CN1839577A - 用于解码的软判决度量的定标和量化 - Google Patents

Abstract

对数据分组在不同时刻传输的多个突发的软度量在解码之前进行定标、量化和重新定标。在接收到每个突发时，利用比例因子S(i)对该突发的输入软度量进行定标，根据量化比例因子Q(i)进行量化，并存储在缓冲器中。比例因子和量化比例因子基于该突发的统计特性计算得到。在接收了数据分组的所有突发之后，基于每个突发的量化比例因子Q(i)和公共比例因子，对该突发的量化软度量进行重新定标，以便在解码过程中对软度量进行适当加权。公共比例因子根据所有突发的量化比例因子Q(i)确定。对所有突发的重定标软度量进行重新量化、去交织和解码，得到该分组的解码数据。

Description

用于解码的软判决度量的定标和量化

相关申请

本申请要求获得2003年7月29日提交的美国临时申请第60/491,332号的优先权。

技术领域

本发明主要涉及通信，更为确切地说，涉及无线通信系统中解码所用的软判决度量的定标和量化的技术。

背景技术

在无线通信系统中，发射机对业务数据进行编码并交织，一般是一次一个数据分组，从而得到交织数据。发射机还可以将交织数据的每个分组划分成多个输出块，在不同时刻传输。发射机随后调制并在指定时刻通过无线信道发送这些输出块。如果这些输出块的传输并不连续，则传输表现为“突发”，每个输出块一个突发。无线信道的特定信道响应会使每个发送的突发失真，这又令每个发送的突发的质量因噪声和干扰进一步恶化。

接收机接收发送的突发，并处理每个接收的突发，以得到突发的软判决度量(简单说“软度量”)。软度量是接收机得到的对于发射机发送的单比特(或“硬”)值的多比特值。在一种传统方法中，接收机利用单个比例因子将给定数据分组的所有接收的突发的软度量进行定标，从而得到这些突发的定标软度量。选择比例因子，从而为后续处理提供具有适当幅度的软度量。该比例因子一般基于突发的信噪干扰比(SNR)估计得出。随后将定标软度量去交织并解码得到分组的解码数据。

利用单个比例因子对数据分组的所有接收突发进行的定标，使得在解码过程中有效地赋予这些突发以相同权重。当无线信道是相对静态的，且接收的突发具有相似的信号质量时，则这是可接受的。但是，如果在不同时刻发送这些突发，则这些突发就可能经受不同的信道条件，并实现不同的SNR。这种情况下，利用单个比例因子对数据分组的所有突发进行定标，会使解码性能无法得到最优。

在另一种传统方法中，基于多个以前突发得到的平均SNR进行定标。对具有平坦衰落的加性白高斯噪声(AWGN)无线信道而言，不同突发的SNR相差可能不大，基于以前突发的平均SNR定标当前突发，可以得到良好的性能。但是，对衰落和干扰无线信道而言，信道条件并不是静态的，软度量的统计特性可能会随着突发而变化，当前突发的SNR可能与以前突发的平均SNR相关性不高。此外，对传输的第一突发而言，无法得到平均SNR，或者在长时间不传输时，例如对于非连续传输(DTX)，平均SNR可能会相当不可靠。因此，对这种方法而言，在不可预测情况下的解码性能可能较差。

这样，本领域中需要有一些技术能够更恰当地定标不同时刻发送的、并且可能具有不同统计特性和信号质量的突发的软度量。

发明内容

这里提供了对不同时刻传输的多个突发的软度量进行定标、量化和重新定标的技术。这些技术可以用于各种无线通信系统，可以为各种类型的无线信道(例如AWGN信道、衰落和干扰信道等等)提供良好的性能。

为了进行定标和量化，在接收到每个突发时，利用比例因子S(i)对该突发的输入软度量进行定标，得到定标软度量。比例因子S(i)根据该突发的统计特性确定。根据量化比例因子Q(i)对突发定标软度量进行量化，得到量化软度量，将其存储在缓冲器中。量化比例因子Q(i)基于该突发的统计特性计算得到，也予以存储。该定标调整经受不同信道条件的不同突发的输入软度量的值，量化使得存储定标软度量所需的存储器尽量少。对针对数据分组(例如消息)传输的N_B个突发的每一个进行相同的处理，其中N_B＞1。

为了重新定标，在接收了相同数据分组(或消息)的所有N_B突发之后，基于每个突发的统计特性和所有突发的统计特性，对该突发的量化软度量进行重新定标，以便在解码过程中对软度量进行适当加权。在一种重新定标方案中，根据所有N_B突发的量化比例因子Q(i)，确定这些突发的公共比例因子。随后基于那个突发的量化比例因子Q(i)和公共比例因子重新定标该突发的量化软度量。对所有N_B突发的重定标软度量进行重新量化、消除交织并解码，得到该分组的解码数据。

