CN1344440A - 利用交织和随后通过穿孔或重复所实现的速率匹配进行数据传输 - Google Patents
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Abstract
用交织器把需传输的单元分布到多个无线帧上,并进行穿孔或重复,其中如此来实现所述的穿孔或重复,使得当穿孔或重复样式在交织之前与原始的单元排列相关联时,该样式将避免对相邻的单元或相隔不远的单元进行穿孔/重复。
Description
本发明涉及一种传输数据帧的方法和装置、以及一种尤其通过采用穿孔或重复来进行数据速率匹配的方法和装置。
数字通信系统被设计成利用如下形式的数据表示来传输数据，即该数据表示可以简化数据经通信介质的传输。譬如，在无线传输情况下，数据被表示为无线信号而在通信系统的发信机与收信机之间进行传输。在宽带电信网络中，数据可以表示为光，并譬如通过光纤网络而在系统的发信机和收信机之间传输。
在数据传输期间，被传输的数据比特或符号可能发生讹误，这便带来了如下后果，即在收信机内不能正确地确定所述的比特或符号。因此，数据通信系统通常包含有用于缓和这种在传输期间出现的数据讹误的装置。有一种这样的装置是指为系统的发信机装配多个编码器，以便在传输之前根据出错控制码对数据进行编码。如此来设计所述的出错控制码，使得其能够以可控的方式给所述的数据加入冗余。在收信机内，可以通过如下方式来校正在传输期间所出现的错误，即对所述的出错控制码进行解码，由此恢复原始的数据。这种解码是通过使用一种与收信机已知的上述出错控制码相对应的出错解码算法来进行作用的。
在数据被编码之后，经常还需要在传输该数据之前为进行速率匹配而对编码数据块中的数据比特或符号进行穿孔或重复。在此，概念“穿孔”是指从编码数据块中去掉或清空比特的处理，使得被穿孔的比特不再随同该数据块一起传输。譬如，对于被用来通过数据运载介质传输数据的多路接入方法，由于其需要用预定的大小把所述的数据格式化成多个块，而该预定的大小与所述编码数据帧的大小不一致，所以需要执行上述的穿孔。
因此，为了在预定大小的传送数据块内装入所述的编码数据帧，需要从该编码数据帧中穿孔一些数据比特，以便譬如在编码数据帧大于所述传送块的大小时缩小该编码数据块的大小，或者，如果编码数据帧小于传送块的预定大小，则重复所述编码数据帧的比特。
在数据帧小于传送数据块的情况下，所述的数据比特或符号以一种为了填充传送数据块的其余部分所必需的规模进行重复。
本领域技术人员都知道，对编码数据帧进行穿孔的影响在于降低了正确地恢复原始数据的可能性。此外，当因高斯噪声引起在数据传输期间所出现的错误时，已知的出错控制码和该出错控制码的解码器的性能是最好的，因为这会使错误互不相关地分布到传送数据块上。如果需要对编码数据帧进行穿孔，则在该编码数据帧内，被穿孔的比特附近的位置应该尽可能地相互隔开。在这方面，所述的穿孔位置应均匀地分布在所述的数据帧上。尤其在不采用交织的无线通信系统中，由于在传输期间经常是突发性地产生出错，而且由于利用所述的重复并不是在该数据帧的某一区域特别地提高质量，而是尽量均匀地提高质量，因此，应该类似地在编码和非编码的数据帧内如此来安排需要被重复的数据比特附近的位置，使得它们在整个数据帧内均匀地相互隔开。
对于从编码数据帧中选择需要穿孔或重复的比特或符号位置的已知方法，它包括：用需要穿孔的比特或符号数除一个帧内的比特或符号数，然后根据该除法选出具有整数值的位置。但是，如果需穿孔的比特数没有把该数据帧的比特数整除，那么就会使被穿孔或重复的位置产生不均匀的间隔，由此带来如下的缺点，即某些位置要比该整数更近，在某些情况下甚至是紧挨着。
为了讲述复杂的本发明，下面借助图1～6来简短地阐述本发明的技术背景和由此产生的问题，这些附图是至少部分地从本发明之前的移动无线第3代(UMTS通用移动电信系统)的技术标准中得出的，而该技术标准可以参考如下文献：S1.12 v0.0.1，3GPP FDD，多路复用、信道编码和交织说明。
