专利名称：无线通信系统中的多层循环冗余校验码的制作方法
技术领域：
本公开总体上涉及无线通信，更具体地涉及使用循环冗余校验(CRC)码的数据代码化。
背景技术：
CRC代码化普遍地用于检测在无线通信系统中发射的数据中的错误。例如，在演 进的3GPP LTE的规范中，建议是，基于整个传送块(TB)产生24个CRC奇偶比特。然后，将 该24个CRC奇偶比特附加到TB，之后，将TB分割成多个代码块(CB)。在LTE提议中，也基 于每个代码块(CB)计算24个CRC奇偶比特，并且之后将24个CRC奇偶比特附加到对应的 CB。在LTE提议中，在基于传送块生成CRC奇偶比特和基于代码块生成CRC奇偶比特时使 用同样的生成器多项式。第一传送CRC编码有助于接收设备检测残留误差。建议是，可以 由接收设备使用该代码块的CRC编码以减少turbo解码处理的次数，或减少turbo解码迭 代的次数，或减少turbo解码器存储器的使用率。然后代码块的传输之前，例如，使用turbo 码对其进行信道编码。通过对以下伴随附图的具体实施方式
的仔细考虑，本公开的各个方面、特点和优 势，对于本领域的技术人员将是显而易见的。为了简明，这些图已经被简化了，并且不一定 按比例绘制。
图1图解无线通信系统。图2是包括发射机的无线通信设备的示意框图。图3是包括接收机的无线通信设备的示意框图。
具体实施例方式在图1中，无线通信系统100包括一个或多个固定基本基础设施单元，其形成在地 理区域上分布的网络。基本单元也可被称为接入点、接入终端、节点B、eN0de-B或本领域使 用的其他术语。一个或多个基本单元101和102服务于服务区域内(例如，小区或小区扇 区内)的多个远程单元103和110。远程单元可以是固定单元或移动终端。远程单元也可 以被称为订户单元、移动站、用户、终端、订户站、用户设备(UE)，或本领域使用的其他术语。一般来说，基本单元101和102在时域和/或频域中向服务的远程单元发射下行 链路通信信号104和105。经由上行链路通信信号106和113，远程单元103和110与一个 或多个基本单元101和102通信。一个或多个基本单元可以包括服务远程单元的一个或多 个发射机和一个或多个接收机。远程单元也可以包括一个或多个发射机和一个或多个接收 机。在一个实施例中，通信系统利用0FDMA或用于上行链路传输的下一代基于单载波 (SC)的 FDMA 架构，诸如交织 FDMA(IFDMA)、本地 FDMA(LFDMA)、具有 IFDMA 或 LFDMA 的 DFT扩展OFDM (DFT-S0FDM)。在基于OFDM的系统中，无线电资源包括OFDM码元，其可被划分为 时隙，时隙是子载波的分组。作为示例的基于OFDM的协议是正在开发的3GPP LTE协议。通过循环冗余校验(CRC)对例如传送块的协议数据单元提供错误检测。图2是无 线通信设备200，它或它其中的一部分被配置成在无线通信系统中进行传输的CRC代码数 据。在图1中，在基站101和远程单元103之间发射该数据。在3GPP LTE的实现中，数据 或协议数据单元是传送块。CRC代码化一般发生在基本单元和远程单元的发射机中。在图 2中，发射机包括第一 CRC代码器实体210，其被配置成对传送块202生成第一块CRC奇偶 比特。整个传送块通常用于计算或生成CRC奇偶比特。将传送块中要递送到层1的比特
标记为a^apapas......aA_i，将奇偶比特标记为PpPpPyPg......pL_10 A是传送块规模，而L