下面对本发明的各个方面和实施例进行详细描述。

附图说明

通过后面结合附图的详细描述，本发明的特征和性质将会变得更加清晰，在附图中，相似的标号表示了整个附图中的对应部分，其中：

图1示出了无线系统的基站和终端；

图2示出了GSM中业务信道的信道构成；

图3示出了基站的发送(TX)数据处理器和终端的接收(RX)数据处理器；

图4说明了GSM中数据分组的处理和传输；

图5示出了将数据分组的N_B个突发的软度量进行定标、量化、重新定标的过程；

图6示出了对一个突发的软度量进行定标、量化的过程；

图7示出了重新定标该数据分组的N_B个突发的量化软度量的过程；以及

图8示出了得出用于重新定标的公共比例因子的过程。

具体实施方式

此处使用的词“示例性的”是指“作为一个例子、实例或说明”。这里描述为“示例性的”的任何实施例或设计不一定解释为比其他实施例或设计更为优选的或有利的。

这里描述的用于定标、量化或重定标软度量的技术可以应用于将消息的数据分组划分成多个块，每个传输的块可能遇到不同信道条件的各种无线通信系统。例如，这些技术可以用于时分多址(TDMA)系统、码分多址(CDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、基于正交频分复用(OFDMA)的系统等等。TDMA系统可以实现一种或多种TDMA标准，例如全球移动通信系统(GSM)。CDMA系统可以实现一种或多种CDMA标准，例如宽带CDMA(W-CDMA)、IS-2000、IS-856、IS-95等等。这些标准在本领域中众所周知。

定标、量化或重新定标技术可以应用于下行和上行数据传输。下行链路(也就是前向链路)是从基站到终端的通信链路，上行链路(也就是反向链路)是从终端到基站的通信链路。这些技术可以用于业务信道上发送的与具体用户相关的传输，也可以用于控制信道上发送的开销传输。为清楚起见，下面针对GSM系统中下行链路上的与具体用户相关的传输具体描述这些技术。

图1示出了无线通信系统100中基站110和终端150的框图。在基站110的下行链路上，TX数据处理器120接收发向终端150以及其他终端的业务数据。TX数据处理器120基于为终端选择的编码和交织方案，对每个终端的数据进行格式化、编码和交织，并为终端提供交织数据。调制器(MOD)122随后为所有终端调制交织数据，并提供已调数据。发射机单元(TMTR)124处理已调数据，产生下行链路信号，该信号随后通过天线126并经无线信道传输给终端。

在终端150，天线152接收基站110所发送的下行链路信号，并将接收的信号提供给接收机单元(RCVR)154。接收机单元154使接收的信号适于使用并进行数字化，并提供一个数据样本流。解调器(DEMOD)156处理这些数据样本，并提供解调数据。RX数据处理器160随后将解调数据进行去交织和解码，以便恢复基站110对终端150发送的业务数据。解调器156和RX数据处理器160所进行的处理分别是对基站110中调制器122和TX数据处理器120所进行的处理的互补过程。

控制器130和170分别指挥基站110和终端150的操作。存储单元132和172分别存储控制器130和170所用的程序代码和数据。缓冲器174存储用于RX数据处理器160的数据。为简单起见，图1只示出了下行链路传输的处理单元，而没有示出基站110和终端150中通常出现的所有处理单元。

GSM利用不同类型的信道来发送不同类型的数据。具体来说，在业务信道(TCH)上发送与用户相关的数据，在广播控制信道(BCCH)上发送广播数据，在公共控制信道(CCCH)上发送控制数据和其他数据(例如寻呼消息)。

图2示出了GSM中业务信道的示例性信道构成。下行链路传输的时间线被分割成多个复帧。对业务信道而言，每个复帧包括26个TDMA帧，标记成TDMA帧0到25。业务信道在每个复帧的TDMA帧0到11和TDMA帧13到24中发送。控制信道(SACCH/T)在TDMA帧12中发送，用于承载带内信令，例如(1)终端在上行链路方向上发送的测量报告，以及(2)基站在下行链路方向上发送的终端定时提前。空闲帧中不发送数据，终端利用空闲帧对相邻基站进行测量。

每个TDMA帧又被划分成8个时隙，标记成时隙0到7。在一个呼叫期间，每个活跃终端/用户分配一个时隙索引。每个终端的用户相关数据在分配给该终端的时隙中发送，从而在用于业务信道的TDMA帧(那些在图2中标记为“T”的帧)中发送。每个时隙中的传输在GSM中称为“突发”。GSM中业务信道的信道构成在文档3GPP TS05.01中详细描述，该文档可以公开获得。

图3示出了基站110的TX数据处理器120a以及终端150的RX数据处理器160a的框图。TX数据处理器120a是图1中TX数据处理器120的一种实施例，执行用于终端(例如终端150)业务信道的发射机处理。RX数据处理器160a是图1中RX数据处理器160的一种实施例，执行业务信道的接收机处理。在GSM中，待在业务信道上发送的数据以4个数据块为一组进行编码，每个数据块包含指定数量的信息位。每个4数据块组可以被看成是包含4数据块所有信息位的一个数据分组。

在TX数据处理器120a内部，块编码器310对发向终端150的信息位分组进行块编码，产生分组的奇偶校验位。奇偶校验位用于终端150的差错检测。卷积编码器312对块编码器310的输出进行卷积编码，并提供一个码位分组。编码方案由基站110根据终端150的状态(例如空闲或业务模式)以及呼叫类型(例如电路交换呼叫或是分组交换呼叫)确定。对分组交换呼叫而言，编码方案也可以根据终端150发送的测量确定。交织器314根据交织方案将分组中的码位重新排列，从而提供一个交织位分组。划分单元316将交织数据分组划分成N_B个输出块，其中N_B可以是4、8或22，这取决于信道类型(例如语音、电路交换、寻呼或控制信道)。划分和交织可以以多种方式进行。例如，编码数据可以首先进行交织，然后划分成输出块，如图3所示。可替代地，编码数据分组也可以首先划分成块，然后进行交织。划分和交织也可以在一个操作中完成。

