CN101217352A - 一阶段速率匹配的缓冲设置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一阶段速率匹配的缓冲设置方法，应用于数字通信系统的发送端，包括：选择缓存中每个码块的比特数N_cb，设置N_cb小于等于可分配给该码块的缓存，且式(Ⅰ)为8的最大的公倍数；其中R为数字通信系统的发送端指定的缓冲区行数；计算每个码块其4个冗余版本rv₀，rv₁，rv₂，rv₃在N_IR个比特缓存中的起始点式(Ⅱ)，其中rv_idx取值为4个冗余版本号0，1，2，3；根据计算出的在N_IR个比特缓存中的起始点k₀，以及每个码块的比特数N_cb来发送混合自动重传请求包。本发明可以使得RV的位置分布尽量均匀，从而能够改进混合自动重传请求的性能。

Description

一阶段速率匹配的缓冲设置方法

技术领域

本发明涉及数字通信领域，特别是涉及一种数字通信系统的信道编码的一阶段速率匹配的缓冲设置方法。

背景技术

数字通信系统的发送端通常包括待发送的码块(即信源)、信道编码器(一般是Turbo信道编码器)和调制器等部分，接收端通常包括解调器、信道解码器(一般是Turbo信道解码器)、解码后得到的码块(即信宿)，如图1所示。其中，信道编码器用于给信息比特按照一定的规则引入冗余信息以便接收端信道译码器能够在一定程度上纠正信息在信道上传输时发生的误码。

对于数字通信系统中常用的Turbo码来说，其码率提高是通过对低码率的母码进行删余(puncture)来得到更高码率的编码，我们也将这种方法归纳为速率匹配(Rate Matching，或RM)。

混合自动重传请求(HARQ)是一种数字通信系统中极其重要的链路自适应技术。接收端对其接收的HARQ数据包进行译码，若译码正确则反馈ACK信号给发送端，通知其发送新的HARQ数据包；若译码失败则反馈NAK信号给发送端，请求发送端重新发送HARQ数据包。接收端通过对多次重传的数据包进行递增冗余(Increasing Redundancy，简称IR)或Chase合并译码，可以提高其译码成功概率，实现链路传输的高可靠性要求。

以上HARQ数据包为信道编码后的比特的一部分。这部分比特由速率匹配来选取获得。基于循环缓冲区的速率匹配(circular buffer rate matching，CB RM)提供一个生成具有好的性能删余图样的简单的方法，如图2所示。在循环缓冲速率匹配方法中，每个数据流将被各自的分块交织器重新排列，被称为块内交织(sub-block interleaver)，即：在单一输出缓冲器中，将重排后的系统比特放在开始位置，随后交错地放置两个重排的校验比特数据流。对于期望的码率，可以选择N_data个编码比特，作为速率匹配的输入；循环缓冲速率匹配的比特选择从缓冲器的开始点读出前面的N_data个比特，称为比特选择。总的来说，被选择用于传输的比特可以从缓冲器的任何一个点开始被读出来。如果到达缓冲器的末尾，可以绕到缓冲器的开始位置继续读数据。所以，通过使用简单的方法可以实现删余和重复。对于HARQ操作，循环缓冲器具有灵活性和颗粒度的优势。

通常，为了简化硬件实现，块交织器的列数固定，行数随着交织长度的改变而改变，因此循环缓存可以看作一个“R行×C列”的行列缓存，即看作一个“R行×C列”的虚拟缓存。

在HARQ方式下，在循环缓存中可以指定不同的位置作为每次传输HARQ数据包读取的起点位置。冗余版本的定义即确定了HARQ数据包在循环缓存中读取的多个起点位置，冗余版本取值便确定了本次传输HARQ数据包在循环缓存中读取的具体起点位置。例如，在3GPP系统中，基于循环缓冲速率匹配的HARQ处理过程定义了4种循环冗余(RV)版本(RV＝0、1、2、3)。每次HARQ重传的L长的子包是由从冗余版本定义的起点开始，顺时针选取的L个比特组成的。

