CN1347213A - 一种实现wcdma上行信道复接的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速实现WCDMA复杂的上行信道复接流程的方法及使用这种方法的复接装置。它可以完成流程中交织,速率匹配,复接等所有步骤的功能。由于WCDMA上行信道编码复接方案的复杂性,直接按照其设计信道复接器将会导致长延时和高的系统复杂度。本WCDMA上行信道复接器采用基于地址计算的搬移算法,大大减低了实现复杂度,以较小的延时和低的存储量以及计算复杂度实现了WCDMA的上行信道复接流程。

Description

一种实现WCDMA上行信道复接的方法

(一)技术领域：

本发明属于移动通讯技术领域，尤其涉及第三代移动通信领域中的多媒体业务的信道复接技术。

(二)背景技术：

WCDMA编码复接方案(multiplexing and channel coding scheme)主要包括CRC校验，纠错编码，速率匹配，交织等。具体的上行链路的编码复接方案如图1所示。其中，每个传输信道(TrCH)承载一个业务，对于不同延时要求的业务，其发送时间间隔(TTI)是不同的(TTI∈{10ms，20ms，40ms，80ms})。

对于上行链路而言，首先将各传输信道的一个发送时间间隔(TTI)内的输入数据划分成各传输块，并在每块末尾加上CRC校验比特位，以便收端进行差错检测。其次将加上校验位后的数据以编码块为单位打包，进行纠错编码。纠错编码方式有两种：一是卷积码，编码速率为1/2或1/3，二是Turbo码。采用Turbo码大大提高了数据传输的可靠性，适用于QoS要求较高的业务。编码后的数据流还需进行无线帧长均衡，即加上一定数量的填充比特，使得该传输信道每帧数据长度均相等(每10ms为一帧)，对填充后的数据流进行第一次交织，即帧间交织。当该传输信道的发送时间间隔TTI大于10ms时，数据流必须划分为若干个连续的无线帧，各帧数据分别进行速率匹配。速率匹配是根据一定的算法对数据流中某些比特进行重复或凿去操作，其作用在于对各传输信道的数据率进行适当的调整，使得复接后的总比特率和已分配的物理信道的数据传输率保持一致。通过速率匹配，还可保证不同速率，不同QoS的业务数据采用相同的功率发送。

数据流经过以上各步后，每10ms将各传输信道的一个无线帧顺序复接在一起，组成一个编码复合传输信道(CCTrCH)，如果需要多码道传输，则将该CCTrCH的数据平均分至各扩频比相同的物理信道(即码道)，并对每物理信道的数据进行第二次交织，交织后的数据即可进行扩频调制并发送出去。

和传统的CDMA系统相比，第三代移动通信的最大特点在于可支持具有不同QoS的变速率的多种业务，这便要求其具有将各种无线多媒体业务复接在一起传输的能力。为了达到这一目标，WCDMA系统采用了一套复杂的编码复接流程(如图1所示)，不同速率的业务经过编码复接后可以以单码道发送，因此在一次无线连接中，即使各业务速率相差很大，发送数据率和功率也是恒定的，从而降低了对功放线性化的要求，避免了码道间的串扰。

然而，直接根据方案对数据流进行复接处理将会大大增加系统复杂度。首先，该方案步骤繁多，每步骤之间都需对数据进行缓存，而系统所支持的最高数据率可达2Mb/s，对于TTI为80ms的业务，每一步都需要160kb的缓存，其所需的总存储量是巨大的。其次，数据流频繁的写入读出所导致的处理延时是不可忍受的。

(三)发明内容：

本发明是采用基于地址计算的搬移算法来实现WCDMA上行信道复接器的。它为WCDMA的上行信道复接提供了一种高效率的实现方法。和直接实现方法相比，不仅降低了运算复杂度，而且大大减少了存贮量和处理延时。

本发明方法描述如下：

通过对方法的进一步研究发现，数据流经过编码复接后，实际上只是在缓存中的存放位置发生了变化，数据本身并未改变，可以计算输入序列中各数据在输出序列中的对应位置，直接将输入数据“搬移”至输出位置即可。基于此思想，我们提出了基于地址计算的搬移算法。