调制器122基于为终端150选择的调制方案(例如GMSK或8-PSK)对每个输出块进行调制，以得到N_B个码元块。这些码元块随后在用于业务信道的N_B个TDMA帧的指定时隙中传输。为简单起见，图3中没有示出调制器122和解调器156之间其他单元的处理。

图4说明了GSM中数据分组的处理和传输。块编码器310处理信息位分组408，从而提供包含信息位、奇偶校验位和结尾位的块410。卷积编码器312随后按照一种(例如速率为1/2、1/3、1/4或1/5的)卷积码对块410进行处理，形成编码数据块412。交织器314对块412中的码位进行交织，从而提供交织位块414。划分单元316随后将块414划分成N_B个输出块416a到416n。

如图4所示，第一输出块416a在TDMA帧n的时隙x中传输，标记成突发0，第二输出块416b在TDMA帧n+1的时隙x中传输，标记成突发1，等等，最后输出块416n在TDMA帧n+N_B-1的时隙x中传输，标记成突发N_B-1。这里，x是分配给终端150的时隙，n是TDMA帧索引。如图3和4所示，数据分组以N_B个突发的形式被编码、交织并传送。这些突发可能经受不同的信道条件，达到不同的S NR。

再参看图3，在终端150，解调器156从接收机单元154得到数据样本。每个数据样本是一个复数值，具有同相(I)分量和正交(Q)分量。每个分量数字化成L个位(例如L＝16)。解调器156根据均衡器设计来处理数据样本，从而提供“输入”软度量Z_in(i，k)，其中i表示第i个突发，k表示该突发的第k个软度量。解调器156可以根据最大似然概率序列估计(MLSE)执行均衡，之后生成软判决(或简单地说“软输出MLSE”)，如Ono.S等人在“An MLSE Receiver forthe GSM Digital Cellular System”中描述的那样，前述论文刊登在1994年6月8-10日的第44届IEEE车载技术会议论文集第230-233页。解调器156也可以基于最小均方差(MMSE)均衡器或者其他类型的均衡器进行均衡。均衡的目的是减小符号间干扰(ISI)，该干扰是接收信号的每个码元造成接收信号的后续码元失真的现象。ISI由频率选择衰落引起，其特征在于系统带宽上频率响应并不平坦。解调器156可以有选择地或者额外地进行匹配滤波。

软度量是一个多位值，它指示了发射机所发送的单个位(或“硬”)值。例如，接收机可以针对发射机所发送的每个码位得出软度量。软度量一般表示为对数似然比(LLR)，它是发送位为“1”的概率和发送位为“0”的概率的比值的对数，其中这些概率根据接收机得到的数据样本(也就是“观测的”数据样本)调整。软度量也可以表示成其他形式，这都属于本发明范围内。例如，软度量可以仅等于针对发射机发送的发射码元由接收机得到的接收码元。

RX数据处理器160a从解调器156得到输入软度量。在处理器160a中，定标器/量化器360定标并量化每个突发的输入软度量Z_in(i，k)，从而将量化软度量Z_qn(i，k)提供给缓冲器174。在接收到数据分组的全部N_B个突发之后，重定标器370重新定标全部N_B个突发的量化软度量Z_qn(i，k)，从而提供重定标软度量Z_rs(i，k)，对其进行重新量化(为简单起见图3未示出)。

去交织器378接收全部N_B个突发的重量化软度量Z_rq(i，k)并将其去交织，从而向维特比解码器380提供去交织后的软度量。维特比解码器380对去交织后的软度量进行卷积解码，从而提供了解码位。块解码器382对解码位进行差错检测，从而提供了恢复后的数据分组。块解码器382还提供了恢复后的数据分组的状态，如果分组被正确解码，则状态为“良好”，如果分组解码出错，则为“坏”或“取消”。

定标/重新定标和去交织可以以多种方式进行。为清楚起见，图3示出了接收全部N_B个突发之后对重定标软度量进行的去交织。在一种更为有效的实现中，在重新定标之前进行去交织。对这种实现而言，每个突发的量化软度量Z_qn(i，k)可以以去交织的次序存储在缓冲器174中。可替代地，量化软度量Z_qn(i，k)可以从缓冲器174中以去交织的次序检索得到，并被提供给重定标器370。不管在哪种情况下，去交织都可以通过向缓冲器174中的适当位置存储或从中检索出量化软度量来完成。这样，缓冲器174可以(1)存储量化软度量的N_B个突发供后续处理，以及(2)辅助去交织。

对GSM而言，维特比解码器的软度量在不同时刻传输的、可能得到不同SNR的N_B个突发上展开。此外，软度量在接收机进行均衡之后得到，每个突发的软度量的统计特性可能不直接对应于该突发的SNR。理想情况下，定标应当在接收到全部N_B个突发之后，针对这些突发的软度量进行。但是，解调器156所提供的软度量可以有许多解析(resolution)位(例如16位)，而缓冲器174可能没有足够的容量以其原来的形式存储这些软度量。这种情况下，在接收到突发时，每个突发的软度量需要定标并量化成指定数量的(M)位。进行定标和量化的形式应当使得对系统性能的影响最小。

