CN101282122B

CN101282122B - 编码块分割方法

Info

Publication number: CN101282122B
Application number: CN2007100738063A
Authority: CN
Inventors: 徐俊
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2007-04-03
Filing date: 2007-04-03
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2027-04-03
Also published as: CN101282122A

Abstract

本发明公开了一种编码块分割方法；装置包括编码块分割单元，编码调制处理单元、映射单元、第一和第二计算单元；方法包括：设定将突发总共分割成k个编码块；如果突发长度n≤最大编码块的物理资源块级联数j，则将整个突发作为一个长度为n的编码块；否则若n是j的整数倍，则将突发分割为k个长度为j的编码块；若n不是j的整数倍，将突发分割为k1个长度为m1的编码块，和k2个长度为m2的编码块；最后将分割后的编码块处理后映射到到相应个数的物理资源块里面。本发明可以合理地对突发进行分割，保证分割产生的最小编码块尽可能大，从而达到保证突发性能、获得更大编码增益和交织增益的目的。

Description

编码块分割方法

技术领域

本发明涉及数字通信系统，特别是涉及数字通信系统的信道编码的物理资源块级联的方法和装置。

背景技术

数字通信系统通常发射端通常包括信源、信源编码器、信道编码器和调制器等部分，接收端通常包括解调器、信道译码器、信源译码器和信宿，如图1所示。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。

在无线接口技术中，基带处理往往是最重要的，物理信道映射之前的基带处理流程主要是信道编码链，信道编码链需要对输入突发进行编码、交织、调制、随机化等处理，例如图2所示。信道编码链的输入是一个传输块(或者一个突发，或者一个子包)，它是一个或者多个用户的一个或者多个业务的承载数据，它是信道编码链的基本输入，一个传输块的数据往往具有相同的编码调制方式。

在时频数字通信系统如OFDMA(Orthogonal Frequency Division MultipleAccess，正交频分复用多址接入)，DFT-S-FDMA(Discrete Fourier TransformSpread Frequency Division Multiple Access，离散傅立叶变换扩展频分复用接入多址接入)的基带处理中，每个编码块调制完成以后通常在一定的物理信道资源中发射出去，物理信道资源通常是指一个二维时频块，在时域和频域都要占用一定的宽度。在设计通信系统的时候，物理信道资源通常都要分成一定的粒度，其分配单位称为物理资源块(Physical Resource Block，PRB)，例如它在IEEE802.16e标准中被称为时隙(slot)。一个物理资源块在时域和频域占有一定的宽度，其内部物理资源可能是集中分布的也可能是离散分布的。每个物理资源块在实际使用的时候，系统按照实际的信道条件和业务需求分配一定编码调制方式(MCS，Modulation Coding Scheme)，该编码调制方式通常包括调制方式和编码方式(通常包括纠错码种类、码率、重复次数等)。一个物理资源块当编码调制方式定下来以后其能承载的最大信息比特长度就定下来了。一个编码块通常被映射到整数个完整的PRB里面，这个过程通常称为PRB级联。

信道编码器编码时通常将信息比特分成一定长度的编码块进行编码，通常编码块越大纠错性能越好，但是代价是编译码复杂度的增加和译码延迟时间的增加。所以在设计信道编码器时必须对最大编码块的大小做一个限制，不能任意大，这里的“最大编码块大小”也可称为最大PRB级联数，即能级联的最大PRB数量。该大小和PRB的MCS有关系，不同的MCS方式能级联的最大PRB数量通常是不同的。综上所述，由于信道编码(coding)具有允许的最大编码块大小，一个大的传输块(也称为突发或者子包)需要被分为多个码块，即码块分割，然后才可以分别进行编码。

在进入信道编码器时必须按照最大编码块大小划分突发。突发的大小通常满足一定的粒度要求，系统在分配突发的大小通常是物理资源块承载信息比特长度的整数倍。在编码块分割的时候将让每个编码块的信息长度都是物理资源块承载信息比特长度的整数倍，最后每个编码块将映射到整数个完整的物理资源块中。但是突发的大小通常不是最大编码块大小的整数倍。因为突发的性能主要取决于最小编码块的大小，即最小编码块越小性能越差，所以如果分割产生的最小编码块太小，将严重影响整个突发的性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种性能优良的物理资源块级联方法和装置，按照本发明可以将突发分割成合适大小的编码块，从而保证整个突发的性能。

