CN100423467C - 用于降低每个软比特的比特数的方法和装置及其系统 - Google Patents

Abstract

一种在瑞克接收机与信道解码器之间的通信接收数据路径内的至少两个数据传送级上降低数据比特数的方法与装置。该方法和装置通过瑞克接收机和信道解码器之间的通信接收数据路径，接收多个软比特，其中每个软比特具有第一数量的比特；将所述软比特聚集到多个第一组中；对所述多个第一组中每一组内的软比特执行第一级的标准化与量化，以便减少所述第一组内的软比特中每个软比特内的比特数；将所述多个第一组聚集到第二组中；对所述第二组内的软比特执行第二级的标准化与量化，以便进一步减少所述第二组内的软比特中每个软比特内的比特数。

Description

用于降低每个软比特的比特数的方法和装置及其系统

技术领域

本发明涉及数据传送及接收领域。

背景技术

码分多址(CDMA)或者宽带CDMA(WBCDMA)接收机可以包括一个瑞克接收机，该瑞克接收机可以包括多个被称为耙指的接收单元，其用于解扩接收信号。瑞克合成器可以从该耙指接收数据或者信息以形成软比特，然后该软比特可以被存储在存储器中用于处理。

在瑞克合成器的后面，在接收路径中信息的传送可以包括处理比特。沿着在WBCDMA系统中的接收数据路径，例如，可以实施不同的处理技术。例如，传送的数据可以被一个或多个交错器重新排序为随机顺序。因此，在该接收路径中的一个点上，该接收数据可以被使用一个或多个去交错器重新排序为正确的、原始顺序。可以形成数据帧和块，并且数据可以通过不同的处理技术处理，诸如而不局限于信道解码。

在瑞克合成器上与数据(软比特)有关的比特数可以是一个大数n。在不同的处理过程期间，对于数据精度和动态范围可能需要大量的比特。但是，例如，就数据管理、存储装置和处理硬件和软件而言，处理大量的比特可能是昂贵的和耗时的。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种接收和传送数据的方法，包括：通过瑞克接收机和信道解码器之间的通信接收数据路径，接收多个软比特，其中每个软比特具有第一数量的比特；将所述软比特聚集到多个第一组中；对所述多个第一组中每一组内的软比特执行第一级的标准化与量化，以便减少所述软比特中每个软比特内的比特数；将所述多个第一组聚集到第二组中；对所述第二组内的软比特执行第二级的标准化与量化，以便进一步减少所述软比特中每个软比特内的比特数。

根据本发明的第二方面，提供一种用于处理通信接收数据路径中的数据的装置，该装置包括：处理器，连接到瑞克接收机和信道解码器之间的所述通信接收数据路径以接收软比特；将所述软比特聚集到多个第一组中；对所述多个第一组中每一组内的软比特执行第一级的标准化与量化，以便减少所述软比特中每个软比特内的比特数；将所述多个第一组聚集到第二组中；对所述第二组内的软比特执行第二级的标准化与量化，以便进一步减少所述软比特中每个软比特内的比特数。

根据本发明的第三方面，提供一种通信系统，包括：包括瑞克接收机和信道解码器的通信接收数据路径；处理器，接收软比特；将所述软比特聚集到多个第一组中；对所述多个第一组中每一组内的软比特执行第一级的标准化与量化，以便减少所述软比特中每个软比特内的比特数；将所述多个第一组聚集到第二组中，对所述第二组内的软比特执行第二级的标准化与量化，以便进一步减少所述软比特中每个软比特内的比特数；和闪速存储器，连接到所述处理器，以存储可由所述处理器执行的一个或多个指令。

附图说明

作为本发明的主题在该说明书的结论部分中显著地指出和清楚地主张。但是，当借助于伴随的附图阅读的时候，通过参考下面的详细说明，本发明作为结构和操作方法两者，连同在其中的目的、特点和优点一起可以更好地理解，其中：

图1是按照本发明的一个实施例，用于在通信接收数据路径中，在一个或多个数据传送级上降低数据比特数的方法的简化的流程图；

图2是按照本发明的一个实施例，随着通信接收数据路径使用的图1的方法例子的简化的流程图，该通信接收数据路径可以包括时隙(slot)、帧和码组(code block)；