为了得到好的性能，根据每个突发得到的统计特性对该突发的软度量进行定标和量化，如下所述。这使得每个突发的软度量能够利用M位的全解析来存储。在接收到全部N_B个突发之后，根据每个突发的统计特性以及全部N_B个突发的统计特性，对该突发的软度量进行重新定标，如下所述。这使得解码过程中，赋予每个突发的软度量以适当权重。

图5示出了对数据分组的N_B个突发的软度量进行定标、量化和重新定标的过程500。在接收到突发时，针对每个突发执行块510。在接收到全部N_B个突发之后，执行块520。

在接收到突发i时，用比例因子S(i)定标该突发的输入软度量Z_in(i，k)，以得到定标软度量Z_sc(i，k)(块512)。比例因子S(i)根据该突发的统计特性确定。根据量化比例因子Q(i)对突发i的定标软度量Z_sc(i，k)进行量化，以得到量化软度量Z_qn(i，k)，存储在缓冲器174中(块514)。量化比例因子Q(i)也根据该突发的统计特性计算得到。块512和514可以按如下执行。

确定是否接收了该数据分组的全部N_B个突发(块516)。如果答案是否定的，则过程返回到块512，以处理下一突发。否则，根据全部N_B个突发的统计特性，确定这些突发的公共比例因子Q_com(块522)。然后，根据每个突发的量化比例因子Q(i)和所有突发的公共比例因子Q_com，重新定标该突发的量化软度量Z_qn(i，k)(块524)。然后，对全部N_B个突发的重定标软度量Z_rs(i，k)进行重新量化、去交织并解码，得到分组的解码数据(块526)。下面详细描述图5中的每一块。

图6示出了定标并量化一个突发的软度量的过程510a。过程510a可以用于图5的块510。开始时，得到该突发的相关统计特性(块612)。在表示成LLR时，软度量可以取正值和负值。统计特性可以包括该突发输入软度量的绝对值的均值和方差，它可以表示成：

${\mathrm{\μ}}_{\mathrm{in}}\left(i\right)=\frac{1}{N_i}\underset{k=1}{\overset{N_i}{\mathrm{\Σ}}}\left|z_{\mathrm{in}}(i,k)\right|,$ 式(1)

和

${\mathrm{\σ}}_{\mathrm{in}}^2\left(i\right)=\frac{1}{N_i}\underset{k=1}{\overset{N_i}{\mathrm{\Σ}}}{\left(\right|z_{\mathrm{in}}(i,k)|-{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{in}}\left(i\right))}^2$ 式(2)

其中N_i是突发i的软度量数量；

μ_in(i)是突发i的输入软度量的绝对值的均值；以及

σ² _in(i)是突发i的输入软度量的绝对值的方差。

随后根据该突发的统计特性，确定该突发的比例因子S(i)(块614)，如下所示：

$S\left(i\right)=\frac{{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{in}}\left(i\right)}{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{in}}^2\left(i\right)}$ 式(3)

式(3)中的比例因子S(i)是基于输入软度量中的噪声统计特性近似于高斯噪声的假定。

该突发的每个输入软度量Z_in(i，k)由比例因子S(i)定标，以得到相应的定标软度量Z_sc(i，k)(块616)，如下所示：

z_sc(i，k)＝S(i)·z_in(i，k)，k＝1...N_i       式(4)

为了进行量化，首先得到该突发定标软度量的相关统计特性(块622)。例如，该突发的定标软度量绝对值的均值和方差可以如下计算得到：

${\mathrm{\μ}}_{\mathrm{sc}}\left(i\right)={\mathrm{\μ}}_{\mathrm{in}}\left(i\right)\·S\left(i\right)=\frac{{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{in}}^2\left(i\right)}{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{in}}^2\left(i\right)}=\frac{1}{N_i}\underset{k=1}{\overset{N_i}{\mathrm{\Σ}}}\left|z_{\mathrm{sc}}(i,k)\right|,$ 式(5)

和

${\mathrm{\σ}}_{\mathrm{sc}}^2\left(i\right)={\mathrm{\σ}}_{\mathrm{in}}^2\left(i\right)\·S^2\left(i\right)=\frac{{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{in}}^2\left(i\right)}{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{in}}^2\left(i\right)}=\frac{1}{N_i}\underset{k=1}{\overset{N_i}{\mathrm{\Σ}}}{\left(\right|z_{\mathrm{sc}}(i,k)|-{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{sc}}\left(i\right))}^2$ 式(6)

如式(5)和(6)所示，定标软度量的均值μ_sc(i)和方差σ² _sc(i)与输入软度量的均值μ_in(i)和方差σ² _in(i)相关，并可以根据输入软度量的均值μ_in(i)和方差σ² _in(i)计算得到。这样，该突发软度量的统计特性只需要计算一次。

随后，根据该突发的统计特性确定该突发的量化比例因子Q(i)(块624)，如下所示：

$Q\left(i\right)={\mathrm{\μ}}_{\mathrm{sc}}\left(i\right)+\mathrm{\α}\·{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{sc}}^2\left(i\right),$ 式(7)

其中α是确定量化动态余量(headroom)的系数。因为经μ_in(i)/σ² _in(i)定标，当μ_sc(i)＝σ² _sc(i)时，量化比例因子Q(i)可以简化成Q(i)＝γ·μ_sc(i)，其中γ＝1+α。系数γ可以选择为例如1.5到1.8范围内的一个值。

