包括新奇偶位。兩種傳輸結(jié)果的合并導(dǎo)致傳輸塊的編碼率比各個傳輸塊的慢。
[0005]合并塊成功解碼的可能性比使用不具有軟合并的HARQ( S卩，兩個接收的各個解碼)成功解碼的可能性更大。
[0006]在這些類型的通信系統(tǒng)中，在接收器(例如基站或者移動臺)中內(nèi)存的最大分配之一是HARQ緩存。在所述的HARQ緩存中，存儲非成功解碼的傳輸塊直至與上述的重傳合并。隨著數(shù)據(jù)速率的升高，即，隨著通過更高階調(diào)制獲得的傳輸塊尺寸增大，或者隨著通過多個載波，或者ΜΜ0，或者結(jié)合在一起所獲得的HARQ進(jìn)程的增多，HARQ緩存的尺寸也在增加。
[0007]為了降低接收器中昂貴的HARQ內(nèi)存的大小，可以應(yīng)用壓縮?？梢詰?yīng)用軟值截斷，即移除最低有效位，動態(tài)范圍縮小、統(tǒng)計壓縮方法、或任意其他合適的壓縮算法。
[0008]壓縮的使用導(dǎo)致了內(nèi)存大小和吞吐量(用戶數(shù)據(jù)速率)間的權(quán)衡，因為壓縮降低了軟值的質(zhì)量，即，信息缺失意味著壓縮率更高、質(zhì)量和吞吐量更低。依賴于壓縮算法，信息缺失可以是例如降低的解析或者降低的動態(tài)范圍。
[0009]在現(xiàn)有技術(shù)中，利用軟值固定壓縮，S卩，使用一個具有固定壓縮率的壓縮算法。例如，在具有很少重傳的情況下，HARQ內(nèi)存的利用率低但是可以應(yīng)用壓縮。結(jié)果，存儲的傳輸塊的軟值的質(zhì)量下降，導(dǎo)致用戶數(shù)據(jù)速率更低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的一個目的是提供一種消除或解決現(xiàn)有技術(shù)解決方案中的缺點和問題的解決方案。
[0011]本發(fā)明的另一個目的是提供一種與現(xiàn)有技術(shù)解決方案相比增加了吞吐量的解決方案。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，上文提到的目的通過一種在接收器中壓縮軟值的方法實現(xiàn)；所述接收器包括至少一個HARQ緩存，所述HARQ緩存用于存儲軟值的位表示，所述存儲軟值的位表示用于在無線通信系統(tǒng)中進(jìn)行HARQ重傳合并，所述方法包括以下步驟:通過使用可變壓縮率c適應(yīng)性地壓縮軟值。
[0013]上述方法的不同實施例在所附獨立權(quán)利要求中披露。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，上文提到的目的通過一種包括至少一個HARQ緩存的接收器設(shè)備實現(xiàn)；所述HARQ緩存用于存儲軟值的位表示，所述存儲軟值的位表示用于在無線通信系統(tǒng)中進(jìn)行HARQ重傳合并；所述設(shè)備用于通過使用可變壓縮率c適應(yīng)性地壓縮軟值。
[0015]此外，本發(fā)明還涉及一種計算機程序以及一種計算機程序產(chǎn)品。
[0016]本發(fā)明提供了一種通過使用具有可變壓縮率的適應(yīng)性壓縮提高了吞吐量的解決方案。和具有軟值的固定壓縮的現(xiàn)有技術(shù)相比，適應(yīng)性HARQ壓縮提高了鏈路性能。
[0017]本發(fā)明的鏈路性能等同于不具有軟值壓縮的現(xiàn)有技術(shù)或者優(yōu)于所有用案的現(xiàn)有技術(shù)，除了當(dāng)所有軟值都存儲在HARQ緩存中，即HARQ緩存的利用率為100%，這種極端用例。如果能保持極端用例的鏈路性能，HARQ緩存大小等于具有壓縮的現(xiàn)有技術(shù)。但是，適應(yīng)性的HARQ壓縮增加了內(nèi)存大小和極端用例鏈路性能之間的權(quán)衡的靈活性，而無需破壞正常用例中的鏈路性能。
[0018]本發(fā)明的其他應(yīng)用和優(yōu)點從以下具體說明中顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]附圖旨在闡明和解釋本發(fā)明的各個實施例，其中:圖1-11所示分別為案例1-11?！揪唧w實施方式】
[0020]為了實現(xiàn)上述和其他目的，本發(fā)明涉及一種接收器中的方法以及涉及一種用于壓縮軟值的接收器設(shè)備。接收器包括至少一個用于存儲軟值的位表示的HARQ緩存。位表示用于在無線通信系統(tǒng)中進(jìn)行HARQ重傳合并。