是奇偶比特的数目。在一种3GPP LTE的实施方式中，第一块包括24个CRC奇偶比特，即L 被设置为24比特，但更普遍的是，块可能包括某个其他数目的奇偶比特。奇偶比特的计算 基于第一 CRC生成器多项式212。通常将第一块CRC奇偶比特与传送块关联。在图2中，第 一块CRC奇偶比特204被附加到传送块202。在其他的实施例中，第一块CRC奇偶比特被附 加到传送块的某其他部分。在图2中，无线通信设备200还包括分割实体214。附加了第一 CRC奇偶比特的传 送块被递送给该分割实体。输入到代码块分割的输入比特序列被标记为‘、b2、b3…… bB_i，其中B > 0。分割实体将具有相关的第一 CRC奇偶比特块的传送块202分割为多个代 码块206、207、208。第二 CRC代码器实体216被配置成对多个代码块206、207、208中的每 一个生成第二块CRC奇偶比特。第二块CRC奇偶比特中的每个基于第二生成器多项式218。 在一个3GPP LTE的实施方式中，第二块CRC奇偶比特也包括24个CRC奇偶比特。然后第 二 CRC奇偶比特块中的每个被关联到该第二块CRC奇偶比特所基于的对应代码块。在图2 中，第二块CRC奇偶比特230、232和234被附加到对应的代码块206、207和208。可以对 每个分割的代码块连续地实施该处理。在一些实施方式中，分割是有条件的。例如，如果B 大于最大代码块的规模，例如Z = 6144，则执行对输入比特序列的分割，并且额外的L = 24 比特的CRC序列被附加到每个代码块，其中CRC比特是基于第二 CRC生成器多项式被计算 的。如果B小于或等于最大代码块规模，则代码块分割214是透明的，且不需要第二块CRC 奇偶比特。发明人已经认识到，对图2中的第一和第二 CRC代码器210和216使用相同的生 成器多项式会导致在一级或两级的CRC校验中仍有错误事件未被检测到。如果在两级CRC 校验中仍有错误事件未被检测到，则接收机将接受不正确块作为正确块。因此，最好是减少 可能在两级CRC校验中仍未被检测的错误事件。对于CRC码，等同于非零码字的错误事件 不能被CRC解码器检测到(还应指出，码字的非循环移位版本仍然是码字)。因此，当对于 第一和第二 CRC代码器选择了相同的生成器多项式时，代码块的系统部分中的不能检测的 错误事件在两级CRC校验中将仍未被检测到，并且接收机可能会接受不正确的块。发明人已经进一步认识到，通过对于CRC编码传送块和分割的代码块使用不同的 生成器多项式，可以提高两级CRC的错误检测能力。因此，在一些实施例中，第一和第二生 成器多项式是不同的。在一个实施例中，例如，第一和第二生成器多项式具有至少一个不同 的因子。在另一个实施例中，第一和第二生成器多项式不共享共同的因子。在另一个实施例中，第一和第二生成器多项式具有不同多项式系数集合。在其他的实施例中，第一和第二 生成器多项式由其它特征来区别。更一般地，第一和第二多项式可由这些和/或其他特征 的组合来区别。在一个实施例中，第一和第二生成器多项式共享因子(D+1)和/或共同的 阶数。然而，在其他的实施例中，第一和第二生成器多项式如下进一步所述。在一个实施方式中，从包括至多共享(D+1)因子的以下24次CRC生成器多项式的 组中选择第一和第二阶数的生成器多项式gCKC24, JD) = D24+D23+D6+D5+D+l。该生成器多项式可以被分解成以下形式(D+1) (D23+D5+l)；gCKC24,b0)) =D24+D21+D2°+D17+D15+D"+D9+D8+D6+D5+D+1。该生成器多项式可以被分解 成以下形式gCEC24jb(D) = (D+1) (D23+D22+D21+D19+D18+D17+D14+D13+D12+Dn+D8+D5+1)；gCEC24jC(D) = D24+D23+D18+D17+D14+Dn+D10+D7+D6+D5+D4+D3+D+10 该生成器多项式可以 被分解成以下形式(D+1) (D23+D17+D13+D12+Dn+D9+D8+D7+D5+D3+1)；gCKC24,d0)) =D24+D23+D14+D12+D8+1。该生成器多项式可以被分解成以下形式= (D+1) (D3+D2+l) (D10+D8+D7+D6+D5+D4+D3+D+1) (D10+D9+D6+D4+l)；gCEC24je(D) = D24+D21+D20+D16+D15+D14+D13+D12+Dll+D10+D9+D8+D4+D3+1 .gCEC24jf(D) = D24+D22+D20+D19+D18+D16+D14+D13+Dn+D10+D8+D7+D6+D3+D+10 该生成器多项 式可以被分角军成以下形式 dD+D^Dn+Dg+DS+DiDe+D3+” (Dn+D9+D8+D7+D5+D3+D2+D+1)；gCEC24jg(D) = D24+D22+D21+D2°+D19+D17+D16+D8+D7+D5+D4+D3+D2+l。