專利名稱：一種基于特博碼混合自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求的發(fā)射方法及其編碼裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于特搏碼混合自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求的發(fā)射方法及其編碼裝置。
無線通信由于傳輸介質(zhì)的不均勻性和不穩(wěn)定性，傳輸?shù)男盘?hào)會(huì)受到時(shí)間擴(kuò)散、衰落等干擾影響，造成接收的比特有隨機(jī)性的差錯(cuò)。因此需要通過一些方法來對(duì)抵抗干擾影響。
常用的方法是加上信道編解碼，通過在發(fā)射方的編碼增加冗余和接收方的解碼來達(dá)到糾錯(cuò)目的。例如，Turbo碼(特搏碼)是一種糾錯(cuò)能力很強(qiáng)的碼。它的編碼器是由兩個(gè)或多個(gè)子編碼器通過串聯(lián)或并聯(lián)的方式構(gòu)成的，通常較普遍的Turbo碼編碼器是由兩個(gè)卷積碼子編碼器并聯(lián)而成，輸入信息位一路直接送入子編碼器，另一路經(jīng)過交織器后送入另一子編碼器編碼，編完后的數(shù)據(jù)再經(jīng)過打孔器打孔調(diào)制到合適的碼率輸出。在WCDMA(寬帶碼分多址)和CDMA2000(碼分多址2000)提案中建議的Turbo碼編碼器是由兩個(gè)編碼器并聯(lián)而構(gòu)成的。


圖1是CDMA2000提案中的Turbo碼編碼器的結(jié)構(gòu)，它包括上下兩個(gè)子編碼器14、16、交織器12和打孔器18，其作用是對(duì)輸入數(shù)據(jù)的順序進(jìn)行重新編排，目的是調(diào)整權(quán)重的分布，使得一子編碼器16輸入比特流的權(quán)重分布與另一子編碼器14的不同，并對(duì)兩個(gè)子編碼器輸出的六路比特進(jìn)行打孔抽樣和并串轉(zhuǎn)換。
Turbo碼的解碼可以采用最大似然法譯碼(例如SOVA算法)，也可以采用最大后驗(yàn)概率譯碼(MAP)算法，這兩種方法在Turbo解碼中都用于遞歸迭代方式。圖2是Turbo碼解碼器的結(jié)構(gòu)，它包括軟輸出解碼器(SISO)23、24、解打孔裝置21、兩個(gè)解交織器22、兩個(gè)交織器26和符號(hào)判決器25。解打孔裝置21對(duì)應(yīng)于打孔器18的逆操作，解交織器22對(duì)應(yīng)于交織器26的逆操作，還原交織前的順序，符號(hào)判決器25，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)大于等于0時(shí)，輸出1；當(dāng)輸入數(shù)據(jù)小于0時(shí)，輸出0。
Turbo碼由于需要交織和迭代譯碼，造成時(shí)延比較大，因此通常應(yīng)用在實(shí)時(shí)要求不高的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)中。WCDMA和CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)中都采用了并行級(jí)聯(lián)的Turbo碼作為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的信道編解碼方式。
對(duì)于一些要求無失真?zhèn)鬏數(shù)臄?shù)據(jù)業(yè)務(wù)，除了上述的信道上增加Turbo碼作糾錯(cuò)碼來抵抗干擾外，還可通過自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求(ARQ，Auto Repeat Request)方法來保證傳輸?shù)目煽啃浴?br> 該ARQ方法為當(dāng)接收方對(duì)每個(gè)接收的數(shù)據(jù)包經(jīng)過解碼校驗(yàn)判斷后反饋給發(fā)送方一個(gè)成功或失敗的標(biāo)識(shí)，當(dāng)標(biāo)識(shí)為失敗時(shí)，發(fā)送方需要把標(biāo)識(shí)為傳輸失敗的數(shù)據(jù)包(稱為誤包)重新發(fā)送。標(biāo)識(shí)失敗是通過在編碼信息中加CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn)碼)校驗(yàn)信息來實(shí)現(xiàn)的。解碼時(shí)通過CRC校驗(yàn)信息來判斷數(shù)據(jù)包是否解碼正確，得到成功和失敗的標(biāo)識(shí)。