[0021]本方法包括通過使用可變壓縮率c適應(yīng)性地壓縮軟值的步驟，所述設(shè)備通過使用所述可變壓縮率c對應(yīng)用于壓縮軟值。因此，可以以一種更有效的方式利用HARQ緩存提高接收器性能而無需額外的內(nèi)存成本。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一項實施例，在具有很少重傳的情況下，不壓縮存儲的傳輸塊，從而增加了接收器性能和用戶吞吐量。在具有很多重傳的情況下，壓縮存儲的傳輸塊以降低由最大傳輸塊大小、HARQ進(jìn)程數(shù)目以及每個壓縮軟值的位數(shù)所定義的內(nèi)存要求。
[0023]根據(jù)又一項實施例，可變壓縮率c取決于HARQ緩存的利用率。優(yōu)選地，如果利用率增加，則可變壓縮率c增加，和/或如果利用率降低，則可變壓縮率c降低。影響利用率U的因素包括例如HARQ重傳的數(shù)目、傳輸塊大小以及HARQ進(jìn)程數(shù)目。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，利用率可以定義為在HARQ緩存中使用的位數(shù)與HARQ緩存中的總位數(shù)的比率的利用率U。
[0025]可變壓縮率意味著需擁有至少兩個不同的壓縮率，即零比率和第一壓縮Cl。壓縮率，取決于應(yīng)用，可以或多或少是一種利用率u的連續(xù)函數(shù)或者是利用率u的離散函數(shù)。
[0026]如果壓縮率是HARQ緩存利用率的離散函數(shù)，使用一個或者多個HARQ緩存利用率閥值作為離散函數(shù)的輸入值，以使閥值的值增加，壓縮增加。在這種情況下，可以保證溢出不會發(fā)生，但是此種解決方案會增加頭空間，即，有些情況下沒有需要也會應(yīng)用壓縮。
[0027]發(fā)明人進(jìn)一步意識到所述閥值可以是滯后閥值。隨著滯后閥值增加，壓縮率應(yīng)增加；隨著滯后閥值降低，壓縮率應(yīng)降低。滯后閥值的使用防止壓縮率迅速轉(zhuǎn)換，從而迅速改變鏈路性能，這可能影響例如功率控制等鏈路性能自適應(yīng)算法。
[0028]此外，根據(jù)又一實施例，本發(fā)明進(jìn)一步包括解壓縮存儲的軟值以及之后如果HARQ緩存已滿或近滿，使用新壓縮率進(jìn)行壓縮的步驟。本實施例消除了 HARQ緩存中上述頭空間的需要，即，消除了 HARQ內(nèi)存的大小。但是，本實施例需要額外的計算功率。
[0029]本方法的替代額外步驟是如果HARQ緩存已滿或近滿，使用新壓縮率進(jìn)行重新壓縮。在這種情況下，通過覆蓋進(jìn)行存儲的軟值的截斷實現(xiàn)重新壓縮。在這種情況下，傳輸塊以無需重新壓縮、但是最低有效位的覆蓋是有可能的方式儲存。這消除了 HARQ緩存中上述頭空間的需要，即，消除了 HARQ內(nèi)存的大小，無需額外計算功率。
[0030]在這兩種情況下，要求新壓縮率比之前的壓縮率高，S卩，減少用于已存儲的軟值的位數(shù)為新軟值騰出內(nèi)存。
[0031]關(guān)于軟值壓縮的另一重要考慮事項是在HARQ緩存中分配HARQ進(jìn)程。分配可以是動態(tài)的或靜態(tài)的。使用靜態(tài)分配，在配置時間靜態(tài)分配內(nèi)存給HARQ進(jìn)程，只要配置有效，內(nèi)存不變。內(nèi)存分配僅在例如HARQ進(jìn)程數(shù)目和每個HARQ進(jìn)程的軟值數(shù)目的配置或重配置時改變，不取決于由于例如干擾噪聲水平等環(huán)境變化導(dǎo)致的重傳數(shù)目的變化。使用動態(tài)分配，當(dāng)在HARQ緩存中存儲傳輸塊的軟值時，為傳輸塊完成內(nèi)存分配，內(nèi)存分配取決于HARQ緩存的當(dāng)前利用率。
[0032]下文中討論本發(fā)明的不同示意性實現(xiàn)方案和示例。為進(jìn)一步闡述本發(fā)明，現(xiàn)有技術(shù)方法也在案例I和2中描述和示出。案例I至8假設(shè)接收器支持最多6個HARQ進(jìn)程及每個進(jìn)程最多43200個軟值的最大配置，導(dǎo)致共支持最多6x43200 = 259200個軟值。軟值可表示為6位，或者4位，如果壓縮的話?，F(xiàn)有技術(shù)在分別使用和不使用壓縮的案例I和2中示出。每個HARQ進(jìn)程使用固定分配，在后一種情況中，使用6到4位的固定壓縮。