在多路复用传输方法中，交织通常是以两个步骤执行的。如果在第一交织器之后执行所述的穿孔，那么执行穿孔/重复的不同解决方案便具有某些确定的结论，就如同为UMTS系统所设定的一样。该方法以如下内容为出发点，即在上行链路和下行链路中均使用所述的穿孔，以便譬如避免多码。在UMTS系统的现有技术规范中存在一个潜在的问题，因为如果采用FS-MIL(FS多级交织器)作为上行链路的多路复用方法(图1)中的交织器，而所述的多路复用方法又结合了当前为UMTS所建议的速率匹配算法，那么就可能使所述的性能变差。
现考虑如下情况作为实施例，其中第2层用80ms的传输间隔在一个传输信道上运送160比特的传送块。该比特序列也可以被描述为数据帧或数据帧序列。这意味着，经过第一交织器之后的数据在8个帧(下文通常也被称为无线帧)上进行交织(见图2)。现在假定需要在每个帧(无线帧)内穿孔4个比特，以便使该传输信道的业务质量要求与其它信道相均衡。(为UMTS系统设定的)速率匹配算法(在下文也被简单地称为速率匹配算法)(e＝Nc)的结果在于，每个帧(无线帧)内的第4、9、14和19比特被穿孔(指数从0开始，在第一交织之后按照比特顺序进行编号)。在图2中，被穿孔的比特是用粗体字示出的。因此有8个相邻的比特被穿孔，如上文所述，这是不理想的。
用于避免该问题的已知方案在于，在每个帧内移位所述的穿孔样式。设定Ni为速率匹配之前帧内的比特数，Nc为速率匹配之后的比特数，mj为被穿孔/重复的比特的指数，k为帧号，以及K为被交织的帧数目。下面考察Ni＞Nc 、X也即穿孔的情况。在上面的例子中，Ni＝20，Nc＝16，m1＝4，m2＝9，m3＝4，m4＝19，k＝1…7以及K＝8。于是可以利用如下公式来实现移位：
mj移位＝(mj+k*「Nc/(Nc-Nc)/K」)mod Ni，其中「」表示向上取整。
于是，图3给出了与前面相同的实施例的结果。
从图3可以看出，虽然在某种程度上避免了相邻比特的穿孔，但仍然存在循环效应或边际效应，也就是说譬如两个比特43和44将被穿孔。如果穿孔的比例较小，则相邻比特被穿孔的可能性也会降低。图4示出了10％穿孔的例子。从图4可以看出，依然还有相邻的比特被穿孔。由此可能带来功率损耗。
如果第一交织器被最优化，而第二交织器比较简单，那么所述的穿孔就不再需要上述的速率匹配算法。被最优化的第一交织器应该重新排列所述的比特，使得相邻的比特被隔开。相应地，可以在交织之后轻易地通过去掉彼此相继的比特来实现所述的穿孔。但存在两种可能性。现在来考察图5所示的布置。
TrCH A上的4个块一起进行交织，然后应用速率匹配。如果使用穿孔，便在每个帧内去掉彼此相继的比特。因此，一个帧内被穿孔的比特在编码之后极不可能相邻。但不能保证不同帧内的穿孔比特在编码之后不相邻。因此在使用这种措施时会带来功率损耗。
有一种替换方案在于，只是间或地在各个传输时间间隔内对相继的比特进行穿孔。该措施的缺点在于，在30ms的时间点时会在TrCH A上重复一些比特，因为在TrCH B上没有出现数据。如果减少穿孔的规模以替代穿孔其它一些比特，那么似乎会更好。该问题已在上文讨论过，并成为了组合所述静态和动态速率匹配的动因。而且，如果采用所述的措施的话，则该组合的速率匹配还会具有其它一些优点。如果在原来的NRT方案上作一些修正，则还可以传输非实时的传送块(NRT传送块)。在原来的建议中，可以扩大所述的穿孔，并由此为NRT块创造位置-然而这在该新的措施中是不可能的。在上面的实施例中存在一种限制，即所述的一个或多个NRT块必须短于TrCH B的传送块，或恰好与其一样长。然而，在采用重复的情形下，显然可以减少被重复的比特数目，以便为NRT块创造位置。
上文已经指出了当在上行链路的多路复用方法中使用FS-MIL时的穿孔问题。如果在所述的第一交织之后执行速率匹配，则会出现该问题。