图3是按照本发明的一个实施例的装置的简化方框图，其中对应于图2示范的实施例，数据的比特被在通信接收数据路径中在不同的数据传送级上降低；和

图4是按照本发明的一个实施例的通信系统的简化方框图，其中数据的比特被在通信接收数据路径中在不同的数据传送级上降低。

应该理解，为简单和清楚说明起见，在附图中示出的单元不一定按比例绘制。例如，为了清楚，某些单元的尺寸可以相对于其他的单元被放大。此外，这里适当地设想，在该附图之中参考数字可以被重复去表示相应或者相似的单元。

具体实施方式

在下文的详细说明中，许多的特定细节被阐述，以便提供对本发明的彻底的了解。但是，那些本领域技术人员将明白，无需这些细节可以实践本发明。在其他的例子中，公知的方法、步骤、组成部分和电路没有详细描述，以更加突出本发明的内容。

随后详细说明的某些部分依据对在计算机存储器内部的数据比特或者二元的数字信号的算法和运算的符号表示来表示。这些算法的描述和表示可以是由那些数据处理领域的技术人员使用的技术，以传达他们的工作实质给其他的本领域技术人员。

现在参考图4，其举例说明按照本发明一个实施例的通信系统60。通信系统60可以包括经由无线链路69可彼此通信的基站70和移动站71，该通信按照相互的协议，诸如而不局限于码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)或者CDMA2000。移动站71可以包括处理器61，适合于降低在通信接收数据路径62中，在一个或多个级上数据比特数。在下文中将描述用于降低数据比特数的方法例子，其中方法可以由处理器61执行。存储介质59可以被提供用于存储指令，存储介质59诸如而不局限于，易失的或者非易失性存储器阵列，例如，闪速存储器、只读存储器(ROM)，或者电可擦只读存储器(EEPROM)，该存储指令能使处理器61降低在通信接收数据路径62中的数据比特数。

以下的描述是对于包括基站70和移动站71的通信系统的例子进行的，这里移动站71包括存储介质59、处理器61和通信数据路径62，并且处理器61执行按照本发明的某些实施例的方法。但是，应该理解，本发明的某些实施例是同等地可适用于包括移动站和基站的通信系统，这里该基站是包括存储介质59、处理器61和通信数据路径62的基站。

通信接收数据路径62没有限制，可以包括在瑞克接收机63和信道解码器64之间的数据路径。数据可以沿着通信接收数据路径62被聚集为不同尺寸的组。例如，从一个或多个瑞克合成器66输出的数据可以被聚集为一个或多个时隙65。来自一个或多个时隙65的数据可以被聚集为一个或多个帧67。来自一个或多个帧67的数据可以被聚集为一个或多个码组68。该组数据的尺寸可以从一个级提高到后续的级。例如，码组68的尺寸可以大于帧67的尺寸，并且帧67的尺寸可以大于时隙65的尺寸。

处理器61可以包括与通信接收数据路径62的任何一个组成部分通信的独立的单元。做为选择，处理器61可以在其中包括通信接收数据路径62的某些或者所有的组成部分。仍然做为选择，通信接收数据路径62的任何一个组成部分可以在其中包括处理器61的一部分或者全部。

现在参考图1，其举例说明按照本发明的一个实施例，用于降低在通信接收数据路径中，在一个或多个数据传送级上数据比特(也称为软比特)的数量的方法。该方法可以由图4的系统60执行。数据比特(软比特)的数量可以被例如在通信接收数据路径(例如，在图4的瑞克接收机63和信道解码器64之间)在数据传送(例如，接收)的一个、两个或更多个级上降低，如在图1中的参考数字100表示的。该方法可以降低从一个或多个瑞克合成器66传送给一个或多个时隙66、和/或传送给一个或多个帧67、和/或传送给一个或多个码组68(参考数字101)的比特数。因此，该方法可以包括在通信接收数据路径中的一个或者两个或更多个数据传送级上，聚集数据比特为数据组，其中该数据组尺寸从一个级到后续的级(例如，从时隙到帧到码组)增加，并且降低在通信接收数据路径中以一个或多个数据传送级的数据比特数。