在無線通信系統(tǒng)中，例如WCDMA系統(tǒng)中，對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)采用的是混合自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求(HAQR，Hybrid Auto Repeat Request)，有以下幾種方式1.根據(jù)重發(fā)的數(shù)據(jù)包解碼，失敗數(shù)據(jù)包丟棄；2.不丟棄失敗數(shù)據(jù)包，重發(fā)的數(shù)據(jù)包和先前失敗數(shù)據(jù)包所包含的發(fā)送信息一樣，重發(fā)數(shù)據(jù)包和失敗數(shù)據(jù)包根據(jù)信噪比進(jìn)行最大化合并，對(duì)合并后的數(shù)據(jù)包解碼；3.增量重發(fā)，與方式2相比，重發(fā)的數(shù)據(jù)包比先前發(fā)的失敗的數(shù)據(jù)包含有更多的冗余。這種方式不需要和失敗的數(shù)據(jù)包合并；4.部分增量重發(fā)，與方式3相比，只重發(fā)增加冗余的部分，因此重發(fā)的數(shù)據(jù)包通常比先前發(fā)的數(shù)據(jù)包要小，解碼時(shí)需要通過和失敗數(shù)據(jù)包的結(jié)合才能解碼。
通過HARQ，能夠保證數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量。方式2、3、4通過合并，可以獲益時(shí)間分集，抵抗時(shí)變衰落。
但是對(duì)于重發(fā)數(shù)據(jù)包，采用從同一個(gè)Turbo碼子編碼器出來的信息位順序，沒有充分利用不同子編碼器的數(shù)據(jù)進(jìn)行交織順序錯(cuò)位的優(yōu)勢，對(duì)抵抗干擾有一定的影響。
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高抵抗干擾能力，保證數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量，提高解碼性能和節(jié)省解碼時(shí)間的基于特搏碼混合自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求的發(fā)射方法及其編碼裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上目的，本發(fā)明所提供的一種基于特博碼混合自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求的發(fā)射方法，包括下列步驟設(shè)定特博碼編碼器有n個(gè)子編碼器，并設(shè)定有n-1個(gè)交織器分別與其中的n-1個(gè)子編碼器相連，n≥2；對(duì)于接收到的原始信息數(shù)據(jù)包，分別確定效驗(yàn)位組和信息位效驗(yàn)位組是由原始信息數(shù)據(jù)包經(jīng)過第一子編碼器的輸出和由原始信息數(shù)據(jù)包分別經(jīng)過n-1個(gè)交織器的不同方式交織后送入對(duì)應(yīng)的子編碼器的輸出所形成的組合；信息位的確定過程是首先，判斷該原始信息數(shù)據(jù)包是否屬于重發(fā)數(shù)據(jù)包，若是，則確定數(shù)據(jù)包是第幾次重發(fā)若是第K次重發(fā)，令m＝k/n的余數(shù)，若m＝0，則選擇原始信息作為信息位；若m＞0，則選擇第m個(gè)交織器的輸出作為信息位；若不是，則選擇原始信息作為信息位；根據(jù)確定的校驗(yàn)位組和信息位，一并送入打孔器；打孔器對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行打孔，合并后輸出數(shù)據(jù)。
在上述的基于特博碼混合自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求的發(fā)射方法中，打孔序列是由重發(fā)次數(shù)和要求的碼率所確定的。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的一種基于特博碼混合自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求的發(fā)射編碼裝置，它包括n個(gè)子編碼器、n-1個(gè)不同的交織器、一個(gè)選擇器和一個(gè)打孔器，n≥2。其中，n-1個(gè)不同的交織器，分別接收原始信息數(shù)據(jù)包，并進(jìn)行不同的交織后分別送入與其相連的子編碼器；n個(gè)子編碼器，其中一個(gè)子編碼器直接接收原始信息數(shù)據(jù)包，其余n-1個(gè)子編碼器分別接收對(duì)應(yīng)交織器的輸出，對(duì)接收的數(shù)據(jù)分別編碼后輸出校驗(yàn)位組；一個(gè)選擇器，對(duì)原始信息數(shù)據(jù)包和經(jīng)過各交織器交織的數(shù)據(jù)包進(jìn)行選通；一個(gè)打孔器，對(duì)選擇器的輸出和各子編碼器輸出的校驗(yàn)位組進(jìn)行打孔合并輸出。
