CN1331520A

CN1331520A - 用于第三代合作项目2系统中的数据速率匹配方法

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Publication number: CN1331520A
Application number: CN01119894.XA
Authority: CN
Inventors: 尹宁佑; 李永朝; 金沂浚; 权纯逸
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2000-07-03
Filing date: 2001-07-03
Publication date: 2002-01-16
Anticipated expiration: 2021-07-03
Also published as: EP2317679A2; US20050053163A1; ATE511256T1; EP1170896B1; EP1170896A3; US20020015420A1; EP1170896A2; US7237179B2; US6898743B2; EP2317679A3; CN100423473C

Abstract

一种用于3GPP2系统中的可变速率或弹性速率的数据速率匹配方法,包括:利用多个重复因数之一对输入位流进行信道编码,以将重复位流的长度与一交织大小匹配,或者,固定一偏移比特的索引,以使得信道编码位流的重复模式是希望的比特重复模式,根据初始参数固定重复因数,重复相关索引的比特,并根据重复因数更新该初始参数,重复固定下一比特的重复因数的过程,重复下一比特,再次更新初始参数,以将重复位流的长度与交织大小匹配。

Description

用于第三代合作项目2系统中的数据速率匹配方法

本发明涉及通信系统，具体涉及用于3GPP2系统中的可变速率或弹性速率(variable rate or flexible rate)的数据速率匹配方法。

通常，3GPP2(第三代合作项目2)系统除了常规数据速率模式以外具有两种传输模式。这两种模式是弹性数据速率模式和可变数据速率模式。

常规数据速率模式是一种可在称为无线电配置(RC)的固定链上操作的传输模式。RC代表一种传输链，其中使得信息数据、信道交织器、和根据信道码的编码率来自信道编码器的输出位流的长度相同，以形成一个标准。在此情况下，在信道交织器的长度，信道编码器的编码率，和信道沃尔什码的长度之间有某个标准规则。

即，一旦待用的码片率被固定，就根据信道交织器的长度来固定一个调制码元所需的码片数，信道交织器的长度可以被定义为一个扩展因数，根据该扩展因数来固定可以将不同信道进行代码多路复用的沃尔什码的长度。可用沃尔什码的数目与沃尔什码的长度成比例。因此，一个多路复用信道可以容纳的信道数目随着沃尔什码变化。

例如，假设输入信息比特序列的长度与经过信道编码处理后的长度相同。在此情况下，纠错码纠正信道中的可能差错的能力随着信道编码器的编码率变低而变强。即，信道编码器的编码率越低，纠错能力越强。这使得允许使用较低的传输功率。

但是，使用低信道编码率使得信道编码器的输出位流变长，进而使得信道交织器的长度加长。结果，调制码元率增加，因此减小了在固定码片率的一个调制码元所需的码片数，并减小了沃尔什码的数目。

或者，如果将高信道编码率应用于相同长度的信道编码器的输入比特序列，即使纠错能力较低，信道编码器的输出比特序列的长度也变短。这降低了调制码元率，因此允许使用短信道交织器，以增加可用沃尔什码的数目。

根据上述说明，可以理解，在信道编码器的编码率和沃尔什码间隔(spacing)之间存在某种折衷关系。

考虑这种折衷关系，在确保希望的沃尔什码间隔，或者在需要较低传输功率时，RC是一种有用的标准化传输链。在3GPP2系统中，当前有几种用于1.2288Mcps码片率的1X系统的标准RC，和几种用于3.686Mcps码片率的3X系统的标准RC。应该注意，由于扩展因数具有一个二次幂形式的值，每个RC中定义的输入数据速率和交织器的长度也具有以一个因数2为幂的形式。

在移动站和基站之间形成一个信道之前，移动站和基站通过对与该链匹配的通信的处理的协商，确定待用的RC和RC上的扩展因数(即信道交织器的长度)。与RC中定义的传输链不同的传输链模式是(i)弹性数据速率模式和(ii)可变数据速率模式。

在弹性数据速率中，可以支持除了RC上支持的标准数据传输速率以外的任何数据传输速率。例如，在CDMA2000中，通过应用码元重复或穿孔，将具有各种码元率的传输信道调整为具有最佳码元率的传输信道。在码元率的调整中，通常使用弹性数据速率方法，这种方法用于支持除了CDMA200的RC中支持的标准传输速率以外的任何传输速率。

引入弹性数据速率来支持自适应多速率(AMR)CODEC，这是3GPP2中在物理层上的一种语音CODEC。在AMR情况下，可以提供与当前CDMA2000中在20ms帧长度支持的标准RC传输速率不一致的数据比特。在此情况下，作为一个示例，可以通过使用物理层上的零填充，将与标准传输速率不一致的数据比特的长度与RC中支持的传输速率上的数据长度匹配。或者，可以利用信道编码器和块交织器之间用于优化数据速率的码元重复和穿孔，将与标准传输速率不一致的数据比特的长度与RC中支持的传输速率上的数据长度匹配(弹性数据匹配)。

另一方面，为以下目的已经提供了可变数据速率模式。在3GPP2系统中，当基站利用一个消息为移动站分配用于一个时间段的一个固定数据传输速率时，基站对一个前向补充信道(supplementary channel)进行传输调度。但是，在该特定时间段期间基站和移动站之间的信道状况可以改变，并且基站上的系统负载可以改变。例如，随着移动站远离基站，信道质量变差，直到基站缺少足够的传输功率来将数据以当前数据传输速率发送到一特定移动站。

为了解决该问题，基站可以在该时间段停止向补充信道的数据传输。但是，这种方案造成数据传输的延迟，以及可用传输功率和沃尔什码的不必要浪费。

另选地，基站可以在经过一个时间段后重新调度数据传输速率。但是，这种替代方法也造成时间延迟和沃尔什码浪费的问题。

这种情况的发生并不限于前向链路。因此，移动站和基站之间的信道状况也可以随着反向链路中移动站的移动而改变。这会造成维持合适质量所需的传输功率的不足。因此，使用可变数据速率模式来解决这种情况。