该降低可以包括对一个或多个数据传送级的比特执行标准化和/或量化(参考数字102)。如将参考图2更详细地描述的，降低比特数的方法可以包括计算比例因子(参考数字103)，和还可以包括计算校正比例因子(参考数字104)。该校正比例因子可以包括数据传送的当前的级的比例因子除以与数据传送接收的前级有关的一个或多个比例因子。然后，该数据传送级的比特可以每一时隙乘以该校正比例因子(参考数字105)。在当前级中的数据可以不必全部都乘以相同的校正比例因子。然后，那些比特可以被量化(在数量方面降低)，使得在特定的数据传送级中比数据传送的前级有更少的比特(参考数字106)。

现在参考图2，其举例说明一个图1的方法的例子，其可以被在按照本发明的实施例的图4中示出的通信接收数据路径62中执行。图3是一个通信接收数据路径62的单元和处理器61的单元简化的方框图，以包括降低在通信接收数据路径62中，在数据传送的一个或多个级上的数据比特数。

从瑞克合成器或者多个合成器66(图2的参考数字200)的输出中可以采集时隙65(图4)。在该瑞克合成器66的软比特中的比特的数目例如可以是16，虽然本发明不局限于这个值。

在第一级中，该时隙65可以被标准化和/或量化(参考数字201)。在下文中进一步更详细地描述标准化方法的例子和计算比例因子的方法。

该时隙软比特的标准化没有限制地可以包括计算时隙比例因子，该时隙软比特乘以该时隙比例因子，继之以将这些软比特量化为比瑞克合成器的比特更少的比特数。在这些时隙的软比特中的比特的数目例如可以是8，虽然本发明不局限于这个值。

如图3所示，该通信系统例如可以包括M个信道，并且对于每个信道，在时隙中的比特的数目可以被如上所述降低。在该时隙中的数据可以被链接和传送给帧(在图3中的参考数字20)。

再次参考图2，在降低比特数的第二级中，该帧可以被标准化和/或量化(参考数字202)。帧比例因子可以从时隙比例因子(从这些时隙的输入均方根(RMS)值中计算)中计算。然后，时隙校正比例因子可以对于合成该帧的一个或多个时隙计算。例如，该时隙校正比例因子可以通过该帧比例因子除以该时隙比例因子而计算。然后，在该帧中的软比特可以乘以该特定的时隙的时隙校正比例因子。换句话说，在该帧中的软比特可以被连接到其来自的时隙，并且乘以那个时隙的时隙校正比例因子。然后，该帧的软比特可以被量化比时隙的比特更少的比特数。在这些帧的软比特中的比特的数目例如可以是5，虽然本发明不局限于这个值。

如图3所示，在帧标准化和量化之后，该数据可以被去交错，其中比特的顺序可以被改变(参考数字22)。这可以继之以各种各样的处理过程，诸如而不局限于，物理信道级联24、删除DTX(不连续传输)指示比特26和信道多路分解28。因而对于各信道，可能有进一步的处理过程，诸如而不局限于，射频帧采集30、去交错32，其中该比特的顺序可以被改变，和删除DTX指示比特34。然后，该数据可以被传送给码组(参考数字36)。

再次参考图2，在降低比特数的第三级中，该码组可以被标准化和/或量化(参考数字203)。码组比例因子可以从该帧比例因子(例如，从该帧RMS中计算)中计算。然后，帧校正比例因子可以对于在码组中的一个或多个帧计算。例如，该帧校正比例因子可以通过该码组比例因子除以一个或多个该帧比例因子而计算。然后，在码组中的该软比特可以乘以该特定的帧的帧校正比例因子，其中该软比特可以乘以来自其自己的帧的该校正比例因子。可以以循环顺序采用该帧校正比例因子，同时它们乘以该码组软比特。然后，该码组的软比特可以被量化为比这些帧的比特更少或者相等的很多的比特数。来自不同的帧的软比特可以被以相同的参考电平设置。

然后，该码组的比特可以进一步经受处理，如图3所示。该处理没有限制可以包括反向速率匹配38、信道解码40(在图2中的参考数字204)、跟踪块分隔和/或码组分段42和CRC(循环冗余校验)44。