本发明提供了一种数字通信系统中物理资源块级联的方法，包括：

a、设定将突发总共分割成k个编码块；执行b；

b、比较突发长度n和最大编码块的物理资源块级联数j；如果n小于或等于j，则执行b1，否则执行b2；

b1、将整个突发作为一个长度为n的编码块；执行c；

b2、若n是j的整数倍，将突发分割为k个长度为j的编码块，执行c；若n不是j的整数倍，执行b3；

b3、将突发分割为k1个长度为m1的编码块，和k2个长度为m2的编码块；其中，m1＝ceil(n/k)，m2＝floor(n/k)；k1＝n-k×m2，k2＝k×m1-n；ceil为向上取整函数，floor为向下取整函数；执行c；

c、将分割后的编码块处理后映射到到相应个数的物理资源块里面。

进一步地，所述步骤a中：k＝ceil(n/j)。

进一步地，所述步骤c中：对编码块的处理包括编码、交织和调制。

进一步地，所述突发长度n＝ceil(K/(L×m×r))；其中K为突发的比特数，m为调制阶数，r为编码率，L为每一个物理资源块可以承载的调制符号的个数。

进一步地，所述最大编码块的物理资源块级联数j＝floor(K_max/(L×m×r))；其中K_max为编码器所允许的最大信息分组大小，m为调制阶数，r为编码率，L为每一个物理资源块可以承载的调制符号的个数。

进一步地，所述步骤c中：

将编码块映射到到相应个数的物理资源块里面是指：

当n小于或等于j时，将步骤b1得到的一个编码块映射到n个完整的PRB里面；

当n大于j时，若n是j的整数倍，将k个长度为j的编码块经过编码等处理后，映射到k×j个完整的PRB里面；若n不是j的整数倍，将k1个长度为m1的编码块经过编码等处理后，映射到k1×m1个完整的PRB里面；将k2个长度为m2的编码块经过编码等处理后，映射到k2×m2个完整的PRB里面。

本发明还提供了一种数字通信系统中的物理资源级联装置，包括编码块分割单元，编码调制处理单元和映射单元；其特征在于，还包括：

第一计算单元，用于计算最大物理资源块级联数j；

第二计算单元，用于根据突发长度及第一计算单元得到的最大物理资源块级联数j计算分割参数；所述突发长度为n个物理资源块；所述分割参数包括编码块的长度，总个数及各长度编码块的个数；其中，总个数k为ceil(n/j)；当n小于或等于j时，得到编码块的总个数为1，其长度为n；当n大于j时，若n是j的整数倍，将突发分割为k个长度为j的编码块；若n不是j的整数倍，得到两个长度，其中第一长度为m1＝ceil(n/k)，第二长度为m2＝floor(n/k)；还得到长度为第一长度的编码块个数为k1＝n-k×m2，长度为第二长度的编码块个数为k2＝k×m1-n；

所述编码块分割单元：用于根据第二计算单元得到的分割参数将突发分割为相应长度和个数的编码块；

所述编码调制处理单元，用于对上述编码块分割单元分割好的编码块进行处理，所述处理包括编码、调制、交织；

所述映射单元，用于将编码调制处理单元处理完的编码块分别映射到相应个数的物理资源块里面。

进一步地，所述第二计算单元具体包括：

编码块个数计算模块，用于根据突发长度n和最大PRB级联数j通过ceil(n/j)得到编码块总个数k；

第一长度计算模块，用于根据突发长度n和总个数k，通过ceil(n/k)得到第一长度m1；

第二长度计算模块，用于根据突发长度n和总个数k，通过floor(n/k)得到第二长度m2；

第一个数计算模块，用于根据突发长度n、第一长度m1和总个数k，通过n-k×m2得到长度为第一长度的编码块的个数k1；

第二个数计算模块，用于根据突发长度n、第二长度m2和总个数k，通过floor(n/k)得到长度为第二长度的编码块的个数k2。

进一步地，当n小于或等于j时，所述编码块分割单元将整个突发作为一个编码块；当n大于j时，若n是j的整数倍，将突发分割为k个长度为j的编码块；若n不是j的整数倍，所述编码块分割单元将突发分割为k1个长度为m1的编码块，和k2个长度为m2的编码块。

