CN102316056A - 一种基带数据的处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基带数据的处理方法及装置，包括：计算基带数据的扰码，将基带数据和对应的扰码存储到交织矩阵中并计算对基带数据解调所需的归一化因子；完成对交织矩阵的数据存储后，对该交织矩阵依次进行解交织处理、解调处理和解扰处理，其中，采用归一化因子进行解调处理，采用交织矩阵中存储的基带数据对应的扰码进行解扰处理。本发明通过调整解调、解扰和解交织的先后顺序，扩大归一化因子A与噪声估计的统计范围，改进解调性能，并且不增加处理延迟。

Description

一种基带数据的处理方法及装置

技术领域

本发明涉及LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统，尤其涉及一种基带数据的处理方法及装置。

背景技术

LTE系统的协议中规定了上行发射机比特级处理的先后顺序，为了保持一致，在接收端采用相对应的基带数据处理技术来保证信号的正确输出。如图1所示，协议中规定LTE发射端在比特级采用交织、加扰和调制等技术，因此，相对应地，接收端按照解调、解扰和解交织的顺序进行处理。

LTE引入了16QAM(正交幅度调制)和64QAM两种高阶调制法，在对应的16QAM和64QAM解调法中，需要统计归一化因子A，而且，在解调时，如果考虑噪声因素，还需要对噪声进行估计，归一化因子A的统计以及噪声估计均需要考虑采用哪些数据进行运算的问题，如果能够采用UE(用户设备)的一个子帧内的全部数据进行运算，归一化因子A和噪声估计，都会达到比较理想的结果。

但是，要达到比较理想的结果，就需要统计所有数据后，再进行归一化因子A的计算以及噪声估计，相应地，解调处理就要等到所有数据接收完毕后才能进行，这样会增加处理延迟，因此，为了达到延迟与性能的平衡，目前可以采用部分统计的方法来获得归一化因子A和噪声估计，譬如通过对参考符号对应数据的统计来获取归一化因子A与噪声估计，以较小的性能损失为代价来保证较小的处理延迟，但是，很难达到比较理想的平衡，通常会造成信号处理性能较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基带数据的处理方法及装置，实现在保证性能的前提下，减少处理延迟。

为解决上述技术问题，本发明的一种基带数据的处理方法，包括：

计算基带数据的扰码，将基带数据和对应的扰码存储到交织矩阵中并计算对基带数据解调所需的归一化因子；

完成对交织矩阵的数据存储后，对该交织矩阵依次进行解交织处理、解调处理和解扰处理，其中，采用归一化因子进行解调处理，采用交织矩阵中存储的基带数据对应的扰码进行解扰处理。

进一步地，该方法还包括：

在计算归一化因子时，还计算基带数据的噪声估计值，采用归一化因子和噪声估计值进行解调处理。

进一步地，存储到交织矩阵中的基带数据为进行离散傅里叶逆变换(IDFT)处理后的基带数据。

进一步地，将基带数据和对应的扰码存储到交织矩阵中时，采用捆绑的方式对基带数据和对应的扰码进行存储；或建立基带数据与对应的扰码的映射信息，根据该映射信息实现基带数据与对应扰码的识别。

进一步地，计算归一化因子和噪声估计值的方法包括：

接收到基带数据的一部分后，对该部分基带数据进行计算，得到中间结果，并对该中间结果进行缓存，在接收完基带数据并得到全部中间结果后，采用缓存的中间结果相应地计算出归一化因子和噪声估计值。

进一步地，一种基带数据的处理装置，包括：依次连接的交织矩阵存储器、解交织模块、解调模块和解扰模块，还包括与交织矩阵存储器连接的扰码计算模块和基带数据前置处理模块，以及与基带数据前置处理模块和解调模块连接的归一化因子计算模块，其中：

