CN102694620A

CN102694620A - 编码协同传输的数据划分方法和装置

Info

Publication number: CN102694620A
Application number: CN2011100737423A
Authority: CN
Inventors: 董飞; 王亚峰; 刘光毅; 沈晓冬
Original assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd
Current assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2031-03-25
Also published as: CN102694620B

Abstract

本申请公开了一种编码协同传输的数据划分方法和装置。根据本申请实施方案的编码协同传输的数据划分方法可包括：对原始数据经编码器编码后输出的多路输出数据进行并串变换，形成待处理数据；随机生成包含多个向量的初始数据划分集合，其中每个向量代表一种由待处理数据形成传输数据的数据划分方案；基于初始数据划分集合，确定数据划分方案；根据所确定的数据划分方案，对待处理数据进行处理以形成传输数据。通过本申请的数据划分方法和装置，能够获得较好译码性能的传输数据，提高编码协同数据传输的效率和准确性。

Description

编码协同传输的数据划分方法和装置

技术领域

本申请涉及编码协同传输的数据划分方法和装置。

背景技术

中继技术作为一种新兴的技术，能增加覆盖范围和提高系统容量，被视为B3G/4G的关键技术。由于未来无线通信或蜂窝系统要求增加覆盖范围，支持更高速率传输，这为中继技术的应用开辟了广阔的前景，同时也对无线通信技术提出了新的挑战。

伴随着中继的引入，编码协同技术在上行传输中逐渐得到应用。UE(User Equipment，用户设备)可以将数据传输分成D1、D2两部分，传输过程也相应分成两帧：第一帧，UE向RN(Relay Node，中继节点)和eNB(evolved Node B，演进型基站)广播D1；第二帧，UE向eNB传输D2，RN根据接收到的D1计算出D2，也向eNB传输D2，eNB先对接收到的UE的D2和RN计算出的D2进行MRC(Maximal Ratio Combining，最大比值合并)，然后再将最大比值合并后的D2和第一帧接收到的D1进行联合译码，完成传输。

假设UE使用1/3码率的turbo码编码器，如图1所示。可见，编码器是由CRC(Cyclical Redundancy Check，循环冗余校验)、RSC(Recursive Systematic Convolution，递归系统卷积码)和Interleaver(交织器)组成。

现有技术是在D1和D2比例为2∶1的条件下，直接将A路和B路数据串并变换形成D1，C路数据形成D2。

现有技术利用1/3码率turbo码编码器一路输入三路输出的特点，将UE数据划分为D1和D2时，直接将三路输出中的两路输出并串变换为D1，剩余一路数据作为D2。1/3码率turbo码编码器三路输出分别是数据位、第一个RSC的校验位和经过交织后的第二个RSC的校验位。从图1可以看出，D1的结构对系统性能有很大的影响，D1的信息量越大，eNB就越有可能直接正确译码UE的D1，从而使传输完成。因此D1应当尽量包括turbo码编码器三路数据的信息，显然直现有技术中直接将三路输出中的两路直接串并变换为D1完全没有利用第三路的信息，必然导致RN和eNB对D1译码的性能下降。当D1∶D2为其他数值时，现有的实现多是以简单方便为目的随机划分，尚没有专门的研究。

发明内容

为了解决现有数据划分方案中译码性能较低的问题，本申请提出了一种编码协同传输的数据划分方法和装置。

根据本申请的一个方面的编码协同传输的数据划分方法可包括：对原始数据经编码器编码后输出的多路输出数据进行并串变换，形成待处理数据；随机生成包含多个向量的初始数据划分集合，其中每个向量代表一种由待处理数据形成传输数据的数据划分方案；根据初始数据划分集合中向量的译码性能对所述初始数据划分集合进行变换和向量选取，确定译码性能优化的数据划分方案；根据所确定的数据划分方案，对待处理数据进行处理以形成传输数据。