进一步地，当n小于或等于j时，所述映射单元将所述的一个编码块映射到n个完整的物理资源块里面；当n大于j时，若n是j的整数倍，将所述的k个长度为j的编码块映射到k×j个完整的物理资源块里面；若n不是j的整数倍，则将所述的k1个长度为m1的编码块映射到k1×m1个完整的物理资源块里面；将k2个长度为m2的编码块映射到k2×m2个完整的物理资源块里面。

采用了本发明的方法和装置后，可以合理地对突发进行分割，保证分割产生的最小编码块尽可能大，从而达到保证突发性能、获得更大编码增益和交织增益的目的。

附图说明

图1为数字通信系统发射端和接收端的示意图；

图2为一个信道编码链的处理流程图；

图3为本发明的物理资源块级联的方法的具体实施流程图；

图4为本发明的物理资源块级联装置具体实施中第一、第二计算单元的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。

在本文中，floor为向下取整函数，ceil为向上取整函数。

设MAC层将一个K比特突发送给物理层的信道编码链处理，例如图2，本发明将给出了码块分割的有效策略。

编码块长度通常用比特数来描述。但是，在这里，在已知编码调制方式和参数条件下(码率r和调制阶数m)，本发明的编码块长度需要用物理资源块PRB级联数来描述。在这里，对于已知编码调制方式和参数，最大编码块长度是最大PRB级联数j。

本发明给出了如何确定K比特突发的PRB级联数n。设信道编码链的编码调制方式已知，调制阶数为m，编码率为r；每一个物理资源块PRB(也可称为时隙slot)可以承载L个调制符号，该突发将占用n个物理资源块PRB，这里n＝ceil(K/(L×m×r))。实际上，若K不是L×m×r的整数倍，则需要填充n×L×m×r-K已知比特。突发比特数K加上述少量填充比特为特定调制编码传输格式下的n个物理资源块PRB所能承载的总信息比特数。

本发明还给出如何确定最大编码块的PRB级联数j。已知编码调制方式和参数条件下，设所允许的最大PRB级联数为j；设每一个物理资源块PRB(也可称为时隙slot)可以承载L个调制符号；特定编码调制方式下，调制阶数为m，编码率为r；编码器所允许的最大信息分组大小为K_max；则j＝floor(K_max/(L×m×r))。在实际应用中，也可以按现有技术得到j。

本发明提供了一种数字通信系统中已知编码调制方式和参数条件下物理资源块级联的方法，如图3所示，首先设定长度为n个PRB的突发总共可以分割成k个编码块。在本发明中，定义k＝ceil(n/j)，这里ceil为向上取整函数。

当n≤j时，k＝1，将整个突发作为一个编码块，其长度为n。

当n>j时，如果n是j的整数倍，那么将整个突发分割为k个长度为j的编码块；如果n不是j的整数倍，则将整个突发分割为k1个长度为m1的编码块，和k2个长度为m2的编码块，k1和k2之和为k，其中k1个编码块的长度为m1＝ceil(n/k)，k2个编码块的长度为m2＝floor(n/k)，floor为下取整函数。其中，k1＝n-k×m2，k2＝k×m1-n。

所述编码块的长度即该编码块所需映射到的完整PRB的个数，比如编码块长度为n时，表示该编码块可映射到n个完整的PRB中；也可以表示该编码块的实际信息比特数是物理资源块承载信息比特数的n倍。

然后在所述特定的编码调制格式MCS下，将所述编码块按现有技术进行处理，具体包括对编码块分别进行编码等处理，再进行交织、调制等处理。

处理后按照下面的规则进行编码块到物理资源块PRB(也可称为时隙)的映射：

当n≤j时，将整个编码块映射到n个完整的PRB里面；

当n>j时，如果n是j的整数倍，那么将k个长度为j的编码块映射到k×j个完整的PRB里面；如果n不是j的整数倍，将k1个长度为m1的编码块映射到k1×m1个完整的PRB里面，将k2个长度为m2的编码块映射到k2×m2个完整的PRB里面。

本发明的方法可以用硬件电路或软件来实现。

本发明还提供了一种数字通信系统中的物理资源块级联装置，包括：

第一计算单元，用于根据每个PRB可以承载的调制符号的个数L、所采用的MCS的调制阶数m，编码率r，及编码器所允许的最大信息分组大小K_max计算最大PRB级联数j；j＝floor(K_max/(L×m×r))。