该生成器多项式可以 被分解成以下形式(D+1)2 (D22+D19+D18+D16+D15+D13+Dn+D9+D7+D6+D4+D3+1)；gCKC24,h0)) = D24+D21+D2°+D17+D13+D12+D3+l。该生成器多项式可以被分解成以下形式 (D+1)2 (D1 '+D^+D^D^D'+D^D'+D2+1) (Dn+D10+D9+D7+D6+D5+D4+D3+1)；gCKC24, JD) = D24+D22+D12+D1Q+D9+D2+D+1。该生成器多项式可以被分解成以下形式 (D+l)2(Dn+D9+l) (Dn+D9+D7+D5+D3+D+1)；禾口gCEC24jJ (D) = D24+D22+D2°+D19+D17+D16+D15+D14+D1Q+D7+D6+D5+D4+D2+1。该生成器多项式 可以被分解成以下形式(D1^D1 i+D^D^tf+D+l) (D12+Dn+D8+D7+D5+D4+D2+D+1)。在另一个实施方式中，第一和第二阶数的生成器多项式选自包括上述24次CRC 生成器多项式之一和上述24次CRC生成器多项式之一的互反(reciprocal)的组。n_k次 Wg(D)的互反多项式是 Ddg(T1)t5 例如，gCEC24a(D)的互反是 1+D+D18+D19+D23+D24 = (D+1) (D23+D18+l)。在一个更具体的实施方式中，第一和第二阶数的生成器多项式是选自(D) 和geK24a(D)的互反的组。在另一个实施方式中，第一和第二生成器多项式选自包括下列生成器多项式的生 成器多项式组D24+D23+D6+D5+D+I ；D24+D21+D20+D 17+D 15+DU+D9+D8+D6+D5+D+1 和 D24+〕23+〕18+〕1 7+DH+Dn+Dlo+D7+D6+D5+D4+D3+D+1。在另一个实施方式中，第一和第二生成器多项式至少之一 是 d24+d23+d6+d5+d+i。可使用如下多项式算法实现L比特CRC代码器。在CRC计算中，使用a。、 、a2、 a3……aA_i标记针对CRC计算的输入比特并且使用pQ、Pl、P2> P3……Pu标记校验比特。A 是输入序列的规模，而L是校验比特的数目。通过循环生成器多项式或CRC生成器多项式(gcEc(D))生成具有L个CRC奇偶比特的校验比特。以系统的形式执行编码，这意味着在 GF (2)中，该多项式+a^D'+PoD^+PiD^2+—p^D+p^ 当该多项式被gCKC(D)除时，该多项式产生了等于O的余数。由I^bplvb3…… bB1来标记CRC附加之后的比特，其中B = A+L。ak和bk之间的关系是bk = ak，当 k = 0，1，2，...，A_1bk = p(L十(k_A))，当 k = A, A+l，A+2，...，A+L_1。在另一种方法中，ak和bk之间的关系如下bk = ak，当 k = 0，1，2，...，A_1bk = p(k_A)，当 k = A, A+l，A+2，...，A+L_1。在图2中，无线通信设备200还包括被配置成对包括相关的第二块CRC奇偶比特 的每个代码块进行编码的信道编码实体222。信道编码实体可实现为多个不同形式，包括 但不限于turbo编码器，或卷积编码器等其他信道编码器。发射机还包括被配置成在信道 编码后连接代码块的连接实体224。该连接实体的输出耦合到用于传输的功率放大器。连 接实体224可以执行一系列的一个或多个其它操作来准备用于传输的代码块，例如速率匹 配、HARQ冗余版本选择、信道交织、比特加扰、映射到物理信道资源、比特到码元映射、IFFT、 DFT扩展等。图3是无线通信设备300，它或它其中的一部分被配置成接收和解码使用CRC码编 码的数据。该设备300接收代码块206、207和208，其中每一个代码块分别与CRC奇偶比特 的相应块230、232和234关联。