專利名稱：一種頻分雙工／碼分多址(fdd／c dma)通信系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本申請要求2001年4月16日提交的美國臨時專利申請60/284,062的優(yōu)先權。
本實用新型總體上涉及使用碼分多址(CDMA)的無線時分雙工(TDD)通信系統(tǒng)。具體地，本實用新型涉及對這種系統(tǒng)的物理層進行數據處理。
背景技術：
在CDMA通信系統(tǒng)中，信息通過無線空中接口以同樣的頻譜傳輸，并由其信道碼區(qū)別。為了進一步提高頻譜的利用率，CDMA/TDD通信系統(tǒng)將頻譜時分為具有固定數量時隙的重復幀，例如每幀十五(15)個時隙。在TDD中，每個時隙只專有地用于上行鏈路或下行鏈路。
傳輸前，通過空中接口傳輸的數據由通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)地面無線接入網(UTRAN)處理。圖1表示一個簡化的無線通信系統(tǒng)。無線用戶(用戶設備)381-38N(38)與基站361-36N(36)通信。典型地，節(jié)點B 341-34N(34)控制一組基站36。一個無線網絡控制器(RNC)321-32N(32)控制一組節(jié)點B34。RNC32、節(jié)點B34以及其他相關的部件是UTRAN 30的一部分。UTRAN 30通過核心網絡40與其他用戶通信。
UTRAN 30中的數據處理由例如第三代合作計劃(3GPP)、UTMS地面無線接入(UTRA)TDD系統(tǒng)標準化。UTRAN 30處理傳輸信道以通過空中接口傳輸。圖2是這種UTRAN處理的框圖。
傳輸塊用于通過空中接口傳輸。傳輸塊以組(傳輸塊組)出現。該組在特定時間間隔(傳輸時間間隔(TTI))內被接收。對于3GPPUTRA TDD，可能的TTI長度為10毫秒、20毫秒、40毫秒和80毫秒，它們分別對應于1、2、4和8無線電幀。
循環(huán)冗余碼(CRC)附加塊42將CRC位元附加在每個傳輸塊上。CRC位元用于接收器的檢錯。CRC位元的長度從高層發(fā)信號通知。
傳輸塊(TrBKs)由TrBK級聯/碼組分段塊44連續(xù)鏈接。如果鏈接的塊的位元數大于一個碼組所許可的最大容量，則鏈接的塊被分段。碼組的大小取決于所使用的校錯碼類型，例如卷積編碼(最大值是504位元)、turbo編碼(最大值是5114位元)或無編碼(無限)。鏈接的塊被分段為最少數量的大小相等的段(碼組)。如果鏈接位元的原始數量不是分段的最小數量的偶數倍，采用填充位元來保證分段具有相等的大小。
信道編碼塊46糾錯將碼組編碼，例如通過卷積編碼、turbo編碼或無編碼。編碼后，碼組鏈接在一起。如果鏈接的碼組不能被分成最少數量的大小相等的段(幀)，則通過鏈接另外的任意位元來進行無線電幀均衡。
第一交織器48交織所有的鏈接數據。隨后，被交織的數據通過無線電幀分段塊50分成無線電幀。速率匹配塊52去除或重復位元。去除和重復保證在每個物理信道(資源單元)傳輸的數據等于該信道的最大位速率。每個傳輸信道(TrCH)的速率匹配特性由高層發(fā)信號通知。
TrCH多路傳輸塊54為每個傳輸信道接收一個幀的數據。每個TrCH接收的數據連續(xù)多路傳輸到被編了碼的復合傳輸信道(CCTrCH)上。位元加擾塊56加擾CCTrCH位元。
物理信道塊58將加擾的數據映象到物理信道上。第二交織器60在整個無線電幀或者甚至每個時隙上交織加擾的數據。高層控制所使用的交織類型。第二次交織后，被交織的數據被分隔成物理信道以利用物理信道映象塊62通過空中接口傳輸。隨后傳輸物理信道數據，例如從基站36或UE38。在接收裝置處，例如UE38或基站36，反向進行同樣的處理以恢復傳輸的數據。
如圖2所示為了處理數據，需要各級緩沖(緩沖器64、66、68、70、72)，例如在第一交織器48，速率匹配塊52、傳輸信道多路塊68、位元加擾塊56和第二交織器60。之后這種大范圍的緩沖是所不希望的。它需要大內存使用率和專用集成電路(ASIC)存儲空間以適應緩沖。