借助于本发明，例如在一个字内存储两个或者三个以上的软比特，虽然本发明不局限于这个值。

可以使用不同的标准化方法去实现本发明。以下是一些说明性的例子，但是本发明不局限于这些例子。

该标准化可以被分成计算比例因子和对输入的软比特标准化。该比例因子可以从输入软比特和从先前级的比例因子而计算。

可以如下执行从该输入数据比特中计算比例因子：

$\mathrm{Input}\_\mathrm{RMS}=\sqrt{\frac{\underset{i=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left(\mathrm{InputSB}\right[i\left]\right)}^2}{N};}$

N是在该输入中软比特的数目。

$\text{scaling\_factor=}\frac{\mathrm{Desired}\_\mathrm{RMS}}{\mathrm{Input}\_\mathrm{RMS}};$ 想要的RMS可以是恒定的，例如，0.5。

这个计算可以在上文中提到的时隙标准化中进行。

从先前的级中计算比例因子可以通过使用如下的最大/最小算法进行：

第一遍： $\mathrm{Input}\_\mathrm{RMS}=\sqrt{\frac{\mathrm{\ΣRMS}\_{\mathrm{In}\left[k\right]}^2}{M}};$

M是来自先前的级的各单元的数目(例如，在帧标准化和量化级中在一个帧中时隙的数目，或者在码组标准化和量化级中TTI(传输时间间隔)的数目)。

RMS In[k]是在帧标准化和量化级中的k时隙的输入RMS，或者在码组标准化和量化级中的k帧。

$\mathrm{MaxRMS}=\max \left(\underset{k\∈\{0,...,M-1\}}{\mathrm{RMS}\_\mathrm{In}\left[k\right]}\right);\mathrm{MinRMS}=\min \left(\underset{k\∈\{0,...,M-1\}}{\mathrm{RMS}\_\mathrm{In}\left[k\right]}\right);$

如果 $(\frac{\mathrm{MaxRMS}}{\mathrm{MinRMS}}>\mathrm{Max}2\min \mathrm{Ratio})$

第二遍：

$\mathrm{Input}\_\mathrm{RMS}=\sqrt{\frac{\mathrm{\ΣRMS}\_{\mathrm{In}\left[k\right]}^2}{L}};$

对于每个k，使得RMS_In[k]＜Input_RMS*Threshold；

L是用于该等式成立的k的数目。

阈值可以是恒定的，例如是1.3。该阈值可用于乘在第一遍中计算的输入RMS。

Max2MmRatio可以是恒定的，例如是7。

可以从第二遍，或者如果不执行第二遍从第一遍达到这个计算点。

$\mathrm{scaling}\_\mathrm{factor}=\frac{\mathrm{Desired}\_\mathrm{RMS}}{\mathrm{Input}\_\mathrm{RMS}}$

$\mathrm{Correct}\_\mathrm{scaling}\_\mathrm{factor}\left[k\right]=\frac{\mathrm{scaling}\_\mathrm{factor}}{\mathrm{SF}\left[k\right]}\∀k\∈\{0,...,M-1\};$

SF[k]是在帧标准化和量化级中的k时隙，或者在码组标准化和量化级中的k帧的比例因子。

在该帧标准化中可以执行第二遍。在该码组标准化中，这个算法可以无需执行第二遍。

在最大/最小算法中第二遍的一个目的可以是检测一种情况，这里在强大的软比特和软弱的软比特之间可能有很大的差别。这可以对软弱的软比特给出更大的加权。这可以在帧标准化和量化级中进行，同时采用该时隙的RMS作为在该时隙中该软比特的平均强度测量数据。

这个标准化可以包括以下：

时隙标准化：

NormalizedSB[i]＝InputSB[i]*scaling_factor；

i∈{0，...，N-1}。

帧标准化：

For(j＝0；j＜SlotsInFrame；j++)

For(1＝0；1＜SBinSlot；1++)

NormalizedSB[j，l]＝InputSB[j，l]*correcting_scaling_factor[j]

在第二去交错器(在图3中的参考数字22)之前，该时隙可以在该帧中以连续的顺序布置。

该码组标准化可以包括以下：

J＝0

For(1＝0；1＜SBinCodeBlock；1++)

