CN102761509B - Ofdm系统的接收系统及降低接收系统内存的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种OFDM系统的接收系统及降低接收系统内存的方法，该接收系统包括解映射单元、MIMO检测单元、解调单元、第一软信息量化单元、软信息存储单元、HARQ合并单元、IR？HARQ存储单元以及译码器。在本发明的一实施例中，对解调单元的解调数据进行统计，以动态地计算出该软信息量化单元进行量化所需的第一缩放因子。在本发明的另一实施例中，依据该HARQ合并单元输出的数据计算第二缩放因子，且依据该第二缩放因子对该HARQ合并单元的输出数据进行量化，并储存到该IR？HARQ存储单元。

Description

OFDM系统的接收系统及降低接收系统内存的方法

技术领域

本发明涉及移动通信系统，尤其是涉及一种OFDM系统的接收系统，以及降低该接收系统内存的方法。

背景技术

由于LTE系统要求最大下行数据速率达到100Mbit/s，这就意味着终端单位时间内处理的接收数据量极大。为方便译码，需要在比特级处理之前将待译码的软信息进行缓存，再考虑译码时需要重传HARQ合并，因此还需要一个存储合并后的软信息RAM，记为HARQIR缓存。

图1示出现有OFDM系统的接收机，包括解映射单元101、MIMO检测单元102、解调单元103、软信息量化单元104、软信息存储单元105、HARQ合并单元106、IRHARQ存储单元107以及译码器108。在接收时，首先根据解映射单元101输出的时频域索引对数据，在MIMO检测单元102依次进行MIMO检测，接着于解调单元103对MIMO检测得到的数据进行解调。软信息量化单元104会根据固定的缩放因子或者解调单元103的调制方式对解调输出进行量化，然后在软信息存储单元105对量化后的软信息进行缓存，以便后级处理。

将HARQ合并单元106输出的数据根据其进程号及控制模块分配的缓存空间在IRHARQ存储单元107存贮软信息。并且，将合并后的软信息作为译码器108的输入进行译码。

将译码后的CRC检验结果反馈至IRHARQ存储单元107，如译码成功，则将该码块占用的缓存释放，如译码失败，则在IRHARQ存储单元107中保留该码块的合并后的软信息，并根据HARQ合并单元106中的HARQ控制单元的要求将软信息输出至HARQ合并单元106与重传数据作合并。

Turbo译码器是目前通信系统中常用的纠错编码，Turbo译码器输入的软信息字长直接影响其性能，软信息字长较大时，意味着需要较大的系统内存开销；而当输入数据的有效比特长度减少时，会造成输入数据所携带的软信息部分丢失，译码性能也会产生相应的下降。类似地，由于比特位数的限制使原先分布在定点数所表示的范围之外的软信息被饱和，用定点数的上下限表示，同样会造成软信息的丢失。所以输入译码器的软信息的比特数需在译码性能和系统开销之间进行平衡和折衷。

目前的LTE系统需要较长比特才能保证软信息的完整性，也就是说意味着需要增加Turbo译码输入数据的比特位数，才能保证较好的性能。由于LTE下行峰值速率为100Mb/s，软信息每增加一比特都需要增加较大的系统内存开销。

假设UE支持能力等级为Catogory3，20兆带宽，软信息字长为6比特，需要的软信息存储单元大小约为2兆比特。再假设HARQ合并后的软信息字长也为6比特，则HARQIR存储单元107的大小为7.5兆比特。可见需要的存储较大，致使终端芯片面积较大。

发明内容

本发明的目的提供一种降低OFDM系统的接收系统内存的方法，在对性能影响较小的条件下，减小软信息存储单元和HARQIR存储单元的比特位和规模。

根据本发明的一个方面，提出一种OFDM系统的接收系统，包括解映射单元、MIMO检测单元、解调单元、第一统计单元、以及第一软信息量化单元，其中该解映射单元、该MIMO检测单元、该解调单元以及该第一软信息量化单元依次连接；其中该第一统计单元连接该解调单元和该第一软信息量化单元，该第一统计单元对解调数据进行统计，以动态地计算出该第一软信息量化单元进行量化所需的第一缩放因子。

在本发明的一实施例中，该第一统计单元是对部分解调数据进行统计。

在本发明的一实施例中，上述接收系统还包括一存储单元，连接该解调单元和该第一软信息量化单元，用以在该第一统计单元统计期间，缓存来自该解调单元的解调数据。

在本发明的一实施例中，该解映射单元、该MIMO检测单元和该解调单元分别间隔地进行解映射、MIMO检测和解调，以令该第一统计单元依据间隔解调的数据计算该第一缩放因子。