HARQ功能包括两次速率匹配和一个虚拟IR缓存，第一次速率匹配过程将输入比特数匹配到虚拟IR缓存，虚拟IR缓存由高层配置。如果输入比特数不超过虚拟IR的能力，则不需要被删掉任何比特，否则需要去掉多余的比特。第二次速率匹配过程是为了符合信道的要求，将第一次速率匹配后的比特数匹配到多个物理信道的总比特数。

有限长度循环缓存的长度是受限的，其速率匹配是在限制循环缓存长度的基础上，根据期望的输出码率，选择L个编码比特，作为循环缓存速率匹配的输出；与非受限的循环缓存的速率匹配类似，被选择用于传输的比特可以从循环缓存中的任何位置开始读出来。如果达到循环缓存的末尾，则可以绕到循环缓存的开始位置继续读取数据。通常，在有限长度循环缓存中可以指定不同的位置作为每次传输HARQ数据包读取的起点位置，即制定冗余版本取值对应的HARQ包的起点位置。

现有一阶段速率匹配的缓冲设置方法为(其中，一阶段即指上文提到的第一次速率匹配过程)：

步骤1，发送端设置缓存中每个码块的比特数

其中N_IR为总缓存比特数，C为码块的个数，K_w为信道编码后的比特数；发送端和接收端只收发Turbo信道编/解码器分块交织器前N_IR比特部分；

步骤2，发送端计算每个码块其4个冗余版本rv₀，rv₁，rv₂，rv₃，在N_IR个比特缓存中的起始点

其中rv_idx取值为4个冗余版本号0，1，2，3，R为系统指定的缓冲区行数；

步骤3，发送端根据计算出的在N_IR个比特缓存中的起始点k₀，以及每个码块的比特数N_cb来发送HARQ包。

接收端可以用同样方式计算k₀以解码。

在上述方法中，各冗余版本对应的HARQ起始点k₀在循环缓存中是不均匀分布的，可能使得在HARQ包重传过程中，部分码字出现多次重叠，而另外一部分码字则没有重叠，这样会导致重传性能的下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是提出一种一阶段速率匹配的缓冲设置方法，解决HARQ包重传过程中，部分码字出现多次重叠，而另外一部分码字则没有重叠，导致重传性能的下降的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种一阶段速率匹配的缓冲设置方法，应用于数字通信系统的发送端，包括如下步骤：

(1)发送端选择缓存中每个码块的比特数N_cb，设置N_cb小于等于可分配给该码块的缓存，且为8的最大的公倍数；其中R为数字通信系统的发送端指定的缓冲区行数；

(2)发送端计算每个码块其4个冗余版本rv₀，rv₁，rv₂，rv₃，在N_IR个比特缓存中的起始点

其中rv_idx取值为4个冗余版本号0，1，2，3；

(3)发送端根据计算出的在N_IR个比特缓存中的起始点k₀，以及每个码块的比特数N_cb来发送混合自动重传请求包。

进一步地，所述步骤(1)中，发送端设置其中N_IR为总缓存比特数，C为码块的个数，K_w为信道编码后的比特数。

进一步地，所述步骤(1)中，发送端设置其中N_IR为总缓存比特数，C为码块的个数，K_w为信道编码后的比特数。

进一步地，所述步骤(1)中，当N_cb的最大列数为96列，最小列数为32，使

取值范围为40，48，56，64，72，80，88，96。

为了解决上述技术问题，本发明还提供一种一阶段速率匹配的缓冲设置方法，应用于数字通信系统的发送端，包括如下步骤：

(1)发送端设置缓存中每个码块的比特数

其中N_IR为总缓存比特数，C为码块的个数，K_w为信道编码后的比特数；

(2)发送端计算每个码块其4个冗余版本rv₀，rv₁，rv₂，rv₃，在N_IR个比特缓存中的起始点

其中rv_idx取值为4个冗余版本号0，1，2，3，R为数字通信系统的发送端指定的缓冲区行数；

(3)发送端根据计算出的在N_IR个比特缓存中的起始点k₀，以及每个码块的比特数N_cb来发送混合自动重传请求包。

为了解决上述技术问题，本发明还提供一种一阶段速率匹配的缓冲设置方法，应用于数字通信系统的发送端，包括如下步骤：

(1)发送端设置缓存中每个码块的比特数

其中N_IR为总缓存比特数，C为码块的个数，K_w为信道编码后的比特数；

(2)发送端计算每个码块其4个冗余版本rv₀，rv₁，rv₂，rv₃在N_IR个比特缓存中的起始点其中rv_idx取值为4个冗余版本号0，1，2，3，R为数字通信系统的发送端指定的缓冲区行数；