因此，需要改變數據處理方案。
實用新型內容本實用新型包括用于物理層處理的各種實施例。一個實施例確定從第一交織器緩沖器內的位元的地址映象物理信道緩沖器內的位元的地址。物理信道緩沖器地址根據速率匹配、位元交織、第二交織器和物理信道映象后的位元地址而確定。利用所確定的物理信道緩沖器地址直接從第一交織器緩沖器讀取位元并將位元寫入物理信道緩沖器。另一個實施例確定從物理信道緩沖器內的位元的地址映象第一交織器緩沖器內的位元的地址。第一交織器緩沖器地址根據反向速率匹配、反向位元交織、反向第二交織器和反向物理信道映象后的位元地址而確定。直接從所確定的第一交織器緩沖器地址讀取位元并將位元寫入物理信道緩沖器地址。
圖1是無線TDD/CDMA通信系統(tǒng)圖。
圖2是物理層處理圖。
圖3是“進?！碧幚淼牧鞒虉D。
圖4是“進?！碧幚淼囊粋€實施例的簡化圖。
圖5是“進?！彼俾势ヅ涞牧鞒虉D。
圖6是“進?！蔽辉訑_的流程圖。
圖7是“進?！碧幚淼牧硪粋€實施例的簡化圖。
圖8是“進棧”位元加擾的另一個實施例的流程圖。
圖9是“進?！钡诙谓豢椀牧鞒虉D。
圖10是“進?！钡诙谓豢椀氖纠龍D。
圖11是“進?！蔽锢硇诺烙诚蟮牧鞒虉D。
圖12是情況2的“進?！蔽锢硇诺烙诚蟮氖纠龍D。
圖13是情況3的“進棧”物理信道映象的示例圖。
圖14是情況4的“進?！蔽锢硇诺烙诚蟮氖纠龍D。
圖15是“出?！碧幚淼牧鞒虉D。
圖16是“出?！碧幚淼囊粋€實施例的簡化圖。
圖17是“出棧”反向物理信道映象的流程圖。
圖18是情況2的“出?！狈聪蛭锢硇诺烙诚蟮氖纠龍D。
圖19是情況3的“出?！狈聪蛭锢硇诺烙诚蟮氖纠龍D。
圖20是情況4的“出?！狈聪蛭锢硇诺烙诚蟮氖纠龍D。
圖21是“出?！狈聪虻诙谓豢椀牧鞒虉D。
圖22是“出?！狈聪虻诙谓豢椀氖纠龍D。
圖23是“出?！狈聪蛩俾势ヅ涞牧鞒虉D。
圖24和25是兩種處理的用以“出棧”反向速率匹配去除的turbo編碼次序的流程圖。
圖26是“出?！狈聪蛭辉訑_的一個實施例流程圖。
圖27是“出?！碧幚淼牧硪粋€實施例的簡化圖。
圖28是“出?！蔽辉訑_的另一個實施例的流程圖。
圖29是“降低的第一交織器緩沖”的圖。
圖30A和30B是用于10毫秒的TTI的“降低的第一交織器緩沖”的示例圖。
圖31A和31B是用于80毫秒的TTI的“降低的第一交織器緩沖”的示例圖。
具體實施方式
盡管優(yōu)選實施例是按照優(yōu)選用于3GPP UTRA TDD通信系統(tǒng)來進行說明，但是這些實施例可以用于其他標準，例如碼分多址2000(CDMA2000)，時分同步碼分多址(TDSCDMA)和頻分雙工碼分多址(FDD/CDMA)，以及應用。優(yōu)選實施例通過三種常見處理加以說明“進?！薄ⅰ俺鰲！焙汀敖档偷牡谝唤豢椘骶彌_”處理。但是，每一種處理的手段的實施例可以用于其他處理和其他應用中。
如圖3的流程圖和圖4的框圖所示，把物理信道處理的一種方法稱之為“進?！碧幚?。在傳輸端上的“進?！碧幚碇?，來自第一交織器輸出緩沖器82的各個位元輸出被映象(步驟74)并寫入(步驟76)到物理信道緩沖器84的一個位元中。物理信道緩沖器84內的數據送到芯片速率處理以通過空中接口傳輸。為了示例，第一交織器緩沖器82的一個給定位元被映象到物理信道緩沖器84內的空位置、一個位置或多個位置，如圖4所示。位元被映象后，它被插入到相應位置的物理信道緩沖器84內。在接收端，位元被從物理信道緩沖器84讀取并寫入第一交織器緩沖器82。從而，傳輸端的“進?！碧幚硎前凑赵诮邮斩说摹斑M棧”處理的反向進行。下文中，主要說明傳輸端的“進?！碧幚?。接收端是以類似的反向進行。
圖4是“進?！碧幚淼囊粋€實施例的框圖。對于第一交織器緩沖器82內的位元，進棧地址發(fā)生器86確定其在物理信道緩沖器84的資源單元的目的地址。一次處理一幀的位元。如果TTI大于10毫秒，則其他幀的位元在第一幀后順序獲取，例如從幀1到幀2到幀3，以此類推。位元可以一次獲取一位元或者以組獲取，例如8位元、16位元或32位元。進棧地址發(fā)生器86確定一個、多個或空地址以將每個位元寫入物理信道緩沖器84。進棧地址發(fā)生器86利用標準化的或信號通知的控制參數來確定正確的地址。