在本发明的一实施例中，该解映射单元、该MIMO检测单元和该解调单元分别间隔地进行解映射、MIMO检测和解调，以令该第一统计单元依据间隔解调的数据计算该第一缩放因子，而该解映射单元连接该存储单元，以恢复解调数据的顺序。

在本发明的一实施例中，仅当该接收系统接收到新数据时，该第一统计单元计算新的第一缩放因子，而当接收系统收到重传数据时，该第一软信息量化单元使用已有的第一缩放因子。

在本发明的一实施例中，上述接收系统还包括软信息存储单元、HARQ合并单元、IRHARQ存储单元以及译码器。软信息存储单元连接该第一软信息量化单元。HARQ合并单元连接该第一软信息存储单元。IRHARQ存储单元连接该HARQ合并单元。译码器连接该HARQ合并单元。

在本发明的一实施例中，上述接收系统还包括：第二统计单元，连接该HARQ合并单元，该第二统计单元依据HARQ合并单元输出的数据计算该第二软信息量化单元进行量化所需的第二缩放因子；以及第二软信息量化单元，连接该第二统计单元和该IRHARQ存储单元，用以依据该第二缩放因子对该HARQ合并单元的输出数据进行量化，并储存到该IRHARQ存储单元。

本发明的另一方面提出一种OFDM系统的接收系统，包括软信息存储单元、HARQ合并单元、IRHARQ存储单元、统计单元、以及软信息量化单元，该HARQ合并单元连接该软信息存储单元、该IRHARQ存储单元连接该HARQ合并单元。该统计单元连接该HARQ合并单元，该统计单元依据该HARQ合并单元输出的数据计算该软信息量化单元进行量化所需的缩放因子；该软信息量化单元连接该统计单元和该IRHARQ存储单元，用以依据该缩放因子对该HARQ合并单元的输出数据进行量化，并储存到该IRHARQ存储单元。

在本发明的一实施例中，该统计单元依据经该HARQ合并单元合并的软信息的前一部分计算该缩放因子，且该系统还包括一第二存储单元，连接于该HARQ合并单元和该软信息量化单元之间，以缓存该HARQ合并单元合并后的软信息。

在本发明的一实施例中，该统计单元依据来自该软信息存储单元中的全部软信息计算该缩放因子，然后该HARQ合并单元进行合并操作，而该软信息量化单元是对合并后的软信息进行量化。

在本发明的一实施例中，还包括一译码器，该译码器连接该HARQ合并单元和该软信息量化单元其中之一。

本发明的又一方面提出一种降低OFDM系统的接收系统内存的方法，该接收系统包括解映射单元、MIMO检测单元、解调单元、以及软信息量化单元，其中该解映射单元、该MIMO检测单元、该解调单元以及该软信息量化单元依次连接，该方法包括以下步骤：对解调数据进行统计，以动态地计算出该软信息量化单元进行量化所需的第一缩放因子。

在本发明的一实施例中，对部分解调数据进行统计以计算该第一缩放因子。

在本发明的一实施例中，上述方法还包括在统计该解调数据期间，在该解调单元和该软信息量化单元之间缓存解调数据。

在本发明的一实施例中，使该解映射单元、该MIMO检测单元和该解调单元分别间隔地进行解映射、MIMO检测和解调，并依据间隔解调的数据计算该第一缩放因子。

在本发明的一实施例中，使该解映射单元、该MIMO检测单元和该解调单元分别间隔地进行解映射、MIMO检测和解调，并依据间隔解调的数据计算该第一缩放因子，并且使该解映射单元控制该存储单元，以恢复解调数据的顺序。

在本发明的一实施例中，仅当该接收系统接收到新数据时，计算新的第一缩放因子，而当接收系统收到重传数据时，使用已有的第一缩放因子。

在本发明的一实施例中，所述接收系统还包括软信息存储单元、HARQ合并单元、IRHARQ存储单元以及译码器。软信息存储单元连接该软信息量化单元。HARQ合并单元连接该软信息存储单元。IRHARQ存储单元连接该HARQ合并单元。译码器连接该HARQ合并单元。上述方法还包括：依据该HARQ合并单元输出的数据计算一第二缩放因子；依据该第二缩放因子对该HARQ合并单元的输出数据进行量化，并储存到该IRHARQ存储单元。

本发明的再一方面提出一种降低OFDM系统的接收系统内存的方法，该接收系统包括软信息存储单元、HARQ合并单元、以及IRHARQ存储单元、该HARQ合并单元连接该软信息存储单元、该IRHARQ存储单元连接该HARQ合并单元，该方法包括以下步骤：依据该HARQ合并单元输出的数据计算一缩放因子；依据该缩放因子对该HARQ合并单元的输出数据进行量化，并储存到该IRHARQ存储单元。