在可变数据速率模式中，取决于状况，传输速率随着帧改变。即，如果确定信道状况差，基站舍弃补充信道的传输速率。当确定信道状况被恢复时，基站恢复补充信道的传输速率。假设应用这种可变数据速率模式，基站可以使用可用功率而无需频繁的重新调度。

下面将参照图1说明现有技术的弹性数据速率匹配方法。

将一个长度“I”的位流提供给信道编码器，并编码为一个长度L(＝nI)的位流(步骤10)。在此情况下，根据以下公式固定重复数“M”，其中“N”表示当前RC中使用的块交织器的交织大小。将该信道编码的位流进行“M”次码元重复(步骤11)。

M = [\frac{N}{L}]

(1)

此处，[x]表示等于或大于“x”的最小整数。位流通过码元重复器之后的输出位流的长度是L^*M。如果码元重复器的输出位流的长度具有大于块交织器的大小“N”的值，将输出位流的长度穿孔，以用于与交织器的希望大小匹配(步骤12)。因此，一个帧所需的穿孔量“P”可以由下列公式(2)表示。

P＝LM－N (2)为了进行这种穿孔，首先，如下定义穿孔距离“D”。

D = [\frac{LM}{P}]

(3)

此处，x」表示不大于“x”的最大整数。即，当位流的(L^*M)比特被从“1“到(L^*M)索引时，以“D”为间隔在索引“D”，“2D”，“3D”处对通过码元重复器的位流的L^*M比特的“P”比特穿孔。因此，穿孔后位流的大小(长度)与交织器的大小(深度)“N”相同(步骤13)。因此，在现有技术中，通过码元重复和穿孔两个步骤完成弹性数据速率的匹配。

因此，如上所述，根据扩展因数固定每个RC中使用的信道交织器的长度。由于扩展因数具有一个以2为幂形式的值，根据一个扩展因数固定的交织器的长度与根据比该扩展因数低一级的另一个扩展因数固定的交织器的长度的比率正好是1∶2。

如果用“A”表示较大的扩展因数，并用“B”表示较小的扩展因数，可以在扩展因数和每个RC中的信道编码器的输入信息位流之间建立1∶1映射关系。如果分别用I_A和I_B表示用于扩展因数“A”和扩展因数“B”的信道编码器的输入信息比特序列的长度，建立关系I_B＝2^*I_A。如果分别用N_A和N_B表示所要使用的信道交织器的长度，建立关系N_B＝2^*N_A。

如果假设当前RC中的信道编码器(使用turbo码或卷积码)的编码率如图1所示是1/n，考虑弹性或可变数据速率模式，其中“I”(具有在步骤10和11添加的CRC比特，尾部比特和保留比特的信息位流的长度)是信道编码器的输入位流的长度，满足“I_A＜I＜I_B”的非常规数据长度，在也满足“N_A＜n^*I＜N_B”时，输入“I”将提供输出“n^*I”(步骤12)。

因此，需要某种将信道编码器的输出位流的长度“n^*I”与交织器的长度匹配的操作。根据以下的均匀重复处理，3GPP中当前使用的方法是将信道编码器的输出位流的长度L(＝n^*I)与N＝N_B的交织器匹配，以要求“N_B-n^*I”的比特重复(步骤13)。即，对于一个从“0”增加到“N－1”的索引k，可以预测一个重复块的第(k)输出码元从第

输入位流的一个代码码元开始。

接着，将说明用于支持可变数据速率模式的方法。在可变数据速率模式中，将初始协商过程中可以支持的最高数据速率，比最高数据速率低一级的数据速率，和比最高数据速率低两级的数据速率定义为一个传输数据速率集。因此，在用于当前补充信道的可变数据速率模式中，可以在可支持的最高传输速率和低两级的传输速率之间调整数据传输速率。

在前向信道中，移动站只能通过盲目的速率检测来确定速率变化。因此，如果数据传输速率变化的范围取的太大，移动站的操作复杂性增加。最高传输速率中使用的信道交织器和沃尔什码的长度不应该改变。即，最高传输速率中使用的交织器和沃尔什码当前不应该改变。如果数据传输速率下降到最高传输速率的一半，需要两倍的码元重复，来匹配信道上所要使用的交织器的长度和信道编码器的输出位流的长度。

同样，如果数据传输速率下降到最高传输速率的四分之一，需要四倍的码元重复，来匹配信道上所要使用的交织器的长度和信道编码器的输出位流的长度。上述例子可应用于非弹性数据速率的前向补充信道的情况。

在补充信道中可以支持弹性数据速率的可变数据速率模式。但是，在此情况下，弹性数据速率和可变数据速率模式的自身定义变得模糊。即，即使可变数据速率中的最高数据速率是当前RC中的常规速率，并且低一极的数据速率也是当前RC中固定的一个数据速率，该低一极的数据速率可以已经被用作一个不使用当前RC中固定的传输链的弹性数据速率。这是因为，可变数据速率模式中的交织器的长度(即扩展因数)处于被固定为在最高传输速率的扩展因数的状态。

作为一个示例，在使用1/2的turbo码或卷积码时，考虑当前前向信道的RC4。假设当前向RC4中使用的交织器的长度固定在3072时，可变数据速率模式中可用的最高传输速率是76.8kbps。下面将讨论该模式中的可变数据速率方法。

假设使用来自一组可用数据传输速率{19.2kbps，38.4kbps，76.8kbps}中的一个适当值。虽然19.2kbps和38.4kbps的数据传输速率是RC4中定义的传输速率，但是在RC中没有将传输速率连接到3072(当前交织器长度)的链。因此，这些传输速率可以用作可变数据速率。

如果即使在可变数据速率模式中链具有在“N”固定的交织器长度并且在当前RC中没有定义当前数据传输速率，可以利用上述均匀重复算法匹配信道编码器的输出位流的长度和固定的交织器长度。