随后根据量化比例因子Q(i)，对该突发的每个定标软度量Z_sc(i，k)进行量化，得到相应的量化软度量Z_qn(i，k)(块626)。将定标软度量量化到M位(例如M＝5)，可以如下表达：

$z_{\mathrm{qn}}(i,k)=\left\{\begin{array}{ccc}{2}^{M-1}-1& Q\left(i\right)<z_{\mathrm{sc}}(i,k),& \\ \frac{z_{\mathrm{sc}}(i,k)}{Q\left(i\right)}\&CenterDot;2^{M-1}& -Q\left(i\right)\&le;z_{\mathrm{sc}}(i,k)\&le;Q\left(i\right),& k=1\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;N_i,\\ -2^{M-1}& z_{\mathrm{sc}}(i,k)<-Q\left(i\right).& \end{array}\right.$ 式(8)

为简单起见，四舍五入得到Z_qn(i，k)的整数值，在式(8)中没有示出。式(8)还示出了利用Q(i)进行相除得到的量化软度量。在硬件和软件中，除所要求的计算能力相对于乘要高。因此，不是用θ(i)，而是计算Q(i)的倒数。然后，通过乘以Q(i)的倒数，得到量化软度量。

该突发的量化软度量Z_qn(i，k)以及量化比例因子Q(i)存储在缓冲器174中(块628)。

图6示出了定标和量化突发的输入软度量的特定方案。比例因子S(i)和量化比例因子Q(i)可以通过其他方式得出，这在本发明范围内。例如，比例因子S(i)可以是均值(而不是方差)的函数。定标和量化也可以以其他方式执行，这在本发明范围内。

有效完成定标和量化的方式可能受解调器156设计的影响。作为一个例子，对软输出MLSE(也就是利用软判决生成的MLSE)，均方比等于该突发噪声功率的倒数，也就是μ_in(i)/σ² _in(i)＝1/σ² _n(i)，其中σ² _n(i)是突发噪声功率。突发噪声功率可以如下计算得到(1)将MLSE的输出和无线信道的信道冲击响应估计相卷积，得到估计软度量Z_cst(i，k)，(2)从估计软度量中减去输入软度量得到噪声，也就是n(i，k)＝Z_est(i，k)-Z_in(i，k)，(3)计算噪声n(i，k)的功率得到σ² _n(i)。如果突发噪声功率已经由解调器156计算出来用作其他用途并且可得到，那么比例因子S(i)可以基于突发噪声功率计算得到S(i)＝1/σ² _n(i)，而不是基于输入软度量的均值μ_in(i)和方差σ² _in(i)计算得到。如果没有计算得到均值μ_in(i)和方差σ² _in(i)(例如因为比例因子S(i)基于突发噪声功率计算得到)，那么可以针对定标软度量计算得到均值μ_sc(i)和方差σ² _sc(i)，如式(5)和(6)所示。然后，利用均值μ_sc(i)和方差σ² _sc(i)确定该突发的量化比例因子Q(i)，如式(7)所示。

为清楚起见，软度量的定标和量化在图6中作为不同的块示出。定标和量化也可以在一个步骤中完成。这种情况下，每个突发的量化比例因子可以如下计算得到：Q’(i)＝Q(i)/S(i)＝γ·μ_in(i)。量化可以直接针对输入软度量Z_in(i，k)利用Q’(i)执行，得到M位量化软度量Z_qn(i，k)，如式(8)所示，用Z_n(i，k)替换Z_sc(i，k)，Q’(i)替换Q(i)。量化比例因子也可以如下计算得到：Q’(i)＝μ_in(i)+α·σ² _in(i)或者通过其他形式计算得到，这都在本发明的范围内。

在接收了全部N_B个突发之后，重新定标这些突发的量化软度量，得到重定标软度量用于后续处理。最初(1)只基于该突发的统计特性，而与其他突发的统计特性无关；(2)以占据M位全范围的方式对每个突发的软度量进行定标和量化。执行重定标以便在解码过程中对N_B个突发的软度量进行适当加权。

在一种实施例中，重定标的执行基于公共比例因子Q_com，它是将赋予每个突发软度量的权重的确定因素之一。公共比例因子Q_com基于全部N_B个突发的统计特性(作为它的一个函数)得到，它可以通过多种方式得出。一般来说，较大权重应当赋予具有高信号质量的突发软度量，较小或无权重应当赋予具有低信号质量的突发软度量。

为清楚起见，下面描述得出公共比例因子Q_com的一个示例性方案。对该方案而言，信号质量低于预定阈值(例如SNR＜0dB)的突发被认为是“坏”突发，在解码过程中没有权重。这些坏突发并不影响其它“好”突发的重新定标。如果有一些好的突发具有最低限的信号质量，一些好突发具有高信号质量(也就是如果在好突发中信号质量变化相当大)，那么执行重新定标，使得保留高质量突发的整个范围。这就要在解码过程中赋予高质量突发较大权重。如果好突发的信号质量相差较小，那么基于这些突发的量化比例因子的平均值进行重新定标。这就要在解码过程中赋予信号质量较差的好突发相同权重。

图7示出了重新定标一个分组N_B个突发的量化软度量的过程520a。过程520a可以用于图5的块520。

开始时，识别N_B个突发中好的突发并计数(块712)。如果突发的量化比例因子Q(i)等于或大于预定阈值Q_good，th那么突发就被认为是好的，也就是如果Q(i)≥Q_good，th，那么突发i就被认为是好的。好突发的数量记为N_G。确定N_G个好突发的量化比例因子Q(i)的最大值、平均值和最小值，分别记作Q_max、Q_avg和Q_min(块714)。然后基于参数N_B、N_G、Q_max、Q_avg和Q_min得出公共比例因子Q_com(块716)。