倘若为第一交织器(中间帧-FS-MIL)的输出应用当前的速率匹配算法，则所述特定行中的多个相邻比特的穿孔如图2所示。于是，为了避免这种情况，在图3中引入了对所述的穿孔样式进行移位。然而，由于循环效应或边际效应，仍然存在一部分相邻的比特被穿孔，而这会造成一定的性能变差。
为了解决上述问题，可以对当前的速率匹配作如下有效的修正：也就是说，在所述中间帧-FS-MIL的列随机化之前利用简单的移位规则进行穿孔(为了简化对处理块的基本性能的理解，把概念“逐行处理”变成“逐行随机化”)。
图6示出了在给与上文一样的比特序列例子采用这种修正时的穿孔样式实施例。直接在第1级的块交织之后实行具有偏移的速率匹配。在该图中再也看不到相邻的比特被穿孔。所以不会因这种穿孔而发生功率损耗。
实际上，在所述的列随机化之前无需执行上述速率匹配。可以通过考虑列随机化规则来在列随机化之后执行等效的速率匹配，而且只需通过用简单的公式代替穿孔的起初偏移值就可以实现它。该速率匹配的准确修正算法如表格1所示。在该表格中引入了e偏移，以便设置用于上行链路速率匹配的每个帧的起初偏移。在计算该偏移时，不是在列随机化之后而是在列随机化之前使用所述的列号，而所述的列随机化可以通过使用逆反的列互换规则计算出来。此外，e偏移不仅可以应用于穿孔，而且还可以用于重复。由此还可较均匀地排放重复比特。
在多路复用传输方法中，所述的交织是在两个步骤中实现的。如同上面一些段落所讲述的一样，在上行链路中，不同解决方案的结论具有确定的结论。
下面来说明迄今所建议的解决方案、也即所建议的穿孔样式在所有的情形中并不一直是最佳的。本发明所基于的任务是减少现有技术中的这些缺点。
该任务由独立权利要求的特征部分来完成。本发明的扩展方案由从属权利要求给出。
下面借助附图仅以实施例的形式来讲述本发明的实施方案。其中：
图1～6示出了现有技术；
图7示出了移动无线通信系统的框图；
图8示出了一种数据通信装置的框图，该通信装置在图1所示通信网的移动台和基站之间建立了一个链路；
图9示出了80ms和具有改善算法的1∶8穿孔的交织；
图10示出了所述最佳穿孔的原理；
图11示出了参考用表；
图12示出了80ms和1∶5穿孔的交织；
图13示出了具有所建议的算法的1∶8穿孔；
图14示出了每帧不相等的比特数；
图15示出了穿孔样式。
参考移动无线通信系统来讲述本发明的实施例。移动无线通信系统装配了多路接入系统，该多路接入系统譬如按照时间多路复用(TDMA)的多路接入进行工作，如同譬如已在全球移动无线系统(GSM，一种由欧洲电信标准组织标准化的移动无线通信标准)中所使用的一样。作为替换方案，所述的移动无线通信系统也可以装配一种按照代码多路复用(CDMA)中的多路接入进行工作的多路接入系统，譬如为第3代通用移动电信系统所建议的UMTS系统。但可以看出，为了说明本发明的实施例，可以采用任意的数据通信系统，譬如本地数据网或按照异步传输模式工作的宽带电信网。这种示例的数据通信系统的特征尤其在于，数据是以帧、包或块进行传输的。在移动无线通信系统的情况下，所述的数据是以运载数据的无线信号帧进行传送的，且所述的无线信号表现为预定的数据大小。这种移动无线通信系统的例子如图7所示。
图7示出了三个基站BS，它们在由小区1构成的无线覆盖区内与移动台MS交换无线信号，其中所示的小区用划线2标示。基站BS与网络中继系统NET耦合在一起。移动台MS和基站BS按如下方式交换数据，即它们在移动台MS及基站BS所连接的天线6之间传输用4标出的无线信号。通过采用数据通信装置来在移动台MS和基站BS之间传输数据，其中数据在所述的数据通信装置内被转换成无线信号4，该无线信号4再被传输给识别出该无线信号的接收天线6。由收信机从所述的无线信号中恢复数据。
