CN100449982C - Td-scdma系统hsdpa混合自动重传的软比特合并方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种TD-SCDMA系统中HSDPA的混合自动传重的软比特合并方法及装置，其采用基于SNR加权的软比特合并方法，判断软比特合并时所乘的加权系数，即根据SNR1和SNR2值的比较结果，当差值大于门限值时，不进行软比特合并，只输出SNR值大的那次传输数据，否则，对SNR值大的那次传输数据不变，另外一次传输数据与10^{0.1*(SNR1-SNR2)}(当SNR2＞SNR1)相乘；将判断得出的系数与传输的数据相乘；对与加权系数相乘后的数据进行相加合并，从而实现TD-SCDMA系统中HSDPA的混合自动传重的软比特合并。本发明有效地保证了混合自动重传的软比特合并性能，同时实现简单，且能够实现TD-SCDMA系统HSDPA中高速率数据传输的要求。

Description

TD-SCDMA系统HSDPA混合自动重传的软比特合并方法及装置

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别是第三代移动通信系统TD-SCDMA(时分同步码分多址)系统HSDPA混合自动重传的软比特合并方法及装置。

背景技术

为了适应多媒体服务对高速数据传输日益增长的需要，第三代移动通信合作项目组(3GPP)已经公布了一种新的高速数据传输技术，叫做高速下行分组接入技术(High Speed Downlink Packages Access，简称HSDPA)，其大大加强了下行链路传输的功能。HSDPA具有高速数据传输和大用户容量的特点，其通过实施若干快速而复杂的信道控制机制，包括物理层短帧、AMC(adaptive modulation and coding自适应编码调制)、快速混合自动重传技术(Hybrid-ARQ，简称HARQ)和快速调度技术，改善了最终用户使用数据下载服务的体验，缩短了连接与应答的时间。图1给出了HSDPA系统数据接收过程流程图。如图1所示，接收信号经物理信道映射、解交织、解速率匹配、译码后输出，其中解速率匹配包括第一次解速率匹配、软比特合并和第二次解速率匹配。终端通过混合自动重传机制快速请求基站重传某些数据块，以减轻链路层快速调整导致的数据错误带来的影响。终端在收到基站重传数据后，在进行解码时，结合前次传输的数据块以及重传的数据块，充分利用它们携带的相关信息，以提高译码性能，这称为软比特合并。通过软比特合并，在接收端将这些重发信息进行合并来获得分集接收，再进行译码，这样会大大加强系统性能。

目前，现有技术中采用SNR加权的二次传输的软比特合并过程如下：

$S_1=\frac{{10}^{0.1*\mathrm{SNR}1}}{{10}^{0.1*\mathrm{SNR}1}+{10}^{0.1*\mathrm{SNR}2}}{a}_1+\frac{{10}^{0.1*\mathrm{SNR}2}}{{10}^{0.1*\mathrm{SNR}1}+{10}^{0.1*\mathrm{SNR}2}}{b}_1$ 公式1

其中，SNR1(dB)表示第一次数据传输的SNR(Signal to Noise Ratio，信噪比)，SNR2(dB)表示第二次数据传输的SNR，a₁为第一次数据传输的第一个比特，b₁为第二次数据传输的第一个比特。

通过上述加权合并方法可以提高数据传输质量，但需对每次传输数据乘以一定的系数，计算量很大。

发明内容

本发明的目的是提供一种TD-SCDMA系统HSDPA混合自动重传的软比特合并方法及装置，其可以提高重传数据接收的正确度。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种TD-SCDMA系统HSDPA混合自动重传的软比特合并方法，其包括：

1)根据第一次数据传输的信噪比SNR1和第二次数据传输的信噪比SNR2的大小、以及两个信噪比的差值与一门限值的关系判断进行软比特合并的加权系数；

2)将两次传输数据的比特位分别与在第1)步中所确定的两次传输中各自的加权系数相乘；

3)将在步骤2)中所得到的两个结果进行相加合并。

根据本发明的另一方面，提供一种TD-SCDMA系统HSDPA混合自动重传的软比特合并装置，其包括：信噪比比较单元，其用于判断两次数据传输的信噪比的大小；软比特合并系数判定单元，其用于根据信噪比比较单元所判定的结果、以及两次数据传输的信噪比差值与一门限值的关系，判定两次传输数据相应的加权系数；软比特合并单元，其用于将两次传输数据与相应的加权系数相乘，然后相加合并。