在本发明的一实施例中，依据经该HARQ合并单元合并的软信息的前一部分计算该缩放因子，并且于该HARQ合并单元和该软信息量化单元之间缓存该HARQ合并单元合并后的软信息。

在本发明的一实施例中，依据来自该软信息存储单元中的全部软信息计算该缩放因子，然后使该HARQ合并单元进行合并操作，并对合并后的软信息进行量化。

在本发明的一实施例中，该HARQ合并单元在进行合并前，还原从该IRHARQ存储单元取出的软信息。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，在保证OFDM系统多载波环境下的译码器性能的前提下，对不同的输入数据动态选取缩放因子，可以用尽可能少的量化比特保留尽可能完整的软信息。因此本发明的量化比特位宽较少，系统内存开销较小。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1示出现有的OFDM系统的接收机。

图2示出根据本发明第一实施例的OFDM系统的接收机。

图3示出根据本发明第一实施例的接收流程。

图4示出根据本发明第一实施例的OFDM系统的接收机的优化实施例。

图5示出根据本发明第二实施例的OFDM系统的接收机。

图6示出根据本发明第二实施例的接收流程。

图7示出根据本发明第二实施例的OFDM系统的接收机的优化实施例。

具体实施方式

参照对图1所示系统的分析可知，LTE系统比特级处理所涉及的内存开销主要来自两部分：软信息存储单元和IRHARQ存储单元。软信息的数量是固定的，因此减少软信息存储单元和IRHARQ存储单元的一个手段是减小软信息字长。

下面针对软信息存储单元和IRHARQ存储单元分别描述减小其大小且对性能影响较小的实施例。

在现有技术中，采用固定的缩放因子对解调后的数据进行量化，这导致在宽带系统中，保证性能损失较小的情况下，需要的量化位宽较长，系统内存开销较大。发现当使用动态的缩放因子对数据进行量化时，有助于缩短量化字长，从而减小软信息存储单元的规模。

图2示出根据本发明第一实施例的OFDM系统的接收机。该接收机200包括解映射单元201、MIMO检测单元202、解调单元203、统计单元204、软信息量化单元206、软信息存储单元207、HARQ合并单元208、IRHARQ存储单元209、以及译码器210。图2所示实施例与图1的现有接收机相比，多了一个对解调数据进行统计的统计单元204。

图3示出根据本发明第一实施例的接收流程。参照图3所示，在步骤S301，首先根据解映射单元201输出的时频域索引对数据，在MIMO检测单元202依次进行MIMO检测，接着于步骤S302，解调单元203对MIMO检测得到的数据进行解调。

在现有技术中，软信息量化单元104量化的缩放因子是固定的，而在本实施例中，软信息量化单元205量化的缩放因子是动态的，由统计单元204利用解调数据的统计特性计算得到。一般地，统计单元204统计解调数据的平均功率、强度等，根据统计的平均功率或强度计算缩放因子。

因此，在步骤S303，先由统计单元204对每次传输的解调数据进行统计，根据统计结果，计算出该次传输的缩放因子；再于步骤S304，由软信息量化单元206根据缩放因子，对解调输出数据进行量化，量化字长为M比特。

然后，在步骤S305，在软信息存储单元207对量化后的软信息进行缓存，以便后级处理。

在步骤S306，将HARQ合并单元208输出的数据根据其进程号及控制模块分配的缓存空间在IRHARQ存储单元209存贮软信息。并且，在步骤S307，将合并后的软信息作为译码器210的输入进行译码。

在步骤S308，将译码后的CRC检验结果反馈至IRHARQ存储单元209，如译码成功，则将该码块占用的缓存释放，如译码失败，则在IRHARQ存储单元209中保留该码块的合并后的软信息，并根据HARQ合并单元208中的HARQ控制单元的要求将软信息输出至HARQ合并单元208与重传数据作合并。

在一较佳实施例中，为减少统计时间，对解调输出数据进行部分统计，部分统计的结果适用于全部数据。并且，为抵抗频率选择性衰落，以ΔN个解调数据为间隔对解调后的数据进行均匀抽取统计。

在另一较佳实施例中，避免在未得到缩放因子之前，解调数据丢失，需要对一部分解调数据进行缓存以便在得到缩放因子后可以对所有数据进行量化。图4示出根据本发明第一实施例的OFDM系统的接收机的优化实施例。在该实施例中，使用额外的存储单元205对来自解调单元203的解调数据进行缓存。在得到缩放因子后，缓存的解调数据可进入软信息量化单元206。

