解速率匹配方法

专利名称：解速率匹配方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种第三代移动通信长期演进系
统(以下简称3G LTE )中的解速率匹配方法。
背景技术：
在移动通信系统的上行链路中，传输信道的编码复用处理主要包括CRC附 力口 ( Cyclic Redundancy Code,循环冗余才交-睑码)、信道编码、速率匹配、交织 和传输信道复用等步骤。可参阅3G LTE的国际标准协议3GPP 36.212中对传输 信道的编码复用处理进行的规定，此处对与本发明相关的部分进行简要说明， 传输信道编码的通用复用处理过程一般包括以下步骤
步骤a:对传输块附加CRC;
步骤b:对传输块进行码块分割，对分割后的每个码块附加CRC;
传输信道的数据以一个传输块为单位，由于传输块的大小可大可小，而 Turbo编码器对编码码块长度有一个范围的限制，因此对传输块要进行码块分 割，对于大于Turbo编码最大长度的限制的传输块进行码块分割，且由于LTE 的Turbo编码4吏用QPP (quadratic permutation polynomials, 2次排列多项式) 交织器，分割后的码块长度的大小必需满足3GPP 36.212协议中表5丄3-3中的 值，因此对于分割后的码块还需要在第一个码块的前面添加适当数量的虚比特 来满足码块分割的要求，而对于巻积编码的传输块不需要经过码块分割；
步骤c:对每个码块进行信道编码，信道编码分为巻积编码和Turbo编码， 经过编码后的lt据分为3个子块输出；
步骤d:对信道编码后的数据进行速率匹配。
速率匹配的目的是为了使编码后的比特数量满足分配的专用的物理信道所
能承载的比特数量。3GPP 36.212协议中规定的速率匹配包括子块交织、比特 收集和比特选择与修剪。在子块交织中是用块交织器进行交织，当子块长度不 满足块交织器的总的长度时还需要在每个子块的前面添加适当的虚比特，然后 再进行交织，子块交织是针对信道编码后的3个子块分别进行，因此完成子块 交织后需要对3个子块进行比特收集，进行比特收集后合并为1个数据块，然 后对这个数据块进行比特选择和修剪，在选择和修剪中首先要判断这个比特是 否为虚比特，如果是则要去掉这个虚比特，然后根据分配给这个子块的物理信 道的比特数量进行重复(Repeated)或者打孔(Punctured)操作，对于Turbo 编码的传输块，这里的虚比特包括码块分割添加的虚比特和子块交织时添加的 虚比特两部分，而对于巻积编码的传输块，由于不需要经过码块分割，因此这 里的虚比特只包括子块交织时添加的虚比特。速率匹配的流程如图1所示，图 中c/f、《"和《"为信道编码后输出的3个子块，《>、if和f为子块交织后的 输出数据，w为将《)、《)和《)进行比特收集后的数据，^为^经过比特选择 和^修剪后的数据。具体的速率匹配的实现方式见3GPP36.212 5.1.4节。
在移动通信系统的下行链路中，接收端则需要对接收到的数据进行解速率 匹配，解速率匹配过程与速率匹配过程相对应，传统的解速率匹配的方法是先 按照速率匹配的方法计算出在码块分割和子块交织时添加的虚比特的位置，然 后将在码块分割和子块交织时添加的虚比特添加到接收到的数据中，最后对添 加了虚比特的数据按照速率匹配的逆过程进行解速率匹配。由于子块交织时添 加的虚比特只用于子块交织或解交织，不需要用于后面的译码，而在码块分割 添加的虚比特需要用于后面的译码，因此传统的解速率匹配的方法最后还需要 去掉子块交织时添加的虚比特。
传统的Turbo编码的解速率匹配的方法如下
步骤1:根据传输块的大小，按照码块分割的方式计算出每个码块的大小 和在码块分割时添加虚比特的个数；
步骤2:计算出子块交织中添加的虚比特的个数；
步骤3:根据上面计算出的每个子块的大小和在码块分割和子块交织时添 加虛比特的总和按照子块交织和比特收集的方式计算出虚比特的位置；
步骤4:、換照虚比特的位置将在码块分割和子块交织时添加的虚比特插入 到接收到的数据中去；
步骤5:根据每个码块的物理信道的比特数量和码块的实际长度进行解重 复或者解打孔过程；