[0033]以下案例3至6示出了靜態(tài)情況下的HARQ緩存分配。在案例3中，與現(xiàn)有技術(shù)中壓縮至4位相同，適應(yīng)性HARQ壓縮分配了相同數(shù)目的內(nèi)存，參見案例3。在極端案例中，所有的傳輸塊都進(jìn)行重傳，而且在HARQ緩存中存在每個傳輸塊的至少一個完整版本,所有軟值都壓縮至4位(HARQ緩存和案例2相同)并且性能等同于現(xiàn)有技術(shù)。案例4、5和6示出了具有每配置靜態(tài)分配的適應(yīng)性HARQ壓縮，其配置了有限數(shù)目的HARQ進(jìn)程或者每HARQ進(jìn)程有限數(shù)目的軟值。
[0034]在具有動態(tài)內(nèi)存分配的適應(yīng)性HARQ壓縮中，軟值的壓縮取決于總內(nèi)存的當(dāng)前利用率(注意:如果軟值的總數(shù)為最大值172800，則不應(yīng)用壓縮)。以下示例中假設(shè)有6個HARQ進(jìn)程，每個進(jìn)程擁有43200個軟值。在正常用例中，并非所有傳輸塊都存儲在內(nèi)存中，即，第一次傳輸后的錯誤率小于100%，僅在需要時應(yīng)用壓縮。只要最多67%的軟值需存儲在HARQ緩存中，參見案例7，S卩，大約最多67%的傳輸塊需要重傳，則無需壓縮。如果需要存儲更多的軟值，則應(yīng)用壓縮，即，當(dāng)需要存儲83%的軟值時，無壓縮時存儲86400個軟值，有壓縮時存儲129600個軟值，參見案例8。
[0035]使用適應(yīng)性HARQ壓縮時，鏈路性能等同于當(dāng)67%的軟值需存儲在HARQ緩存中無壓縮時的現(xiàn)有技術(shù)，優(yōu)于需存儲少于100%的軟值的現(xiàn)有技術(shù)。在需存儲100%的軟值的極端案例中，鏈路性能等同具有壓縮的現(xiàn)有技術(shù)。在本示例中，HARQ緩存大小等于具有壓縮的現(xiàn)有技術(shù)。但是，極端案例中內(nèi)存大小和鏈路性能的權(quán)衡是有可能的。
[0036]案例9至11所示為針對壓縮率的適應(yīng)的不同策略。所有案例中使用如下配置:6位軟值可壓縮至4位；HARQ內(nèi)存為48位，S卩，可存儲8x6位軟值或者12x4位軟值或者(6x6+3x4,4x6+6x4, 2x6+9x4)組合。
[0037]案例1(如圖1所示)
[0038]現(xiàn)有技術(shù)，無壓縮的固定分配:具有6個HARQ進(jìn)程的HARQ緩存，每個進(jìn)程具有43200個軟值，無壓縮，總共6x43200x6位=1555200位。
[0039]案例2 (如圖2所示)
[0040]現(xiàn)有技術(shù)，固定壓縮至4位的固定分配:具有6個HARQ進(jìn)程的HARQ緩存，每個進(jìn)程具有43200個軟值，有壓縮，總共6x43200x4位=1036800位。
[0041]案例3 (如圖3所示)
[0042]使用具有適應(yīng)性壓縮的靈活分配的適應(yīng)性HARQ壓縮。配置決定了壓縮率。
[0043]案例4 (如圖4所示)
[0044]適應(yīng)性HARQ壓縮。用例:4個HARQ進(jìn)程，每個進(jìn)程具有43200個軟值。無需壓縮，使用每軟值6位。由于不使用壓縮，因此鏈路性能等同于無壓縮的現(xiàn)有技術(shù)。
[0045]案例5 (如圖5所示)
[0046]適應(yīng)性HARQ壓縮。用例:6個HARQ進(jìn)程，每個進(jìn)程具有28800個軟值。無需壓縮，使用每軟值6位。由于不使用壓縮，因此鏈路性能等同于無壓縮的現(xiàn)有技術(shù)。
[0047]案例6 (如圖6所示)
[0048]適應(yīng)性HARQ壓縮。用例:5個HARQ進(jìn)程，每個進(jìn)程具有43200個軟值。5個進(jìn)程中有3個進(jìn)程需要壓縮。由于進(jìn)程中有兩個進(jìn)程的軟值未使用壓縮，鏈路性能優(yōu)于具有固定壓縮的現(xiàn)有技術(shù)(壓縮所有軟值)。
[0049]案例7 (如圖7所示)
[0050]具有動態(tài)分配的適應(yīng)性HARQ壓縮。只要內(nèi)存中存儲少于172800個軟值，不應(yīng)用壓縮，鏈路性能等同于無壓縮的現(xiàn)有技術(shù)。