進棧地址發(fā)生器86向讀/寫控制器78傳送控制信號。讀/寫控制器78從第一交織器緩沖器82內的相應地址讀取一位元或多位元并將一位元/多位元寫入由進棧地址發(fā)生器86指令的一個地址或多個地址。所有這些操作都由物理映象控制器104控制，該物理映象控制器104也利用控制參數監(jiān)測物理層處理操作。
進棧地址發(fā)生器86有四個主要的子裝置速率匹配器88、位元加擾器90、第二交織器92和物理信道映象器94。
向這四個主要的子裝置饋送信息的其他三個子裝置是無線電幀分段計算器96、TrCH多路(MUX)計算器98和物理信道分段計算器100。這三個子裝置在物理層處理期間不能功能性地改變位序。這些裝置有效地標記位元。
無線電幀分段計算器96確定第一交織器緩沖器82的哪些位元地址將以每個幀來傳送。TrCH MUX計算器98確定哪些幀數據由哪個CCTrCH傳送。物理信道分段計算器100確定CCTrCH的哪些位元由哪個物理信道(資源單元)傳送。盡管這三個裝置96、98、100在圖1中表示為在請求信息的步驟之前立即行使功能，實際上它們可以更早地工作，并且可能在任何的主要裝置88、90、92、94操作之前。
在傳輸端這四個主要裝置88、90、92、94按照圖3所示的順序工作。首先進行速率匹配。隨后，進行位元加擾，接著是第二次交織。最后，進行物理信道映象。
速率匹配中，位元被去除和重復以最小化所需信道的數量并且保證充分利用每個信道。例如，如果一個信道在第一交織器緩沖器內具有110位元，但由于物理信道配置需要信道具有100位元。則10位元被去除。相反地，如果該信道在緩沖器內只有90位元，則需要重復10位元。由于去除和重復，一些第一交織器緩沖器位元可以被寫入空地址、單個地址或多個地址。
如圖5所示，速率匹配器88確定第一交織器緩沖器的每個位元在速率匹配后將處于的地址。速率匹配主要使用三個變量e-ini、e-plus和e-minus。e-ini是速率匹配算法中的e的初始值。e-plus是速率匹配算法中的e的增量。e-minus是速率匹配算法中的e的減量。
速率匹配器88根據具體信道是卷積編碼還是turbo編碼(步驟106)而選擇步驟108或步驟110。這種選擇由控制信息發(fā)信號通知。如果信道是非turbo編碼，位元作為一個序列被處理(步驟110)。turbo編碼以下面三種類型系統(tǒng)化(S)、配類1(P1)和配類2(P2)中的一種標記每個位元。在系統(tǒng)化位元上不進行去除。速率匹配器把這些類的位元的每一類當作獨立的序列處理(步驟108)。獨立地處理這些位元消除了如標準里說明的對位元離散和位元集合的明確需求。
一個關于進棧地址映象的優(yōu)選速率匹配算法如下(步驟112)。
參數定義eini當前和預期的去除比之間的初始誤差eminus變量e的減量eplus變量e的增量X 速率匹配前的位元數量(傳輸端)p 去除或重復后映象位元的地址u 速率匹配前的位元地址(傳輸端)e 臨時變量，保留如標準里標記的“誤差”i 序列標識符(即S、P1、或P2)f 表示進棧處理差值的函數，它進一步解析地址p并將位元u寫入合適的物理信道如果將要進行去除，則使用下面的算法。
<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[ei＝eini，ip＝0u＝0while u＜X ei＝ei-eminus，i if ei＞0 then --normal no puncture bit perform function f(u，p) u＝u+1 p＝p+1 else--else puncture u＝u+1 ei＝ei+eplus，i end ifend while]]></pre>如果將要進行重復，則使用下面的算法。