解重复或解打孔搡作对应于速率匹配中的重复或打孔操作，解重复就是对 于重复的数据采用丢弃重复的数据或者对重复的数据进行合并的方式，解打孔 就是将打孔的数据添补上去。
步骤6:按照比特收集的方式进行解比特收集，将码块分成3个子块；
解比特收集与比特收集对应，解比特收集即为将解重复或解打孔后的数据 按照比特收集的逆过程分解为3个子块。
步骤7:对3个子块分别进行子块解交织，然后去掉子块交织中添加的虚 比特；
传统的巻积码的解速率匹配的方法如下
步骤1:根据传输块的大小计算出子块交织中添加虚比特的个数； 步骤2:按照子块交织和比特收集的方式计算出子块交织时添加虚比特的 位置；
步骤3:按照虚比特的位置将子块交织时添加的虛比特插入到接收到的数 据中去；
步骤4:根据每个子块的物理信道的比特数量和子块的实际长度进行解重
复或者解打孔过程；
步骤5:将子块按照比特收集的方式进行解比特收集，分成3个数据流； 步骤6:对3个数据流分别进行子块解交织，然后去掉子块交织中添加的
虚比特；
现有的解速率匹配方法实现过程繁瑣，需要"l安照速率匹配的方式计算出打 掉的虚比特的位置，然后将虚比特插入到接收数据中，这需要进行大量的数据
搬移，因此需要较大的存储空间和较长的处理时间，使处理电路面积不能进一 步缩小，同时功耗较大。

发明内容
有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提供一种解速率匹配方法，简化 解速率匹配的处理流程，减少了需要处理的数据量，提高了处理效率。
本发明的目的是这样实现的，解速率匹配方法，包括以下步骤
1) 对接收的需要进行解速率匹配的码元进行解重复或解打孔操作；
2) 进行解比特收集操作；
3) 对解比特收集后的数据进行解交织操作。 进一步，所述步骤l)之前，还包括如下步骤
a) 根据传输块的大小和码块分割的方式，得到每个码块的大小和码块分割 中添加虚比特的个数F;
b) 根据交织器公式和码块的大小，得到子块交织的地址和在子块交织中添 加的虚比特的个^tA^;
c) 根据步骤a)、 b)的结果，计算得到码块分割中与子块交织中添加的虚 比特总数，再根据交织器地址，得到各虚比特的添加位置；
d) 根据虚比特的位置得到速率匹配中比特收集后的数据中前&个数据中 非虚比特的总长度& 1 ，所述l为软緩沖器的数量；
e) 根据虛比特的位置得到速率匹配中比特收集后的数据中前&个数据中非
虚比特的总长度丄e"2，其中<formula>formula see original document page 8</formula>为子块交织器的
行数，<formula>formula see original document page 8</formula>为冗余版本；
所述步骤2)之前还包括如下步骤
f)将解重复或解打孔后的码元中后丄^2长度的数据剪接到所述码元前部； 进一步，所述步骤a)中，根据下式计算码块分割中添加虛比特的个数
其中C+和c_表示码块的大小，《+和(分别表示分割为C+和c_的码块的个 数，s'表示码块添加校验比特后的总长；
进一步，所述步骤b)中，根据下式计算子块交织的地址和在子块交织中 添加的虚比特的个数<formula>formula see original document page 9</formula>
其中《:M和C:M分别表示子块交织器的行数和列数，D表示输入交织器
的数据长度；
进一步，步骤l)具体包括如下步骤比较Zewl与每个码块的物理信道的 比特数量￡,如E大于k"l,则对接收到的数据进行解重复处理，如&"l大于等 于￡,则对接收的数据进行解打孔操作，解重复或解打孔后的数据长度为&"l;
进一步，所述步骤2)具体包括如下步骤根据交织器公式计算出交织器 地址，根据每个子块中包含的在码块分割和子块交织时添加的虚比特的总数得 到解交织的地址；
进一步，所述步骤3)之后还包括如下步骤根据码块分割时添加的虚比 特的个数，在第一个码块的lt据前添加相应的虚比特，添加的虚比特的值为O;
进一步，所述步骤l)具体包括如下步骤比较经巻积编码后的传输块长 度3r与每个传输块在物理信道上传输的比特数量E的大小，若37<=￡，则数据 进行解重复操作，若37^E,则对数据进行解打孔操作；