[0051]案例8 (如圖8所示)
[0052]具有動態(tài)分配的適應(yīng)性HARQ壓縮；內(nèi)存中存儲21600個軟值，這需要壓縮129600個軟值。未對86400個軟值應(yīng)用壓縮，這導(dǎo)致比具有壓縮的現(xiàn)有技術(shù)擁有更好的性能。
[0053]案例9 (如圖9所示)
[0054]案例9描述了使用HARQ內(nèi)存利用率閥值的壓縮率的適應(yīng)性。使用一個閥值，并設(shè)置為50 %，S卩，軟值存儲為6位軟值，而內(nèi)存利用率少于50 %。當(dāng)內(nèi)存充滿50 %時，S卩，存儲4x6位軟值，待存儲的軟值壓縮至4位。
[0055]1.在最左邊的附圖中，應(yīng)用壓縮到SV(4)及以下軟值，內(nèi)存填充IOSV及4x6位+6x4 位=48 位。
[0056]2.下一步驟中，參見中間的附圖，讀取SV(O)和SV(1)，由于內(nèi)存填充級別超過50%, SV(IO) M SV(12)存儲為壓縮軟值。
[0057]3.在最后的步驟中，參見最右邊的附圖，讀取SV(2)值SV(7)，由于內(nèi)存填充級別低于50%，SV(13)存儲為6位軟值。[0058]案例10(如圖10所示)
[0059]案例10描述了解壓存儲的軟值以及隨后使用新壓縮率進(jìn)行壓縮的步驟。
[0060]1.在最左邊的附圖中，不應(yīng)用壓縮直到內(nèi)存已滿，即，存儲8x6位軟值。
[0061]2.當(dāng)存儲SV⑶時，SV (6)和SV (7)被讀取，壓縮至4位，并存儲以使SV⑶所需位可用，參見中間的附圖。
[0062]3.SV (9)、SV (4)和SV (5)的必要的變更被讀取，壓縮至4位，并存儲，參見最右邊的附圖。
[0063]案例11 (如圖11所示)
[0064]案例11描述了通過覆蓋進(jìn)行存儲的軟值的截斷步驟。定義:SV(x，z)=軟值X，位Z0壓縮方法是最低有效位(LSB)的截斷，即截斷SV(x，0)和SV(x，l)。
[0065]1.不應(yīng)用壓縮直到內(nèi)存已滿，即，存儲8x6位軟值，參見最左邊的附圖。
[0066]2.當(dāng)存儲SV⑶時，應(yīng)用壓縮至4位，覆蓋SV(6，0到1)和SV(7，0到1)，即截斷/壓縮SV (6)和SV (7)，參見中間的附圖。
[0067]3.SV (9)、SV (4)和SV (5)的必要的變更被覆蓋/截斷/壓縮，參見最右邊的附圖。
[0068]此外，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員理解到，根據(jù)本發(fā)明的任何方法也可以在計算機程序中實施，所述計算機 程序具有代碼單元，當(dāng)處理單元運行這種代碼單元時，致使處理單元執(zhí)行所述方法的步驟。計算機程序包含于計算機程序產(chǎn)品的計算機可讀媒介中。計算機可讀媒質(zhì)本質(zhì)上上可由任何存儲器組成，例如R0M(只讀存儲器)、PROM(可編程只讀存儲器)、EPROM(可擦除PR0M)、閃存存儲器、EEPROM(電可擦PR0M)或硬盤驅(qū)動器。
[0069]如上所述，本發(fā)明還涉及具有存儲器單元、處理單元、接收單元等必要單元的接收器設(shè)備。所述設(shè)備優(yōu)選包括在基站、基站控制器或者移動臺中或者為基站、基站控制器或者移動臺的一部分。無線通信系統(tǒng)可以為任意合適類型，例如，所有使用EGPRS、UMTS、LTE、LTEAdvanced 及 CDMA2000 等 HARQ 進(jìn)程的 3GPP 系統(tǒng)。
[0070]最后，應(yīng)了解，本發(fā)明并不局限于上述實施例，而是同時涉及且并入所附獨立權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的所有實施例。
【權(quán)利要求】
