CN100471073C - 用于改进基于turbo码的增量冗余的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于turbo码的改进增量冗余，其包括第一步骤(102)，为第一传输的数据流穿孔，以提供第一未穿孔格子结构区的集合。下一步骤(104)包括为第二传输对数据流穿孔，以提供第二未穿孔格子结构区的集合。下一步骤(106)包括增量冗余，其合并格子结构的第一与第二传输，以提供不相邻的第一与第二未穿孔格子结构区。上述安排导致穿孔与未穿孔比特的均匀分布，以提供更低的差错。

Description

用于改进基于TURBO码的增量冗余的方法

技术领域

本发明一般涉及通信系统，更特别地，涉及turbo编码通信系统中的编码。

背景技术

卷积码常常用在数字通信系统中，以保护发送的信息避免错误。这样的通信系统包括直接序列码分多址(DS-CDMA)标准IS-95、全球移动通信系统(GSM)以及下一代宽带通信系统。在这些系统中典型地，信号被卷积编码为发送的输出码矢量。在接收器，解码器(例如本领域所知的维特比译码器)使用格子结构(trellis)来对发送的信号比特执行最优搜索，其基于最大似然标准。

更近期已开发出turbo码，其胜过传统的编码技术。turbo码一般由两个或多个递归系统卷积码和turbo交织器组成。相应地，turbo解码是迭代的，并使用软输出解码器来解码各个卷积码。解码器的软输出被用于在解码过程中迭代地逼近收敛的最终结果。

图1显示了典型的turbo编码器的概况，该编码器以一个交织器和两个基本码构造，基本码是递归系统卷积(RSC)码，但也可以是分组码。显示了turbo编码器，其为两个RSC的并行连接，交织器π居于其间。turbo编码器的输出通过复用(连接)系统信息比特xs与来自两个编码器的奇偶校验位p₁与p₂来生成。典型地，奇偶校验位在第一传输中以某种方式穿孔(puncture)，并被合并以提高码率。穿孔机制发生在速率匹配模块。在允许后继传输并且不同穿孔的传输可在接收器合并的情形下，也可在系统比特上预先进行穿孔。

典型地，编码数据被发送给接收器，其使用纠错(典型地由turbo码提供)，继之以检错(典型地由CRC码提供)。如果检测到差错，接收器可请求发送器(例如基站)重新发送数据，其使用自动重复请求(ARQ)。换言之，如果接收器不能及时解析数据比特，无线电装置可请求发送器重发与第一传输相同的传输，或者与第一传输穿孔不同，但基于同样的消息(也就是基于同样的对turbo编码器的信息比特序列输入)进行编码的传输。由于该过程是结合纠错与通过ARQ机制的检错反馈的混合形式，通常称其为混合自动重复请求(HARQ)。

HARQ的两种已知形式是追踪组合(Chase combining)与增量冗余(IR)。另外，IR方案可以是完全的或部分的。追踪组合是HARQ的简化形式，其中接收器简单地请求重新发送原码字。IR更加复杂，因为其使用多个或不同的奇偶校验位(相对于前一发送中呈现的而言)来提供对码字的重新发送，降低了总体的组合码率。定义奇偶校验位中的重复或穿孔模式可使用传统的码穿孔矩阵，如本领域所知的那样，或者速率匹配算法，以维持物理信道的码率。然而，先前的速率匹配算法在增量冗余后不维持同源的(homogenous)穿孔模式，甚至在保持正交性时(也就是甚至在每个传输包含其它传输中所不包含的独特的比特时)也是如此，从而呈现了高于必要的误帧率(FER)。特别地，现有速率匹配算法提供不同的差错降级，其取决于使用的冗余版本。进一步地，没有用于判定HARQ的冗余参数的方法。

所需的是改进的turbo编码器，其使用均匀的穿孔方案，其使用增量冗余技术提供改进的误帧率，由此，正交的冗余版本可用于传输，其组合产生贯穿解码器格子结构的均匀的穿孔模式。使用任何可获得的冗余版本来提供该改进也将是有利的。提供用于判定冗余参数，以向turbo编码器提供最小计算复杂度的技术也将是有利的。