这些CRC代码化的代码块对应于由图2中的发射机200发 射的代码块。该设备300包括CRC移除实体310，其被配置成使与多个接收的代码块的每一 个关联的第二块CRC奇偶比特解除关联，从而剩余代码块206、207和208。第二块CRC奇偶 比特的移除基于第二 CRC生成器多项式312。由图3中的CRC移除实体执行的功能本质上 反转了由图2中的CRC代码器实体216执行的处理。因此，图3中的CRC移除实体310使 用的第二 CRC生成器多项式312与图2中第二 CRC代码器实体216使用的用以生成第二块 CRC奇偶比特并且将其与代码块关联的第二 CRC生成器多项式218是相同的。在图3中，设备300包括连接器实体314，其被配置成形成估计的传送块205，该估 计的传送块205具有与之关联的第一块CRC奇偶比特204。在由CRC移除实体310移除相 关的第二块CRC奇偶比特后，该连接器实体314连接代码块208、207和208。图3中的连 接器实体314本质上反转了由图2中的分割实体214执行的处理。因此，在图3中，第一块 CRC奇偶比特204实质上图2中的与传送块202关联的第一块CRC奇偶比特204对应。在图3中，设备300包括CRC解码器实体316，其被配置成基于第一生成器多项式 318对估计的传送块202执行CRC校验。应当注意，图3中的第一生成器多项式318对应于 图2中的第一生成器多项式212。CRC校验确定由接收机恢复的估计的传送块205是否对 应于所发射的传送块，例如图2中的传送块202。一旦通过CRC校验检测到错误，则将估计 的传送块视为与所发射的传送块不对应，可以请求重传。如果没有检测到错误，则估计的传 送块被视为与所发射的传送块相对应，并且被递送到更高的层。众所周知，CRC校验具有不 能检测到错误的特定概率，这是对CRC码性能的度量。 在一些实施例中，该设备300包括第二 CRC解码器实体320，其被配置成对在接收机接收的多个代码块206、207和208执行CRC校验。在代码块被连接以形成估计的传送块 之前，因此在对估计的传送块205执行CRC校验之前，CRC解码器实体320对代码块执行校 验。在一些实施例中，与估计的传送块205相关的第一块CRC奇偶比特基于第一生成器多 项式318，第一生成器多项式318不同于形成与代码块相关的第二块CRC奇偶比特的基础的 第二生成器多项式312。然而，在其他的实施例中，第一和第二生成器多项式与下面进一步 讨论的相同。在一些实施例中，可由接收设备使用代码块的CRC编码来减少turbo解码处 理的次数，或减少turbo解码迭代的次数，或减少turbo解码器存储器的使用率。在包括第二 CRC解码器实体320的一些实施例中，对估计的传送块205执行CRC校验是有条件的。在一个实施方式中，只有在对多个代码块206、207和208执行的CRC校 验未检测到任何错误时，才对估计的传送块205执行CRC校验。在图3中，条件控制器322 基于在代码块206、207和208上是否检测到错误来提供信号，该信号控制CRC解码器316 是否对估计的传送块205执行CRC校验。在一些实施方式中，如果第二 CRC解码器实体320 在代码块上检测到错误，则代码块被重传。在某些实施方式中，如果检测到错误，则传送块 被重传。在图2的替代实施例中，第一和第二生成器多项式212和218用于生成共享至少 一个因子的第一和第二块CRC奇偶比特。在一个实施方式中，第一和第二生成器多项式是 相同的。在该替代的实施例中，在关联第一块CRC奇偶比特之后在传送块202中执行交织 操作。由交织实体240执行交织。在一个实施例中，在分割之前执行交织，因此交织实体 240位于第一 CRC编码实体和分割实体之间。在替代的实施例中，在分割后，但在代码块的 CRC编码之前，执行交织。在该替代的实施例中，交织实体240位于分割实体和第二 CRC编 码实体216之间。交织模式可以下列方式定义在关联第一块CRC奇偶比特204之后交织 传送块202并且将交织的传送块分割成多个代码块相当于在关联第一块CRC奇偶比特之后 将传送块202分割成多个代码块并且单独交织代码块206、207和208。