<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[ei＝eini，ip＝0u＝0while u＜X ei＝ei-eminus，i if ei＞0 then --normal no repeat bit perform function f(u，p) u＝u+1 p＝p+1 else--else this is a repeat bit perform function f(u，p) p＝p+1ei＝ei+eplus，i end if end while]]></pre>盡管結合一個優(yōu)選的TDD/CDMA通信系統(tǒng)描述了“進?！彼俾势ヅ?，但是它可以用于各種應用中，例如用于使用TDD/CDMA、FDD/CDMA和TDSCDMA系統(tǒng)的UE、基站或節(jié)點B。
處理的下一步是位元加擾。位元加擾時位元順序被重新排列以消除DC偏差。位元加擾器為由速率匹配器輸出的地址確定位元加擾地址。
位元加擾中，通過使用擾頻碼來加擾位元。位元的加擾用于消除DC偏差。位元加擾前的位元由諸如h1、h2、h3、...、hs表示。S是CCTrCH中的位元數量，另外表示加擾塊。利用公式1和2確定S個位元中的第k個位元。
sk＝hkpk，其中k＝1，2，...，S 公式1pk=(Σi=116gi·pk-i)mod2;pk=0fork<1;pi=1;g={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,1,1,0,1}]]>公式2pk是擾頻碼的第k個位元。gi是g的第i個位元。
結合圖6的流程圖說明位元加擾過程。利用CCTrCH中的位元位置k，確定出擾頻碼pk的相應位元，步驟300。位元hk被加擾，例如通過與pk進行異或邏輯運算，步驟302。
在如圖7所示并且以圖8的流程圖說明的另一個實施例中，位元加擾器90位于其他裝置88、92、94(速率匹配、第二交織和物理信道映象)之后。該實施例允許所有的地址映象在位元值的任何操作前進行。位元加擾器在速率匹配后確定給定位元的地址，步驟304。利用在速率匹配后給定位元的地址，加擾位元的pk被確定步驟306。利用所確定的pk，例如通過異或邏輯運算對給定位元進行加擾，步驟308。
盡管結合一個優(yōu)選的TDD/CDMA通信系統(tǒng)描述了“進?！蔽辉訑_，但是它可以用于各種應用中，例如用于TDD/CDMA系統(tǒng)的UE、基站或節(jié)點B。
第二交織器92用于在速率匹配后交織位元。最初，第二交織器92需要知道是在整個CCTrCH還是在CCTrCH的單個時隙上進行第二次交織。該信息由高層發(fā)信號通知。第二次交織中，位元以行的方式讀取，例如超過30列。被讀入陣列后，這些列被改變次序。隨后位元從被改變了次序的列中依次讀取。
結合圖9和圖10說明第二次交織。第二次交織前(位元加擾后)的位元地址u用于確定第二次交織后的地址p。利用已知的陣列列數，例如30列，可確定陣列中位元的列和行(步驟114)。如圖10所示，將分析處于位元加擾后的地址58的位元。通過除法運算地址并四舍五入，位元的行得以確定，(行158/30＝1余29)。由除法運算的余數可確定列。在該例中，通過從余數中減去一確定列，列28(29-1)。利用已知的列改序，可確定位元的新列(步驟116)。對于該例，列28改序為列11。CCTrCH或CCTrCH的時隙中的位元數以及列偏置量確定第二次交織后的位元地址p(步驟118)。該例中，列11前的7列具有3位元而4列有2位元。從而，第二次交織后位元在地址30。
盡管結合一個優(yōu)選的TDD/CDMA通信系統(tǒng)描述了“進棧”第二次交織，但是它可以用于各種應用中，例如用于使用TDD/CDMA、FDD/CDMA和TDSCDMA系統(tǒng)的UE、基站或節(jié)點B。