进一步，所述步骤2)中，将解重复或者解打孔的数据平均分为3个子块， 完成解比特收集操作；
进一步，所述步骤3)中，对解比特收集后的3个子块按照每个子块中包 含的在子块交织时添加的虚比特的个数进行解交织
301) 根据交织器公式计算出交织器地址；
302) 根据交织器公式，计算出子块交织的地址和在子块交织中添加的虛比 特的个数；
303 )根据每个子块中包含在子块交织时添加的虛比特的个数计算出解交织 的地址。
本发明提出了一种简单的解速率匹配的方法，在解重复或解打孔操作之前 不需要将码块分割和子块交织时添加的虚比特插入到在接收数据中，直接对接 收数据进行解重复或解打孔操作，然后进行解比特收集和解交织。其中，对于 Turbo码的解速率匹配，本发明与传统的解速率匹配相比，取消了将在码块分 割和子块交织时添加的虚比特插入到在接收数据中的过程，只需要计算出速率 匹配中比特收集后的数据中前l个和前&个数据中非虚比特的长度即可进行 解重复或解打孔操作；对于巻积码的解速率匹配，本发明则更为简化，直接根 据传输块的大小即可对接收数据进行解重复或解打孔操作；与现有技术相比， 本发明简化了解速率匹配的过程，在解重复或解打孔操作之前不需要将码块分 割和子块交织时添加的虚比特插入到在接收数据中，减少了数据搬运过程，大 大降低了处理时间，并减少了需要处理的数据量，提高了处理效率。由于处理 过程较传统的处理过程要简单，因此利于软件实现，节约了代码空间，减小处 理电^各面积和时功苷C。
本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行 阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是 显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点 可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和 获得。


为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本 发明作进一步的详细描述
图1示出了速率匹配的流程；
图2示出了用于巻积码的解速率匹配的流程；
图3示出了用于Turbo编码的解速率匹配的流程。
具体实施例方式
以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
参见图3，用于Turbo编码的解速率匹配方法，包括以下步骤 101)根据传输块的大小和码块分割的方式，得到每个子块的大小,根据下 式计算码块分割中添加虚比特的个数F :<formula>formula see original document page 11</formula>
其中C+和c_表示码块的长度，K+和k-分别表示分割为C+和c_的码块的个 数，B'表示码块添加校验比特后的总长；
102 )根据交织器公式，根据下式计算子块交织的地址和在子块交织中添加 的虚比特的个数W:
<formula>formula see original document page 11</formula>
其中R subblock和C subblock 分别表示子块交织器的行数和列数，"表示输入交织器 的数据长度；交织器的地址的计算可以参考3GPP 36.212协议5.12节。
103) 根据步骤101),102) 的结果,计得到码块分割中与子块交织中添加的虚比特总数 Q=F+Nd,再根据交织器的地址A^[],得到各虚比特的位置 Addr[]这里定义起始地址为0，那么虚比特的地址的计算公式表示为当 Add[i]<g时<formula>formula see original document page 11</formula>其中i=o, i, L, N-1; j=0, 1, L, Q-1; N表示交织器的长度。
104 )根据虚比特的位置得到速率匹配中比特收集后的数据中前N cb个数据 中非虚比特的总长度Lenl,所述Ncb为软緩沖器的数量；