本发明在HSDPA系统混合自动重传的软比特合并时进行SNR(信噪比)加权合并运算，使得软比特合并的实现更为简单灵活，提高运算效率和软比特合并的整体性能，在有效地保证系统性能的前提下，可以切实地提供高质量的数据传输，从而满足3G无线高速数据业务急剧增加的需要。

附图说明

图1给出了HSDPA数据接收流程图；

图2给出了本发明的软比特合并结构图；

图3给出了本发明的软比特合并的一个实施例结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明。

本发明提供的软比特合并方法，是采用以SNR(信噪比)为权值的加权合并进行TD-SCDMA系统HSDPA的混合自动重传的软比特合并。具体如下：

1.提出上述公式1中a1的系数，则公式1变换成：

$S_1=\frac{{10}^{0.1*\mathrm{SNR}1}}{{10}^{0.1*\mathrm{SNR}1}+{10}^{0.1*\mathrm{SNR}2}}(a_1+b_1*{10}^{0.1*(\mathrm{SNR}2-\mathrm{SNR}1)})$ 公式2

以上述公式2进行基于SNR加权的软比特合并，则不需要每次传输的数据都与SNR权值进行相乘，而只需其中一次传输的数据(b₁)与相应的系数10^{0.1*(SNR2-SNR1)}相乘。另外，由于软比特合并后可以通过归一化将系数 $\frac{{10}^{0.1*\mathrm{SNR}1}}{{10}^{0.1*\mathrm{SBNR}1}+{10}^{0.1*\mathrm{SNR}2}}$ 舍掉，这样，上述公式2得到的软比特合并结果可进一步简化为：

s₁＝a₁+b₁*10^{0.1*(SNR2-SNR1)}        公式3

利用公式3进行软比特合并，在保证了软比特合并性能的前提下，降低了运算量。

2.当SNR1＞SNR2，软比特合并过程如下：s₁＝a₁+b₁*10^{0.1*(SNR2-SNR1)}，当SNR1＜SNR2，软比特合并过程如下：s₁＝a₁*10^{0.1*(SNR1-SNR2)}+b₁。

3.通过仿真可知，SNR1和SNR2差值在一定的门限值以内需进行软比特合并，差值大于门限值再进行软比特合并对性能已经不会有提高，所以当两次数据传输的SNR差值大于门限值就不再进行软比特合并运算，而只输出SNR大的那次传输的数据，其中每个系统的门限值可通过仿真得到。

4.为了实现定点运算，对b₁的系数10^{0.1*(SNR2-SNR1)}进行量化。通过仿真可知，对系数10^{0.1*(SNR2-SNR1)}进行4比特量化是最合适的。

以上描述是关于两次数据传输的软比特合并，当对多次数据传输进行软比特合并时，都把前几次的合并结果作为一次传输的数据，与新传输来的数据作软比特合并，其中进行软比特合并时前几次合并结果的SNR值为前几次合并数据中SNR的最大值。

例如，第一次传输数据(a1，SNR1)与第二次传输数据(b1，SNR2)的软比特合并结果为：

m₁＝a₁+b₁*10^{0.1*(SNR2-SNR1)}

这里，假设SNR1＞SNR2。

当第三次传输数据(c1，SNR3)时，把前两次数据传输视为(m1，SNR1)，将(c1，SNR3)与(m1，SNR1)进行软比特合并，结果为：

当SNR3＜SNR1时，

n₁＝m₁+c₁*10^{0.1*(SNR3-SNR1)}

＝a₁+b₁*10^{0.1*(SNR2-SNR1)}+c₁*10^{0.1*(SNR3-SNR1)}    公式3

当SNR3＞SNR1时

n₁＝m₁*10^{0.1*(SNR1-SNR3)}+c₁

＝a₁*10^{0.1*(SNR1-SNR3)}+b₁*10^{0.1*(SNR2-SNR3)}+c₁    公式4

以上是以第一次传输数据和第二次传输数据中的第一个比特进行软比特合并为例进行说明的。同理，第一次传输数据和第二次传输数据中的其它位置的比特也是这样对应进行软比特合并的，即第一次传输数据的第i个比特与第二次传输数据的第i个比特进行软比特合并。

如图1所示，软比特合并在数据接收时的解速率匹配中的第二次解速率匹配和第一次解速率匹配之间，原始数据与重传的数据在此进行软比特合并，而后进入第一次解速率匹配和数据译码。