第二次交織后，每個CCTrCH的位元被映象到物理信道/資源單元中。結合圖11說明物理信道映象。物理信道映象針對四種不同情況采用不同的映象方法。第一種情況中，一個時隙只有一個CCTrCH資源單元。第二種情況中，在下行鏈路的時隙中使用一個以上的資源單元。第三種情況中，在上行鏈路中使用一個以上的資源單元并且第一資源單元中的數據的擴展因子大于或等于第二資源單元的擴展因子。第四種情況中，在上行鏈路中使用一個以上的資源單元并且第一資源單元中的數據的擴展因子小于第二資源單元的擴展因子。上行鏈路中，一個時隙中只能有兩個資源單元可用于CCTrCH。物理信道映象器100將輸入位元的地址u分成四類(步驟120)。
對于第一種情況(一個時隙有一個資源單元)，位元被順序分配給資源單元。因此，第二次交織后的位元地址u直接對應于資源單元中的地址p(步驟122)。
對于第二種情況(下行鏈路多個資源單元)，位元被順序分配給每個資源單元。第一位元分配給資源單元1，第二位元分配給資源單元2，以此類推直到分配給最后一個資源單元。當分配給最后一個資源單元時，下一個位元分配給資源單元1。
向每個資源單元分配可看作為模運算。如圖12所示，有三個資源單元。填充資源單元是一個模3運算。一般來說對于N個資源單元，利用一個模N運算填充資源單元。
奇數資源單元從左到右填充而偶數資源單元反向填充，從右到左。如圖12所示，資源單元1和3從左到右填充而資源單元2從右到左填充。
位元以此方式填充直到其中一個資源單元被填充滿。此點稱之為轉換點。在該點處，模數被被填充滿的資源單元數量減小。如圖12所示，資源單元1在位元681處被填滿。當其余的資源單元被填充后，資源單元2和3利用模2運算來填充，從位元684開始(轉換點)。
物理信道映象器將位元分成以下四種轉換點前的正向、轉換點前的反向、轉換點后的正向以及轉換點后的反向(步驟124)。正向表示位元從左到右填充而反向表示位元從右到左填充。位元的地址根據其類別確定(步驟126)。
轉換點來源于最短的資源單元長度以及該長度乘以資源單元的數量。如圖12所示，第一資源單元為228位元長度。轉換點是228×3個資源單元或684。確定轉換點后，位元是正向還是反向就可確定。對于轉換點前的位元，位元地址被模數除的余數確定了地址。以地址682為例，682被模數3除等于227余1。由于資源單元是從1到3計數而不是從0到2計數，在余數中加1得到位元在資源單元2中。為了分類，奇數資源單元中的位元為正向而偶數的則為反向。
轉換點后，使用類似的處理。位元地址減去轉換點其余數被新模數除，由此可確定位元資源單元。
位元被分類后，利用四個公式之一來確定其地址。對于轉換點前的正向，使用公式3。
p＝Start+u/mod公式3Start是該資源單元中的第一個地址，例如位元0。u是物理信道映象后的位元地址。p是所確定的資源單元地址。Mod是轉換點前的模數，例如示例中的3。
對于轉換點前的反向，使用公式4。
p＝End-u/mod 公式4
End是該資源單元中的最后一個地址。
對于轉換點后的正向，使用公式5。
p＝Start+SP/mod+(u-SP)/modsp公式5SP是轉換點，modSP是轉換點后的模數。
對于轉換點后的反向，使用公式6。
p＝End-SP/mod-(u-SP)/modsp-1公式6對于第三種情況(上行鏈路，其中第一資源單元比第二資源單元具有較高的擴展因子)，利用基于這兩個資源單元的擴展因子的模數將位元填充到資源單元中。公式7用于確定該模數。
mod＝1+max((SF1，SF2)/min(SF1，SF2))公式7SF1是資源單元1的擴展因子而SF2是資源單元2的擴展因子。
如圖13所示，資源單元1的擴展因子為16而資源單元2的擴展因子為4。從而，利用模5運算填充資源單元。因此，資源單元1具有位元0和5而資源單元2具有位元1到4。資源單元1被填充后，其余的位元被順序填充到資源單元2。資源單元1被填充滿的點是轉換點。資源單元1總是從左到右填充而資源單元2以反向填充。
物理信道映象器將位元分成以下三種轉換點前的正向、轉換點前的反向、以及轉換點后的反向(步驟128)。位元的地址根據其類別確定(步驟130)。
轉換點利用公式8由第一資源單元的長度可得。
SP＝mod*第一資源單元長度 公式8確定轉換點后，就可確定位元是正向還是反向。對于轉換點前的位元，如果位元地址被模數除有余數，則該位元在第二資源單元內。以位元4為例，4被模數5除得到余數4。如圖10所示，正如所預期的位元4在資源單元2內。如果沒有余數，則該位元在第一資源單元內。轉換點后，所有位元在第二資源單元內。