发明内容

根据本发明一个方面，提供一种用于改进基于turbo码的增量冗余的方法，所述方法包括如下步骤：为第一传输的数据流穿孔，以提供第一未穿孔格子结构区的集合；为第二传输的数据流穿孔，以提供第二未穿孔格子结构区的集合；和增量冗余，其合并所述格子结构的所述第一与第二传输，以提供不相邻的第一与第二未穿孔格子结构区。其中，每个所述穿孔步骤包含对每个比特流进行速率匹配的子步骤，其使用的速率匹配参数由下面的方程确定：

e_ini(r)＝{[X_i-(r·e_plus/r_max)-1]mod e_plus}+1

和

e_ini(r)＝{[X_i-((s+2·r)·e_plus/(2·r_max))-1]mod e_plus]+1

其中r∈{0，...，r_max-1}，r_max为变化r所允许的冗余版本的总数目，其中e_ini针对每个比特流计算，其根据e_ini变化参数r，s为0或1，其分别取决于所述传输为不可自解码的或可自解码的，e_plus和e_minus按照下表选择，

 

	X<sub>i</sub>	e<sub>plus</sub>	e<sub>minus</sub>
				系统RM S	N<sub>sys</sub>	N<sub>sys</sub>	IN<sub>sys</sub>-N<sub>t，sys</sub>|
奇偶校验1RM P1_2	N<sub>p1</sub>	a·N<sub>p1</sub>	a·|N<sub>p1</sub>-N<sub>t，p1</sub>|
				奇偶校验2RM P2_2	N<sub>p2</sub>	a·N<sub>p2</sub>	a·|N<sub>p2</sub>-N<sub>t，p2</sub>|

其中对于奇偶校验1，a＝2，而对于奇偶校验2，a＝1，N_sys是系统比特的数目，N_p1是奇偶校验1比特的数目，N_p2是奇偶校验2比特的数目，N_t，sys是发送的系统比特的数目，N_t，p1是发送的奇偶校验1比特的数目，N_t，p2是发送的奇偶校验2比特的数目，并且其中速率匹配方程从下面的组中之一选择：选择两个方程之一针对穿孔(也就是N_data≤N_sys+N_p1+N_p2)与重复(也就是N_data>N_sys+N_p1+N_p2)两种情形进行速率匹配，和选择一个方程针对穿孔进行速率匹配，而选择另一个方程针对重复进行速率匹配。

附图说明

本发明的被认为新颖的特性，在所附的权利要求中详细阐明。本发明，以及其中进一步的对象与优点，可以参照下面的描述，结合所附绘图，以最好地理解，各图中相似的引用编号标识类似的组件，其中：

图1显示了现有技术的turbo编码器的简化框图；

图2显示了现有技术的编码结构的简化流程图；

图3显示了根据本发明的编码设备的简化流程图；

图4显示了图3的速率匹配的简化框图；

图5显示了现有技术的穿孔的简化图形表示；

图6显示了根据本发明的穿孔的简化图形表示；

图7显示了本发明提供的改进的图形表示；

图8显示了根据本发明的比特优先级映射图；

图9显示了根据本发明的分组交织器管理图；

图10显示了一种根据本发明的方法的简化流程图。

具体实施方式

本发明提供一种方法与设备，其用于turbo编码器，支持作为一种形式的ARQ组合的追踪(Chase)与增量冗余(IR)，其使用单独的、均匀的穿孔方案。特别地，本发明使用改进的速率匹配技术来穿孔。速率匹配的本质确保规则的穿孔分布于编码格子结构，从而确保良好的编码性能。本发明的穿孔方法具有易于实现、在适于任何所选的冗余版本时保持正交性而不增加帧错的优点。

在应用中，第三代合作项目(3GPP)UTRA(UMTS陆地无线接入)或宽带码分多址(WCDMA)系统的高速下行分组接入(HSDPA)特性起自适应调制与编码的作用，其采用混合ARQ方案，其基于施行于1/3速率turbo码的增量冗余(IR)方法。本发明定义了例如蜂窝无线通信设备等用户设备(UE)中使用增量冗余的高速下行共享信道(HS-DSCH)编码调制。本发明描述了一种特定方法，以将IR施行到HSDPA。