扰码计算模块，用于计算基带数据的扰码，将计算得到扰码存储到交织矩阵存储器中的交织矩阵中；

基带数据前置处理模块，用于对基带数据进行前置处理，将处理后的基带数据与扰码相对应地存储到交织矩阵中，并将处理后的基带数据发送给归一化因子计算模块；

归一化因子计算模块，用于计算对基带数据解调所需的归一化因子，并将计算得到的归一化因子发送给解调模块；

解交织模块，用于在交织矩阵的数据存储完成后，从交织矩阵中读取基带数据和扰码进行解交织处理；

解调模块，用于从解交织模块读取基带数据和扰码，采用归一化因子进行解调处理；

解扰模块，用于从解调模块读取基带数据和扰码，采用基带数据所对应的扰码进行解扰处理。

进一步地，该装置还包括噪声估计模块，该噪声估计模块分别与基带数据前置处理模块和解调模块连接；

基带数据前置处理模块，还用于将处理后的基带数据发送给噪声估计模块；

噪声估计模块，用于计算基带数据的噪声估计值，将计算得到的噪声估计值发送给解调模块；

解调模块，用于采用归一化因子和噪声估计值进行解调处理。

进一步地，基带数据前置处理模块为离散傅里叶逆变换(IDFT)模块，该IDFT模块对基带数据进行IDFT处理，将处理后的基带数据与对应的扰码相应地存储到交织矩阵中。

进一步地，基带数据前置处理模块在将处理后的基带数据与扰码相对应地存储到交织矩阵中时，采用与对应的扰码进行捆绑的方式对基带数据进行存储；或建立基带数据与对应的扰码的映射信息，根据该映射信息实现基带数据与对应的扰码的识别。

进一步地，归一化因子计算模块计算归一化因子的过程包括：

接收到基带数据的一部分后，对该部分基带数据进行计算，得到中间结果，并对该中间结果进行缓存，在接收完基带数据并得到全部中间结果后，采用缓存的中间结果计算出归一化因子。

综上所述，本发明通过调整解调、解扰和解交织的先后顺序，扩大归一化因子A与噪声估计的统计范围，改进解调性能，并且不增加处理延迟，另一方面，还可以达到节省交织矩阵RAM(随机存取存储器)的效果，例如，在天线均衡后的数据位宽是IQ每路16比特，加上扰码6比特，共38比特，而解调后的软比特是8比特，按照最大64QAM的数据量是48比特，可以节省20.8％的RAM资源。

附图说明

图1为LTE协议中发射端与接收端信号处理的流程示意图；

图2为本实施方式基带数据的处理方法的流程图；

图3为本实施方式基带数据的处理装置的架构图。

具体实施方式

分析接收端现有的基带数据的处理过程可以得知，在解调基带数据时需要使用归一化因子A和噪声估计值，归一化因子A与噪声估计值的准确度由参与运算的数据量决定，因此，解决本发明技术问题的核心思路就是在保证最大统计量的前提下，优化处理时序。

接收端在进行解调处理时需要使用归一化因子A和噪声估计值，因此，需要先统计归一化因子A和噪声估计值，只有所有数据都接收完毕后，才能计算得到最为准确的归一化因子A和噪声估计值，之后再进行解调、解扰和解交织的操作，并且，解调和解扰是逐个符号地进行，解调解扰后的符号放入交织矩阵，将全部符号完成解调解扰并存入交织矩阵后才能进行解交织处理，按照上述顺序，处理延迟较大。

考虑到归一化因子A和噪声估计值最好在数据接收完毕后，再进行运算得到最准确的结果，并且，对于解交织处理，需要等到全部数据完成解调解扰并存入交织矩阵后，才能进行，因此，如果对计算归一化因子A和噪声估计值之前，接收数据的时间段进行合理利用，将会极大地减少处理延迟。

分析解交织的过程可以得知，解交织的过程会根据解调方式的不同而有所差异，但是，对于所有的解调方式，解交织的过程都是一次解交织出一个RE(资源元素)的软比特数据后，再进行下一个RE的解交织。因此，可以考虑先将未解调的数据送入解交织矩阵，完成解交织后，再进行解调和解扰处理，因为解交织的过程以RE为单位进行，所以不用担心解交织出来的软比特数据的顺序会有不同，这样我们就可以在计算归一化因子A和噪声估计值之前，在接收数据时，将接收到的数据同时存入交织矩阵，以节省出完成解调解扰后再存入解交织矩阵的时间。

由于现有的处理顺序是解扰在解交织之前，因此，可以直接按照协议顺序解扰，但是如果按照本实施方式先进行解交织，后进行解调解扰，那么就需要在解交织之前计算出扰码，并将每个数据对应的扰码与数据一同存入交织矩阵参与解交织，在数据输出时取出数据对应的扰码，进行解扰，以免先进行解交织后，无法计算出正确的扰码。