第二计算单元，用于根据突发长度及第一计算单元得到的最大PRB级联数j计算分割参数；所述突发长度为n个PRB；所述分割参数包括编码块的长度，总个数及各长度编码块的个数；其中，总个数k为ceil(n/j)；当n≤j时，得到编码块的总个数为1，其长度为n；当n>j时，如果n是j的整数倍，得到编码块的总个数为k，其长度为j；如果n不是j的整数倍，得到两个长度，其中第一长度为m1＝ceil(n/k)，第二长度为m2＝floor(n/k)，并且长度为第一长度的编码块个数为k1＝n-k×m2，长度为第二长度的编码块个数为k2＝k×m1-n。

编码块分割单元，用于根据第二计算单元得到的分割参数将突发分割为相应长度和个数的编码块。

编码调制处理单元，用于对编码块分割单元分割好的编码块进行处理，所述处理包括编码、调制、交织和随机化等。

映射单元，用于将编码调制处理单元处理完的编码块映射到相应个数的PRB里面。

如图4所示，第二计算单元具体包括：

当n≤j时，得到编码块的总个数k为1，m1、m2均为n；k1、k2均为0；此时所述编码块分割单元将整个突发作为一个编码块；该编码块经过编码调制处理单元的编码、调制和交织等处理后，由所述映射单元将其映射到n个完整的物理资源块里面。

当n>j时，如果n是j的整数倍，得到编码块的总个数为k，m1、m2均为j，k1、k2均为0；此时所述编码块分割单元将突发分割为k个长度为j的编码块；经过编码调制处理单元的编码、调制和交织等处理后，所述映射单元将所述的k个长度为j的编码块映射到k×j个完整的物理资源块里面；

如果n不是j的整数倍，得到第一长度为m1＝ceil(n/k)，第二长度为m2＝floor(n/k)；还得到长度为第一长度的编码块个数为k1＝n-k×m2，长度为第二长度的编码块个数为k2＝k×m1-n；此时所述编码块分割单元将突发分割为k1个长度为m1的编码块，和k2个长度为m2的编码块；经过编码调制处理单元的编码、调制和交织等处理后，所述映射单元将所述的k1个长度为m1的编码块映射到k1×m1个完整的物理资源块里面；将k2个长度为m2的编码块映射到k2×m2个完整的物理资源块里面。

下面用本发明的一应用实例进一步加以说明。

该应用实例以WiMAX(Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess，全球微波接入互操作性又称IEEE802.16标准或宽带无线接入标准)系统为例，它的物理资源块定义为时隙Slot，在QPSK(Quadrature Phase-ShiftKeying，正交相移键控)调制方式下、采用TBCC(Tail-Biting ConvolutionalCode，咬尾卷积码)编码、1/2码率、不使用重复编码条件下每个时隙Slot可以传输48比特的信息。

指定MCS下所允许的最大PRB级联数为j。每个时隙Slot包含48个数据子载波，即L＝48；特定QPSK调制1/2码率卷积编码条件下，调制阶数为m＝2，编码率为r＝1/2；编码器所允许的最大信息分组大小为K_max＝288；则j＝floor(K_max/(L×m×r))＝6，floor表示向下取整。也就是说，在本应用实例的MCS方式下，最大PRB级联数是6个时隙Slot，也就是说一个编码块最多映射到6个完整的时隙Slot中。

设MAC层送下来一个突发，该突发长度为n＝13个物理资源块PRB，也就是说实际上突发信息比特数目为特定调制编码传输格式MCS下的13个物理资源块PRB所能承载信息的总比特数目。

按照本发明，首先进行分割，长度为n＝13个PRB的突发可以分割成k＝ceil(n/j)＝3个编码块，这里ceil为向上取整函数。

显然根据本发明的方法可知，因为n>j并且n mod j≠0，将突发分割成两种长度的k个编码块，其中k1个编码块的长度为m1＝ceil(n/k)＝5，k2个编码块的长度为m2＝floor(n/k)＝4，floor为下取整函数。k1＝n-k×m2＝13-3×4＝1，k2＝k×m1-n＝3×5-13＝2。