一旦一个用于支持弹性数据速率或可变数据速率的传输链被包括到一个现有常规链中，可以形成图1所示的一个基本功能框图。下面将作为一个示例参照图1对前向链路上的RC5进行说明。

将保留比特“0”或“1”添加到信道比特，并且将CRC比特添加到具有用于检测差错的长度的信道输入比特。在将CRC比特添加到信道输入比特后，将尾部比特或保留比特添加到该比特序列。在使用卷积码时，添加8个尾部比特，在使用turbo码时，添加6个尾部比特和2个保留比特。添加CRC和保留比特，和尾部比特以形成一个信息比特序列，然后将该比特序列信道编码为turbo码或卷积码(S10)，进行码元重复(S11)和码元穿孔(S12)以匹配于希望的交织器长度，并在块交织器进行块交织(S13)。

如图1所示，在被信道编码为turbo码或卷积码后，在现有链上进行码元重复，然后进行码元穿孔。因此，码元重复和码元穿孔都可在现有常规数据速率链上操作。但是，如前所述，由于是在弹性和可变数据速率操作中通过在码元重复块中的均匀重复过程进行实际的速率适配，因此码元穿孔块是不可操作的。

现有技术中的码元重复方法具有各种问题。例如，其需要用于码元重复器的输出位流的长度的缓冲。而且，在穿孔时，因为原始位流要受到“M”次码元重复，以形成大于交织器块大小“N”的输入位流，并在输入位流上进行穿孔，因此需要一个从现有技术变化的码元重复方法，来避免不必要位流的过度重复，以形成一个用于穿孔块深度的适当输入位流。

此外，表1显示了在前向链路RC5和后向链路RC4中的可变数据速率操作模式的问题。在表1中，假设可变数据速率的虚拟集具有{115.2kbps，80kbps，57.6kbps}。那么，用于最大分配的数据速率的希望信道交织器的大小是6144。用于115.2kbps(最大分配的数据速率)的链可以被假设为一个现有常规数据速率链，并且据此，由图1可知，12个代码码元中的4个码元被穿孔以用于速率适配。

表1

信息数据速率	编码器输出序列的长度	速率匹配	希望交织器的长度
信息数据速率	编码器输出序列的长度	速率匹配	希望交织器的长度	115.2kbps	2304^*4＝9215	12个比特中的4个比特(常规链穿孔)	6144
80kbps	1600^*4＝6400	不可操作	6144	115.2kbps	2304^*4＝9215	12个比特中的4个比特(常规链穿孔)	6144
80kbps	1600^*4＝6400	不可操作	6144	57.6kbps	1152^*4＝4608	1536码元重复	6144

用于穿孔12个码元中的4个码元的码元穿孔模式在3GPP2中为turbo码和卷积码被定义为一种固定模式。接着，当需要一个1536比特均匀码元重复算法来将信道编码器的4608比特输出序列的长度与6144比特交织器的大小匹配时，可以假设57.6kbps的链是一种弹性链。然后，停止图1中的穿孔块的操作。但是，表1中的问题是在80kbps来自信道编码器的输出序列的6400比特的长度已经大于信道交织器的希望长度6144。因此，不可能使用现有码元重复块完成现有常规链。

上述内容被引入本文作为参考，用于对添加的或替换的细节，特征和/或技术背景的适当说明。

本发明的目的是至少解决上述问题和/或缺点，并至少提供以下优点。

本发明的另一个目的是提供一种用于3GPP2系统中的可变速率或弹性速率的数据速率匹配方法，其实质性消除了由于现有技术的局限和缺点造成的一个或多个问题。

本发明的另一个目的是提供一种用于3GPP2系统中的可变速率或弹性速率的数据速率匹配方法，其可以在一个步骤中执行码元重复和穿孔。

本发明的另一个目的是提供一种用于3GPP2通信系统中的可变速率或弹性速率的数据速率匹配方法，其中可以利用一个均匀码元重复进行码元重复和穿孔。

本发明的另一个目的是提供一种用于3GPP2系统中的可变速率或弹性速率的数据速率匹配方法，其在一个现有传输链上支持弹性数据速率和可变数据速率。

为了至少全部或部分地实现上述优点，提供一种用于3GPP2中的可变速率或弹性速率的数据速率匹配方法，用于在一物理层上映射一个数据速率的输入位流，包括以下步骤：(1)对输入位流进行信道编码，和(2)利用多个重复因数中的一个因数重复该信道编码位流的比特，以将一重复位流的长度与一交织大小匹配。

重复因数是M₁和M₂中任何一个，M₁是不大于一个可通过将交织大小除以信道编码位流的长度获得的值的最大整数，M₂比M₁大1。

为了进一步至少整体或部分地实现上述目的，提供一种用于3GPP2系统中的可变速率或弹性速率的数据速率匹配方法，用于在一物理层上映射一个数据速率的输入位流，包括以下步骤：(1)对输入位流进行信道编码，(2)固定一个从其开始信道编码位流的比特重复的偏移比特的索引，以使得信道编码位流的重复模式是希望的比特重复模式，(3)根据由固定的偏移比特的索引定义的初始参数来固定一重复因数，重复相关索引的比特，并根据该固定的重复因数来更新该初始参数，和(4)根据更新的初始参数重复固定下一个比特的重复因数的过程，重复下一个比特，并再次更新该更新的初始参数，以将重复位流的长度与交织大小匹配。

为了进一步至少整体或部分地实现上述目的，提供一种用于3GPP2系统中的可变速率或弹性速率的数据速率匹配方法，用于在一物理层上映射一个数据速率的输入位流，包括：(1)对输入位流进行信道编码；和(2)根据第一和第二重复因数来重复信道编码位流的比特，第一重复因数与第二重复因数不同。