位元被分類后，利用三個公式之一來確定其地址。對于轉換點前的正向，使用公式9。
p＝Start+u/mod 公式9對于轉換點前的反向，使用公式10。
p＝End-((mod-1)*(u/mod)-BN％mod)公式10BN％mod是以mod為模的位元數。例如mod＝5，則BN％mod是mod5(位元數)。
對于轉換點后的反向，使用公式11。
p＝End-mod*SP/(mod+1)-(u-SP)公式11對于第四種情況(上行鏈路，其中第一資源單元比第二資源單元具有較低的擴展因子)，同樣利用基于這兩個資源單元的擴展因子的模數將位元填充到資源單元中。公式7也用于確定該模數。
如圖14所示，資源單元2的擴展因子為16而資源單元1的擴展因子為4。從而，利用模5運算填充資源單元。因此，資源單元1具有位元0到3而資源單元2具有位元4。資源單元1被填充后，其余的位元被順序填充到資源單元2。資源單元1被填充滿的點是轉換點。資源單元1總是從左到右填充而資源單元2以反向填充。
物理信道映象器將位元分成以下三種轉換點前的正向、轉換點前的反向、以及轉換點后的反向(步驟132)。位元的地址根據其類別確定(步驟134)。
轉換點利用公式12由第一資源單元的長度可得。
SP＝mod*第一資源單元長度/(mod-1) 公式12確定轉換點后，就可確定位元是正向還是反向。對于轉換點前的位元，如果位元地址加1后被模數除有余數，則該位元在第一資源單元內。否則，則該位元在第二資源單元內。轉換點后，所有位元在在第二資源單元內。
位元被分類后，利用三個公式之一來確定其地址。對于轉換點前的正向，使用公式13。
p＝Start+((mod-1)*(u/mod))+BN％mod 公式13對于轉換點前的反向，使用公式14。
p＝End-u/mod 公式14對于轉換點后的反向，使用公式15。
p＝End-SP/(mod+1)-(u-SP) 公式15利用針對這四種情況的公式，物理信道映象器94確定物理信道映象前某個特定地址u的資源單元地址p。
盡管結合一個優(yōu)選的TDD/CDMA通信系統(tǒng)描述了“進?！毙诺烙诚螅撬梢杂糜诟鞣N應用中，例如用于TDD/CDMA系統(tǒng)的UE、基站或節(jié)點B。
如圖15所示，把物理信道處理的另一種方法稱之為“出棧”處理。在傳輸端的“出?！碧幚碇?，將被輸入到物理信道緩沖器146的每一個位元被映象到第一交織器緩沖器144的一個或多個位元(步驟136)。為了示例，物理信道緩沖器146內的一個地址被映象到第一交織器緩沖器144內的一個地址。位元被映象后，通過讀取第一交織器緩沖器144內的相應位置位元被插入到物理信道緩沖器146內(步驟138)。物理信道緩沖器146內的數據送到芯片速率處理以通過空中接口傳輸。在接收端，位元被從物理信道緩沖器146讀取并寫入第一交織器緩沖器144。從而，接收端的“進?！碧幚砼c傳輸端的“出?！碧幚矸聪?。下文中，主要說明傳輸端的“出?！碧幚?。接收端是以類似的反向進行。
圖16是“出?！碧幚淼囊粋€實施例的框圖。出棧地址發(fā)生器148確定將被寫入到物理信道緩沖器146的位元。“出?！碧幚淼囊粋€優(yōu)點是資源單元可以按需要填充從而不需要在多個時隙上緩沖物理信道數據。例如，如果在一幀的第一時隙只傳輸一個資源單元，“出棧”處理可以選擇性地只為該資源單元“出?！蔽辉亩?，出棧處理可以用于將物理信道緩沖降低到僅有一個時隙。
“出?！碧幚淼奈辉梢砸淮潍@取一位元或者以組獲取，例如8位元、16位元或32位元。這些位元最好按照一個資源單元的從第一位元到最后位元的順序獲取，盡管位元可以以其他順序獲取。出棧地址發(fā)生器148確定第一交織器緩沖器144內將被讀取的位元的地址。出棧地址發(fā)生器148利用標準化的或信號通知的控制參數來確定正確的地址。