IR方法在本领域中已知，并且先前已施行到例如GSM的增强数据演进版本(EDGE)等系统。然而，HSDPA问题是新的，这是因为必须支持所有可能的编码速率，并且仅在特定条件下(例如在某些同等大小的重新发送情形下)存在正交传输的可能性。进一步地，本发明允许依照可用编码符号内存或HARQ过程可用的软度量位置(SML)来改变最终编码速率。而且，与本发明不同，现有系统，例如EDGE，利用卷积码而不是turbo码，并且支持不同数量的冗余版本。

本发明提供灵活的IR穿孔方案，其特别适用于HSDPA。特别地，本发明的穿孔方案支持可能的冗余版本的可变集合，其使用速率匹配穿孔技术的新的实现。速率匹配的现有技术的实现在单独的奇偶校验位流中提供正交的穿孔模式，不产生奇偶校验传输组合中的均匀模式的(与正交的)穿孔方案。这导致使用的不同的冗余版本的增加的FER。本发明通过在冗余版本间保持正交性来解决这些问题，并在整个组合IR组合格子结构中提供均匀间隙(也就是非穿孔格子结构区相等地间隔)。这可以包括奇偶校验位与系统比特的穿孔。进一步地，本发明提供一种方法以选择冗余参数，如下面将描述的那样。

图2显示了用于高速下行分组接入(HSDPA)的现有参考信道编码模型，其遵照3GPP规范协议4.2节，“技术规范组无线接入网络；复用与信道编码(FDD)(1999版)”，TS 25.212 v 3.5.0(2000-12)，在此通过引用将其结合进来。数据从单个传输模块输入。对于该流，循环冗余检查(CRC)被添加202，其后流被分段204以产生N_CB个码组206。这些模块200-206的详细功能呈现在TS 25.212中。在这一点，各个码组被分别地进行信道编码208与速率匹配/增量冗余210，其遵照使用的穿孔与增量冗余。这些分组之后进行物理信道分段212、交织214以及物理信道映射216，其中物理信道1到K为输出。

图3显示了用于根据本发明的HSDPA turbo编码器的信道编码模型。前面的四个操作(传输分组连接200，CRC附件202，码组分段204，以及信道编码208)遵照前面描述的3GPP协议进行。优选地，信道编码208遵照信道编码器进行，该信道编码器可操作以在1/3速率turbo编码功能将输入数据流编码为系统比特与奇偶校验位。另外，最后的三个阶段(物理信道分段312，(码元)交织314，以及物理信道映射315)也类似于3GPP协议进行，但操作在码元上而不是比特上。本发明发生于冗余版本选择器309，速率匹配/增量冗余310，以及可选的比特优先级映射/交织311/314中，如图4所详细描述的那样。

HARQ的功能使用两个速率匹配阶段。速率匹配/增量冗余310在信道编码208的输出将比特数匹配到HS-DSCH物理信道的总比特数，其通过穿孔或重复进来的系统、奇偶校验1与奇偶校验2比特进行，由冗余版本(RV)控制。速率匹配算法以不同的方式施行到系统与奇偶校验输入比特的不同集合，其取决于冗余版本的参数。速率匹配/增量冗余310对用于第一传输的数据流(其可包括奇偶校验位与系统比特)穿孔，以提供第一未穿孔格子结构区的集合，并对数据流穿孔。冗余版本选择器309连接到速率匹配/增量冗余310，并向其提供速率匹配参数。速率匹配/增量冗余310提供增量冗余以合并数据流格子结构的第一与第二传输，以提供不相邻的第一与第二未穿孔格子结构区。

第一速率匹配阶段316将输入比特的数目匹配到用户设备上可用的软比特的数目。如果用户设备上可用的软比特的数目大于或等于从信道编码208输出的比特的数目，则所有比特均可被存储，第一速率匹配阶段是透明的。然而，如果用户设备上可用的软比特的数目小于从信道编码208输出的比特的数目，如典型的那样，则发生穿孔，使得编码器输出比特的数目匹配用户设备的可用的软缓冲容量，其由虚拟IR缓冲区阶段317表示。

第二速率匹配阶段318将从第一速率匹配阶段316输出的比特的数目匹配到HS-DSCH物理信道内可用的比特的数目。使用与第一速率匹配阶段相同的基本技术。然而，与第一阶段的速率匹配相比，速率匹配算法可为速率匹配参数使用不同的值，其取决于RV参数：s，其可取值0或1，以区别可自解码(1)与不可自解码(0)的传输，RV参数r(取值0到r_max，其为通信系统支持的冗余版本的最大数目)，其改变初始差错变量e_ini。