为了进一步至少整体或部分地实现上述目的，提供一种在一个在一物理层上映射一个数据速率的输入位流的交织过程中、用于3GPP2通信系统中的可变速率或弹性速率的速率匹配方法，包括：(1)对输入位流进行信道编码；(2)设置一个偏移比特的索引，从该偏移比特开始信道编码位流的比特重复，以使得信道编码位流的重复模式是希望的比特重复模式；(3)根据由固定的偏移比特的索引定义的初始参数来设置一重复因数，重复相关索引的比特，并根据固定的重复因数更新初始参数；和(4)根据更新的初始参数来重复固定下一个比特的重复因数的过程，重复下一个比特，并再次更新该更新的初始参数，以将重复位流的长度与交织大小匹配。

为了进一步至少整体或部分地实现上述目的，提供一种用于3GPP2系统中的可变速率或弹性速率的数据速率匹配方法，用于在一物理层上映射一个数据速率的输入位流，包括：(1)对输入位流进行信道编码；(2)固定一个偏移比特的索引，从该偏移比特开始信道编码位流的比特重复，以使得信道编码位流的重复模式是希望的比特重复模式；(3)把从固定的偏移比特的索引增加规定比特数目的索引除以信道编码位流的长度得到的余数与比特数目比较，以固定一重复因数；和(4)根据固定的重复因数来重复比特，以将重复位流的长度与交织大小匹配。

为了进一步至少整体或部分地实现上述目的，提供一种在通信系统中匹配数据速率的方法，包括：从一编码器接收编码位流，该编码位流具有可变速率和弹性速率中的一种；确定第一和第二重复因数，第二重复因数是第一重复因数加“1”之和；并利用第一重复因数来重复编码位流的第一数目的比特，利用第二重复因数来重复位流的第二数目的比特，以将数据速率与一交织器匹配，第一和第二数目比特之和是编码位流的总长度。

为了进一步至少整体或部分地实现上述目的，提供一种在通信系统中匹配数据速率的方法，包括：从一编码器接收编码位流，该编码位流具有可变速率和弹性速率中的一种；确定第一和第二穿孔因数，第二穿孔因数是第一穿孔因数加“1”之和；并利用第一穿孔因数来穿孔编码位流的第一数目的比特，利用第二穿孔因数来穿孔位流的第二数目的比特，以将数据速率与一交织器匹配，第一和第二数目比特之和是编码位流的总长度。

为了进一步至少整体或部分地实现上述目的，提供一种通信设备，包括：用于从一编码器接收编码位流的装置，该编码位流具有可变速率和弹性速率中的一种；用于确定第一和第二重复因数的装置，第二重复因数是第一重复因数加“1”之和；以及用于利用第一重复因数来重复编码位流的第一数目的比特并利用第二重复因数来重复位流的第二数目的比特，以将数据速率与一交织器匹配的装置，第一和第二数目比特之和是编码位流的总长度。

本发明的其它优点，目的和特征部分地将在下面的说明中提出，部分地可以由本领域技术人员通过审看下面说明来了解，或者可以通过本发明的实践来获得。通过所附权利要求中特别指出的方式可以实现和获得本发明的目的和优点。

下面将参照附图对本发明进行详细说明，附图中相同标号表示相同单元，其中：

图1表示现有技术的弹性数据速率匹配方法；

图2表示根据本发明优选实施例的弹性数据速率匹配方法；

图3A和3B表示根据本发明优选实施例的弹性数据速率匹配方法的一个示例。

下面参照附图中的示例对本发明的优选实施例进行详细说明。图2表示根据本发明优选实施例的弹性数据速率匹配方法。

参见图2，具有长度“I”的输入位流被信道编码为具有长度L(＝nI)的输出位流(步骤20)。重复该信道编码输出位流的(N-L)比特，使得包括该重复比特在内的一个新位流的长度与一个交织大小匹配。同时，为了优化在一个接收终端的解码，要求在信道编码输出位流中利用一个重复因数重复的比特的间隔在其“L”长度上是均匀的(步骤21)。

从多个重复因数中选择一个重复因数，将在后面说明其计算过程。应该考虑到(N-L)可能大于“L”，并且交织器的大小“N”可能大于信道编码位流的两倍。由于利用重复因数均匀地在信道编码器的整个位流上重复(N-L)比特，无需现有技术中的穿孔就可以进行速率匹配过程(步骤22)。即，本发明提出在速率匹配中进行一个步骤的均匀码元重复替代了两个步骤的码元重复和穿孔，以实现最佳数据速率匹配。因此，本发明根据以下公式(4)和(5)定义两个重复因数M₁和M₂。

M_{1} = [\frac{N}{L}]

(4)

M₂＝M₁＋1 (5)

“L”比特的位流中要被重复M₂次的比特的数目被定义为K₁，根据以下公式(6)利用“N”和“L”的模运算计算出K₁。

K₁＝NmodL (6)

与K₁类似，“L”比特的位流中要被重复M₁次的比特的数目被定义为K₂，根据以下公式(7)计算K₂。

K₂＝L－K₁ (7)

码元重复位流的长度“N”可以如下表示。

N＝M₂K₁＋M₁K₂ (8)

为了在整个信道编码位流上根据M₁和M₂的均匀间隔比特重复，从“L”比特的信道编码位流中均匀地选择要被重复M₂次的K₁个比特，为此提供以下的第一算法。在以下说明中信道编码位流中的比特的索引(i)从“0”增加到“L－1”。

第一算法

for(i＝0；i＜L；i++){

    if(((i*K1)＋a)mod L＜K1)；为了固定比特的重复因数，不将比特索
引从一个偏移比特索引“a”增加一个K1增量
				
				<dp n="d13"/>
        利用重复因数M2重复第i比特

    else利用重复因数M1重复第i比特

    }

即，在第一算法中，当信道编码位流的比特索引以“1”为增量从“0”增加到“L－1”时，把从偏移比特索引增加K₁增量得到的值的每个(mod L)值与K₁比较，如果(mod L)值小于K₁则把相关比特重复该重复因数M₂次，如果(mod L)值等于或大于K₁，则把相关比特重复该重复因数M₁次。“a”初始地作为一种用于指定所要重复的比特的索引的偏移。因此，“a”可以是一个等于或大于“0”的常数，根据该值，信道编码位流的最终重复模式具有一种结尾环绕移位形式(end-around shifted form)的模式。