出棧地址發(fā)生器148向讀/寫控制器140傳送控制信號。讀/寫控制器140從第一交織器緩沖器144內所確定的地址讀取位元并將該位元寫入物理信道緩沖器146的地址。所有這些操作都由物理映象控制器166控制，該物理映象控制器166也利用控制參數監(jiān)測物理層處理操作。
類似于“進?！碧幚?，出棧地址發(fā)生器148有四個主要的子裝置速率匹配器150、位元加擾器152、第二交織器154和物理信道映象器156。
同樣，向這四個主要的子裝置饋送信息的其他三個子裝置是無線電幀分段計算器158、TrCH多路(MUX)計算器158和物理信道分段計算器162。
與“進?！碧幚硐喾矗趥鬏敹诉@四個主要裝置150、152、154、156按照圖16所示的順序工作。首先進行反向物理信道映象。隨后，進行反向第二次交織，接著是反向位元加擾。最后，進行反向速率匹配。
物理信道映象器156進行反向的物理信道映象。對于一個資源單元內的每個位元地址，要確定物理信道映象前的相應地址。
物理信道映象針對四種不同情況采用不同的映象方法。結合圖17說明物理信道映象。第一種情況中，一個時隙只有一個CCTrCH資源單元。第二種情況中，在下行鏈路的時隙中使用一個以上的資源單元。第三種情況中，在上行鏈路中使用一個以上的資源單元并且第一資源單元中的數據的擴展因子大于或等于第二資源單元的擴展因子。第四種情況中，在上行鏈路中使用一個以上的資源單元并且第一資源單元中的數據的擴展因子小于第二資源單元的擴展因子。
物理信道映象器156確定每個資源單元位元地址適用于何種情況(步驟168)。對于第一種情況(一個時隙有一個資源單元)，位元被順序分配給資源單元。因此，資源單元中的位元地址p直接對應于物理信道映象前的位元地址u(步驟170)。對于第二種情況(下行鏈路多個資源單元)，物理信道映象器156將位元分成以下四種轉換點前的正向、轉換點前的反向、轉換點后的正向以及轉換點后的反向(步驟172)。正向表示位元從左到右填充而反向表示位元從右到左填充。位元的地址根據其類別確定(步驟174)。
奇數資源單元的轉換點是最短的資源單元的長度。如圖18所示，轉換點是228(最短的資源單元的長度)。對于偶數資源單元，轉換點是資源單元中比最短的資源單元的長度短的最后的地址。確定轉換點后，根據其所在資源單元就可確定位元是正向還是反向。奇數資源單元中的為正向而偶數的則為反向。
位元被分類后，利用四個公式之一來確定其地址。對于轉換點前的正向，使用公式16。
u＝p*mod+ru％mod公式16u是反向物理信道映象時的位元地址。P是資源單元地址。Mod是轉換點前的模數。ru％mod是以mod為模的資源單元位元數。
對于轉換點前的反向，使用公式17。
u＝End-p*mod+1公式17End是該資源單元中的最后一個地址。
對于轉換點后的正向，使用公式18。
u＝SP*mod+(p-SP)*(modsp) 公式18SP是轉換點，modSP是轉換點后的模數。
對于轉換點后的反向，使用公式19。
u＝SP*mod-(End-SP-p)*(modsp-1)+RU-2 公式19RU是位元的資源單元數。
對于第三種情況(上行鏈路，其中第一資源單元比第二資源單元具有較高的擴展因子)，如上所述，利用基于這兩個資源單元的擴展因子的模數將位元填充到資源單元中。
物理信道映象器156將位元分成以下三種轉換點前的正向、轉換點前的反向、以及轉換點后的反向(步驟176)。位元的地址根據其類別確定(步驟178)。
對于第三種情況的物理信道映象使用了兩個轉換點正向轉換點(SPF)和反向轉換點(SPR)。正向轉換點是第一資源單元的轉換點，它等于其長度，如圖19中的228。反向轉換點是第二資源單元的轉換點，它由公式20確定。
SPR＝End-(mod-1)*SPF 公式20
End是資源單元2中的最后一個地址。
位元被分類后，利用三個公式之一來確定其地址。對于轉換點前的正向，使用公式21。
u＝mod*p 公式21對于轉換點前的反向，使用公式22。
u＝mod*INT((LP2-ruPOS)/(mod-1)+MOD(LP2-ruPOS，(mod-1))+1公式22INT是取整算符。MOD是取模算符。LP2是資源單元2中的最后點。ruPOS是資源單元中位元的位元位置數。