这种等效可以是概 念的，其中在分割前执行交织。替代地，等效可以是实际的，其中通过在分割之后执行多个 子交织来实现交织器。在一个实施方式中，在比特级上执行传送块202的交织。在另一个 实施方式中，通过置换组来执行传送块交织，其中每一个组包含多个比特。在某些实施方式中，图2中的交织器置换不允许相同的不能被检测的错误事件被 保持在第一级CRC校验和第二级的CRC校验之间，从而使错误检测属性得以改善。虽然交 织是一种选择，但重新排序(或交织)之外的其它转换也是可行的，该其它转换将不允许相 同的不能被检测的错误被保持在第一级CRC校验和第二级CRC校验之间。在传送块和代码 块之间引入的交织一次可交织一比特或一个字节(或其他规模比特的组)。如果交织是在 传送块级执行的，则在关联第一块CRC奇偶比特之后需要一个与传送块关联的交织器。替 代地，交织可以在代码块级执行(即其中不同片段的比特不混合的交织)。为了代码块级别 的交织，可能需要总共C个子交织器，其中C是消息片段的数目。第i个子交织器与第i个 代码块关联。传送块级的或代码块级的交织器可以有简单的格式，诸如反转，即从尾到头读 取比特；或循环移位；比特反转等。交织可能在接收机上需要额外的等待时间或电路，尽管 通过合适地选择交织器可以减少其确切数量。在图3中，在第一和第二生成器多项式相同并且由发射设备将传送块或代码块交 织的实施方式中，接收设备包括解交织器实体328。如果在发射设备中对传送块没有发生交织，则解交织实体328位于图3中示出的接收机设备中的连接实体314之后。如果在发射设备中对代码块发生交织，则解交织实体位于接收设备中的连接实体之前。与不进行交织的在第一和第二 CRC代码器中使用相同的生成器多项式相比，通常 需要更多的电路和/或存储器，以使用用于第一和第二 CRC代码器的不同生成器多项式并 且还在将第一块CRC奇偶比特关联到传送块之后实现交织。然而，错误检测的增强性能可 能超过与增加的复杂性相关的成本。虽然已经以建立所有权并且使得本领域技术人员能够制造和使用本公开及其最 佳实施方式的方式对其进行了描述，但是应当理解和认识到，在不背离本发明的范围和精 神的情况下，存在与此公开的示范性的实施例等同的实施例，并且可对其作修改和变化，它 们不由示范性的实施例限定，而是体现在附加的权利要求中。
权利要求
一种无线通信设备，包括第一CRC代码器，所述第一CRC代码器被配置成对传送块生成第一块CRC奇偶比特，所述第一块CRC奇偶比特是基于第一生成器多项式，所述第一CRC代码器将所述第一块CRC奇偶比特与所述传送块关联；分割实体，所述分割实体具有耦合到所述第一CRC代码器的输入，所述分割实体被配置成在关联后将所述传送块分割成多个代码块；第二代码器，所述第二代码器被配置成对每个代码块生成第二块CRC奇偶比特，所述第二块CRC奇偶比特中的每个是基于第二生成器多项式，第二CRC代码器将所述第二块CRC奇偶比特与每个代码块相关联，与每个代码块相关联的所述第二块CRC奇偶比特是基于对应代码块而生成的所述第二块CRC奇偶比特；所述第二生成器多项式与所述第一次生成器多项式不同；信道编码器，所述信道编码器被配置成对包括关联的第二块CRC奇偶比特的每个所述代码块进行编码。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述第一生成器多项式和第二生成器多项式具有共 同的阶数。
3.如权利要求1所述的设备，其中所述第一生成器多项式和第二生成器多项式具有至 少有一个不同的因子。
4.如权利要求3所述的设备，其中所述第一生成器多项式和第二生成器多项式没有共享因子。
5.如权利要求3所述的设备，其中所述第一生成器多项式和第二生成器多项式共享 (d+1)因子。
6.如权利要求1所述的设备，所述第一生成器多项式和第二生成器多项式具有不同的 多项式系数集合。