图8示出了得出公共比例因子Q_com用于重新定标的过程716a。过程716a可以用于图7的块716。首先确定好突发的数量是否小于好突发的阈值数量(N_th)(块812)。阈值数量N_th可以设置成等于突发数量的一半(例如N_th＝N_B/2)或者其他值。如果块812的答案是“是”，那么公共比例因子设置成等于最大量化比例因子(也就是Q_com＝Q_max)(块816)。如果好突发的数量较少，该参数的“少”由N_th定量，那么通过设置Q_com＝Q_max，这些好突发在解码过程中被赋予较大权重。

如果至少接收了N_th个好突发(也就是块812的答案是“否”)，则确定好突发的最大量化比例因子和最小量化比例因子的比率(Q_max/Q_min)是否小于阈值Q_var，th(块822)。比率Q_max/Q_min指示了好突发质量或SNR的变化。如果变化足够小，该参数的“小”由Q_var，th定量，那么将公共比例因子设置成等于所有好突发的平均量化比例因子(也就是Q_com＝Q_avg)(块826)。这就要在解码过程中赋予信号质量较差的好突发相同权重。阈值Q_var，th可以设置成6(例如Q_var，th＝6)或其他值。

如果质量的变化不是足够小(也就是块822中答案是“否”)，则确定平均量化比例因子是否大于阈值Q_avg，th(块824)。平均量化比例因子指示了好突发的平均质量。如果平均质量足够高，其中该参数的“高”由Q_avg，th定量，那么将公共比例因子设置成等于N_G个好突发的平均量化比例因子(也就是Q_com＝Q_avg)(块826)。否则，将公共比例因子设置成等于最大量化比例因子(也就是Q_com＝Q_max)(块816)。阈值Q_avg，th可以设置成3(例如Q_var，th＝3)或其他值。

图8示出了得出用于重新定标的公共比例因子Q_com的特定实施例。Q_com也可以通过其他方式得出和基于N_B个突发的统计特性的其他函数得出，这在本发明范围内。一般说来，得出Q_com可以(1)考虑上述参数(N_B、N_G、Q_max、Q_avg、Q_min、Q_var，th和Q_avg，th)和/或其他参数，(2)考虑上述标准(例如好突发的相对数量、好突发质量的变化、平均质量的绝对值)和/或其他标准，以及(3)利用这些参数和标准的其他函数。

再参看图7，根据每个突发的量化比例因子Q(i)和公共比例因子Q_com，计算得到该突发的重定标因子R(i)，如下所述：

式(9)

坏突发的重定标因子R(i)设置成0，以便在解码过程中不赋予该突发权重。在公式(9)中，如果突发的量化比例因子Q(i)小于阀值Q_good，th，那么该突发被认为是“坏”突发。

从缓冲器174中检索出每个突发的每个量化软度量Z_qn(i，k)，利用重定标因子R(i)对该突发进行重新定标，得到相应的重定标软度量Z_rs(i，k)(块724)，如下所示：

z_rs(i，k)＝R(i)·z_qn(i，k)，k＝1...N_i        式(10)

随后将每个重定标软度量Z_rs(i，k)重新量化成所需数量的位(块726)。重定标软度量一般被重新量化成的位数量，与软度量存储在缓冲器174中的位数量相同，都是M位。这种情况下，通过将重定标软度量填满M位，实现重新量化。如果Q_com＝Q_max，那么所有重定标软度量都会是M位或者更少，从而不需要进行填满。如果Q_com＝Q_avg，那么Q(i)＞Q_avg突发的重定标软度量可能需要进行填满，以得到M位重定标软度量。

将全部N_B个突发的重定标软度量Z_rq(i，k)去交织并解码，得到分组的解码数据(块728)。因为上述实施例中坏突发的重定标因子设置成0，因此解码过程中只使用了N_G个好突发的重量化软度量。

这里描述的技术最好用于增量冗余(IR)传输，从而数据分组中的多个部分因为接收机端的差错而重传。例如，N_B个突发的每一个可以包括差错检测值(例如CRC值、校验和等等)，使得接收机能够确定该突发是否被接收机正确接收。接收机可以向发射机发送信号，告知哪些突发被错误接收，则发射机可以重传这些突发。接收机可以以各种方式处理传送的和重传的突发，以解码该分组。

在一种方案中，接收机将差错突发替换成重传突发并丢弃差错突发。每个重传突发可以根据其统计特性进行定标并量化，其方式与传送的突发相同。然后，根据全部N_B个突发(其中0个、1个或多个突发可以是重传突发)的统计特性，对它们进行如上所述的重新定标、重新量化、去交织和解码。

在另一种方案中，接收机将N_B个突发中每一个的发送版本和重传版本(如果有的话)相组合，得到合成突发。给定突发i的所有版本的组合可以表示为：

$z_{\mathrm{sc}}^i(i,k)=\frac{1}{N_{\mathrm{ver},i}}\underset{j=1}{\overset{N_{\mathrm{ver},i}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{S}_j\left(i\right)\&CenterDot;z_{\mathrm{in},j}(i,k),$ 式(11)