根据本申请的另一个方面的编码协同传输的数据划分装置可包括：待处理数据形成单元，对原始数据经编码器编码后输出的多路输出数据进行并串变换，形成待处理数据；数据划分集合生成单元，随机生成包含多个向量的初始数据划分集合，其中每个向量代表一种由待处理数据形成传输数据的数据划分方案；确定单元，根据初始数据划分集合中向量的译码性能对所述初始数据划分集合进行变换和向量选取，确定译码性能优化的数据划分方案；以及处理单元，根据所确定的数据划分方案，对待处理数据进行处理以形成传输数据。

根据本申请的数据划分方法和装置，能够获得较好译码性能的传输数据，提高编码协同数据传输的效率和准确性。此外，根据本申请的数据划分方法和装置能够应用于第一部分D1与第二部分D2为任意比例的不同的编码协同场景。

附图说明

图1是根据本申请一个实施方案的编码协同传输的数据划分方法的流程图；

图2是根据本申请另一实施方案的编码协同传输的数据划分方法的流程图；

图3是根据本申请一个实施方案的编码协同传输的数据划分装置；以及

图4是根据本申请另一个实施方案的编码协同传输的数据划分装置。

具体实施方式

下面参照附图，对本申请的实施方案进行详细说明。

图1是根据本申请一个实施方案的编码协同传输的数据划分方法的流程图。

如图1所示，在步骤S1002，对原始数据经编码器编码后输出的多路输出数据进行并串变换，从而形成待处理数据。可以理解，对原始数据进行处理的编码器可以是现有技术中进行数据划分所使用的任一种编码器，例如1/3码率turbo码编码器。在步骤S1004，随机生成初始数据划分集合，该初始数据划分集合可包含多个向量，每个向量可代表一种数据划分方案。在本申请中，向量所代表的数据划分方案指的是对待处理数据进行处理而形成传输数据的方式。在初始数据划分集合中包含的向量个数可由本领域技术人员根据具体应用相应设置。然后在步骤S1006，根据初始数据划分集合中向量的译码性能对所述初始数据划分集合进行变换和向量选取，确定译码性能优化的数据划分方案。在步骤S1008，根据在步骤S1006中确定的数据划分方案，对在步骤S1002中形成的待处理数据进行处理以形成传输数据。

下面以一个具体示例来说明图1所示的方法。

假设原始数据是10，数据划分的比例为2∶1，对其进行处理的编码器是1/3码率turbo码编码器，原始数据经该编码器编码后输出的三路输出分别为：10、11和00。则可将这三路输出经并串变换形成为待处理数据，即，101100。可以理解，可使用其他码率的编码器，这时，只需将编码器各路输出直接并串变换为一路输出，即可形成上文所述的待处理数据。

为了对待处理数据进行处理而形成编码协同传输的第一数据D1和第二数据D2，可随机生成包含多个向量的初始数据划分集合，其中每个向量代表一种由待处理数据形成第一数据D1和第二数据D2的数据划分方案。例如，由于待处理数据为6位，则包含在初始数据划分集合中的向量也是6位，在这种情况下，可以设某个向量所代表的数据划分方案为：若该向量中某个位置为1，则表明待处理数据的相应位置的比特组成第一数据D 1，若该向量中某个位置为0，则表明待处理数据的相应位置的比特组成第二数据D2。另外，由于假设的数据划分的比例为2∶1，因此，初始数据划分集合中的每个向量包含4个1和2个0，例如向量011110。

为了形成编码协同传输中的第一数据D1和第二数据D2，根据本申请的实施方案，可基于随机生成的初始数据划分集合，确定数据划分方案，然后根据所确定的数据划分方案，对所述待处理数据进行处理以形成传输数据。例如，待处理数据为101100，若基于随机生成的初始数据划分集合所确定的数据划分方案为向量011110所代表的数据划分方案，则待处理数据的第二、三、四、五个位置的比特形成第一数据D1，即D1＝0110，待处理数据的第一、六个位置的比特形成第二数据D2，即D2＝10。

接下来参照图2，描述根据本申请另一实施方案的编码协同传输的数据划分方法。在图2所示的方法中，步骤S2002、S2004和S2016与图1所示方法的步骤S1002、S1004和S1008类似，此处为了简要不再详细描述。