例如，第二速率匹配之前的比特数目可被分别地表示为N_sys代表系统比特，N_p1代表奇偶校验1比特，N_p2代表奇偶校验2比特。每传输时间间隔(TTI)可用的物理信道比特的数目是N_data。如下使用比特分离和确定速率匹配参数。对于N_data≤N_sys+N_p1+N_p2，在第二速率匹配阶段318进行穿孔。重发中发送的系统比特的数目为

N_t，sys＝min{N_sys，N_data}

其用于可自解码类型的发送(s＝1)，

N_t，sys＝max{N_data-(N_p1+N_p2)，0}

其用于不可自解码的情形，也就是s＝0。

对于N_data>N_sys+N_p1+N_p2，在第二速率匹配阶段进行重复。通过将发送的系统比特的数目设置为

$N_{t,\mathrm{sys}}=N_{\mathrm{sys}}+\left[\frac{N_{\mathrm{data}}-(N_{\mathrm{sys}}+N_{p1}+N_{p2})}{3}\right]$

可在所有比特流中获得类似的重复率。

传输单元中可用于奇偶校验位的空间为：

$N_{t,p1}=\left[\frac{N_{\mathrm{data}}-N_{t,\mathrm{sys}}}{2}\right]$ 和 $N_{t,p2}=\left[\frac{N_{\mathrm{data}}-N_{t,\mathrm{sys}}}{2}\right]$

其分别对于奇偶校验1与奇偶校验2比特。

表1总结了产生的用于第二速率匹配阶段318的参数选择。表1内的参数a被选择为使得对于奇偶校验1，a＝2，而对于奇偶校验2，a＝1。

表1用于第二速率匹配阶段的参数

 

	X<sub>i</sub>	e<sub>plus</sub>	e<sub>minus</sub>
				系统	N<sub>sys</sub>	N<sub>sys</sub>	|N<sub>sys</sub>-N<sub>t，sys</sub>|

 

RM S
				奇偶校验1RM P1_2	N<sub>p1</sub>	a·N<sub>p1</sub>	a·|N<sub>p1</sub>-N<sub>t，p1</sub>|
奇偶校验2RM P2_2	N<sub>p2</sub>	a·N<sub>p2</sub>	a·|N<sub>p2</sub>-N<sub>t，p2</sub>|

其中N_sys是系统比特的数目，N_p1是奇偶校验1比特的数目，N_p2是奇偶校验2比特的数目，N_t，sys是发送的系统比特的数目，N_t，p1是发送的奇偶校验1比特的数目，N_t，p2是发送的奇偶校验2比特的数目。

在现有技术中，速率匹配参数e_ini针对每个比特流计算，其根据e_ini变化参数r，r∈{0，1}，使用

e_ini(r)＝{[X_i-r·e_minus-1]mod e_plus}+1

其用于穿孔的情形，也就是N_data≤N_sys+N_p1+N_p2，

e_ini(r)＝{[X_i-(2·s+r)·e_minus-1]mod e_plus}+1

其用于重复，也就是N_data>N_sys+N_p1+N_p2。当变化r产生相互正交的穿孔模式时，它们的组合不产生均匀模式的穿孔方案，如图5的示例中所显示的那样。在图5显示的情形中，两个传输均为可自解码的，其中第一传输的奇偶校验1码字比特包含第4、10、16、...格子结构区，而第二传输的包含第3、9、15、...区。基于前面的两个传输的IR合并的格子结构从而涉及到格子结构内的第3、4、9、10、15、16、...阶段。在实践中，这种对穿孔与非穿孔比特的不均匀的分组导致较高的FER。