图8示出了一种数据通信装置的实施例，该数据通信装置在移动台MS之一和基站BS之一间构成了一个无线通信链路，其中在图7中示出的部分在此也具有相同的数字符号。在图8中，由数据源10产生具有由数据类型确定的速率的数据帧8，且所述的数据类型也由所述的源产生。由源10产生的数据帧8被输至用来把数据帧8转换成传送数据块14的速率转换器12中。如此来设计传送数据块14，使得其大小基本相等，且具有可以由运载数据的无线信号帧进行携带的预定大小和数据量，利用所述的无线信号可以经过由一对发信机18和收信机22构成的无线接口传输数据。
所述的数据传送块14被输入到无线接入处理器16中，该处理器的作用是对传送数据块14经无线接入接口的传输进行过程控制。所述的传送数据块14在一个相应的时间点上由无线接入处理器16输入到发信机18中，该发信机的作用是把所述的传送数据块转换成运载数据的无线信号帧，而所述的无线信号是在给该发信机指定的时间间隔内传输的，以便促使该无线信号的传输。在收信机22内，该收信机的天线6”识别出所述的无线信号，并对输至无线接入的过程控制逆转装置24中的数据帧执行下行转换和下行恢复。在多路接入的过程控制逆转装置24的控制下，无线接入的过程控制逆转装置24把所接收的数据传送块输入到速率转换逆转装置26中，其中所述的控制是通过导线28进行作用的。此后，所述的速率转换逆转装置26把恢复的数据帧8的表示输入到该数据帧8的目标或信宿中，该目标或信宿在图中是用块30标示的。
如此来设计所述的速率转换器12和速率转换逆转装置26，使得它们尽可能最佳地利用所述传送数据块14中可用的数据运载容量。根据本发明的该实施例，这是通过速率匹配转换器12来进行作用的，该速率匹配转换器被用来对所述数据帧进行编码，并随后对从该编码数据帧中选出的数据比特或符号进行穿孔或重复，其结果是产生与该数据块14相匹配的传送数据块。所述的速率转换器12具有一个编码器和穿孔器。输入编码器的数据帧8被编码，以便产生输入到穿孔器中的编码数据帧。然后，所述的编码数据帧利用穿孔器进穿孔，以便产生所述的数据传送块14。
假定在上行链路和下行链路中都允许穿孔。在把ETSI和ARIB规范归并到UMTS规范的情况下，ARIB放弃了在上行链路中不执行穿孔。假定在上行链路中也利用这种穿孔，以便譬如避免多码。那么就会存在潜在的问题，因为在使用FS-MIL时，在结合当前速率匹配算法的上行链路多路复用方法中可能会使性能变差。这已经借助图2通过示例地考察如下情况进行了说明，其中第2层在传输间隔为80ms的传输信道上传送160比特的传送块，而且前提条件是在每个帧内需要穿孔4个比特。其结果是对8个相邻的比特进行穿孔，很明显这是不理想的。
图3建议在每个帧内移位所述的穿孔样式。即使实际上是在中间帧的交织之后执行列混合，这也等同于在列混合之前应用穿孔。在该实施例中，实际上不会产生相邻的穿孔比特，这与图2的实施例不同。
但在图2的方法中总是存在如下情况，即根据穿孔速率来对相邻的比特进行穿孔。图9举例示出了Ni＝16，Nc＝14，m1＝4，m2＝14，k＝1…7以及K＝8的情况。出于简化的原因，图9和图10只示出了交织之前的区域，但其中已经用粗体标绘出在交织之后被穿孔的比特位。可以看出，相邻的比特31-32和95-96被穿孔，这显然是不理想的。
好的穿孔算法的首要目的在于，按原始的顺序把被穿孔的比特尽可能均匀地分布到所述的比特位上。这也是在UMTS穿孔算法的定义中所应用的判定原理，而这种穿孔算法在上述S1.12规范中曾讲述过。这最好是通过穿孔每第n个比特来实现，或者在非整数的穿孔速率情况下部分地穿孔每第(n+1)个比特来实现。
第二个目的在于以相同的频率穿孔不同的列(在下文通常也把帧称作列)，并由此也把被穿孔的比特均匀地分布在所有的无线帧(帧)上，而且也对不同的列实现均匀的穿孔。对一个列的穿孔或重复也可以理解为对所述列(帧)的一个单元进行穿孔或重复。