设序列in＝{I(k)|k＝1，2，……L_i}(L_i为in序列长度)和out＝{O(k)|k＝1，2，……L_o}(L_o为out序列长度)分别为模块A的输入和输出序列。若对于任意k∈{1，2，……L_o}，均有O(k)∈in，则可建立out序列与in序列之间的地址对应关系{k→f(k)|k＝1，2，……，L_o}。从in序列f(k)地址处取出数据即可作为out序列的第k个输出。不妨称之为反向寻址。反之，若对于任意k∈{1，2，……L_i}，均有I(k)∈out，则可建立in序列与out序列之间的地址对应关系{k→f(k)|k＝1，2，……，L_i}。从in序列k地址处取出数据即可作为out序列的第f(k)个输出。不妨称之为正向寻址。

设某系统为X，对X内部各模块采取正向或反向寻址，从而将X的输入数据搬至输出序列中的相应位置，这便是基于地址计算的搬移算法。该算法需遵循三个准则：

准则一：如一次性搬移实现困难，则可采用多次搬移以降低复杂度，即：对于系统X而言，若难以得到其输入输出序列的直接地址对应关系，则可将其划分为s个子系统(s＝2，3，……)，在子系统分界处共加入s-1级缓存，使得各子系统的寻址实现容易。

准则二：占用的缓存尽量少，即：若采用r(r＝0，1，……)级缓存后的系统复杂度可以接受，便不要占用r+1级缓存。

准则三：子系统寻址方式统一，即：对于子系统内部各模块，若模块A₁，A₂，……既可以正向寻址，又可以反向寻址，而模块B只能正向寻址或反向寻址，则该子系统内所有模块的寻址方式均与模块B统一。(若子系统内存在模块B₁只能正向寻址，模块B₂只能反向寻址的情况，则说明该子系统直接寻址困难，需要对该子系统进行进一步的分解。)

具体到WCDMA上行复接方案中，直接确定系统的输入序列与输出序列之间的地址对应关系是比较困难的，原因在于从信道编码以后至传输信道复接以前各处理模块的输入输出序列地址均为各传输信道本TTI内的相对地址，而传输信道复接以后至物理信道映射之间各处理模块的输入输出序列地址则为该CCTrCH一帧内的相对地址，二者之间的地址映射关系比较复杂，因此难以实现一次性搬移。根据准则一，考虑在传输信道复接处放置一级缓存，从而将系统划分为两个子系统：传输信道处理部分和CCTrCH处理部分。分别对传输信道处理部分和CCTrCH处理部分进行寻址是比较容易实现的，因此根据准则二，便得到简化后的WCDMA上行复接方案，如图2所示。

一种实现WCDMA上行信道复接的方法，按以下步骤流程：(1)加入CRC校验比特；(2)传输块合并/编码块分割；(3)信道编码；(4)传输信道处理部分；(5)CCTrCH处理部分。

在输入端产生顺序地址，依次计算出序列中各比特d_1，i，d_2，i，……经过无线帧长均衡，第一次交织，无线帧分段和速率匹配后在缓存中的存放位置m_1，i，m_2，i，……，并写入相应数据。对其他传输信道数据亦做相同的处理。另一方面，在发送端同样产生顺序地址，依次计算输出序列O中各比特o₁，o₂，……经过传输信道复接，物理信道合并和第二次交织之前在缓存中的对应位置n₁，n₂，……，读出相应比特即为待发送的数据。图3描述了此搬移过程。

由此可看出，该算法避开了对数据的直接处理，而是根据输入输出序列的地址对应关系将输入数据搬移至输出序列的相应位置，从而简化了处理步骤，大大降低了系统复杂度。

本发明有益效果：本WCDMA上行信道复接器只需一级缓存，且由于采用一步到位的硬件实现，因此其延时仅取决于处理时钟和传输信道一个TTI的数据长度，这样不仅大大降低了实现复杂度，存储量和处理延时，而且提高了系统工作效率和吞吐量，以较小的代价实现了复杂的WCDMA上行信道复接方案。

(四)附图说明：

图1为WCDMA上行信道编码复接方法；

图2为简化后的WCDMA编码复接方法；

图3为地址搬移算法原理图。

(五)具体实施方式：

在具体实现上，对于传输信道处理部分，首先产生某传输信道一个TTI内的数据的顺序地址，计算该地址在第一次交织前的行号n’和列号m’。由m’求得交织后的列号m，即该地址数据所属的帧号，根据第m帧的速率匹配e值和应凿去或重复数大小nrop计算该地址数据是否应该凿去或重复，并置相应的标志位，同时得到速率匹配后的行号n，则该数据在片内RAM内的存放地址为ram_waddr＝Iniaddr(m)+n。其中iniaddr(m)为该传输信道第m帧数据在片内RAM中的存放起始地址，由主控单元计算并告知本复接器。从编码器缓存中顺序读出数据，并根据标志位和速率匹配方式作相应处理，当标志位无效时，将数据写入片内RAM中ram_waddr处；当标志位有效时，若为凿去方式，则不往片内RAM中写数据，若为重复方式，则将该数据重复后写入片内RAM。按以上步骤依次将数据写入片内RAM内相应位置，即完成了无线帧均衡，第一次交织，无线帧分段以及速率匹配和传输信道复接步骤。