相反，在本发明中，e_ini针对每个比特流计算，其根据e_ini变化参数r，r∈{0，1}，使用

e_ini(r)＝{[X_i-(r·e_plus/2)-1]mod e_plus}+1

其用于穿孔的情形，也就是N_data≤N_sys+N_p1+N_p2，

e_ini(r)＝{[X_i-((s+2·r)·e_plus/4)-1]mod e_plus}+1

其用于重复，也就是N_data>N_sys+N_p1+N_p2。

在其更一般的形式中，其中r∈{0，...，r_max-1}，r_max为变化r所允许的冗余版本的总数目，则e_ini针对每个比特流计算，其根据e_ini变化参数r，r∈{0，...，r_max-1}，使用

e_ini(r)＝{[X_i-(r·e_plus/r_max)-1]mod e_plus}+1

其用于穿孔和/或重复的情形，

e_ini(r)＝{[X_i-((s+2·r)·e_plus/(2·r_max))-1]mod e_plus}+1

其也用于穿孔和/或重复的情形。换言之，可选择速率匹配方程，使得两个方程之一被用于针对穿孔(也就是N_data≤N_sys+N_p1+N_p2)与重复(也就是N_data>N_sys+N_p1+N_p2)两种情形进行速率匹配，或者选择一个方程用于穿孔的速率匹配，另一个方程用于重复的速率匹配。

产生的穿孔模式保持同一s值的冗余版本之间的正交性，但现在均匀地间隔在整个组合IR合并格子结构，如图6的奇偶校验格子结构的示例所显示的那样，其产生相对于图5的格子结构的改进的FER。本发明适用于奇偶校验位和系统比特。

图7显示了本发明提供的改进的穿孔技术。使用已知技术模拟了现有技术与提议的速率匹配e_ini变化方案，其基于加性高斯白噪声(AWGN)信道，使用码字长度960、Ninfo＝720的BPSK调制，并使用两个传输。曲线60与62分别代表现有技术的穿孔方式在第一与第二传输之后的FER。曲线64与66分别代表本发明的穿孔方式在第一与第二传输之后的FER。如可从模拟结果看到的，在两个传输之后，本发明相对现有技术在FER的性能上有大约0.2-0.3dB的改善。从上面的观点看，本发明提供了相对现有技术的有用的改进，而不增加复杂度。

在优选实施例中，本发明也提供一种方法与设备，以选择优化的s与r参数，其基于选择的冗余方案(追踪、部分IR或完全IR)，参照图3的冗余版本选择器309。冗余版本的选择依赖于利用的冗余方案。目前，HSDPA支持三种方案：追踪、部分增量冗余(IR)与完全IR。对于每种冗余方案，如下方法被用于计算s(s∈{0，1})以及r(r∈{0，1，2，...，r_max-1})。

如果使用追踪冗余方案，对于所有传输，s＝1，r＝1。

如果使用部分IR冗余方案，第一步骤包括计算独特的冗余版本的可能数目，如

$r_N=\left[\frac{\underset{i=1}{\overset{P}{\mathrm{\Σ}}}{N}_{p\_i}}{\underset{i=1}{\overset{P}{\mathrm{\Σ}}}{N}_{t\_p\_i}}\right]$

其中N_{p_i}代表turbo编码器从第i个奇偶校验流输出的奇偶校验位的数目，N_{t_p_i}代表要从第i个奇偶校验流传输的奇偶校验位的数目，P是奇偶校验流的数目。并且，如果r_N>r_max，则r_N＝r_max。在下一步骤中，对于传输索引n(来自1，2，...，r_N)，设置s＝1，r＝n-1。如果n>r_N，重置n为1，并重复前一步骤。

如果使用完全IR冗余方案，第一步骤包括计算独特的冗余版本的可能数目，如

$r_N=\underset{k}{\min }[\frac{1}{R}\×k=\frac{1}{\mathrm{BR}}\×i]$

其中BR为基本码率，R为传输码率，k与i为正整数。注意k与i被选择为使得恰好k个传输将等于来自turbo编码器的i个(系统与奇偶校验)输出分组。并且，如果r_N>r_max，则r_N＝r_max。在下一参数设置步骤中，对于传输索引n＝1，设置s＝1，r＝0，N_t＝N_trans，或者对于传输索引n(2，...，r_N)，重复余下的子步骤：a)第一子步骤设置N_t＝N_t+N_trans，b)在下一子步骤中，如果 $(N_t\≥\frac{1}{\mathrm{BR}}\×N_{\mathrm{sys}})$ 则设置flag＝1并且 $(N_t=N_t-\frac{1}{\mathrm{BR}}\×N_{\mathrm{sys}}),$ 其中N_sys是turbo编码器产生的系统比特的数目。否则设置flag＝0，c)在下一子步骤中，如果((N_t≥N_sys)&(flag＝1))则设置s＝1。否则设置s＝0，d)在下一子步骤中设置r＝r+1，e)在下一子步骤中，如果n>r_N，重置n为1并重复参数设置步骤。