在形成待处理数据的步骤S2002和随机生成初始数据划分集合的步骤S2004之后，在步骤S2006，可计算初始数据划分集合中每个向量的译码性能评估值。本领域技术人员可以理解，在预定的信道条件(例如具有预定的信噪比和衰落类型)下，基于每个向量所代表的数据划分方案所形成的传输数据的译码性能评估值是可以通过计算而得出的，此处不进行详细描述。

在步骤S2008，可根据初始数据划分集合中每个向量的译码性能评估值，形成第一数据划分集合。步骤S2008的目的在于使得第一数据划分集合中的向量排除初始数据划分集合中译码性能相对较差的至少一个向量。可将数据划分集合中多个向量的译码性能评估值的平均值定义为该集合中向量的平均译码性能，则在步骤S2008中形成的第一数据划分集合中向量的平均译码性能优于初始数据划分集合向量的平均译码性能。

在步骤S2010，对步骤S2008所形成的第一数据划分集合中的向量进行随机变换，形成第二数据划分集合。然后在步骤S2012，计算第二数据划分集合中每个向量的译码性能评估值，之后在步骤S2014，根据初始数据划分集合和第二数据划分集合中每个向量的译码性能评估值，选取译码性能最优的一个向量所代表的数据划分方案。可以理解，步骤S2014中选择的向量可以是初始数据划分集合和第二数据划分集合中具有最好的译码性能的一个或多个向量的其中之一。

下面仍以一个具体示例来说明图2所示的方法。

仍然假设原始数据是10，数据划分的比例为2∶1，对其进行处理的编码器是1/3码率turbo码编码器，原始数据经该编码器编码后输出的三路输出分别为：10、11和00。则可将这三路输出经并串变换形成为待处理数据，即，101100。

为了对待处理数据进行处理而形成编码协同传输的第一数据D1和第二数据D2，可随机生成包含多个向量的初始数据划分集合，其中每个向量代表一种由待处理数据形成第一数据D1和第二数据D2的数据划分方案。每个向量例如是6位，某个向量所代表的数据划分方案为：若该向量中某个位置为1，则表明待处理数据的相应位置的比特组成第一数据D1，若该向量中某个位置为0，则表明待处理数据的相应位置的比特组成第二数据D2。同样地，由于假设的数据划分的比例为2∶1，因此，初始数据划分集合中的每个向量包含4个1和2个0，例如向量011110。

为了形成编码协同传输中的第一数据D1和第二数据D2，根据本申请的实施方案，可基于随机生成的初始数据划分集合，确定数据划分方案，然后根据所确定的数据划分方案，对所述待处理数据进行处理以形成传输数据。例如，待处理数据为101100，若基于随机生成的初始数据划分集合所确定的数据划分方案为向量011110所代表的数据划分方案，则第一数据D1为0110，第二数据D2为10。

为了基于初始数据划分集合确定数据划分方案，可计算初始数据划分集合中每个向量的译码性能评估值。下面详细描述计算向量译码性能评估值的具体方法。

若想计算某个向量的译码性能评估值，可首先根据该向量所对应的数据划分方法，对待处理数据进行处理形成第一数据D1和第二数据D2。然后对D1进行调制，再通过预先设定好信噪比和衰落类型的信道，对经过信道之后的D1进行解调和补零译码，将译码结果和原始数据进行比较，得出误比特数，即译码性能评估值Q。例如，要计算向量A＝011110的译码性能评估值Q_A，可根据该向量所对应的数据划分方法对待处理数据(例如101100)确定第一数据D1和第二数据D2，在本例中为D1＝0110，D2＝10。然后，对第一数据D1进行BPSK调制，得到(-1，1，1，-1)。将其经过平均信噪比是10dB的瑞利信道，进行接收，得到(-0.9131，0.5890，0.3341，-0.8019)。因为D1是由待处理数据的第二、三、四、五个位置的比特组成的，则对(-0.9131，0.5890，0.3341，-0.8019)进行补零得到(0，-0.9131，0.5890，0.3341，-0.8019，0)。对其进行turbo码译码，假设得到01，与原始数据10相比，误比特数是2，则向量011110的译码性能评估值Q_A是2。