图2给出了本发明的软比特合并流程图。如图2所示，该软比特合并过程包括：

1.根据两次数据传输的信噪比和两个信噪比的差值与门限值的关系判断进行软比特合并的系数。这里假设第一次数据传输的信噪比为SNR1，第二数据传输的信噪比为SNR2。

1)当SNR1＞＝SNR2时，

当(SNR1-SNR2)＞门限值时，第一次数据传输的第i个比特的系数为1；第二次数据传输的第i个比特的系数为0；

当(SNR1-SNR2)＜＝门限值时，第一次数据传输的第i个比特的系数为1；第二次数据传输的第i个比特的系数为10^{0.1*(SNR2-SNR1)}；

2)当SNR1＜SNR2时，

当(SNR2-SNR1)＞＝门限值时，第一次数据传输的第i个比特的系数为0；第二次数据传输的第i个比特的系数为1；

当(SNR2-SNR1)＜＝门限值时，第一次数据传输的第i个比特的系数为10^{0.1*(SNR1-SNR2)}；第二次数据传输的第i个比特的系数为1。

2.将两次传输数据的相应比特位分别与在上述第1项中所确定的相应的加权系数相乘；

3.将在第2项中所得到的两个结果进行相加合并，可得到软比特合并的结果。

另外，在上述的过程中，在传输数据与系数10^{0.1*(SNR2-SNR1)}或10^{0.1*(SNR1-SNR2)}相乘前，可以将这两个系数通过量化器进行量化，例如，优选地，进行4bit量化。

还有，以上仅以两次数据传输为例进行的说明，当有三次及其以上数据传输时，则将前几次的合并结果作为一次传输的数据，与新传输来的数据作软比特合并，其中进行软比特合并时前几次合并结果的SNR值为前几次合并数据中SNR的最大值。

图3给出了根据本发明组建的混合重传软比特合并结构的一个具体实施例示意图。如图3所示，该结构包括信噪比比较单元、软比特合并系数判定单元，和软比特合并单元。

信噪比比较单元用于判断两次数据传输的信噪比的大小。在该实施例中，信噪比比较单元由判断器1和2来实现，判断器1和2分别接收第一次和第二次传输数据。

软比特合并系数判定单元，其用于根据信噪比比较单元所判定的结果、以及两次数据传输的信噪比差值与系统的一门限值的关系，判定两次传输数据相应的加权系数。在该实施例中，该软比特合并系数判定单元由判断器1侧连接的判断器3、乘法器1和2、和选择器3，以及判断器2侧连接的判断器4、一个选择器3、4来实现。

软比特合并单元，其用于将两次传输数据与相应的加权系数相乘，然后相加合并。在该实施例中，由选择器1、2和加法器来实现。

首先两次传输数据通过信噪比比较单元进行比较，即在判断器1和判断器2中对第一次数据传输的信噪比SNR1与第二次数据传输的信噪比SNR2进行比较。对于判断器1，如果SNR1小于SNR2，则进入软比特合并系数判定单元的判断器3，进行进一步判断；如果SNR1大于等于SNR2，则第一次传输数据前不乘任何系数，或乘系数1。对于判断器2，如果SNR1小于SNR2，则第二次传输数据前不乘任何系数，或乘系数1；如果SNR1大于等于SNR2，则进入软比特合并系数判定单元的判断器4，进行进一步判断。

其次，在软比特合并系数判定单元中，判断器3或4分别将SNR1与SNR2差值与系统门限值进行比较判断。对于判断器3，如果SNR1与SNR2差值大于系统门限值，则进入乘法器1中，第一次传输数据乘系数0，如果SNR1与SNR2差值小于等于系统门限值，则进入乘法器2中，第一次传输数据乘系数10^{0.1*(SNR1-SNR2)}。对于判断器4，如果SNR1与SNR2差值大于系统门限值，则进入乘法器3中，第二次传输数据乘系数0，如果SNR1与SNR2差值小于等于系统门限值，则进入乘法器4，第二次传输数据乘系数10^{0.1*(SNR2-SNR1)}。其中与系数10^{0.1*(SNR2-SNR1)}和10^{0.1*(SNR1-SNR2)}相乘时，可以先把这两个系数通过量化器进行量化，如进行4bit量化。数据通过乘法器与一定系数相乘后经过相应的选择器3或4选择输出。

最后，在软比特合并单元中，通过选择器1或2选择输出后，传输数据在加法器处进行合并相加，这样就完成了混合自动重传的软比特合并过程。

以上具体的实施例说明了本发明，但是这些实施例是示例性的，本发明不限于具体的实施例。本领域的普通技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行修改、变化或替代。

Claims (13)