上面的方案为3GPP采用的增量冗余方案自动地选择可自解码的参数(s)与冗余版本(r)。取值的选择基于预先选择的冗余方案，其包括追踪、部分IR与完全IR，并可联合任何自适应调制与编码方案(AMCS)进行使用，其假设节点B与UE之间同步。否则(s)与(r)参数可使用以下两种方案之一发送给UE，a)显式地指定“s”与“r”的取值，并使用高速共享控制信道(HS-SCCH)发送这些值，或者(b)建立“s”与“r”的取值的表，并在呼叫发起时通过更高层的信令将该表传输给UE。表内的特定条目之后通过HS-SCCH在每个传输中进行通知。

在另一个实施例中，其中r_max不一定是已知的，则e_ini可如下定义为

e_ini(r)＝{[X_i-(f(r)·e_plus)-1]mod e_plus}+1

其中

f(r)＝bin2dec(fliplr(dec2bin(r-1)))/2^[log2(r)]

其中“bin2dec”表示二进制到十进制的转换，“dec2bin”表示十进制到二进制的转换，“fliplr”表示二进制序列的比特顺序反转。

在优选实施例中，本发明提供比特优先级映射器(参照图3内的311)，其连接到速率匹配模块。比特优先级映射器用于将系统比特映射到调制星座图内的具有更高可靠性的位置，其进一步提高了IR的性能。比特优先级映射(BPM)基于使用更高阶的星座图(16-QAM或更高)提供的不同的比特可靠性。众所周知，turbo码字的系统部分对于解码器的性能比奇偶校验部分更重要。自然地，如果使用更高阶的星座图的话，可通过将系统比特放到高可靠性的位置来进一步提升系统性能。为实现这一点，使用大小为N_row×N_col的简单交织器(参照图3内的314)。行与列的数目被如下确定：

N_row＝log₂(M)

N_col＝N_trans/N_row

其中M是调制大小(星座图阶数)，N_trans是要传输的编码和速率匹配比特的数目。例如，在16-QAM的情形下，N_row＝log₂(16)＝4。在一般的turbo编码器情形下，码字被分隔为系统流与奇偶校验流，其分别表示为x_S，k，p_1，k，p_2，k，其中k∈{1，...，N_trans}，或者在优选的情形中，系统流与合并的奇偶校验流，其分别表示为x_S，k与x_P，k(参见图1)。数据被一行一行地读入到交织器，并一列一列地从交织器输出。为执行优先级映射，来自turbo编码器的系统比特的整个流被首先读入(按码组顺序并从左至右)，之后是来自两个奇偶校验流的合并的交替的比特。系统码字比特700被按码组顺序从左至右地读入到BPM数组。一旦所有系统码字比特被读入，来自两个奇偶校验流的合并的交替的比特被读入，其从系统码字比特结束的地方继续，也是按码组顺序并从左至右。在完全IR的情形中，其中系统比特不作为传输码字的一部分，只有奇偶校验码字比特填充数组。BPM数组是一列QAM码元或比特矢量(在16-QAM的情形中为四个比特的矢量，在QPSK的情形中为两个比特的矢量)，其由BPM数组的列给出，按照从左至右的顺序读。有利地，这导致系统比特被映射到比特映射器的前面的行，其后为奇偶校验位的映射。

交织以与turbo码内部交织器相同的方式确定，例如描述于“技术规范组无线接入网络；复用与信道编码(FDD)(1999版)”，TS 25.212v 3.5.0(2000-12)的4.2.3.2.3.1节，在此通过引用将其结合进来。

码元映射依赖于调制的类型和传输中使用的系统比特与奇偶校验位的数量。作为一个示例，如果使用有效码率3/4与16-QAM调制，则每个QAM码元包含三个系统比特与一个奇偶校验位，而如果同样的版本与码率1/2与16-QAM调制一起使用，每个QAM码元包含两个系统比特与两个奇偶校验位。图8阐释了对于16-QAM与码率1/2的比特分布过程，其中S代表系统比特，P代表奇偶校验位。