但是，如果也用上述的原理在交织之后进行穿孔，那么就不能充分地实现所述的第二个目的。譬如采取80ms的交织和1∶6的穿孔速率。通过穿孔每第6个比特，只穿孔第0、2、4、6列而不穿孔第1、3、5、7列显然是不行的。
因此，为了实现上述两个目的，本发明的实施方案规定：至少一次，必要时多次地改变所述的穿孔间隔，以便避免只穿孔一些单个的列而其它的列根本就不穿孔。这如图10所示。用细轮廓线标示的水平箭头(P6)示出了穿孔距离为6，而用粗轮廓线标示的水平箭头(P5)示出了穿孔距离为5，以便避免第一列穿孔两次。由于每个列只被穿孔一次，因此所述的样式可以按垂直箭头所示的一样向下移位6行，以便确定接下来需要穿孔的比特。很明显，这对应于每列中每第6个比特的穿孔，也就是说应用一种标准速率匹配算法，并相互移位不同列中的穿孔样式。
下面借助公式来讲述该方法：
设定Ni为速率匹配之前一个帧内的比特数，Nc为速率匹配之后的比特数，mj为被穿孔/重复的比特的指数，k为帧号，以及K为被交织的帧数。可以主要考察Ni＞Nc、也即穿孔的情形，但该公式也可适用于重复。在上面的例子中，Ni＝20，Nc＝16，m1＝4，m2＝9，m3＝14，m4＝19，k＝1…7以及K＝8。于是可以利用如下的公式来实现移位：
--计算出平均的穿孔距离
q：＝(「Nc/(|Ni-Nc|)」)mod K --其中「」表示向下取整，而||表示绝对值。
Q：＝(「Nc/(|Ni-Nc|)」div K
如果q为偶数--特殊情况处理：
则q＝q-lcd(q，K)/K --其中lcd(q，K)表示q与K的最大公约数，
--值得注意的是，lcd可以轻易地通过比特处理计算出来，因为K为2的幂。
--出于同样的原因，利用q的计算可以轻易地通过二进制固定小数点算术(或整数算术和一些移位运算)来实现。
如果语句结束
--计算S和T；S表示所述的行在mod K之后的偏移，而T则表示div K的偏移值；也就是说，S表示所述的行相对于Q(也即mod K)的偏移，而T则表示相对于Q(也即div K)的偏移值；
对于i＝0至K-1，
S(RK(「i*q」mod K))＝(「i*q」div K) --其中「」表示向上取整。
T(RK(「i*q」mod K))＝i --RK(k)把所述的交织器逆转过来。
循环语句结束
在实际的实施中，该公式可以象图11所示一样用参考用表的形式来实现。该表格另外还包括用RK(k)实现的列随机化的二次映射作用。很明显，S也可以作为另一实施选项从T中计算出来。
然后，用下式计算出e偏移：
e偏移(k)＝((2*S)+2*TQ+1)*y+1)mod 2Nc
于是，在UMTS的速率匹配方法中用e偏移(k)预装一个e。很明显，这种选择e偏移的作用是使各列的穿孔样式相互之间偏移一个值S+T*Q。
下面讲述一种简化的表示，它是从如下方面简单地得出的，即在用K和K的倍数进行相除时，不是分开地为所述的余数执行q和Q的计算，而是组合地为该两部分执行的。同样也可以不分开地为q和Q计算S和T，而是同样组合地进行。由代换q+K*Q→q和S+Q*T→S得出下面的等效表示。按照实施的详细情况，可以有利地执行一个或其它的计算方法(或与此同样等效的其它方法)。
--计算出平均的穿孔距离
q：＝(「Nc/(|Ni-Nc|)」) --其中「」表示向下取整，而||表示绝对值。
如果q为偶数--特殊情况处理：
则q＝q-lcd(q，K)/K --其中lcd(q，K)表示q与K的最大公约数，
--值得注意的是，1cd可以轻易地通过比特处理计算出来，因为K为2的幂。
--出于同样的原因，利用q的计算可以轻易地通过二进制固定小数点算术(或整数算术和一些移位运算)来实现。
如果语句结束
--计算第k列偏移的S(k)；
对于i＝0至K-1，
S(RK(「i*q」mod K))＝(「i*q」div K) --其中「」表示向上取整。
--RK(k)把所述的交织器逆转过来。
循环语句结束
然后用下式计算出e偏移：