(3)发送端根据计算出的在N_IR个比特缓存中的起始点k₀，以及每个码块的比特数N_cb来发送混合自动重传请求包。

为了解决上述技术问题，本发明还提供一种一阶段速率匹配的缓冲设置方法，应用于数字通信系统的发送端，包括如下步骤：

(1)发送端设置缓存中每个码块的比特数其中N_IR为总缓存比特数，C为码块的个数，K_w为信道编码后的比特数；

(2)发送端计算每个码块其4个冗余版本rv₀，rv₁，rv₂，rv₃在N_IR个比特缓存中的起始点k₀等于取整后乘2再加2，再乘以R；或者等于

取整后乘2再加2，再乘以R；其中rv_idx取值为4个冗余版本号0，1，2，3，R为数字通信系统的发送端指定的缓冲区行数，M为一常数系数；

(3)发送端根据计算出的在N_IR个比特缓存中的起始点k₀，以及每个码块的比特数N_cb来发送混合自动重传请求包。

进一步地，所述步骤(2)中的取整操作为下述取整操作之一：

上取整、下取整、四舍五入取整。

本发明通过选取合适的HARQ包的缓存中每个码块的大小或者通过设置合适的HARQ起始点，可以使得RV的位置分布尽量均匀，从而能够改进HARQ的性能。

附图说明

图1是数字通信系统结构示意图；

图2是循环缓冲速率匹配的结构；

图3是本发明实施例一的流程示意图；

图4是本发明实施例二的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明提出的循环缓冲速率匹配输入和Rel-6速率匹配输入相同，其中包括Turbo编码产生的比特流，输出码率为1/3 Turbo编码分为三个数据流，对应系统比特流和两个奇偶校验的比特流。两个分量卷积编码的每一个产生一个校验比特流，12个尾比特均匀地分布在三个数据流上。K比特信息送到Turbo编码，产生三个数据流的长度都是K’＝K+4。

实施例一

如图3所示，本发明实施例一通过选取合适的HARQ包的每个码块的比特数大小，使得RV的位置分布尽量均匀，包括如下步骤：

步骤301，发送端选择缓存中每个码块的比特数N_cb，设置N_cb小于等于可分配给该码块的缓存，且

为8的最大的公倍数；其中R为数字通信系统的发送端指定的缓冲区行数；

其中，可以设定

或者

其中N_IR为总缓存比特数，C为码块的个数，K_w为信道编码后的比特数；

步骤302，发送端计算每个码块其4个冗余版本rv₀，rv₁，rv₂，rv₃，在N_IR个比特缓存中的起始点

其中rv_idx取值为4个冗余版本号0，1，2，3：

步骤303，发送端根据计算出的在N_IR个比特缓存中的起始点k₀，以及每个码块的比特数N_cb来发送HARQ包。

接收端可以用同样方式计算k₀以解码。

以一个应用实例来说，N_cb所需要的列数

在一组离散的整数中选取。特别地，当N_cb的最大列数为96列，最小列数为32，可以使得

取值范围为40，48，56，64，72，80，88，96。

实施例二

如图4所示，本发明实施例二通过设置合适的HARQ起始点，使得RV的位置分布尽量均匀，包括如下步骤：

步骤401，发送端设置缓存中每个码块的比特数

其中N_IR为总缓存比特数，C为码块的个数，K_w为信道编码后的比特数；

步骤402，发送端计算每个码块其4个冗余版本rv₀，rv₁，rv₂，rv₃，在N_IR个比特缓存中的起始点

或者，

其中rv_idx取值为4个冗余版本号0，1，2，3，R为数字通信系统的发送端指定的缓冲区行数；

步骤403，发送端根据计算出的在N_IR个比特缓存中的起始点k₀，以及每个码块的比特数N_cb来发送HARQ包。

接收端可以用同样方式计算k₀以解码。

另外，为了仅保持RV0到1，RV1到2，RV2到3的距离尽量均匀，在以上实施例的步骤402中，可以设置其他内容保持不变。这样在保持性能的同时，使得rv₃更靠近循环缓冲的末尾从而可以卷绕到更多的系统比特。