105 )根据虚比特的位置得到速率匹配中比特收集后的数据中前ko个数据中
非虚比特的总长度Len2,，其中<formula>formula see original document page 11</formula> 的行数，R TC subblock 位子块交织器的行数, rv idx为冗余版本；
、2.」
^L。d为子块交织器
ii
106)对接收的码元进行解重复或解打孔操作；首先比较&"l和每个码块的
物理信道的比特数量￡，如果5大于Ze"l，则表示被传输的数据有一部分是重复 发送的，因此对接收到的数据进行解重复处理，被重复发送的数据可以进行合 并，或者直接丟弃重复的数据，如果^"1大于等于￡,则表示实际要发送的数 据有一部分被打掉了 ，因此就要将被打掉了的数据添加到接收到的数据流中，
添加的值为0,解重复或解打孔后的数据长度为Ze"l;
107 )将解重复或解打孔后的码元后面丄e"2长度的数据剪接到所述码元之
前；
108 )对数据进行解比特收集操作按照在码块分割和子块交织时添加的虚 比特的位置和比特收集的方式将解重复或解打孔后的数据分成了 3个子块；
109 )对解比特收集后的数据进行解交织操作根据交织器公式计算出交织 器地址，交织器的地址计算公式可以参见3GPP 36.212协议5.1.4节，根据每个 子块中包含的在码块分割和子块交织时添加的虚比特的总数得到解交织的地 址；计算公式如下
当爿cW小]>=g日于，De — afiWr[乂cWr[/] — g] = _/ 其中/ = 0, l，L ， -1, / = 0, l，L ， - Q , ^必4]表示交织器的地址序列，"e _ 表示解交织的地址序列，iV表示交织器的长度，g表示每个子块中在码块分割 和子块交织时添加的虚比特的总^t;
110 )根据在码块分割添加的虚比特个数添加虚比特。 参见图2,用于巻积码的解速率匹方法，包括如下步骤
201 )根据传输块的大小和每个传输块在物理信道上传输的比特数量E对解 速率匹配的数据进行解重复或者解打孔操作设传输块的大小包括CRC的长度 为r，则经过巻积编码后长度为3r,若37<=￡,则被传输的数据有一部分是重 复发送的，因此对解速率匹配的数据进行解重复处理，被重复发送的数据可以 进行合并，或者直接丟弃重复的数据，若37^￡,则表示实际要发送的数据有 一部分被打掉了 ，因此就要将被打掉了的数据添加到解速率匹配的数据流中，
添加的^直为0;
202)解比特收集将解重复或者解打孔的凄t据平均分为3个子块； 203 )对解比特收集后的3个子块按照每个子块中包含的在子块交织时添加 的虚比特的个数进行解交织
2031 )根据交织器公式计算出交织器地址；
2032)根据交织器公式，计算出子块交织的地址和在子块交织中添加的虚 比特的个数；
2033 )根据每个子块中包含在子块交织时添加的虚比特的个数计算出解交 织的地址，与前述用于Turbo编码的解速率匹配方法中步骤109)采用的方法 相同，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领
范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技 术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1. 解速率匹配方法，其特征在于，包括以下步骤1)对接收的需要进行解速率匹配的码元进行解重复或解打孔操作；2)进行解比特收集操作；3)对解比特收集后的数据进行解交织操作。