e偏移(k)＝((2*S)*y+1)mod 2Nc
于是利用e偏移(k)预先在速率匹配方法中对e进行初始化。
如果穿孔速率为非偶数分之一，也即1∶5或1∶9，那么由该方法可以产生同样的完美穿孔样式，该穿孔样式本来是直接在交织之前由所述的穿孔通过使用速率匹配方法而采用的。在其它情况下，相邻的比特决不穿孔，但被穿孔的比特之间的距离可以以最大为lcd(q，K)+1的值大于其它的距离。该方法也可相应地应用于比特重复。尽管相邻比特的这种重复不会象在相邻比特穿孔中那样严重地损害出错校正码的性能，但重复的比特可以尽可能均匀地进行分布，这是有利的。
该方法的基本目的在于，按原始的顺序在被穿孔的比特之间实现均匀的间隔，但其中考虑了如下限制，即在各个帧内需要穿孔相同数量的比特。这可以通过在某些情况下将所述的穿孔距离减1来实现。在这方面，如果所减小的距离不大于1且只在必要时进行减小，则该介绍的方法是最优的。在上述的限制下，这可以得出尽可能最好的穿孔样式。
下面的实施例示出了第一组参数、也即1∶5穿孔的使用(图12)。该优化的算法显然既可以避免相邻的比特被穿孔，又可以以原始的顺序用相同的间隔分布被穿孔的比特。事实上它可以实现同样的性能，就好象是在交织之前且直接在编码之后所执行的穿孔一样。
现在来考察下一种情况，即1∶8的穿孔(见图13)。相邻比特的穿孔也被避免了。在该情形下不可能实现间隔均匀的穿孔，因为否则的话，单个帧的所有比特都将被穿孔，这是完全不能接受的。在该情形下，相邻比特之间的距离大多都是7(只比最佳分布时小1)。为此，有些距离比较大(每第8个)。
在两种情形下，所述的速率匹配在传输时间间隔期间都会变化：
a)输入比特数Ni不能用K除。于是最后一个帧比第一个帧少1比特，并因此也具有小一些的穿孔速率。需要注意的是，是否允许该情况或是否希望所述的编码提供合适的数目是不清楚的。
b)由于在同一通信连接上多路复用的其它业务中存在波动，所以可以在稍后的帧中减弱所述的穿孔。
在该情形下，所述补偿的穿孔方法还会有一些缺点。由于所述情形b)的不可预见性，要想找到一种根本的方法来得到几乎完美的穿孔样式似乎是不可能的，因此无论如何必须将就某些不可预见的特性。但对于情形a)，建议在最后一行中不改变所述的穿孔样式。替而代之的是，建议采用与第一列相同的穿孔算法，但简单地删掉最后的穿孔。考察如下的实施例，其中需要给125个输入比特进行穿孔，以便得到104个在8个帧上交织的输出比特。于是，该穿孔样式如图14所示。最后几列所具有的输入比特少于第一列，通过删除最后的穿孔，这些列一共具有13个比特。
作为替换方案，还建议使用一个最优化的第1交织器、一个简单的第2交织器和一种简单的穿孔方法。这是依赖于如下的期望，即最优化的交织器如此地分布各个比特，使得交织之后的比特块的穿孔能够在交织之前均匀地分布所述被穿孔的比特。但在简单的第1交织器之后进行穿孔的经验表明，这不是件容易的事。因为各个交织器不是对所有的穿孔速率都是最佳的，所以几乎不可能实现好的性能。其原因是：用于n+1个比特的穿孔样式(图15)与用于n个比特的穿孔样式必须是相同的，但可以为穿孔选择一个附加的比特。如果该穿孔样式对于n个比特是较好的(参见图5表格的第一行)，那么不管具体是对哪一个比特进行附加穿孔以便获得n+1个比特(第二行)，都不可能对n+1个比特实行最佳地分布(最后一行)。
此外，这种交织器必须在块穿孔的好穿孔性能和同时较好的一般交织性能(譬如用于在传输时通过衰落信道实现较好的传输性能)之间达成折衷。由于这类方法或这类交织器不是已知的，所以本申请所讲述的方法是非常有利的，其中在简单的第1交织器之后接有一个具有最优化交织性能的第2交织器，并在该第1交织器之后执行穿孔。
因此，如果在第一交织之后应用所述的速率匹配，便可以实现近似最佳的穿孔样式。该方法简单，所需的计算功率少，而且每帧只须执行一次，甚至于连每个比特都无须执行。