作为一个示例，假设信道编码位流的长度“L”是“10”并且一个希望交织器的大小“N”是25。在此情况下，为了进行现有技术中的速率匹配，首先根据

计算“M”是3。然后，根据重复因数3进行码元重复，以获得具有长度L^*M＝30的输出位流。为了匹配交织器大小25，将这些比特中的5个比特穿孔。因此，可以认为，在现有RC中，未穿孔的比特是根据重复因数3重复的原始信道编码位流的比特，并且穿孔的5个比特是根据重复因数2重复的原始信道编码位流的比特。

但是，在本发明中，根据以下的一个步骤进行速率匹配。即，如下计算码元重复数目(或重复因数)M₁和M₂。即，根据 (＝2)计算M₁是2，根据“M₁＋1”(＝3)计算M₂是3。接着，根据“25mod10”计算信道编码位流的“L”(10)比特中要被重复M₂次的比特的数目K₁是5。总之，码元重复的问题取决于从整个10比特位流中均匀选择重复因数2的比特和重复因数3的5个比特。

在使用本发明的第一算法的情况下，信道编码位流中重复因数M₁和M₂的重复比特的位置提供如图3A和3B所示的重复模式。图3A表示当常数a＝0时的重复因数，图3B表示当常数a＝9(＝L－1)时的重复因数。

参见图3A和3B，阴影部分代表在本发明上述示例中计算的以重复因数3(＝M₂)重复的信道编码位流的比特的位置，非阴影部分代表以本发明的重复因数2(M₁)重复的比特的位置。从图3A和3B可以看出，本发明的这种算法可以通过改变常数“a”进行希望的码元重复。在此情况下，随着常数“a”的改变，信道编码比特中比特的重复模式返回到原始模式。根据本发明算法的码元重复可以根据以下四个实施例提供相同或希望的重复模式。即，在这四个实施例中，使用第一算法的常数“a”定义一个参数“ACC”，一个索引的比特的重复因数根据参数“ACC”的更新值而具有值M₁或M₂，并且对整个信道编码位流均匀地进行根据不同重复因数的码元重复。在以下四个实施例中无需改变地使用公式(4)-(7)中定义的变量。

第一实施例

i＝0

    ACC＝{(L－K1＋a)mod L}＋K1；初始化ACC参数

    do while(i＜L){

      if(ACC≥L)；将ACC与信道编码位流的长度“L”比较

         利用重复因数M2重复第i比特

         ACC＝ACC－L＋K1；使用ACC的K2(＝L－K1)递减量更新
ACC

    Else

    利用重复因数M1重复第i比特

    ACC＝ACC＋K1；使用ACC的K1增量更新ACC

         }

在第一实施例中，将参数ACC定义为“{(L－K₁＋a)mod L}＋K₁”，如果ACC等于或大于信道编码位流的长度则根据重复因数M₂进行比特重复，如果ACC小于信道编码位流的长度则根据重复因数M₁进行比特重复。在根据两个重复因数中的一个进行了比特重复后，对于重复因数M₂将参数“ACC”更新为一个被减小K₂的值，对于重复因数M₁将参数“ACC”更新为一个被增加K₁的值，以作为一个用于固定下一个比特的重复因数的参数。该算法可以在比特索引“i”从“0”递增到“L－1”期间操作，以固定信道编码位流中比特的重复因数。

第二实施例

i＝0

    ACC＝(L－K1＋a)mod L；初始化ACC参数

    do while(i＜L){
                  ACC＝ACC＋K1；在进行一个用于固定具有相关索
引的比特的重复因数的测试之前；将ACC增加K1；

    if(ACC≥L)；将ACC与信道编码位流的长度“L”进行比较

         利用重复因数M2重复第i比特

         ACC＝ACC－L；将ACC减小信道编码位流的长度“L”

    else

         利用重复因数M1重复第i比特

                }

在第二实施例中，将参数“ACC”定义为ACC＝{(L－K₁＋a)mod L}，如果ACC等于或大于信道编码位流的长度则根据重复因数M₂进行比特重复，如果ACC小于信道编码位流的长度则根据重复因数M₁进行比特重复。在比特重复完成后，对于重复因数M₂，将参数“ACC”更新为一个被减小信道编码位流的长度“L”的值，作为一个用于固定下一个比特的重复因数的参数。该算法可以在比特索引“i”从“0”增加到“L－1”期间操作，以固定信道编码位流中比特的重复因数。

第三实施例

i＝0

     ACC＝(L－(a mod L)＋K1－1)mod L；初始化ACC参数
				
				<dp n="d16"/>
    do while(i＜L){

         if(ACC＜K1)；将参数ACC与整个信道编码位流中被重复
M2次的比特的数目K1进行比较

              利用重复因数M2重复第i比特

              ACC＝ACC＋K2；使用ACC的K2(＝L－K1)增量更新
ACC

    Else

           利用重复因数M1重复第i比特

           ACC＝ACC－K1；利用ACC的K1递减量更新ACC

            }

在第三实施例中，将参数“ACC”定义为“ACC＝(L－(a mod L)＋K₁－1)mod L”，如果ACC小于K₁则根据重复因数M₂进行比特重复，如果ACC等于或大于K₁则根据重复因数M₁进行比特重复。在根据两个重复因数中的一个进行了比特重复后，对于重复因数M₂，将参数“ACC”更新为一个被增加K₂的值，对于重复因数M₁，将参数“ACC”更新为一个被减小K₁的值，作为一个用于固定下一个比特的重复因数的参数。该算法可以在比特索引“i”从“0”增加到“L－1”期间操作，以固定信道编码位流中比特的重复因数。