由于采用了上述的技術(shù)方案，針對(duì)HARQ機(jī)制下的Turbo碼編解碼，在重發(fā)數(shù)據(jù)包的解碼時(shí)，不是簡單地重發(fā)相同的數(shù)據(jù)包，而是在數(shù)據(jù)包中發(fā)送交織后的信息位。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)原有編解碼器改動(dòng)不大的基礎(chǔ)上使得重發(fā)數(shù)據(jù)包的部分信息和原來數(shù)據(jù)有交織順序的差異，從而可以通過碼子權(quán)重分布的差異抵抗連續(xù)錯(cuò)誤等影響。
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
圖1是現(xiàn)有的Turbo碼編碼器的結(jié)構(gòu)圖；圖2是現(xiàn)有的Turbo碼解碼器的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明的編碼裝置結(jié)構(gòu)圖；圖4是打孔器打孔示意圖之一；圖5是打孔器打孔示意圖之二；圖6是打孔器打孔示意圖之三；
圖7是本發(fā)明編碼裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例所提供的基于特搏碼混合自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求的發(fā)射編碼裝置，它包括第一子編碼器34、交織器32、第二子編碼器36、打孔器38和選擇器35。第一子編碼器34，對(duì)輸入的數(shù)據(jù)X1進(jìn)行編碼，輸出編碼后的第一校驗(yàn)位Y1；交織器32的作用是對(duì)輸入數(shù)據(jù)X1的順序進(jìn)行重新編排，調(diào)整輸入比特流的權(quán)重分布，輸出交織后的數(shù)據(jù)X2；第二子編碼器，對(duì)交織后的數(shù)據(jù)X2進(jìn)行編碼，輸出編碼后的第二效驗(yàn)位Y2；選擇器35，它分別與輸入數(shù)據(jù)和交織后的輸出相連，用于對(duì)它們X1和X2的選通，采用一個(gè)二選一的開關(guān)。打孔器38，將所述選擇器35的輸出X1/X2和第一、第二子編碼器輸出Y1、Y2的數(shù)據(jù)打孔抽樣，并串轉(zhuǎn)換后輸出。
第一個(gè)子編碼器的信息位x1等同于輸入的信息，第二個(gè)子編碼器的信息位x2是x1經(jīng)過交織后的順序。在數(shù)據(jù)包第一次發(fā)送時(shí)，部件35選擇器選通x1，此時(shí)送入打孔器38的是信息位x1、校驗(yàn)位Y1和校驗(yàn)位Y2。
如果一個(gè)數(shù)據(jù)包接收后解碼失敗，根據(jù)HARQ機(jī)制要求重發(fā)，也就是第二次發(fā)送相同的數(shù)據(jù)包，選擇器35根據(jù)得到的第二次發(fā)送數(shù)據(jù)包的信息，選擇x2信息位通過到打孔器38。這樣，第二次重發(fā)的信息位具有和第一次發(fā)送的信息位交織對(duì)稱地關(guān)系。如果再次要求重發(fā)，部件35可以選通信息位x1，也就是說，奇數(shù)次發(fā)送時(shí)，選通x1，偶數(shù)次發(fā)送數(shù)，選通x2，x2是x1的交織后的序列。
對(duì)于打孔器35，根據(jù)重發(fā)次數(shù)和碼率的要求產(chǎn)生不同的打孔后序列。
例如，在WCDMA中，第一子編碼器34和第二子編碼器36的碼率為1/2，也就是輸入一個(gè)比特，輸出兩個(gè)比特-x信息位和y校驗(yàn)位。
用x(0)，x(1)，…來表示時(shí)刻0，時(shí)刻1時(shí)候的x序列的值。對(duì)于整個(gè)Turbo碼編碼器而言，1/3碼率時(shí)輸入一個(gè)比特，輸出一個(gè)信息位，兩個(gè)校驗(yàn)位，即第一子編碼器34的校驗(yàn)位y1和第二子編碼器36的校驗(yàn)位y2。當(dāng)碼率為1/2時(shí)，輸入一個(gè)比特時(shí)，打孔器的輸入有三個(gè)比特，輸出兩個(gè)比特，打掉一個(gè)校驗(yàn)位。
如圖4所示的對(duì)于重發(fā)時(shí)，奇數(shù)次重發(fā)打孔圖案和偶數(shù)次重發(fā)打孔圖案。在1/3碼率的偶數(shù)次重發(fā)中，只是用信息位x2替換了信息位x1。在1/2碼率的偶數(shù)次重發(fā)中，不僅是x2替換了x1，而且校驗(yàn)位的打孔也是和奇數(shù)次的打孔互補(bǔ)的，也就是原來奇數(shù)次發(fā)送中打掉的校驗(yàn)位信息在偶數(shù)次發(fā)送中發(fā)送。
再如，在CDMA2000中，第一子編碼器34和第二子編碼器36的校驗(yàn)位輸出有兩個(gè)，也就是每個(gè)子編碼器的碼率為1/3。對(duì)于Turbo碼而言，有1/2、1/3和1/4三種。如圖5所示，對(duì)于HARQ機(jī)制中的奇數(shù)次發(fā)送，輸出中只有x1信息位。如圖6所示，對(duì)于偶數(shù)次重發(fā)，可以采用和圖5對(duì)稱互補(bǔ)的打孔圖案，信息位只有x2，沒有x1，校驗(yàn)位的發(fā)送也和圖5呈現(xiàn)互補(bǔ)關(guān)系。