可以理解，以上所描述的译码性能评估值的计算方法仅仅是一个示例，本领域技术人员也可采用其他方法来计算每个向量的译码性能评估值。

在计算出初始数据划分集合中每个向量的译码性能评估值后，可根据每个向量的译码性能评估值，形成第一数据划分集合，其中，第一数据划分集合中向量的平均译码性能优于初始数据划分集合向量的平均译码性能。作为一个具体实施例，第一数据划分集合与初始数据划分集合可包含相同个数的向量，第一数据划分集合中的向量包括从初始数据划分集合中选取的向量以及随机生成的向量，其中，初始数据划分集合中的每个向量保留在第一数据划分集合中的概率与该向量的译码性能评估值相关。例如，在以上具体描述的译码性能评估值计算方法的情况下，由于向量的译码性能评估值越大表示该向量所代表的数据划分方案的译码性能越差，则初始数据划分集合中的每个向量保留在第一数据划分集合中的概率与该向量的译码性能评估值成反比，即，若初始数据划分集合中的某个向量具有越小的译码性能评估值，则该向量被选中而包含在第一数据划分集合中的概率越大。被选中的向量保留在第一数据划分集合里，而未被选中的向量则删去，同时随机产生新的向量补充到集合里，以使得第一数据划分集合与初始数据划分集合包含相同个数的向量。

例如，若初始数据划分集合为10个长度为6的向量构成的集合：{011110，011101，011011，010111，001111，101110，101101，101011，100111，110110}，计算出该集合中每个向量的译码性能评估值依次是{2，1，1，2，1，2，2，0，2，1}。设共出现j种译码性能评估值，这j种译码性能评估值中最大的译码性能评估值是Q_k。可保留译码性能评估值不大于Q_k/2的向量，其余向量都被删除。此例中，共出现2、1和0三种译码性能评估值，最大的译码性能评估值是2，则可删去译码性能评估值为2的向量，然后随机产生5个新的向量补充到集合中。可以理解，新的向量中1、0的个数也应符合原向量的要求，从而形成新的集合。

在根据初始数据划分集合中每个向量的译码性能评估值形成第一数据划分集合后，可进一步对第一数据划分集合中的向量进行随机变换，形成第二数据划分集合。

例如，可在第一数据划分集合中随机选择一对或多对向量进行交叉。在本申请中，对某对向量进行交叉表示：在该对向量中随机选择一个交叉点(即该对向量的某个特定比特)，把两个向量第一个比特到交叉点的前一个比特的元素一一进行互换，交叉点之后的元素保持不变。例如，对101011和011110这对向量对进行交叉，随机选择第四个比特作为交叉点，即把101011和011110第一个比特到第三个比特之间的元素进行调换，第四个比特之后的元素保持不变，得到交叉后的向量011011和101110。可以理解，对某对向量进行交叉后得到的向量中，0的个数可能不再是2，这时，则删去该向量，同时随机产生一个新的向量进入集合中，该新向量满足0的个数是2而1的个数是4。为了实现统计意义上的逐渐优化，可选择较少的向量对进行交叉。

除了在第一数据划分集合中随机选择一对或多对向量进行交叉从而实现对第一数据划分集合中的向量进行随机变换，还可对第一数据划分集合进行变异，或者先对第一数据划分集合进行交叉，再对其进行变异。

在本申请中，对某个向量进行变异表示：在该向量中随机选择一个0比特，将其变为1，再随机选择一个1比特，将其变为0。例如，在向量011011中，随机选择第一个比特，将其变异为1，随机选择第五个比特，将其变异为0，则向量011011变异为111001。类似地，为了实现统计意义上的逐渐优化，可选取较少的向量进行变异。

在对第一数据划分集合进行了交叉和/或变异等随机变换而形成了第二数据划分集合之后，可计算第二数据划分集合中每个向量的译码性能评估值，然后，根据之前计算出的初始数据划分集合中每个向量的译码性能评估值和第二数据划分集合中每个向量的译码性能评估值，选取一个向量所代表的数据划分方案。可以理解，所选取的向量可能是初始数据划分集合中的向量，也可能是第二数据划分集合中的向量。另外，在初始数据划分集合和第二数据划分集合中，可能存在多个向量具有相同的最优译码性能评估值，这时，可随机选择其中一个向量。