     NormalizedSB[l]＝InputSB[l]*correcting_scaling_factor[j]

     j＝(j+1)modTTI

在第一去交错器(在图3中的参考数字32)之后，在码组帧中的各帧可以被混合。该顺序可以是，第一软比特可以来自帧#_0，第二软比特可以来自帧#_1，第三软比特可以来自帧#_2等等。该帧的顺序可以包括在第一去交错器中的内部列置换模式。

标准化和量化流程的概述可以是如下：

时隙： ${\mathrm{RMS}}_{\mathrm{slot}}\left[k\right]=\sqrt{\frac{\mathrm{\Σ}{\mathrm{SB}\left[j\right]}^2}{N}}$ ${\mathrm{SF}}_{\mathrm{slot}}\left[k\right]=\frac{\mathrm{Desired}\_{\mathrm{RMS}}_{\mathrm{slot}}}{{\mathrm{RMS}}_{\mathrm{slot}}\left[k\right]}$

帧： ${\mathrm{RMS}}_{\mathrm{Frame}}\left[l\right]=\sqrt{\frac{\underset{k}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{RM}{S}_{\mathrm{slot}}{\left[k\right]}^2}{M}}$ 计算可以使用二遍(第一遍和第二遍)。M是适合于RMS_slot[k]＜RMS_Frame[l]*Threshold的时隙的数目，这里RMS_Frame[l]被在第一遍中计算。

${\mathrm{SF}}_{\mathrm{frame}}\left[l\right]=\frac{\mathrm{Desired}\_{\mathrm{RMS}}_{\mathrm{Frame}}}{{\mathrm{RMS}}_{\mathrm{Frame}}\left[l\right]}$

$\mathrm{Correcting}{\mathrm{SF}}_{\mathrm{slot}}\left[k\right]=\frac{{\mathrm{SF}}_{\mathrm{frame}\left[l\right]}}{{\mathrm{SF}}_{\mathrm{slot}}\left[k\right]}$

码组：

${\mathrm{RMS}}_{\mathrm{CodeBlock}}=\sqrt{\frac{\underset{l}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{RM}{S}_{\mathrm{Frame}}{\left[l\right]}^2}{\mathrm{TTI}}}$

${\mathrm{SF}}_{\mathrm{CodeBlock}}=\frac{\mathrm{Desired}\_{\mathrm{RMS}}_{\mathrm{CodeBlock}}}{{\mathrm{RMS}}_{\mathrm{CodeBlock}}}$

$\mathrm{Correcting}{\mathrm{SF}}_{\mathrm{Frame}}\left[l\right]=\frac{{\mathrm{SF}}_{\mathrm{CodeBlock}}}{{\mathrm{SF}}_{\mathrm{Frame}}\left[l\right]}$

不同的量化方法可用于实现本发明。以下是一些说明性的例子，但是本发明不局限于这些例子。

该量化可以使用量化电平执行，其包括包含零的不对称的均衡的序列。例如，用于3比特的量化电平可以是{-4，-3，-2，-1，0，1，2，3}。该量化限制可以包括以下：

NumOfLevels＝2^{NumOfQuanBits}

$\mathrm{QuanStep}=\frac{2}{\mathrm{NumOfLevels}}$

QuanLimits[k]＝-1+(k+0.5)*QuanStep

在3比特的例子中，该量化限制可以是：{-0.875，-0.625，-0.375，-0.125，0.125，0.375，0.625，0.875}。

量化可以以下面的方法进行：

该量化电平k QuanLevel[k]可以对于标准化的比特j NormBit[j]采用，如果：

(NormBit[j]＜QuanLimit[k])和(NormBit[j]＞QuanLimit[k-1])，带有例外

如果NormBit[j]＜QuanLimit[1]，可以采用QuanLevel[1]，和

如果NormBit[j]＞QuanLimit[NumOfLevels-1]，可以采用QuanLevel[NumOfLevels]。

在时隙量化中该量化可以包括降低为8比特，在帧量化中该量化可以包括降低为5比特，以及在该组码量化中该量化可以包括降低为5比特，本发明不局限于这些值。

虽然在此处已经举例说明和描述了本发明的某些特点，对于那些本领域普通的技术人员来说，现在将想到许多的改进、替换、改变以及等效。因此，应该理解，所附的权利要求意欲覆盖作为落在本发明真实的精神之内的所有这样的修改和改变。