另外，圖3中的選擇器35的功能也可以在打孔器18中完成，輸入信息比特經(jīng)過交織后成為x2信息位。打孔器的信號(hào)有第一子編碼器的信息位、校驗(yàn)位和第二子編碼器的信息位、校驗(yàn)位。可以根據(jù)重發(fā)信息和圖4、圖5、圖6的打孔圖案確定打孔后輸出的比特。
上述的實(shí)施例中，雖然只列舉了帶有兩個(gè)子編碼器的裝置，同樣，對(duì)于帶有多個(gè)子編碼器的裝置，如圖7所示，有n個(gè)子編碼器1～n和n-1個(gè)不同的交織器1′～n-1產(chǎn)生n個(gè)信息位，X1～Xn和n個(gè)效驗(yàn)位Y1～Yn，在某個(gè)失敗數(shù)據(jù)包第K次重發(fā)時(shí)，選擇器75選擇第m+1個(gè)信息位(m＝K/n的余數(shù))作為發(fā)送序列中的信息位發(fā)送打孔器78。
權(quán)利要求
1.一種基于特博碼混合自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求的發(fā)射方法，其特征在于，包括下列步驟設(shè)定特博碼編碼器有n個(gè)子編碼器，并設(shè)定有n-1個(gè)交織器分別與其中的n-1個(gè)子編碼器相連，n≥2；對(duì)于接收到的原始信息數(shù)據(jù)包，分別確定效驗(yàn)位組和信息位效驗(yàn)位組是由原始信息數(shù)據(jù)包經(jīng)過第一子編碼器的輸出和由原始信息數(shù)據(jù)包分別經(jīng)過n-1個(gè)交織器的不同方式交織后送入對(duì)應(yīng)的子編碼器的輸出所形成的組合；信息位的確定過程是首先，判斷該原始信息數(shù)據(jù)包是否屬于重發(fā)數(shù)據(jù)包，若是，則確定數(shù)據(jù)包是第幾次重發(fā)若是第K次重發(fā)，令m＝k/n的余數(shù)，若m＝0，則選擇原始信息作為信息位；若m＞0，則選擇第m個(gè)交織器的輸出作為信息位；若不是，則選擇原始信息作為信息位；根據(jù)確定的信息位和校驗(yàn)位組，一并送入打孔器；打孔器對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行打孔，合并后輸出數(shù)據(jù)。
2.一種基于特博碼混合自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求的發(fā)射方法，其特征在于，所述的打孔序列是由重發(fā)次數(shù)和要求的碼率所確定的。
3.一種基于特博碼混合自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求的發(fā)射編碼裝置，其特征在于，它包括n個(gè)子編碼器、n-1個(gè)不同的交織器、一個(gè)選擇器和一個(gè)打孔器，n≥2，n-1個(gè)不同的交織器，分別接收原始信息數(shù)據(jù)包，并進(jìn)行不同的交織后分別送入與其相連的子編碼器；n個(gè)子編碼器，其中一個(gè)子編碼器直接接收原始信息數(shù)據(jù)包，其余n-1個(gè)子編碼器分別接收對(duì)應(yīng)交織器的輸出，對(duì)接收的數(shù)據(jù)分別編碼后輸出校驗(yàn)位組；一個(gè)選擇器，對(duì)原始信息數(shù)據(jù)包和經(jīng)過各交織器交織的數(shù)據(jù)包進(jìn)行選通；一個(gè)打孔器，對(duì)選擇器的輸出和各子編碼器輸出的校驗(yàn)位組進(jìn)行打孔合并輸出。
全文摘要
一種基于特博碼混合自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求的發(fā)射編碼裝置,它包括:n－1個(gè)不同的交織器,分別接收原始信息數(shù)據(jù)包,并進(jìn)行不同的交織后分別送入與其相連的子編碼器;n個(gè)子編碼器,其中一個(gè)子編碼器直接接收原始信息數(shù)據(jù)包,其余n－1個(gè)子編碼器分別接收對(duì)應(yīng)交織器的輸出,分別編碼后輸出校驗(yàn)位組;一個(gè)選擇器,對(duì)原始信息數(shù)據(jù)包和經(jīng)過各交織器交織的數(shù)據(jù)包進(jìn)行選通;一個(gè)打孔器,對(duì)選擇器的輸出和各子編碼器輸出的校驗(yàn)位組進(jìn)行打孔合并輸出。
文檔編號(hào)H04J13/00GK1362801SQ0110135
公開日2002年8月7日 申請(qǐng)日期2001年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月4日
發(fā)明者蘇寧 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司