1.接收器中壓縮軟值的方法，所述接收器包括至少一個HARQ緩存，所述HARQ緩存用于存儲軟值的位表示，所述存儲軟值的位表示用于在無線通信系統(tǒng)中進(jìn)行HARQ重傳合并，所述方法，其特征在于，包括以下步驟:通過使用可變壓縮率c適應(yīng)性地壓縮軟值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述可變壓縮率c取決于所述接收器的HARQ進(jìn)程的配置數(shù)目以及每個HARQ進(jìn)程的軟值數(shù)目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述可變壓縮率c取決于所述HARQ緩存的利用率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所 述的方法，其特征在于，如果所述利用率增加，所述可變壓縮率c增加。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，如果所述利用率降低，所述可變壓縮率c降低。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用率定義為在所述HARQ緩存中使用的位數(shù)與在所述至少一個HARQ緩存中的總位數(shù)的比率的利用率U。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述可變壓縮率c是所述利用率的離散函數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述可變壓縮率c是一個或多個HARQ緩存利用率閥值的離散函數(shù)，因此隨著所述至少一個HARQ緩存利用率閥值的值增加，所述可變壓縮率c增加。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述一個或多個HARQ緩存利用率閥值是滯后閥值，因此隨著所述滯后閥值的值增加，所述可變壓縮率c增加，隨著所述滯后閥值的值降低，所述可變壓縮率c降低。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括以下步驟: 解壓縮存儲的軟值以及之后如果所述至少一個HARQ緩存已滿或近滿，使用新壓縮率進(jìn)行壓縮。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括以下步驟: 如果所述至少一個HARQ緩存已滿或近滿，使用新壓縮率進(jìn)行重新壓縮，其中所述重新壓縮通過覆蓋截斷來實現(xiàn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述新壓縮率高于先前壓縮率。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述無線通信系統(tǒng)采用多個HARQ進(jìn)程，所述多個HARQ進(jìn)程在所述至少一個HARQ緩存中動態(tài)分配。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述無線通信系統(tǒng)是3GPP系統(tǒng)，優(yōu)選地，EGPRS、UMTS、LTE、LTE Advanced、CDMA2000，所述接收器包含在例如 NodeB、eNodeB 等基站、中繼節(jié)點、例如用戶設(shè)備等移動臺。
15.計算機程序，其特征在于，包括:編碼單元，所述編碼單元由處理單元運行時，使所述處理單元執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一權(quán)利要求所述的方法。計算機可讀媒介所述計算機可讀媒介中計算機程序
16.一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機可讀媒介以及根據(jù)權(quán)利要求15所述的計算機程序，其特征在于，所述計算機程序包括在所述計算機可讀媒介中，并且由包括以下項的組中的一項或多項組成=ROM (只讀存儲器)、PROM (可編程ROM)、EPROM (可擦除PROM)、閃存、EEPROM (電EPROM)以及硬盤驅(qū)動器。
17.至少一個HARQ緩存的接收器設(shè)備，所述HARQ緩存用于存儲軟值的位表示，所述存儲軟值的位表示用于在無線通信系統(tǒng)中進(jìn)行HARQ重傳合并，其特征在于，用于通過使用可變壓縮率c適應(yīng)性地壓 縮軟值。
【文檔編號】H04L1/18GK103999395SQ201280034181
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月6日
【發(fā)明者】雅各布·辛格沃 申請人:華為技術(shù)有限公司