第四实施例

IN_SYM＝0；在一个输入缓冲器中存储索引

    ACC＝b＝(K1＋L－1－a)mod L；初始化ACC

    while(IN_SYM＜L)

        while(ACC＜N)

              输出码元IN_SYM；在IN_SYM小于“L”并且ACC
小于“N”的情况下，把存储的输入比特索引作为输出比特索引传送

        end while；

        IN_SYM＝IN_SYM＋1；把IN_SYM递增一

        ACC＝ACC－N；把ACC减小N
				
				<dp n="d17"/>
    end while；

在第四实施例中，当提供给码元重复块的位流的比特具有从“0”到“L－1”的索引，并且来自码元重复块的位流的N个比特具有从“0”到“N－1”的索引时，可以从提供给码元重复块的位流的第(

[\frac{(K \times L) + b}{N}])

比特的值预测来自码元重复块的位流的第(k)比特的值(0＜k＜N)。即，当b被设置为“0”时，第k输出码元将是第kL/N」输入码元。特别是，通过调整常数“b”其可以从“0”增加到“L－1”，可以在第四实施例中提供与上述第一算法的重复模式完全相同的重复模式。在此情况下，第一算法中的“a”与“b”的关系表达式可以如下转换。

b＝(K₁＋L－1－a)mod L

a＝(K₁＋L－1－b)mod L

通过在第四实施例中交换初始偏移“a”和“b”，可以获得完全相同的重复模式。

本发明的另一个实施例涉及一种码元重复或码元穿孔方法，当在一个传输链上进行码元重复和码元穿孔时，可以同时支持一个链上的弹性数据速率和可变数据速率。在此情况下，在该传输链上相互排他地进行码元重复或码元穿孔。第五实施例

第五实施例是一种用于支持弹性数据速率和可变数据速率的码元重复算法。根据该实施例，当一个信道编码信息比特序列的长度小于一个交织器的希望长度时，进行码元重复。码元重复模式如下定义。

当信道编码器的输出序列的长度是“L”，信道交织器的希望长度是“N”时，将码元重复因数定义为“N/L”。如果一个计算的码元重复因数小于“1”，则停止码元重复块的操作。但是，如果计算的码元重复因数大于“1”，则应用以下算法来进行均匀码元重复。均匀码元重复算法

可以从码元重复块的输入码元(信道编码器的输出序列)中的第kL/N」码元估算该码元重复块的第(k)输出码元。此处，“k”表示一个从“0”增加到“N－1”的值，“L”表示编码器的输出序列中每帧的编码码元数目，“N”表示等于或大于“L”的信道交织器的希望长度。当“N”小于“L”时，一个用于进行均匀码元重复的块不操作，而一个用于进行穿孔的块可操作。第六实施例

第六实施例是一种用于支持弹性数据速率和可变数据速率的码元穿孔算法。当信道编码器的输出序列的长度大于信道交织器的希望长度时，根据以下穿孔算法进行码元穿孔。均匀码元穿孔算法

可以从穿孔块的输入码元(信道编码器的输出序列)中的第kL/N」码元估算该穿孔块的第(k)输出码元。此处，“k”表示一个从“0”增加到“N－1”的值，“L”表示编码器的输出序列中每帧的编码码元数目，“N”表示小于“L”的信道交织器的希望长度。当“N”等于或大于“L”时，一个用于穿孔的穿孔块不操作。应该注意，穿孔块和码元重复块的操作是相互排他的。即，如果码元重复块可操作，那么码元穿孔块总是不可操作，反之亦然。

在第六实施例中，要求考虑turbo编码的输出序列的最佳穿孔，并且穿孔块对于卷积码可以在最佳条件操作。但是，对于turbo码，如果穿孔块的操作不能满足用于穿孔turbo编码输出序列的条件，那么可能有微小损失。

因此，在第六实施例中，可以专门为turbo码定义一个单独的穿孔算法。即，可以定义一个排除对turbo编码的系统比特的穿孔的算法。

当从上述穿孔算法形成一个传输链时，有一个附加的优点。具体地说，RC中定义的弹性数据速率的最大信息数据速率可以增加。那些由此增加了最大信息数据速率的RC是反向链路RC4和RC6，和前向链路RC5和RC9，可以汇总在下面的表2中。

表2

RC	现有技术传输链		本发明的传输链
	现有技术传输链		本发明的传输链		比特数目(信息＋CRC＋尾部)	信息数据速率(bps)	比特数目(信息＋CRC＋尾部)	信息数据速率(bps)
	反向RC	3072	153600	4607	比特数目(信息＋CRC＋尾部)	信息数据速率(bps)	比特数目(信息＋CRC＋尾部)	信息数据速率(bps)	230350
反向RC	反向RC	3072	153600	4607	18432	921600	20735	1036750	230350
反向RC	前向RC	3072	153600	4607	18432	921600	20735	1036750	230350
前向RC	前向RC	3072	153600	4607	18432	921600	20735	1036750	230350

即，如表2所示，当弹性数据速率的信息比特序列要进行码元重复或码元穿孔时，本发明增加了信息比特序列的最大信息传输速率。

应该理解，可以使用穿孔替代重复来应用所有上述速率匹配实施例进行速率匹配。因此，其过程将计算所要穿孔的比特，而不是计算所要重复适当次数的比特。上述公式和算法在其它方面保持相同。

本发明的在3GPP2系统中的弹性数据速率匹配方法具有很多优点。例如，现有技术中所需的包括一定次数码元重复和穿孔的两步骤速率匹配可减小为一步骤的均匀重复。

而且，使用比现有技术中的弹性数据速率匹配简单的过程可以获得均匀重复模式。

此外，通过现有链中进行均匀穿孔算法，可以在3GPP2标准的所有RC中正确地进行可变数据速率和弹性数据速率的操作。使用均匀穿孔算法增加了某些RC中弹性数据速率的最大信息数据速率。