下面结合附图对本实施方式进行详细说明。

图2所示为本实施方式基带数据的处理方法，包括：

201：基带数据在经过FFT(快速傅立叶变换)、信道估计和天线均衡等处理后传送到IDFT(离散傅里叶逆变换)模块和扰码计算模块，分别进行IDFT处理和扰码计算；

202：IDFT模块和扰码计算模块将完成IDFT处理的数据(简称数据)和对应的扰码存储到交织矩阵存储器中的交织矩阵中；

IDFT数据与对应的扰码可以采用捆绑存储，例如，当采用64QAM时，可以将IQ(正交序列)数据存储在高32比特，对应的扰码存储在低6比特，扰码从低到高的排列对应解扰输出的比特0至比特6。当然，存储方式并不限于此，可以根据需要进行配置。由于扰码计算模块需要实时输出对应的扰码，因此，为提高效率可以并行方式计算扰码，如可以采用6路并行计算扰码输出，每个时钟可以输出6比特的扰码与数据对应。如果不考虑效率的因素，也可以采用串行方式计算扰码。

除了采用捆绑存储外，也可以建立IDFT数据与对应的扰码的映射信息，根据映射信息实现IDFT数据与对应扰码的识别。

交织矩阵存储器可以采用RAM，称为交织矩阵RAM。

203：将扰码与数据同时存入交织矩阵存储器时，将数据送入归一化因子计算模块和噪声估计模块，进行归一化因子A和噪声估计值的计算；

不同UE会有不同的归一化因子A和噪声估计值，归一化因子A和噪声估计值的计算过程为：每收到一部分数据即进行计算，得到中间结果，这里需要对中间结果进行缓存，直到所有数据接收完毕后，采用缓存的中间结果计算出最终的归一化因子A和噪声估计值。

本实施方式中数据与扰码全部存入交织矩阵存储器时，归一化因子A和噪声估计值也相应地计算完成。

204：在扰码与数据全部存入交织矩阵存储器后，进行解交织处理；

205：归一化因子计算模块和噪声估计模块分别将计算得到的归一化因子A和噪声估计值送入解调模块，完成解交织后，解调模块对解交织后的数据进行解调处理；

因为归一化因子A和噪声估计值已计算完毕，可以采用流水线方式进行解调处理，每个时钟输出一个RE的所有软比特信息。对于64QAM，可以采用6路并行运算得到最终解调结果。

206：完成解调后，解扰模块按照从交织矩阵存储器中存储的与数据对应的扰码，对数据进行解扰处理。

扰码已经与数据同时缓存到解交织矩阵存储器中，因此，将数据按照交织矩阵读出后，就可以直接按照每个软比特数据对应的扰码进行解扰运算。

扰码可能为0或者1，所以可以按照扰码将解扰简化成直接输出或者取反输出，同样可以将解扰设计成流水线操作，与解调统一到一条流水线上，这样一个时钟就能输出一个RE的所有软比特。

因为PUSCH(物理上行共享信道)会复用UCI信息，所以在解交织输出时，需要指示该输出的数据是UCI(上行控制信息)数据，还是CB(码块)包数据。对于不同链路应该有对应的输出结果。

图3为本实施方式的基带数据的处理装置，包括：扰码计算模块、基带数据前置处理模块、归一化因子计算模块、噪声估计模块、交织矩阵存储器、解交织模块、解调模块和解扰模块，其中，交织矩阵存储器、解交织模块、解调模块和解扰模块依次相连，扰码计算模块和基带数据前置处理模块分别与交织矩阵存储器相连，归一化因子计算模块分别与基带数据前置处理模块和解调模块连接，噪声估计模块分别与基带数据前置处理模块和解调模块连接；

扰码计算模块，用于计算基带数据的扰码，将计算得到扰码存储到交织矩阵存储器中的交织矩阵中；

基带数据前置处理模块，用于对基带数据进行前置处理，将处理后的基带数据和对应的扰码相应地存储到交织矩阵中，并将处理后的基带数据发送给归一化因子计算模块和噪声估计模块；基带数据前置处理模块在将处理后的基带数据与对应的扰码相应地存储到交织矩阵中时，采用捆绑的方式对基带数据和对应的扰码进行存储；或建立基带数据与对应的扰码的映射信息，根据该映射信息实现基带数据与对应扰码的识别。基带数据前置处理模块为IDFT模块，该IDFT模块对基带数据进行IDFT处理，将处理后的基带数据与对应的扰码相应地存储到交织矩阵中。

归一化因子计算模块，用于计算基带数据解调所需的归一化因子，并将计算得到的归一化因子发送给解调模块；计算归一化因子的过程包括：接收到部分基带数据后，对该部分基带数据进行计算，得到中间结果，并对该中间结果进行缓存，在接收完基带数据并得到全部中间结果后，采用缓存的中间结果计算出归一化因子。