其中N_ver，i是突发i的可用版本数量；

Z_in，j(i，k)是突发i的第j个版本/传输的输入软度量；

S_x(i)是突发i的第j个版本的比例因子；以及

Z’_sc(i，k)是合成突发i的定标软度量。

突发i的每个版本的比例因子S_j(i)基于该版本的统计特性确定，如下所示：

$S_j\left(i\right)=\frac{{\mathrm{\&mu;}}_{\mathrm{in},j}\left(i\right)}{{\mathrm{\&sigma;}}_{\mathrm{in},j}^2\left(i\right)},$ 式(12)

其中μ_in，j(i)是突发i的第j个版本的输入软度量绝对值的均值；以及

σ² _in，j(i)是突发i的第j个版本的输入软度量绝对值的方差。

根据对全部N_B个突发(其中0、1或多个突发可以是合成突发)的统计特性，对它们进行如上所述的重新定标、重新量化、去交织和解码。

在另一种方案中，接收机将N_B个突发中每一个的当前重传版本和以前组合的版本(如果有的话)相组合，得到该突发的一个新的组合版本。在首次传输时，接收机按照为首次传输得出的公共比例因子Q_com，1，对N_B个突发进行如上所述的定标、量化和重新定标。然后，解码首次传输的重定标软度量Z_in，1(i，k)。如果解码失败，则存储重定标软度量Z_in，1(i，k)和公共比例因子Q_com，1。对首次重传，接收机按照为该重传得出的公共比例因子Q_com，2，对重传突发进行定标、量化和重新定标，其方式与首次传输相同。接收机随后基于公共比例因子Q_com，1和Q_com，2的一个函数，定标首次传输的重定标软度量Z_in，1(i，k)以及首次重传的重定标软度量Z_in，2(i，k)。作为例子，重定标软度量Z_in，1(i，k)可以由Q_com，1/(Q_com，1+Q_com，2)进行定标，得到Z’_in，1(i，k)，重定标软度量Z_in，2(i，k)可以由Q_com，2/(Q_com，1+Q_com，2)进行定标，得到Z’_in，2(i，k)。也可以使用Q_com，1和Q_com，2的其他函数。接收机随后组合Z’_in，1(i，k)和Z’_in，2(i，k)，得到组合的重定标软度量Z”_in，2(i，k)，然后解码。如果解码失败，那么存储组合的重定标软度量Z”_in，2(i，k)和组合的公共比例因子Q”_com，2＝Q_com，1+Q_com，2对下一次重传而言，接收机处理新重传中的突发，并将这些突发与存储的突发组合，其方式与首次重传相似。

这里描述的定标、量化和重定标技术为以突发形式发送、经受了不同的信道条件并达到不同信号质量的传输提供了良好性能。每个突发(在接收时)基于其统计特性的定标和量化使得软度量(1)以有限数量(M)的位进行存储，从而减少了存储需求，以及(2)与这M个位的可用全解析一起存储。全部突发基于其统计特性对量化软度量的重新定标使得赋予这些软度量在解码过程中以适当的权重，从而提高了性能。

这里描述的技术所提供的性能优于将所有突发以单个比例因子进行定标的传统方法和根据多个以前突发的平均SNR定标每个突发的传统方法。这些技术还可以为非连续传输(DTX)之后接收的消息提供改善的性能，上述消息例如在蜂窝系统中普遍发送的寻呼消息。

这里描述的定标、量化和重定标技术可以通过多种方式实现。例如，这些技术可以实现在硬件、软件或两者的综合中。对硬件实现而言，用于执行定标、量化和重定标的处理单元可以实现在一个或多个与应用相关的集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑设备(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用来实现这里描述的功能的其它电子单元、或者它们的组合中。

对软件实现而言，定标、量化和重定标技术可以通过执行这里描述的功能的模块实现(例如过程、函数等等)。软件代码可以存储在存储单元(例如图1中的存储单元172)中，并由处理器(例如控制器170)执行。存储单元可以在处理器中实现，或者在处理器外部实现，后一情况下，它可以通过本领域已知的多种方式通信连接到处理器。

提供前面针对公开的实施例的描述是为了使本领域技术人员能够制造或利用本发明。对本领域技术人员而言，很明显，这些实施例可以容易地进行各种改进，这里定义的一般原则可以应用于其他实施例，而不会偏离本发明的精神或范围。因此，本发明并不局限于这里示出的实施例，而是涵盖与这里公开的原则和新特征一致的最大范围。

Claims (28)