在实践中，本发明的交织器是大小为16×30的码元分组交织器。交织操作将输入码元序列{y_p，i}一行一行地读入到交织器，其从第0行的第0列开始，持续到第16行的第30列，如图9所示。下一步骤包括执行列间排列(permutation)，其使用下面的排列模式{0，20，10，5，15，25，3，13，23，8，18，28，1，11，21，6，16，26，4，14，24，19，9，29，12，2，7，22，27，17}，其提供更同源、从而更合意的分布。通过排列这些列，确保了当仅读出行的一部分来组成发送的码字时，没有格子结构的子分组区被忽略。最后步骤为一列一列地读取输出的码元。

参照图3，物理信道分段312依照TS 25.212的4.2.10节的3GPP协议(在此通过引用将其结合进来)来进行，但有修改。算法施行于来自上面所述的BPM的QAM码元/比特矢量输出，而不是像4.2.10节那样施行于比特。

信道分段312之后，如TS 25.212的4.2.11节中描述的那样施行(第二)交织314，也是有修改。在此情形中，不是将交织器施行于组成每个物理信道的比特，而是将其施行于每个物理信道的QAM码元值或码元索引，其为来自物理信道分段312的输出。

最后，类似地，施行描述于TS 25.212的4.2.12节内的物理信道映射315，也是以QAM数据码元替代比特。

图10显示了流程图，其根据本发明总结了用于基于turbo码的增量冗余的改进穿孔的方法100。方法的第一步骤102包括为第一传输的数据流穿孔，以提供第一未穿孔格子结构区的集合。下一步骤104包括为第二传输的数据流穿孔，以提供第二未穿孔格子结构区的集合。这可以施行于奇偶校验位与系统比特。下一步骤106包括增量冗余，其合并格子结构的第一与第二传输，以提供不相邻的第一与第二未穿孔格子结构区。优选地，这提供合并的格子结构内的均匀模式的穿孔与未穿孔格子结构区。下一步骤包括输出turbo码的传输，以在turbo解码器内解码，以获取turbo码内包含的信息，并向用户提供信息，其通过用户界面，例如扬声器、显示器等等，或者存储到数据存储设备。

尽管本发明通过上面的描述与绘图进行描述与阐述，本领域技术人员懂得，此描述仅仅是范例，本领域技术人员可做出多种变动与修改，而不偏离本发明的宽广范围。尽管本发明在便携式蜂窝无线电话中找到特别用途，本发明也可以应用于任何双向无线通信设备，包括寻呼机、电子组织器(electronic organizer)与电脑。申请人的发明仅受所附权利要求的限制。

Claims (8)

1.一种用于改进基于turbo码的增量冗余的方法，所述方法包括如下步骤：

为第一传输的数据流穿孔，以提供第一未穿孔格子结构区的集合；

为第二传输的数据流穿孔，以提供第二未穿孔格子结构区的集合；和

增量冗余，其合并所述格子结构的所述第一与第二传输，以提供不相邻的第一与第二未穿孔格子结构区，

其中，每个所述穿孔步骤包含对每个比特流进行速率匹配的子步骤，其使用的速率匹配参数由下面的方程确定：

e_ini(r)＝{[X_i-(r·e_plus/r_max)-1]mod e_plus}+1

和

e_ini(r)＝{[X_i-((s+2·r)·e_plus/(2·r_max))-1]mod e_plus}+1

其中r∈{0，...，r_max-1}，r_max为变化r所允许的冗余版本的总数目，其中e_ini针对每个比特流计算，其根据e_ini变化参数r，s为0或1，其分别取决于所述传输为不可自解码的或可自解码的，e_plus和e_minus按照表

  X_i e_plus e_minus 系统RM S N_sys N_sys |N_sys-N_t，sys| 奇偶校验1RM P1_2 N_p1 a·N_p1 a·|N_p1-N_t，p1| 奇偶校验2RM P22 N_p2 a·N_p2 a·|N_p2-N_t，p2|