作为图2所示方法的一种变型，可在步骤S2010执行之后，将第二数据划分集合作为初始数据划分集合，以预定次数重复执行步骤S2006至步骤S2010。可以理解，重复执行步骤S2006至步骤S2010的次数例如可根据迭代时间的长短来确定，例如，可以设为100。在重复了预定次数之后，再执行步骤S2012，即计算第二数据划分集合中每个向量的译码性能评估值，以及步骤S2014，即根据初始数据划分集合和第二数据划分集合中每个向量的译码性能评估值，从初始数据划分集合和第二数据划分集合中选择译码性能最优的一个向量所对应的数据划分方案，作为最终确定的数据划分方案来实现数据划分的操作。

可以理解，在本实施方案中，重复执行步骤S2006至步骤S2010的次数越大，获得的最优方案的性能就越接近于全局的最优方案。但是，为了获得系统资源和性能之间的适当权衡，可以根据时间、资源的要求，灵活调整重复执行步骤S2006至步骤S2010的次数。另外，根据预设的重复次数，可确定初始数据划分集合中所包含的向量个数。

接下来参照图3和图4，描述根据本申请的编码协同传输的数据划分装置。

如图3所示，根据本申请一个实施方案的编码协同传输的数据划分装置可包括：待处理数据形成单元302、数据划分集合生成单元304、确定单元306和处理单元308。待处理数据形成单元302可对原始数据经编码器编码后输出的多路输出数据进行并串变换，形成待处理数据。数据划分集合生成单元304可随机生成包含多个向量的初始数据划分集合，其中每个向量代表一种由待处理数据形成传输数据的数据划分方案。确定单元306可根据数据划分集合生成单元304形成的初始数据划分集合中向量的译码性能对所述初始数据划分集合进行变换和向量选取，确定译码性能优化的数据划分方案。处理单元308则可根据确定单元306确定的数据划分方案，对待处理数据进行处理以形成传输数据。

在如图4所示的根据本申请另一个实施方案的编码协同传输的数据划分装置中，待处理数据形成单元402、数据划分集合生成单元404、和处理单元408与图3所示的待处理数据形成单元302、数据划分集合生成单元304和处理单元308类似，此处不详细描述。

在图4所示装置中，确定单元406可基于数据划分集合生成单元404形成的初始数据划分集合，确定数据划分方案。具体而言，确定单元406可包括第一计算模块406a、第一数据划分集合形成模块406b、第二数据划分集合形成模块406c、第二计算模块406d和选取模块406e。第一计算模块406a可计算初始数据划分集合中每个向量的译码性能评估值，第一数据划分集合形成模块406b可根据初始数据划分集合中每个向量的译码性能评估值，形成第一数据划分集合，其中，第一数据划分集合中向量的平均译码性能优于初始数据划分集合向量的平均译码性能，第二数据划分集合形成模块406c可对第一数据划分集合中的向量进行随机变换，形成第二数据划分集合，第二计算模块406d可计算第二数据划分集合中每个向量的译码性能评估值，而选取模块406e可根据初始数据划分集合和第二数据划分集合中每个向量的译码性能评估值，选取一个向量所代表的数据划分方案。

在图4所示的编码协同传输的数据划分装置中，第一计算模块406a、第一数据划分集合形成模块406b、第二数据划分集合形成模块406c可以预定次数重复执行操作。可以理解，重复次数例如可根据迭代时间的长短来确定。在重复了预定次数之后，最终从初始数据划分集合和第二数据划分集合中选择的译码性能最优的一个向量所对应的数据划分方案作为最终确定的数据划分方案来实现数据划分的操作。

另外，图4所示的装置中，第一数据划分集合形成模块406b形成的第一数据划分集合与初始数据划分集合可包含相同个数的向量，第一数据划分集合中的向量包括从初始数据划分集合中选取的向量以及随机生成的向量，其中，初始数据划分集合中的每个向量保留在第一数据划分集合中的概率与该向量的译码性能评估值相关。具体的，若向量的译码性能评估值越大表示该向量所代表的数据划分方案的译码性能越差，则初始数据划分集合中的每个向量保留在第一数据划分集合中的概率与该向量的译码性能评估值成反比。