噪声估计模块，用于计算基带数据的噪声估计值，将计算得到的噪声估计值发送给解调模块；

解交织模块，用于在交织矩阵的数据存储完成后，从交织矩阵中读取基带数据和对应的扰码进行解交织处理；

解调模块，用于在解交织处理完成后，从解交织模块读取基带数据和对应的扰码，采用归一化因子和噪声估计值进行解调处理；

解扰模块，用于在解调处理完成后，从解调模块读取基带数据和对应的扰码，采用基带数据所对应的扰码进行解扰处理。

本装置各部分的其它功能请参考方法内容的描述。

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 (10)

1.一种基带数据的处理方法，包括：

计算基带数据的扰码，将所述基带数据和对应的扰码存储到交织矩阵中并计算对所述基带数据解调所需的归一化因子；

完成对所述交织矩阵的数据存储后，对该交织矩阵依次进行解交织处理、解调处理和解扰处理，其中，采用所述归一化因子进行所述解调处理，采用所述交织矩阵中存储的基带数据对应的扰码进行所述解扰处理。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在计算所述归一化因子时，还计算所述基带数据的噪声估计值，采用所述归一化因子和所述噪声估计值进行所述解调处理。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：

存储到所述交织矩阵中的基带数据为进行离散傅里叶逆变换(IDFT)处理后的基带数据。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：

将所述基带数据和对应的扰码存储到交织矩阵中时，采用捆绑的方式对所述基带数据和对应的扰码进行存储；或建立所述基带数据与对应的扰码的映射信息，根据该映射信息实现所述基带数据与对应扰码的识别。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，计算所述归一化因子和噪声估计值的方法包括：

接收到所述基带数据的一部分后，对该部分基带数据进行计算，得到中间结果，并对该中间结果进行缓存，在接收完所述基带数据并得到全部中间结果后，采用缓存的中间结果相应地计算出所述归一化因子和噪声估计值。

6.一种基带数据的处理装置，包括：依次连接的交织矩阵存储器、解交织模块、解调模块和解扰模块，还包括与所述交织矩阵存储器连接的扰码计算模块和基带数据前置处理模块，以及与所述基带数据前置处理模块和解调模块连接的归一化因子计算模块，其中：

所述扰码计算模块，用于计算基带数据的扰码，将计算得到扰码存储到所述交织矩阵存储器中的交织矩阵中；

所述基带数据前置处理模块，用于对基带数据进行前置处理，将处理后的基带数据与所述扰码相对应地存储到所述交织矩阵中，并将所述处理后的基带数据发送给所述归一化因子计算模块；

所述归一化因子计算模块，用于计算对所述基带数据解调所需的归一化因子，并将计算得到的归一化因子发送给所述解调模块；

所述解交织模块，用于在所述交织矩阵的数据存储完成后，从所述交织矩阵中读取所述基带数据和扰码进行解交织处理；

所述解调模块，用于从所述解交织模块读取所述基带数据和扰码，采用所述归一化因子进行解调处理；

所述解扰模块，用于从所述解调模块读取所述基带数据和扰码，采用基带数据所对应的扰码进行解扰处理。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，该装置还包括噪声估计模块，该噪声估计模块分别与所述基带数据前置处理模块和解调模块连接；

所述基带数据前置处理模块，还用于将所述处理后的基带数据发送给所述噪声估计模块；

所述噪声估计模块，用于计算所述基带数据的噪声估计值，将计算得到的噪声估计值发送给所述解调模块；

所述解调模块，用于采用所述归一化因子和所述噪声估计值进行解调处理。

8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于：

所述基带数据前置处理模块为离散傅里叶逆变换(IDFT)模块，该IDFT模块对基带数据进行IDFT处理，将处理后的基带数据与对应的扰码相应地存储到所述交织矩阵中。

9.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于：

所述基带数据前置处理模块在将处理后的基带数据与所述扰码相对应地存储到所述交织矩阵中时，采用与对应的扰码进行捆绑的方式对所述基带数据进行存储；或建立所述基带数据与对应的扰码的映射信息，根据该映射信息实现所述基带数据与对应的扰码的识别。

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述归一化因子计算模块计算所述归一化因子的过程包括：

接收到所述基带数据的一部分后，对该部分基带数据进行计算，得到中间结果，并对该中间结果进行缓存，在接收完所述基带数据并得到全部中间结果后，采用缓存的中间结果计算出所述归一化因子。

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