选择，其中对于奇偶校验1，a＝2，而对于奇偶校验2，a＝1，N_sys是系统比特的数目，N_p1是奇偶校验1比特的数目，N_p2是奇偶校验2比特的数目，N_t，sys是发送的系统比特的数目，N_t，p1是发送的奇偶校验1比特的数目，N_t，p2是发送的奇偶校验2比特的数目，并且其中速率匹配方程从下面的组中之一选择：选择两个方程之一针对穿孔也就是N_data≤N_sys+N_p1+N_p2与重复也就是N_data>N_sys+N_p1+N_p2两种情形进行速率匹配，和选择一个方程针对穿孔进行速率匹配，而选择另一个方程针对重复进行速率匹配。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述合并步骤提供组合穿孔模式，其与未穿孔格子结构区形成均匀的模式。

3.如权利要求1所述的方法，其中，每个所述穿孔步骤分别提供第一与第二正交未穿孔格子结构区的集合。

4.如权利要求1所述的方法，其进一步包括选择冗余方案的步骤，其中：

-如果选择追踪冗余，对于所有传输，设置s＝1与r＝1；

-如果选择部分IR冗余，执行以下子步骤：

计算独特的冗余版本的可能数目，如

$r_N=\left[\frac{\underset{i=1}{\overset{P}{\mathrm{\Σ}}}{N}_{p\_i}}{\underset{i=1}{\overset{P}{\mathrm{\Σ}}}{N}_{t\_p\_i}}\right]$

其中N_{p_i}代表所述turbo编码器从第i个奇偶校验流输出的奇偶校验位的数目，N_{t_p_i}代表要从第i个奇偶校验流传输的奇偶校验位的数目，P是奇偶校验流的数目，其中如果r_N>r_max则r_N＝r_max；和

对于传输索引n＝1，2，…，r_N，设置s＝1，r＝n-1，和

其中如果n>r_N，重置n为1，并重复此子步骤；以及

-如果选择完全IR冗余，执行以下子步骤：

a计算独特的冗余版本的可能数目，如

$r_N=\underset{k}{\min }[\frac{1}{R}\×k=\frac{1}{\mathrm{BR}}\×i]$

其中BR为基本码率，R为传输码率，k与i为正整数，其被选择为使得k个传输恰好等于i个系统与奇偶校验输出块，其中如果r_N>r_max则r_N＝r_max；

b对于传输索引n＝1，设置s＝1，r＝0，N_t＝N_trans，和

c对于传输索引n＝2，...，r_N，重复以下子步骤：

设置N_t＝N_t+N_trans；

设置flag＝0；

如果 $N_t\≥\frac{1}{\mathrm{BR}}\×N_{\mathrm{sys}}$ 则设置flag＝1并且 $N_t=N_t-\frac{1}{\mathrm{BR}}\×N_{\mathrm{sys}},$ 其中N_sys是所述turbo编码器产生的系统比特的数目；

设置s＝0；

如果(N_t≥N_sys)&(flag＝1)则设置s＝1；

设置r＝r+1；和

如果n>r_N，重置n为1并重复步骤b。

5.如权利要求1所述的方法，其进一步包括将系统比特的比特优先级映射到调制星座图内具有更高可靠性的位置的步骤。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述映射步骤包括提供大小为N_row×N_col的交织器，其中N_row＝log₂M且N_col＝N_trans/N_row，其中M是调制大小，N_trans是要传输的编码和速率匹配比特的数目，所述数组的上面的行具有比所述数组的下面的行更高的优先级，并且其中数据被一行一行地读入到所述交织器，其从最上面的行开始，首先以全部所述系统比特填充所述交织器，继之以所述奇偶校验位，然后一列一列地从所述交织器读出。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述交织器的大小为16×30，并且其中所述映射步骤包括执行列间排列，其使用下面的排列模式{0，20，10，5，15，25，3，13，23，8，18，28，1，11，21，6，16，26，4，14，24，19，9，29，12，2，7，22，27，17}。

8.如权利要求1所述的方法，其进一步包括发送参数集的步骤，所述参数集支配选择的增量冗余版本序列，其可操作在所述穿孔步骤内，所述发送步骤包括如下的组之一：显式地指定所述冗余版本参数并使用控制信道发送这些参数，和初始地发送冗余版本参数表并于之后选择表的条目作为确定所述冗余版本参数的手段。

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