接下来，在特定的编码调制格式MCS下，将分割的编码块分别经过编码等处理，再经过交织、调制等后映射到物理资源块PRB里面

将1个长度为5的编码块映射到5个完整的PRB的里面。

将2个长度为4的编码块映射到2×4＝8个完整的PRB里面。

假设上层传送下来的突发长度为n＝13个物理资源块PRB(也可称为时隙Slot)，根据WiMAX标准(IEEE-802.16-2004或者IEEE-802.16-2005)的卷积码时隙级联方法，这个突发可以分割成3个编码块，其大小分别为3个时隙、4个时隙和6个时隙。

根据本发明的方法，本突发可以分割成3个编码块，有两种码长分别为5个和4个Slot，其中5个时隙Slot长度的编码块为1个，4个时隙Slot长度的编码块为2个。

从上可以看出，对于突发长度为n＝13个时隙的突发(burst)，WiMAX标准产生的最小编码长度为3个时隙，本方法产生的最小编码长度为4个时隙，本发明生成最小编码块要大于WIMAX标准产生的最小编码块，而整个突发的性能主要取决于最小编码块的性能，因此本发明的方法可以获得更大的编码增益和交织增益。与WIMAX的时隙级联方法比较，本发明的方法一定程度上提高了整个突发的性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种数字通信系统中物理资源块级联的方法，包括：

a、设定将突发总共分割成k个编码块；执行b；

b、比较突发长度n和最大编码块的物理资源块PRB级联数j；如果n小于或等于j，则执行b1，否则执行b2；

b1、将整个突发作为一个长度为n的编码块；执行c；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a中：k＝ceil(n/j)。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤c中：对编码块的处理包括编码、交织和调制。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述突发长度n＝ceil(K/(L×m×r))；其中K为突发的比特数，m为调制阶数，r为编码率，L为每一个物理资源块可以承载的调制符号的个数。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述最大编码块的物理资源块级联数j＝floor(K_max/(L×m×r))；其中K_max为编码器所允许的最大信息分组大小，m为调制阶数，r为编码率，L为每一个物理资源块可以承载的调制符号的个数。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤c中：

将编码块映射到到相应个数的物理资源块里面是指：

当n大于j时，若n是j的整数倍，将k个长度为j的编码块经过编码、交织和调制处理后，映射到k×j个完整的PRB里面；若n不是j的整数倍，将k1个长度为m1的编码块经过编码、交织和调制处理后，映射到k1×m1个完整的PRB里面；将k2个长度为m2的编码块经过编码、交织和调制处理后，映射到k2×m2个完整的PRB里面。

7.一种数字通信系统中的物理资源级联装置，包括编码块分割单元，编码调制处理单元和映射单元；其特征在于，还包括：

第一计算单元，用于计算最大物理资源块PRB级联数j；

第二计算单元，用于根据突发长度及第一计算单元得到的最大物理资源块级联数j计算分割参数；所述突发长度为n个物理资源块；所述分割参数包括编码块的长度，总个数及各长度编码块的个数；其中，总个数k为ceil(n/j)；当n小于或等于j时，得到编码块的总个数为1，其长度为n；当n大于j时，若n是j的整数倍，将突发分割为k个长度为j的编码块；若n不是j的整数倍，得到两个长度，其中第一长度为m1＝ceil(n/k)，第二长度为m2＝floor(n/k)；还得到长度为第一长度的编码块个数为k1＝n-k×m2，长度为第二长度的编码块个数为k2＝k×m1-n，其中，ceil为向上取整函数，floor为向下取整函数；

8.如权利要求7所述的物理资源级联装置，其特征在于，所述第二计算单元具体包括：

9.如权利要求7所述的物理资源级联装置，其特征在于，当n小于或等于j时，所述编码块分割单元将整个突发作为一个编码块；当n大于j时，若n是j的整数倍，将突发分割为k个长度为j的编码块；若n不是j的整数倍，所述编码块分割单元将突发分割为k1个长度为m1的编码块，和k2个长度为m2的编码块。

10.如权利要求9所述的物理资源级联装置，其特征在于，当n小于或等于j时，所述映射单元将所述的一个编码块映射到n个完整的物理资源块里面；当n大于j时，若n是j的整数倍，将所述的k个长度为j的编码块映射到k×j个完整的物理资源块里面；若n不是j的整数倍，则将所述的k1个长度为m1的编码块映射到k1×m1个完整的物理资源块里面；将k2个长度为m2的编码块映射到k2×m2个完整的物理资源块里面。