上述实施例和优点仅仅是示例性的，并不用于限制本发明。本发明很容易应用于其它类型的设备。本发明的说明是示意性的，并不限制权利要求的范围。本领域技术人员很容易进行多种替代，修改和变型。在权利要求中，装置加功能的语句是为了涵盖此处描述的执行所述功能的结构，不仅包括结构的等价物而且包括等价的结构。

Claims

1.一种在对一物理层上的一个数据速率的输入位流进行映射的过程中、用于3GPP2通信系统中的可变速率或弹性速率的数据速率匹配方法，包括：

(1)对输入位流进行信道编码；和

(2)根据第一和第二重复因数来重复信道编码位流的比特，以将一重复位流的长度与一交织大小匹配，其中第一重复因数与第二重复因数不同。

2.根据权利要求1的方法，其中重复因数是第一和第二值中的一个值，第一值M₁是一个不大于可通过将交织大小除以信道编码位流的长度获得的值的最大整数，第二值M₂是M₁加1之和。

3.根据权利要求2的方法，其中当信道编码位流具有从“0”到“L-1”的索引并且位流中根据重复因数待重复的比特的数目是K₁时，将K₁与相应的余数比较，以固定具有相关索引的比特的第一和第二重复因数，所述余数可以通过把从其开始比特重复处的一个偏移比特的索引递增K₁增量的每个索引除以“L”而得到。

4.根据权利要求3的方法，其中如果余数小于K₁，那么根据M₂重复具有相关索引的比特，如果余数大于K₁，那么根据M₁重复具有相关索引的比特。

5.根据权利要求2的方法，其中根据M₂重复的信道编码位流的比特的数目是一个余数，该余数可以通过把交织大小除以信道编码位流的长度而得到。

6.根据权利要求2的方法，其中根据M₁重复的信道编码位流的比特的数目是一个值，该值可以通过从信道编码位流的长度中减去根据M₂重复的比特数目而得到。

7.一种用于3GPP2通信系统中的可变速率或弹性速率的数据速率匹配方法，用于在一物理层上映射一个数据速率的输入位流，包括：

(1)在输入位流上进行信道编码；

(2)固定一个从其开始信道编码位流的偏移比特重复的索引，以使得信道编码位流的重复模式是希望的比特重复模式；

(3)根据由固定的偏移比特的索引定义的初始参数来固定一重复因数，重复相关索引的比特，并根据固定的重复因数更新初始参数；和

(4)根据更新的初始参数来重复固定下一个比特的重复因数的过程，重复下一个比特，并再次更新该更新的初始参数，以将重复位流的长度与交织大小匹配。

8.根据权利要求7的方法，其中当输入位流具有从“0”到“I-1”的索引，信道编码位流具有从“0”到“L－1”的索引，重复位流的索引具有从“0”增加到“N－1”的“k”，并且根据偏移比特的索引定义一初始参数“b”，其中比特重复从偏移比特的索引开，从输入位流的具有一个索引的比特值预测第“k”比特的值，该索引是一个不大于通过将输入位流的索引(k^*L＋b)除以“N”获得的值的最大整数。

9.根据权利要求8的方法，其中“b”是一个可以通过将一个值除以“L”得到的余数，该值是“L”和“K₁”之和再减去另一个值(偏移比特索引+1)。

10.根据权利要求8的方法，其中用偏移比特索引代替“b”。

11.根据权利要求8的方法，其中如果输入位流的索引小于“L”和“N”，那么假设该索引的值是一个在重复位流中具有相同索引的比特的值，并且把“b”增加“L”。

12.根据权利要求8的方法，其中如果输入位流的索引小于“L”并等于或大于“N”，那么假设该索引的值是一个来自重复位流的以增量“1”增加的值，并且把“b”减小“N”。

13.根据权利要求7的方法，其中重复因数是第一和第二重复因数中的一个，其中第一重复因数是一个不大于将交织大小除以信道编码位流的长度获得的值的最大整数，并且其中第二重复因数是第一重复因数加“1”。

14.根据权利要求13的方法，其中在信道编码位流中根据第二重复因数重复的比特的数目是交织大小除以信道编码位流的长度得到的余数K₁，在信道编码位流中根据第一重复因数重复的比特的数目是K₂，K₂是信道编码位流的长度减去K₁。

15.根据权利要求14的方法，其中当一个余数和K₁之和等于或大于“L”时，该余数是偏移比特的索引加K₂后除以“L”，具有该索引的比特的重复因数是第二重复因数，并且初始参数被减小K₁。

16.根据权利要求14的方法，其中当一个余数和K₁之和小于“L”时，该余数是一个索引加K₂后除以“L”，具有该索引的比特的重复因数是第一重复因数，并且初始参数被增加K₁。

17.根据权利要求14的方法，其中当被增加K₁的初始参数等于或大于“L”时，该初始参数是一个索引加K₂后除以“L”，具有该索引的比特的重复因数是第二重复因数，并且把增加的初始参数减小“L”。

18.根据权利要求14的方法，其中当被增加K₁的初始参数小于“L”时，该初始参数是一个索引加K₂后除以“L”，具有该索引的比特的重复因数是第一重复因数。

19.根据权利要求14的方法，其中当初始参数小于K₁时，该初始参数是将一个值除以“L”得到的余数，该值是“L”减去将一个索引除以“L”得到的余数再加(K₁-1)，具有该索引的比特的重复因数是第二重复因数，并且初始参数被增加“K₂”。

20.根据权利要求14的方法，其中当初始参数等于或大于K₁时，该初始参数是将一个值除以“L”得到的余数，该值是“L”减去将一个索引除以“L”得到的余数再加(K₁-1)，具有该索引的比特的重复因数是第一重复因数，并且初始参数被减小“K₁”。