以上参照附图对本申请的示例性的实施方案进行了描述。本领域技术人员应该理解，上述实施方案仅仅是为了说明的目的而所举的示例，而不是用来进行限制。凡在本申请的教导和权利要求保护范围下所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请要求保护的范围内。

Claims

1.编码协同传输的数据划分方法，包括：

对原始数据经编码器编码后输出的多路输出数据进行并串变换，形成待处理数据；

随机生成包含多个向量的初始数据划分集合，其中每个向量代表一种由所述待处理数据形成传输数据的数据划分方案；

根据所述初始数据划分集合中向量的译码性能对所述初始数据划分集合进行变换和向量选取，确定译码性能优化的数据划分方案；以及

根据所确定的数据划分方案，对所述待处理数据进行处理以形成传输数据。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述确定数据划分方案的步骤包括：

1)计算初始数据划分集合中每个向量的译码性能评估值；

2)根据初始数据划分集合中每个向量的译码性能评估值，形成第一数据划分集合，其中，第一数据划分集合中向量的平均译码性能优于初始数据划分集合向量的平均译码性能；

3)对第一数据划分集合中的向量进行随机变换，形成第二数据划分集合；

4)计算第二数据划分集合中每个向量的译码性能评估值；以及

5)根据初始数据划分集合和第二数据划分集合中每个向量的译码性能评估值，选取译码性能最优的一个向量所代表的数据划分方案。

3.如权利要求2所述的方法，其中，在步骤3)执行之后，将第二数据划分集合作为初始数据划分集合，以预定次数重复执行步骤1)至步骤3)。

4.如权利要求2或3所述的方法，其中，第一数据划分集合与初始数据划分集合包含相同个数的向量，

第一数据划分集合中的向量包括从初始数据划分集合中选取的向量以及随机生成的向量，

其中，初始数据划分集合中的每个向量保留在第一数据划分集合中的概率与该向量的译码性能评估值相关。

5.如权利要求4所述的方法，其中，向量的译码性能评估值越大表示该向量所代表的数据划分方案的译码性能越差，则初始数据划分集合中的每个向量保留在第一数据划分集合中的概率与该向量的译码性能评估值成反比。

6.编码协同传输的数据划分装置，包括：

待处理数据形成单元，对原始数据经编码器编码后输出的多路输出数据进行并串变换，形成待处理数据；

数据划分集合生成单元，随机生成包含多个向量的初始数据划分集合，其中每个向量代表一种由所述待处理数据形成传输数据的数据划分方案；

确定单元，根据所述初始数据划分集合中向量的译码性能对所述初始数据划分集合进行变换和向量选取，确定译码性能优化的数据划分方案；以及

处理单元，根据所确定的数据划分方案，对所述待处理数据进行处理以形成传输数据。

7.如权利要求6所述的装置，其中，所述确定单元包括：

第一计算模块，计算初始数据划分集合中每个向量的译码性能评估值；

第一数据划分集合形成模块，根据初始数据划分集合中每个向量的译码性能评估值，形成第一数据划分集合，其中，第一数据划分集合中向量的平均译码性能优于初始数据划分集合向量的平均译码性能；

第二数据划分集合形成模块，对第一数据划分集合中的向量进行随机变换，形成第二数据划分集合；

第二计算模块，计算第二数据划分集合中每个向量的译码性能评估值；以及

选取模块，根据初始数据划分集合和第二数据划分集合中每个向量的译码性能评估值，选取一个向量所代表的数据划分方案。

8.如权利要求7所述的装置，其中，第一数据划分集合与初始数据划分集合包含相同个数的向量，

9.如权利要求8所述的装置，其中，向量的译码性能评估值越大表示该向量所代表的数据划分方案的译码性能越差，则初始数据划分集合中的每个向量保留在第一数据划分集合中的概率与该向量的译码性能评估值成反比。