并且，为减少统计时对解调数据的存储，可以在解映射单元201解映射时，首先以ΔN为间隔进行解映射及相应的MIMO检测和解调，并进行统计，计算出量化时所需的缩放因子，然后再依次对剩余RE(ResourceElement)进行解映射及MIMO检测和解调。使用这种方式进行统计，存储单元205仅需缓存统计的那些数据。考虑到统计时可能会打乱数据顺序，解映射单元201需要控制存储单元205，以能恢复解调后数据的正常顺序，以便让数据按正常顺序进入软信息量化单元206。

在又一较佳实施例中，为简化重传合并时因每次缩放因子不同，而带来对齐合并的繁杂计算，可以仅在系统每次接收新数据时进行统计，计算得到量化所需的缩放因子；而在重传时，软信息量化单元206直接使用上一次相同进程号的缩放因子。

采用动态获得缩放因子的方法，可以使量化比特的位宽较小，且不影响译码性能。

下面描述第二实施例的减小IRHARQ存储单元大小的方法。该实施例是依照与第一实施例相同的思路。

由于存入IRHARQ存储单元的软比特数量比软信息存储单元要多很多，即使IRHARQ存储单元中的软信息字长比软信息存储单元少1比特，以LTEUE能力等级Category3为例，则可以节省1兆比特多的内存大小。因此可以对量化后的软信息在写入IRHARQ存储单元前再进行一次量化缩短，以将软信息位宽缩短至N比特(N＜M)。在此N可小至4比特。

图5示出根据本发明第二实施例的OFDM系统的接收机。该接收机200包括解映射单元501、MIMO检测单元502、解调单元503、第一软信息量化单元504、软信息存储单元505、HARQ合并单元506、统计单元507、IRHARQ存储单元508、第二软信息量化单元509、以及译码器510。图5所示实施例与图1的现有接收机相比，增加了统计单元507和第二软信息量化单元509，统计单元507用来对每次合并后的软信息(若第一次，则是新进来的软信息)进行统计，获取该次的量化缩放因子，以便于第二软信息量化单元509进行量化缩短。

图6示出根据本发明第二实施例的接收流程。参照图6所示，在步骤S601，首先根据解映射单元501输出的时频域索引对数据，在MIMO检测单元502依次进行MIMO检测，接着于步骤S602，解调单元503对MIMO检测得到的数据进行解调。在步骤S603，第一软信息量化单元504会根据固定的缩放因子或者解调单元503的调制方式对解调输出进行量化，然后在步骤S604，软信息存储单元505对量化后的软信息进行缓存，以便后级处理。

在步骤S605，将HARQ合并单元506输出的数据输入统计单元507，计算量化的缩放因子。对于重传的数据，HARQ合并单元506将来自软信息存储单元505的新的软信息先与IRHARQ存储单元508中存储的软信息进行合并后输出。若不是重传，则不需要合并，HARQ合并单元506直接输出。

然后如步骤S606，使用第二软信息量化单元509进行一次量化缩短，以减小软信息的比特位宽。然后在步骤S607，将量化缩短后的软信息存贮在IRHARQ存储单元508。

在步骤S608，将经HARQ合并单元506输出(合并或者未合并)的软信息作为译码器511的输入进行译码。

在步骤S609，将译码后的CRC检验结果反馈至IRHARQ存储单元508，如译码成功，则将该码块占用的缓存释放，如译码失败，则在IRHARQ存储单元508中保留该码块的合并后的软信息，并根据HARQ合并单元506中的HARQ控制单元的要求将软信息输出至HARQ合并单元506与重传数据作合并。在合并之前，HARQ合并单元506先按量化缩短方式将IRHARQ存储单元508中的软信息还原至M比特，然后进行软信息HARQ合并。

在一较佳实施例中，为减小统计时的存储，仅对HARQ合并单元506输出的软信息前一小部分进行统计。图7示出这一优化实施例。参见图7所示，统计单元507可统计软信息的大小，边统计边将软信息送入存储单元510进行缓存。根据统计结果，第二软信息量化单元509对合并后的软信息进行量化缩短，然后送入译码器511，同时存入至IRHARQ存储单元508中，以便于下一次重传时进行合并。这种方案的优势在于统计特性较可靠，但需要额外的存储空间。