1.一种针对TD-SCDMA系统的HSDPA混合自动重传中软比特合并方法，其特征在于，包括：

1)根据第一次数据传输的信噪比SNR1和第二次数据传输的信噪比SNR2的大小、以及两个信噪比的差值与一门限值的关系判断进行软比特合并的加权系数；

2)将两次传输数据的比特位分别与在第1)步中所确定的两次传输中各自的加权系数相乘；

3)将在步骤2)中所得到的两个结果进行相加合并。

2.根据权利要求1所述的软比特合并方法，其特征在于，

在所述步骤1)中，首先判断SNR1是否大于等于SNR2，然后判断SNR1与SNR2的差值是否大于系统的门限值。

3.根据权利要求2所述的软比特合并方法，其特征在于，

在所述步骤1)中，

a)当SNR1＞＝SNR2时，

a1)当(SNR1-SNR2)＞门限值时，第一次数据传输的第i个比特的系数为1；第二次数据传输的第i个比特的系数为0；

a2)当(SNR1-SNR2)＜＝门限值时，第一次数据传输的第i个比特的系数为1；第二次数据传输的第i个比特的系数为10^{0.1*(SNR2-SNR1)}；

b)当SNR1＜SNR2时，

b1)当(SNR2-SNR1)＞门限值时，第一次数据传输的第i个比特的系数为0；第二次数据传输的第i个比特的系数为1；

b2)当(SNR2-SNR1)＜＝门限值时，第一次数据传输的第i个比特的系数为10^{0.1*(SNR1-SNR2)}；第二次数据传输的第i个比特的系数为1。

4.根据权利要求3所述的软比特合并方法，其特征在于，在步骤1)与步骤2)之间还有一步骤1A)：将系数10^{0.1*(SNR2-SNR1)}或10^{0.1*(SNR1-SNR2)}进行量化。

5.根据权利要求4所述的软比特合并方法，其特征在于，

在所述步骤1A)中，对系数10^{0.1*(SNR2-SNR1)}或10^{0.1*(SNR1-SNR2)}进行4比特量化。

6.根据权利要求1-5中之一所述的软比特合并方法，其特征在于，

当有三次或三次以上的数据传输时，将前几次的软比特合并结果作为一次传输的数据，与新传输来的数据作软比特合并，其中进行软比特合并时前几次合并结果的SNR值为前几次合并数据中SNR的最大值。

7.一种针对TD-SCDMA系统的HSDPA混合自动重传中软比特合并装置，其特征在于，包括：

信噪比比较单元，其用于判断两次数据传输的信噪比的大小；

软比特合并系数判定单元，其用于根据信噪比比较单元所判定的结果、以及两次数据传输的信噪比差值与一门限值的关系，判定两次传输数据相应的加权系数；

软比特合并单元，其用于将两次传输数据与相应的加权系数相乘，然后相加合并。

8.根据权利要求7所述的软比特合并装置，其特征在于，

所述软比特合并系数判定单元进行如下判定：

a)当信噪比比较单元的比较结果为SNR1＞＝SNR2时，其中第一次数据传输的信噪比为SNR1，第二次数据传输的信噪比为SNR2，

a1)当(SNR1-SNR2)＞门限值时，第一次数据传输的第i个比特的系数为1；第二次数据传输的第i个比特的系数为0；

a2)当(SNR1-SNR2)＜＝门限值时，第一次数据传输的第i个比特的系数为1；第二次数据传输的第i个比特的系数为10^{0.1*(SNR2-SNR1)}；

b)当信噪比比较单元的比较结果为SNR1＜SNR2时，

b1)当(SNR2-SNR1)＞门限值时，第一次数据传输的第i个比特的系数为0；第二次数据传输的第i个比特的系数为1；

b2)当(SNR2-SNR1)＜＝门限值时，第一次数据传输的第i个比特的系数为10^{0.1*(SNR1-SNR2)}；第二次数据传输的第i个比特的系数为1。

9.根据权利要求8所述的软比特合并装置，其特征在于，

所述软比特合并系数判定单元还包括量化器，用于对系数10^{0.1*(SNR2-SNR1)}或10^{0.1*(SNR1-SNR2)}进行量化。

10.根据权利要求7或8所述的软比特合并装置，其特征在于，

当有三次或三次以上的数据传输时，所述的两次传输数据是指，前几次传输数据的软比特合并结果作为一次传输的数据，以及最后一次新传输来的数据，其中进行软比特合并时前几次合并结果的SNR值为前几次合并数据中SNR的最大值。

11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述信噪比比较单元由判断器来实现。

12.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述软比特合并系数判定单元由判断器与乘法器、选择器来实现。

13.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述软比特合并单元由选择器和加法器来实现。

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