1.一种处理无线通信系统中以多个突发形式发送的数据传输的方法，包括：

根据所述多个突发中的每一个的统计特性，定标该突发的输入软度量，得到该突发的定标软度量；以及

根据所述多个突发中的每一个的所述统计特性以及所述多个突发的统计特性，重新定标该突发的所述定标软度量，得到重定标软度量，用于进行解码。

2.根据权利要求1的方法，其中所述输入软度量是对数似然比(LLR)。

3.根据权利要求1的方法，其中所述输入软度量是得到用于发送的码位的多位值。

4.根据权利要求1的方法，其中所述多个突发中的每一个的所述统计特性包括该突发的所述输入软度量的均值。

5.根据权利要求4的方法，其中所述多个突发中的每一个的所述统计特性还包括该突发的所述输入软度量的方差。

6.根据权利要求1的方法，还包括：

根据所述多个突发中的每一个的所述输入软度量的均值，确定该突发的比例因子，其中根据每个突发的所述比例因子，定标该突发的所述输入软度量。

7.根据权利要求6的方法，其中根据所述多个突发中的每一个的所述输入软度量的方差，进一步确定该突发的所述比例因子。

8.根据权利要求1的方法，还包括：

根据所述多个突发中的每一个的所述统计特性，量化该突发的所述定标软度量，得到该突发的量化软度量，其中对所述量化软度量执行所述重定标。

9.根据权利要求8的方法，其中利用一个比例因子，以一种算法操作对所述输入软度量进行所述定标和量化。

10.根据权利要求1的方法，其中所述重新定标包括：

根据所述多个突发的所述统计特性，确定公共比例因子；

根据所述多个突发中的每一个的所述统计特性，确定该突发的比例因子，以及

根据所述多个突发中的每一个的所述比例因子以及所述公共比例因子，重新定标该突发的所述定标软度量。

11.根据权利要求8的方法，其中所述重新定标包括：

根据所述多个突发的所述统计特性，确定公共比例因子；

根据所述多个突发中的每一个的所述统计特性，确定该突发的量化比例因子，以及

根据所述多个突发中的每一个的所述量化比例因子以及所述公共比例因子，重新定标该突发的所述量化软度量。

12.根据权利要求1的方法，还包括：

存储所述多个突发第一传输的重定标软度量；

得出所述多个突发的第二传输的重定标软度量；以及

定标并组合所述第一传输的所述重定标软度量和所述第二传输的所述重定标软度量，得到组合的重定标软度量用于进行解码。

13.根据权利要求1的方法，其中所述无线通信系统是全球移动通信(GSM)系统。

14.根据权利要求1的方法，其中所述多个突发以非连续时间间隔传输。

15.一种无线通信系统中的设备，包括：

定标单元，用于根据多个突发中的每一个的统计特性，定标该突发的输入软度量，得到该突发的定标软度量，其中所述多个突发用于经由无线信道接收的数据传输；以及

重定标单元，用于根据所述多个突发中的每一个的所述统计特性以及所述多个突发的统计特性，重新定标该多个突发的所述定标软度量，得到重定标软度量，用于进行解码。

16.根据权利要求15的设备，还包括：

量化单元，用于根据所述多个突发中的每一个的所述统计特性，量化该突发的所述定标软度量，得到该突发的量化软度量，其中所述重定标单元还用于重新定标所述量化软度量。

17.一种无线通信系统中的设备，包括：

用于根据多个突发中的每一个的统计特性，定标该突发的输入软度量，得到该突发的定标软度量的装置，其中所述多个突发用于经由无线信道接收的数据传输；以及

用于根据所述多个突发中的每一个的所述统计特性以及所述多个突发的统计特性，重新定标该多个突发的所述定标软度量，得到用于进行解码的重定标软度量的装置。

18.根据权利要求17的设备，还包括：

用于根据所述多个突发中的每一个的所述统计特性，量化该突发的所述定标软度量，得到该突发的量化软度量的装置，其中对所述量化软度量执行所述重新定标。

19.一种处理器可读介质，用于存储在无线设备内可执行的指令，用于：

根据多个突发中的每一个的统计特性，定标该突发的输入软度量，得到该突发的定标软度量，其中所述多个突发用于经由无线信道接收的数据传输；以及

根据所述多个突发中的每一个的所述统计特性以及所述多个突发的统计特性，重新定标该多个突发的所述定标软度量，得到重定标软度量，用于进行解码。

20.一种处理无线通信系统中以多个突发形式发送的数据传输的方法，包括：

根据所述多个突发中的每一个的统计特性，确定该突发的比例因子；

利用所述多个突发中的每一个的所述比例因子，定标该突发的输入软度量，得到该突发的定标软度量；

根据所述多个突发中的每一个的量化比例因子，量化该突发的所述定标软度量，得到该突发的量化软度量；

根据所述多个突发的量化比例因子，确定公共比例因子；以及

根据所述多个突发中的每一个的所述量化比例因子和所述公共比例因子，重新定标该突发的所述量化软度量，得到重定标软度量，用于进行解码。

21.根据权利要求20的方法，其中将所述多个突发中的每一个的所述定标软度量量化为M位，其中M是大于1的整数。

22.根据权利要求21的方法，其中选择所述多个突发中的每一个的所述量化比例因子，将该突发的所述定标软度量量化到所述M位的全范围。

23.根据权利要求20的方法，其中根据所述多个突发中的每一个的所述输入软度量的均值，确定该突发的所述比例因子和量化比例因子。

24.根据权利要求23的方法，其中根据所述多个突发中的每一个的所述输入软度量的方差，进一步确定该突发的所述比例因子和量化比例因子。

25.根据权利要求20的方法，其中利用包括所述多个突发中的每一个的所述比例因子和所述量化比例因子的一个合成比例因子，以一种算法操作对该突发的所述输入软度量进行所述定标和量化。

26.根据权利要求20的方法，其中当信号质量高于预定阈值的突发数量少于一个阈值数量时，则所述公共比例因子等于所述多个突发的最大量化比例因子。

27.根据权利要求20的方法，其中基于信号质量高于预定阈值的突发的量化比例因子的平均，设置所述公共比例因子。

28.根据权利要求20的方法，还包括：

重新量化所述多个突发的所述重定标软度量，得到重量化软度量；以及

去交织并解码所述多个突发的所述重量化软度量。

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