上述方法并不局限于无线传输系统。
Claims (26)
1.数据速率的匹配方法，
其中，需传输的数据以比特的形式通过第一交织器被分布到一组多帧上，
其中，在所述的交织之后，为了进行数据速率匹配，如此地实现穿孔方法或重复方法，使得
在每个帧内穿孔或重复相同数量的比特，而且
在所述的第一交织器之前，所述被穿孔或重复的比特在比特顺序方面具有尽可能均匀的相互间隔。
2.如权利要求1所述的方法，
其中，所述穿孔速率或重复速率是整数分之一(1/p)，其中p和无线帧的数目K没有公约数，而且如此来实现所述的穿孔方法或重复方法，使得在所述的第一交织器之前，所述被穿孔或重复的比特在比特顺序方面具有相同的相互间隔。
3.如权利要求1或2所述的方法，
其中，如此来执行穿孔方法或重复方法，使得
一个帧内所使用的穿孔或重复样式在偏移之后还被应用到该组帧的其它帧中。
4.如权利要求3所述的方法，
其中，所述穿孔速率或重复速率不是整数分之一(1/p)，或者p和帧数目K没有公约数，而且，根据下一更高的、且是整数分之一(1/p)的穿孔或重复速率的相对偏移来实现所述穿孔或重复样式被应用到无线帧上的偏移，其中p和帧数目K没有公约数。
5.如权利要求3所述的方法，
其中，通过如下方法来获得所述的穿孔或重复样式被应用到第k个帧上的偏移S(k)+T(k)*Q：
-计算出平均的穿孔距离
q：＝(「Nc/(Ni-Nc|)」)mod K --其中「」表示向下取整，而||表示绝对值。
Q：＝(「Nc/(|Ni-Nc|)」)div K
如果q为偶数--特殊情况处理：
则q＝q-lcd(q，K)/K --其中lcd(q，K)表示q与K的最大公约数，
如果语句结束
对于i＝0至K-1，
S(RK(「i*q」mod K))＝(「i*q」div K) --其中「」表示向上取整。
T(RK(「i*q」mod K))＝i --RK(k)把所述的交织器逆转过来。
循环语句结束。
6.如权利要求3所述的方法，
其中，通过如下方法来获得所述的穿孔或重复样式被应用到第k个帧上的偏移S(k)：
--计算出平均的穿孔距离
q：＝(「Nc/(|Ni-Nc|)」) --其中「」表示向下取整，而||表示绝对值。
如果q为偶数--特殊情况处理：
则q＝q-lcd(q，K)/K --其中1cd(q，K)表示q与K的最大公约数，
如果语句结束
--计算第k列偏移的S(k)；
对于i＝0至K-1，
S(RK(「i*q」mod K))＝(「i*q」div K) --其中「」表示向上取整。
--RK(k)把所述的交织器逆转过来。
循环语句结束。
7.如前述权利要求之一所述的方法，其中，通过包括如下步骤的方法来获得需穿孔或需重复的比特：
a)利用下式确定所述平均穿孔距离的整数部分q，
q：＝(「Nc/(|Ni-Nc|)」) --其中「」表示向下取整，而||表示绝对值Ni和Nc表示速率匹配之后和之前的单元数目；
b)选出第一列中需要穿孔或重复的比特；
c)从前一列中最后一个需穿孔或重复的比特出发，按照如下方式选出下一列接着要穿孔或重复的比特，即只要不导致一个列被双重穿孔或重复，则总是从所述最后一个需穿孔或重复的比特开始并参考原始的顺序选择出间隔为q的下一比特，否则就选出间隔不同于q的比特；
d)重复步骤c)，直到所有的列被穿孔或重复一次。
8.如权利要求7所述的方法，
其中，只要使用间隔q会导致一列被双重穿孔或重复，则选取间隔q-1或q+1来确定所述的下一比特。
9.如权利要求7或8之一所述的方法，
其中，第一列按照标准的速率匹配算法进行穿孔或重复，而且，为了选出其它需穿孔或重复的比特，该列的穿孔样式根据在 7的步骤b中所确定的位于相应列内的比特位置而相对于在权利要求7的步骤a中所确定的位于首先选出的列内的比特位置进行了偏移。
10.尤其为处理器装置的数据速率匹配装置，
它具有用于执行如权利要求1～9之一所述的方法的装置。