7.如权利要求1所述的设备，从下述生成器多项式的组中选择所述第一生成器多项式 和第二生成器多项式，该组包括d24+d23+d6+d5+d+i ；d24+d21+d20+d17+d15+dn+d9+d8+d6+d5+d+1 ；禾口d24+d23+d18+d17+d14+d11+d1ci+d7+d6+d5+d4+d3+d+1。
8.如权利要求1所述的设备，其中所述第一生成器多项式是d24+d23+d6+d5+d+l。
9.如权利要求1所述的设备，其中所述第二生成器多项式是d24+d23+d6+d5+d+l。
10.一种在无线通信发射机中的方法，该方法包括对传送块生成第一块crc奇偶比特，所述第一块crc奇偶比特是基于第一生成器多项式；将所述第一块crc奇偶比特与所述传送块关联； 在关联后将所述传送块分割成多个代码块；对每个代码块生成第二块crc奇偶比特，所述第二块crc奇偶比特的每个是基于第二 生成器多项式，所述第二生成器多项式与所述第一生成器多项式不同；将所述第二块crc奇偶比特与每个代码块关联，与每个代码块关联的所述第二块crc 奇偶比特是基于对应代码块而生成的所述第二块crc奇偶比特；对包括关联的第二块CRC奇偶比特的每个所述代码块进行信道编码； 在信道编码后连接所述代码块。
11.一种在无线通信接收机中的方法，该方法包括使与多个接收代码块中的每一个关联的第二块CRC奇偶比特解除关联，基于第二生成 器多项式并且基于所述第二块CRC奇偶比特所关联的对应代码块来生成所述第二块CRC奇 偶比特；通过在移除关联的第二块CRC奇偶比特之后连接所述代码块，来形成估计传送块，所 述估计传送块具有与之关联的第一块CRC奇偶比特，其中与所述传送块关联的所述第一块 CRC奇偶比特是基于与所述第二生成器多项式不同的第一生成器多项式， 基于所述第一生成器多项式来对所述估计传送块执行CRC校验。
12.如权利要求11所述的方法，其中在对所述估计传送块执行所述CRC校验之前，对所 述多个代码块执行CRC校验。
13.如权利要求12所述的方法，其中只有在对所述多个代码块的所述CRC校验没有检 测到任何错误时，才执行对所述估计传送块的所述CRC校验。
14.一种在无线通信发射机中的方法，该方法包括对传送块生成第一块CRC奇偶比特，所述第一块CRC奇偶比特是基于生成器多项式生 成的；将所述第一块CRC奇偶比特与所述传送块关联； 在关联后交织所述传送块； 将所交织的传送块分割成多个代码块；对每个代码块生成第二块CRC奇偶比特，每个所述第二块CRC奇偶比特是基于所述生 成器多项式而生成的；将第二块CRC奇偶比特与每个代码块关联，与每个代码块关联的所述第二块CRC奇偶 比特是基于对应代码块而生成的所述第二块CRC奇偶比特；对包括关联的第二块CRC奇偶比特的代码块中的每个进行信道编码； 在信道编码后连接所述代码块。
15.如权利要求14所述的方法，其中在比特级执行交织所述传送块的步骤。
16.如权利要求14所述的方法，其中通过置换组来执行交织所述传送块的步骤，其中 每个组包含多个比特。
17.如权利要求14所述的方法，其中在关联所述第一块CRC奇偶比特后交织所述传送块以及在关联所述第一块CRC奇偶比 特后将所交织的传送块分割成多个代码块的步骤 相当于在关联所述第一块CRC奇偶比特之后将所述传送块分割成多个代码块，并且单独地交 织所述代码块。
全文摘要
无线通信设备(200)包括第一CRC编码器，其对传送块生成第一块CRC奇偶比特并将第一块CRC奇偶比特与传送块关联；分割实体，在关联后将传送块分割成多个代码块；和第二代码器，对每个代码块生成第二块CRC奇偶比特并将第二块CRC奇偶比特与每个代码块关联。第一和第二块CRC奇偶比特基于第一和第二生成器多项式。在一个实施例中，第一和第二生成器多项式是不同的。在另一个实施例中，生成器多项式是相同的，并且在分割之前将传送块交织或在利用第二块CRC奇偶比特进行编码之前将代码块交织。
文档编号H04L1/00GK101803208SQ200880113608
公开日2010年8月11日 申请日期2008年9月10日 优先权日2007年9月14日
发明者宇菲·W·布兰肯希普, 布赖恩·K·克拉松, 肯尼斯·A·斯图尔特, 迈克尔·E·巴克利, 阿吉特·尼姆巴尔克 申请人:摩托罗拉公司