更进一步，上述公式中(上一段)

的「

操作还可以替换为四舍五入，等取整操作。公式中的

还可以乘上一个指定的常数系数以保证RV3延伸到特定位置。

本发明还可以推广到参数取值为其他的情况，如RV的不是4个，而是8或12个等等。其原则仍为，选择特定的N_cb或k₀使得全部或部分RV的分布尽量均匀，从而达到最好的HARQ性能。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种一阶段速率匹配的缓冲设置方法，应用于数字通信系统的发送端，包括如下步骤：

(1)发送端选择缓存中每个码块的比特数N_cb，设置N_cb小于等于可分配给该码块的缓存，且

为8的最大的公倍数；其中R为数字通信系统的发送端指定的缓冲区行数；

(2)发送端计算每个码块其4个冗余版本rv₀，rv₁，rv₂，rv₃，在N_IR个比特缓存中的起始点

其中rv_idx取值为4个冗余版本号0，1，2，3；

(3)发送端根据计算出的在N_IR个比特缓存中的起始点k₀，以及每个码块的比特数N_cb来发送混合自动重传请求包。

2.如权利要求1所述的缓冲设置方法，其特征在于，所述步骤(1)中，发送端设置

其中N_IR为总缓存比特数，C为码块的个数，K_w为信道编码后的比特数。

3.如权利要求1所述的缓冲设置方法，其特征在于，所述步骤(1)中，发送端设置其中N_IR为总缓存比特数，C为码块的个数，K_w为信道编码后的比特数。

4.如权利要求1所述的缓冲设置方法，其特征在于，所述步骤(1)中，当N_cb的最大列数为96列，最小列数为32，使

取值范围为40，48，56，64，72，80，88，96。

5.一种一阶段速率匹配的缓冲设置方法，应用于数字通信系统的发送端，包括如下步骤：

(1)发送端设置缓存中每个码块的比特数

其中N_IR为总缓存比特数，C为码块的个数，K_w为信道编码后的比特数；

(2)发送端计算每个码块其4个冗余版本rv₀，rv₁，rv₂，rv₃在N_IR个比特缓存中的起始点

其中rv_idx取值为4个冗余版本号0，1，2，3，R为数字通信系统的发送端指定的缓冲区行数；

(3)发送端根据计算出的在N_IR个比特缓存中的起始点k₀，以及每个码块的比特数N_cb来发送混合自动重传请求包。

6.一种一阶段速率匹配的缓冲设置方法，应用于数字通信系统的发送端，包括如下步骤：

(1)发送端设置缓存中每个码块的比特数

其中N_IR为总缓存比特数，C为码块的个数，K_w为信道编码后的比特数；

(2)发送端计算每个码块其4个冗余版本rv₀，rv₁，rv₂，rv₃在N_IR个比特缓存中的起始点

其中rv_idx取值为4个冗余版本号0，1，2，3，R为数字通信系统的发送端指定的缓冲区行数；

(3)发送端根据计算出的在N_IR个比特缓存中的起始点k₀，以及每个码块的比特数N_cb来发送混合自动重传请求包。

7.一种一阶段速率匹配的缓冲设置方法，应用于数字通信系统的发送端，包括如下步骤：

(1)发送端设置缓存中每个码块的比特数

其中N_IR为总缓存比特数，C为码块的个数，K_w为信道编码后的比特数；

(2)发送端计算每个码块其4个冗余版本rv₀，rv₁，rv₂，rv₃在N_IR个比特缓存中的起始点k₀等于

取整后乘2再加2，再乘以R；或者等于

取整后乘2再加2，再乘以R；其中rv_idx取值为4个冗余版本号0，1，2，3，R为数字通信系统的发送端指定的缓冲区行数，M为一常数系数；

(3)发送端根据计算出的在N_IR个比特缓存中的起始点k₀，以及每个码块的比特数N_cb来发送混合自动重传请求包。

8.如权利要求7所述的缓冲设置方法，其特征在于，所述步骤(2)中的取整操作为下述取整操作之一：

上取整、下取整、四舍五入取整。

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