作为替代，可于统计单元507对软信息存储单元505中的软信息先进行完全统计(此时不需要存储单元510)，再于HARQ合并单元506进行HARQ合并(若第一次则不进行合并)，根据统计单元507的统计结果获取缩放因子，对合并后的软信息进行量化缩短，然后送入译码器511，同时存入至IRHARQ存储单元508中，以便于下一次重传进行合并。这一方案的优势在于不需要额外的存储空间，实时统计。但这是基于新来的软信息统计特性与合并后的软信息统计特性相同的假设，统计特性可能不够准确。

如图5和图7所示，至于译码器211输入端C可以选择性地与第二软信息量化单元509输出端A相连，或者与HARQ合并单元506输出端B相连，实现时可以在译码性能和系统开销之间折衷考虑选择其一。

本发明所描述的实施例通过对不同的输入数据动态选取缩放因子，可以保证用尽可能少的量化比特保留尽可能完整的软信息；同时，对量化后的软信息在写入IRHARQ存储单元前再进行一次量化缩短，减少了比特位宽，从而节约存储单元大小。此外，本发明的第一实施例和第二实施例可以结合起来实施，这样可同时减小软信息存储单元和IRHARQ存储单元的大小。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (12)

1.一种OFDM系统的接收系统，包括解映射单元、MIMO检测单元、解调单元、第一统计单元、第一软信息量化单元、第二统计单元、第二软信息量化单元、软信息存储单元、HARQ合并单元、IRHARQ存储单元以及译码器，其中该解映射单元、该MIMO检测单元、该解调单元以及该第一软信息量化单元依次连接，该软信息存储单元连接该第一软信息量化单元，该HARQ合并单元连接该软信息存储单元，该IRHARQ存储单元连接该HARQ合并单元，该译码器连接该HARQ合并单元，该第二统计单元连接该HARQ合并单元，该第二软信息量化单元连接该第二统计单元和该IRHARQ存储单元；

其中该第一统计单元连接该解调单元和该第一软信息量化单元，该第一统计单元对解调数据进行统计，以动态地计算出该第一软信息量化单元进行量化所需的第一缩放因子，该第二统计单元依据该HARQ合并单元输出的数据计算该第二软信息量化单元进行量化所需的第二缩放因子；该第二软信息量化单元依据该第二缩放因子对该HARQ合并单元的输出数据进行量化缩短，并储存到该IRHARQ存储单元。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该第一统计单元是对部分解调数据进行统计。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括一第一存储单元，连接该解调单元和该第一软信息量化单元，用以在该第一统计单元统计期间，缓存来自该解调单元的解调数据。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该解映射单元、该MIMO检测单元和该解调单元分别间隔地进行解映射、MIMO检测和解调，以令该第一统计单元依据间隔解调的数据计算该第一缩放因子。

5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，该解映射单元、该MIMO检测单元和该解调单元分别间隔地进行解映射、MIMO检测和解调，以令该第一统计单元依据间隔解调的数据计算该第一缩放因子，而该解映射单元连接该第一存储单元，以恢复解调数据的顺序。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，仅当该接收系统接收到新数据时，该第一统计单元计算新的第一缩放因子，而当接收系统收到重传数据时，该第一软信息量化单元使用已有的第一缩放因子。

7.一种降低OFDM系统的接收系统内存的方法，该接收系统包括解映射单元、MIMO检测单元、解调单元、软信息量化单元、软信息存储单元、HARQ合并单元、IRHARQ存储单元以及译码器，其中该解映射单元、该MIMO检测单元、该解调单元以及该软信息量化单元依次连接，该软信息存储单元连接该软信息量化单元，该HARQ合并单元连接该软信息存储单元，该IRHARQ存储单元连接该HARQ合并单元，该译码器连接该HARQ合并单元，该方法包括以下步骤：

对解调数据进行统计，以动态地计算出该软信息量化单元进行量化所需的第一缩放因子；

依据该HARQ合并单元输出的数据计算一第二缩放因子；

依据该第二缩放因子对该HARQ合并单元的输出数据进行量化缩短，并储存到该IRHARQ存储单元。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，对部分解调数据进行统计以计算该第一缩放因子。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括在统计该解调数据期间，在该解调单元和该软信息量化单元之间使用第一存储单元缓存解调数据。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，使该解映射单元、该MIMO检测单元和该解调单元分别间隔地进行解映射、MIMO检测和解调，并依据间隔解调的数据计算该第一缩放因子。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，使该解映射单元、该MIMO检测单元和该解调单元分别间隔地进行解映射、MIMO检测和解调，并依据间隔解调的数据计算该第一缩放因子，并且使该解映射单元控制该第一存储单元，以恢复解调数据的顺序。

12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，仅当该接收系统接收到新数据时，计算新的第一缩放因子，而当接收系统收到重传数据时，使用已有的第一缩放因子。