Claims (18)

1. 一种接收和传送数据的方法，包括：

通过瑞克接收机和信道解码器之间的通信接收数据路径，接收多个软比特，其中每个软比特具有第一数量的比特；

将所述软比特聚集到多个第一组中；

对所述多个第一组中每一组内的软比特执行第一级的标准化与量化，以便减少所述第一组内的软比特中每个软比特内的比特数；

将所述多个第一组聚集到第二组中；

对所述第二组内的软比特执行第二级的标准化与量化，以便进一步减少所述第二组内的软比特中每个软比特内的比特数。

2. 根据权利要求1的方法，进一步包括：

将多个第二组聚集到第三组中；

对所述第三组内的软比特执行第三级的标准化与量化。

3. 根据权利要求1的方法，其中将所述多个第一组聚集到第二组中包括将多个时隙聚集到帧中。

4. 根据权利要求2的方法，其中将多个第二组聚集到第三组中包括将多个帧聚集到码组中。

5. 根据权利要求1的方法，其中执行第一级的标准化包括计算第一比例因子，该第一比例因子与所述第一组内的软比特的均方根相关。

6. 根据权利要求5的方法，其中执行第二级的标准化包括计算第二比例因子，该第二比例因子与所述第一比例因子相关。

7. 根据权利要求6的方法，其中执行第三级的标准化包括计算第三比例因子，该第三比例因子与所述第二比例因子相关。

8. 根据权利要求6的方法，其中执行第二级的标准化包括计算一个校正比例因子，该校正比例因子与所述第二比例因子相关。

9. 根据权利要求8的方法，其中计算所述校正比例因子包括将所述第二比例因子除以所述第一比例因子。

10. 根据权利要求8的方法，进一步包括：将所述第二组内的一个或多个软比特乘以所述校正比例因子。

11. 根据权利要求1的方法，其中所述执行量化包括量化所述第一组或第二组内的每个所述软比特中的比特，使得在第二级之后每个软比特中的比特数比第一级之后的每个软比特中比特数少。

12. 根据权利要求6的方法，其中所述执行第二级标准化包括：通过根据所述第二组内的所述软比特的均方根计算所述第二比例因子，标准化所述第二级的软比特。

13. 根据权利要求1的方法，其中将所述多个第一组聚集到所述第二组的步骤包括：将所述第一组内的数据链接到所述第二组中。

14. 根据权利要求2的方法，其中在所述将多个第二组聚集到第三组中的步骤之前，所述方法还包括：对所述第二组中的数据进行去交错。

15. 一种用于处理通信接收数据路径中的数据的装置，该装置包括：

处理器，连接到瑞克接收机和信道解码器之间的所述通信接收数据路径以接收软比特；将所述软比特聚集到多个第一组中；对所述多个第一组中每一组内的软比特执行第一级的标准化与量化，以便减少所述第一组内的软比特中每个软比特内的比特数；

将所述多个第一组聚集到第二组中；对所述第二组内的软比特执行第二级的标准化与量化，以便进一步减少所述第二组内的所述软比特中每个软比特内的比特数。

16. 根据权利要求15的装置，其中所述处理器将多个第二组聚集到第三组中并且对所述第三组内的软比特执行第三级的标准化与量化。

17. 一种通信系统，包括：

包括瑞克接收机和信道解码器的通信接收数据路径；

处理器，接收软比特；将所述软比特聚集到多个第一组中；对所述多个第一组中每一组内的软比特执行第一级的标准化与量化，以便减少所述第一组内的软比特中每个软比特内的比特数；将所述多个第一组聚集到第二组中，对所述第二组内的软比特执行第二级的标准化与量化，以便进一步减少所述第二组内的软比特中每个软比特内的比特数；；和

闪速存储器，连接到所述处理器，以存储可由所述处理器执行的一个或多个指令。

18. 根据权利要求17的系统，其中所述处理器将多个第二组聚集到第三组中并且对所述第三组内的软比特执行第三级的标准化与量化。

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