11.传输数据帧的方法，由此通过使用交织器把需传输的单元分布到一个或多个帧上，而且对所述的单元进行穿孔或重复，并如此来实现所述的穿孔或重复，使得当所述的样式在交织之前与原始的单元排列相关联时，该样式将避免对相邻单元或相隔不远的单元进行穿孔/重复。
12.传输数据帧的方法，其中通过使用交织器把需传输的单元分布到一个或多个帧上，而且对所述的单元进行穿孔或重复，并如此来实现所述的穿孔或重复，使得当所述的样式在交织之前与原始的单元排列相关联时，该样式被均匀或大致均匀地间隔开。
13.如权利要求11或12所述的方法，其中，可以通过首先计算所述平均穿孔距离的整数部分q来确定需穿孔的单元，
q：＝(「Nc/(|Ni-Nc|)」) --其中「」表示向下取整，而||表示绝对值，Ni和Nc表示速率匹配之后和之前的单元数目；
然后从第一列中需穿孔的单元出发，按照如下方式选出接着要穿孔的单元，即只要不导致一个列被双重穿孔，则总是从所述第一个单元开始并参考原始的顺序选择出间隔为q的下一单元，否则就利用另一间隔进行选择，而且，重复执行该方法直到所有的列被恰好穿孔一次。
14.如权利要求13所述的方法，其中，只要使用间隔q会导致一列被双重穿孔，则选取间隔q-1或q+1来确定所述的下一单元。
15.如权利要求13所述的方法，其中，可以如此来确定所述需穿孔的单元，即第一列按照标准的速率匹配算法进行穿孔，而且从所述第一列的第一个被穿孔的单元起开始应用权利要求18b的方法，以便确定其它列中的各个单元，并且，通过如下方式来确定其它列中的其它单元，即如此来偏移所述第一列的穿孔样式，使得它与 13中所确定的位于相应列内的单元位置相一致。
16.传输数据帧的方法，其中通过使用交织器把需传输的单元分布到一个或多个帧上，而且对所述的单元进行穿孔或重复，并参考所述的第一帧如此来偏移在所述帧内产生的穿孔或重复样式，使得当所述产生的穿孔或重复样式在交织之前与原始的单元排列相关联时，该样式被均匀或大致均匀地间隔开。
17.如权利要求11～16之一所述的传输数据帧的方法，其中，所述穿孔/重复速率是整数分之一(1/p)，其中p和帧数目K没有公约数，由此，所述在帧内形成的样式参考所述的第一帧作如此地偏移，使得当所述产生的穿孔或重复样式在交织之前与原始的单元排列相关联时，该样式被均匀地间隔开。
18.如权利要求11～17之一所述的传输数据帧的方法，其中，所述穿孔/重复速率不是整数分之一(1/p)，或者p和帧数目K没有公约数，由此参考所述的第一帧以如下方式来偏移在所述帧内形成的样式，即应用为所述下一更高的穿孔速率所采用的相对偏移，其中所述的下一更高穿孔速率满足前一权利要求的先决条件。
19.如权利要求11～18之一所述的传输数据帧的方法，其中，用于穿孔/重复的单元数并不是在所有帧内都相等，由此采用与前述权利要求中相同的样式，但有一部分穿孔/重复不执行。
20.如权利要求11～19之一所述的传输数据帧的方法，其中，用于穿孔/重复的单元数并不是在所有帧内都相等，由此采用与前述权利要求中相同的样式，但不为所述第一或最后的单元执行所述的穿孔/重复。
21.如权利要求11～20之一所述的传输数据帧的方法，其中执行穿孔。
22.如权利要求11～20之一所述的传输数据帧的方法，其中执行重复。
23.如权利要求11～22之一所述的传输数据帧的方法，其中所述的单元为二进制位。
24.如权利要求11～23之一所述的传输数据帧的方法，其中，所述帧的时延为10ms，而且所述的交织利用数目为2的幂的帧来实现。
25.如权利要求11～24之一所述的传输数据帧的方法，其中，所述的帧通过采用CDMA传输系统来传输。
26.用于传输数据帧的数据通信装置，其中该数据通信装置包含有如权利要求11～25之一所述的用于传输帧的装置。
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