21.一种在用于在一物理层上映射一个数据速率的输入位流的过程中、用于3GPP2系统中的可变速率或弹性速率的数据速率匹配方法，包括：

(1)对输入位流进行信道编码；

(2)固定一个偏移比特的索引，从该偏移比特开始信道编码位流的比特重复，以使得信道编码位流的重复模式是希望的比特重复模式；

(3)将一个余数与比特数目比较，以固定一重复因数，其中该余数是从所固定的偏移比特的索引增加规定数目比特得到的一个索引除以信道编码位流的长度得到的余数；和

(4)根据固定的重复因数来重复比特，以将重复位流的长度与一交织大小匹配。

22.根据权利要求21的方法，其中规定数目比特是该交织大小除以信道编码位流的长度得到的余数。

23.根据权利要求21的方法，其中重复因数是第一和第二重复因数中的一个，其中第一重复因数是一个不大于交织大小除以信道编码位流长度的最大整数，并且第二重复因数是第一重复因数加“1”。

24.一种在通信系统中匹配数据速率的方法，包括：

从编码器接收一编码位流，该编码位流具有可变速率和弹性速率之一；

确定第一和第二重复因数，第二重复因数是第一重复因数加“1”之和；和

利用第一重复因数来重复编码位流的第一数目比特，并利用第二重复因数来重复位流的第二数目比特，以将数据速率与一交织器匹配，第一和第二数目比特之和是编码位流的总长度。

25.根据权利要求24的方法，其中所述数据速率匹配无需进行穿孔操作。

26.根据权利要求24的方法，其中第一重复因数是重复位流的大小除以编码位流长度得到的商的下界。

27.根据权利要求24的方法，其中利用第二重复因数重复的比特数目是一个模数，即重复位流的大小以编码位流长度取模得到的结果。

28.根据权利要求27的方法，其中利用第一重复因数所重复的比特数目是一个差值，即重复位流的大小减去利用第二重复因数所重复的比特数目得到的结果。

29.根据权利要求24的方法，其中重复位流的输出比特是一个商的下界，该商是把一输入比特乘以编码位流长度得到的积再除以重复位流长度得到的结果，其中重复位流的长度小于或等于编码位流的长度，并且重复位流的长度是交织器的大小。

30.根据权利要求29的方法，其中在除以重复位流长度之前，将一个常数值加到输入比特与编码位流长度的乘积中。

31.根据权利要求30的方法，其中所述常数值是一个模结果，即要利用第二重复因数重复的比特数目加上编码位流长度之和再减去“1”再减去一初始偏移值后，以编码位流长度取模的结果。

32.根据权利要求31的方法，其中初始偏移是“0”。

33.一种在通信系统中匹配数据速率的方法，包括：

从一编码器接收编码位流，该编码位流具有可变速率和弹性速率之一；

确定第一和第二穿孔因数，第二穿孔因数是第一穿孔因数加“1”之和；和

利用第一穿孔因数穿孔编码位流的第一数目比特，并利用第二穿孔因数穿孔位流的第二数目比特，以将数据速率与一交织器匹配，第一和第二数目比特之和是编码位流的总长度。

34.根据权利要求33的方法，其中所述数据速率匹配无需进行重复操作。

35.根据权利要求33的方法，其中第一穿孔因数是一个商的下界，该商是穿孔位流的大小除以编码位流长度得到的结果。

36.根据权利要求33的方法，其中要利用第二穿孔因数穿孔的比特数目是穿孔位流长度以编码位流长度取模的结果。

37.根据权利要求36的方法，其中要利用第一穿孔因数穿孔的比特数目是穿孔位流的大小减去利用第二穿孔因数穿孔的比特数目之差。

38.根据权利要求33的方法，其中穿孔位流的输出比特是一个商的下界，该商是一个输入比特乘以编码位流长度得到的积再除以穿孔位流长度得到的结果，其中穿孔位流长度大于或等于编码位流的长度，并且穿孔位流的长度是该交织器的大小。

39.根据权利要求38的方法，其中在除以穿孔位流长度之前，将一个常数值加到输入比特与编码位流长度的乘积中。

40.根据权利要求39的方法，其中所述常数值是一个模结果，即要利用第二穿孔因数穿孔的比特数目加上编码位流长度之和再减去“1”再减去一初始偏移值后，以编码位流长度取模的结果。

41.根据权利要求40的方法，其中初始偏移是“0”。

42.一种通信设备，包括：

用于从一编码器接收编码位流的装置，该编码位流具有可变速率和弹性速率中的一种；

用于确定第一和第二重复因数的装置，第二重复因数是第一重复因数加“1”之和；以及

用于利用第一重复因数来重复编码位流的第一数目的比特并利用第二重复因数来重复位流的第二数目的比特，以将数据速率与一交织器匹配的装置，第一和第二数目比特之总和是编码位流的总长度。

43.根据权利要求42的设备，进一步包括用于匹配数据速率而无需进行穿孔操作的装置。

44.根据权利要求42的设备，其中第一重复因数是一个商的下界，该商是重复位流的大小除以编码位流长度得到的结果。

45.根据权利要求42的设备，其中要利用第二重复因数重复的比特数目是一个模数，即重复位流的大小以编码位流的长度取模得到的结果。

46.根据权利要求45的设备，其中要利用第一重复因数重复的比特数目是一个差值，即重复位流的大小减去利用第二重复因数重复的比特数目得到的结果。

47.根据权利要求42的设备，其中重复位流的输出比特是一个商的下界，该商是把一输入比特乘以编码比特位流长度得到的积再除以重复位流长度得到的结果，其中重复位流的长度小于或等于编码位流的长度，并且重复位流的长度是交织器的大小。

48.根据权利要求47的方法，其中在除以重复位流长度之前，将一个常数值加到输入比特与编码位流长度的乘积中。

49.根据权利要求48的方法，其中所述常数值是一个模结果，即要利用第二重复因数重复的比特数目加上编码位流长度之和再减去“1”再减去一初始偏移值后，以编码位流长度取模的结果。

50.根据权利要求49的方法，其中初始偏移是“0”。