对于CCTrCH处理部分，为了计算物理信道分段和第二次交织前的地址，首先产生单码道内数据的顺序地址，由该地址得到数据在交织器中的行号m和列号n’，然后根据第二次交织的原理(行写入，列读出，列交织)，由行号n’查表得到交织前的列号n，则交织前数据的地址为intl_addr＝m×30+n。另外，由于各码道数据是并行传送的，即输入数据依次为：码道0的第0个数据，码道1的第0个数据，……码道x的第0个数据，码道0的第1个数据，……。因此，应在intl_addr的基础上再加上所属码道在缓存内的存放起始地址iniaddr，于是片内RAM读地址ram_raddr＝intl_addr+iniaddr。从片内RAM相应地址中读出数据依次输出，即完成了物理信道分段和第二次交织步骤。

Claims (4)

1.一种实现WCDMA上行信道复接的方法，其特征在于：

采用基于地址计算的搬移算法来实现WCDMA上行信道复接器，具体算法流程为：在输入端产生顺序地址，依次计算出序列中各比特d_1，i，d_2，i……经过无线帧长均衡，第一次交织，无线帧分段和速率匹配后在缓存中的存放位置m_1，im_2，i，……，并写入相应数据。对其他传输信道数据亦做相同的处理。另一方面，在发送端同样产生顺序地址，依次计算输出序列O中各比特o₁，o₂，……经过传输信道复接，物理信道合并和第二次交织之前在缓存中的对应位置n₁，n₂，……，读出相应比特即为待发送的数据。

2.根据权利要求1所述的一种实现WCDMA上行信道复接的方法，其特征在于：按以下步骤流程：(1)加入CRC校验比特；(2)传输块合并/编码块分割；(3)信道编码；(4)传输信道处理部分；(5)CCTrCH处理部分。

3.根据权利要求1所述的一种实现WCDMA上行信道复接的方法，其特征在于：所述传输信道处理部分，首先产生某传输信道一个TTI内的数据的顺序地址，计算该地址在第一次交织前的行号n’和列号m’。由m’求得交织后的列号m，即该地址数据所属的帧号，根据第m帧的速率匹配e值和应凿去或重复数大小nrop计算该地址数据是否应该凿去或重复，并置相应的标志位，同时得到速率匹配后的行号n，则该数据在片内RAM内的存放地址为ram_waddr＝Iniaddr(m)+n。其中iniaddr(m)为该传输信道第m帧数据在片内RAM中的存放起始地址，由主控单元计算并告知本复接器。从编码器缓存中顺序读出数据，并根据标志位和速率匹配方式作相应处理，当标志位无效时，将数据写入片内RAM中ram_waddr处；当标志位有效时，若为凿去方式，则不往片内RAM中写数据，若为重复方式，则将该数据重复后写入片内RAM。按以上步骤依次将数据写入片内RAM内相应位置，即完成了无线帧均衡，第一次交织，无线帧分段以及速率匹配和传输信道复接步骤。

4.根据权利要求1所述的一种实现WCDMA上行信道复接的方法，其特征在于：所述CCTrCH处理部分，为了计算物理信道分段和第二次交织前的地址，首先产生单码道内数据的顺序地址，由该地址得到数据在交织器中的行号m和列号n’，然后根据第二次交织的原理(行写入，列读出，列交织)，由行号n’查表得到交织前的列号n，则交织前数据的地址为intl_addr＝m×30+n。另外，由于各码道数据是并行传送的，即输入数据依次为：码道0的第0个数据，码道1的第0个数据，……码道x的第0个数据，码道0的第1个数据，……。因此，应在intl_addr的基础上再加上所属码道在缓存内的存放起始地址iniaddr，于是片内RAM读地址ram_raddr＝intl_addr+iniaddr。从片内RAM相应地址中读出数据依次输出，即完成了物理信道分段和第二次交织步骤。

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