2. 根据权利要求1所述的解速率匹配方法，其特征在于所述步骤1 )之前, 还包括如下步骤a) 根据传输块的大小和码块分割的方式，得到每个码块的大小和码块分割 中添加虚比特的个数F;b) 根据交织器公式和码块的大小，得到子块交织的地址和在子块交织中添 加的虚比特的个数&;c) 根据步骤a)、 b)的结果，计算得到码块分割中与子块交织中添加的虚 比特总数，再根据交织器地址，得到各虚比特的添加位置；d) 根据虚比特的添加位置得到速率匹配中比特收集后的数据中前l个数据中非虚比特的总长度,所述为软緩沖器的数量。e )根据虚比特的位置得到速率匹配中比特收集后的数据中前&。个数据中非虚比特的总长度Len2，其中<formula>formula see original document page 2</formula><formula>formula see original document page 2</formula>为子块交织器的行数，<formula>formula see original document page 2</formula>为冗余版本；所述步骤2)之前还包括如下步骤f)将解重复或解打孔后的码元中后长度的数据剪接到所述码元前部。
3.根据权利要求2所述的解速率匹配方法，其特4i在于所述步骤a)中， 根据下式计算码块分割中添加虚比特的个数<formula>formula see original document page 2</formula>其中C+和C_表示码块的大小，和(分别表示分割为C+和C—的码块的个数，B'表示码块添加校验比特后的总长。
4. 根据权利要求3所述的解速率匹配方法，其特征在于所述步骤b)中， 根据下式计算子块交织的地址和在子块交织中添加的虚比特的个数<formula>formula see original document page 3</formula>其中和分别表示子块交织器的行数和列数，D表示输入交织器的数据长度。
5. 根据权利要求2至4中任一项所述的解速率匹配方法，其特征在于所述步骤l)具体包括如下步骤比较Lenl与每个码块的物理信道的比特数量E， 如E大于Lenl,则对接收到的数据进行解重复处理，如Lenl大于等于E，则对接收的数据进行解打操作，解重复或解打孔后的数据长度为Len1 。
6. 根据权利要求2至4中任一项所述的解速率匹配方法，其特征在于所述步骤2)具体包括如下步骤根据交织器公式计算出交织器地址，根据每个子块中包含的在码块分割和子块交织时添加的虚比特的总数得到解交织的地址。
7. 根据权利要求3或4中任一项所述的解速率匹配方法，其特征在于所述步骤3)之后还包括如下步骤根据码块分割时添加的虚比特的个数，在第 一个码块的数据前添加相应的虚比特，添加的虚比特的直为0。
8. 根据权利要求1所述的解速率匹配方法，其特征在于所述步骤l)具体包括如下步骤比较经巻积编码后的传输块长度3T与每个传输块在物理信道上传输的比特数量E的大小，若3T<=E，则数据进行解重复操作，若3T>E，则对 数据进行解打孔操作。
9. 根据权利要求8所述的解速率匹配方法，其特征在于所述步骤2)中， 将解重复或者解打孔的数据平均分为3个子块，完成解比特收集操作。
10. 根据权利要求9所述的解速率匹配方法，其特征在于所述步骤3)中， 对解比特收集后的3个子块按照每个子块中包含的在子块交织时添加的虚比特 的个数进行解交织(301)根据交织器公式计算出交织器地址；(302 )根据交织器公式，计算出子块交织的地址和在子块交织中添加的虚比 特的个数；(303 )根据每个子块中包含在子块交织时添加的虚比特的个数计算出解交织的地址。
全文摘要
本发明提出了一种解速率匹配的方法，在解重复或解打孔操作之前不需将码块分割和子块交织时添加的虚比特插入到接收数据中，直接对接收数据进行解重复或解打孔操作，然后进行解比特收集和解交织；其中，对于Turbo码的解速率匹配，取消了将在码块分割和子块交织时添加的虚比特插入到在接收数据中的过程，只需要计算出速率匹配中比特收集后的数据中前N_cb个和前k₀个数据中非虚比特的长度即可进行解重复或解打孔操作；对于卷积码的解速率匹配，本发明则更为简化，直接根据传输块的大小即可对接收数据进行解重复或解打孔操作；与现有技术相比，本发明简化了解速率匹配的过程，减少了数据搬运过程，大大降低了处理时间，减少了需要处理的数据量，提高了处理效率。
文档编号H04L12/56GK101388751SQ20081023293
公开日2009年3月18日 申请日期2008年10月28日 优先权日2008年10月28日
发明者静 沈, 俊 王, 王茜竹, 敏 申 申请人:重庆重邮信科通信技术有限公司