對于轉換點后的反向，使用公式23。
u＝mod+SPF+SPR-p-1 公式23對于第四種情況(上行鏈路，其中第一資源單元比第二資源單元具有較低的擴展因子)，如上所述，同樣利用基于這兩個資源單元的擴展因子的模數將位元填充到資源單元中。
物理信道映象器156將位元分成以下三種轉換點前的正向、轉換點前的反向、以及轉換點后的反向(步驟180)。位元的地址根據其類別確定(步驟182)。
第四種情況的物理信道映象只使用反向轉換點(SPR)。反向轉換點是第二資源單元的轉換點，它由公式24確定。
SPR＝End-第一資源單元長度/(mod-1) 公式24End是資源單元2中的最后一個地址。
位元被分類后，利用三個公式之一來確定其地址。對于轉換點前的正向，使用公式25。
u＝mod*INT(p/(mod-1))+ruPOS％(mod-1)公式25ruPOS％(mod-1)是以(mod-1)為模的資源單元位元位置。
對于轉換點前的反向，使用公式26。
u＝mod*(LP2-p)+(mod)-1 公式26對于轉換點后的反向，使用公式27。
u＝mod*(LP2-SPR+1)+(LP2-p)％mod Minus 1 公式27利用針對這四種情況的公式，物理信道映象器156確定第二交織器某個特定位元地址u的資源單元地址p。
盡管結合一個優(yōu)選的TDD/CDMA通信系統(tǒng)描述了“出棧”物理信道映象，但是它可以用于各種應用中，例如用于TDD/CDMA系統(tǒng)的UE、基站或節(jié)點B。
第二交織器154用于在物理信道映象后反向交織位元。最初，第二交織器154需要知道是在整個CCTrCH還是在CCTrCH的單個時隙上進行第二次交織。該信息由高層發(fā)信號通知。
結合圖21說明第二次交織。物理信道映象后的特定位元地址p用于確定反向第二次交織后的地址u。利用CCTrCH或CCTrCH的時隙中的位元總數以及列偏置量確定在每列中的位元數。利用地址p，可確定改序陣列中位元的列和行(步驟184)。
如圖22所示，分析物理信道緩沖器中的地址p＝61的位元。利用位元總數以及列偏置量可知，列0具有5個位元而其他列有4個位元。利用已知的每列中的位元數可確定位元的列和行(列12，行1)。
利用已知的列改序，確定非偏置列(步驟186)。對于上例，偏置列12對應于非偏置列1。利用非偏置陣列中的位元列和行，確定位元地址(步驟188)。對于上例，位元地址為6。
盡管結合一個優(yōu)選的TDD/CDMA通信系統(tǒng)描述了“出?！钡诙谓豢棧撬梢杂糜诟鞣N應用中，例如用于使用TDD/CDMA、FDD/CDMA和TDSCDMA系統(tǒng)的UE、基站或節(jié)點B。
如上所述，速率匹配中，位元被去除和重復以最小化所需信道的數量并且保證充分利用每個信道。速率匹配器150確定第一交織器緩沖器的每個位元在反向速率匹配后將處于的地址。速率匹配主要使用三個變量e-ini、e-plus和e-minus。e-ini是速率匹配算法中的e的初始值。e-plus是速率匹配算法中的e的增量。e-minus是速率匹配算法中的e的減量。
結合圖23-25的流程圖來說明速率匹配。速率匹配器150確定特定信道的數據是諸如卷積編碼的非turbo編碼，還是turbo編碼。如果信道是非turbo編碼，位元作為一個序列被處理。
turbo編碼使用以下三種類型位元系統(tǒng)化(S)、配類1(P1)和配類2(P2)。在系統(tǒng)化位元上不進行去除。速率匹配器150把這些類的位元的每一類作為獨立的串(步驟190)。將這些位元當作獨立的串處理不需要如標準里說明的位元離散和位元集合。該功能通過獨立地處理每個序列而得以實現。
除了需要turbo編碼去除以外，序列的地址計算通過用于去除的公式28和用于重復的公式29進行(步驟194)。 公式28 公式29u是第一交織器緩沖器內的位元的計算地址。p是反向速率匹配前的位元地址。
turbo編碼的序列的去除以不同的方式處理。如圖24和25所示，使用兩種常用方法確定這些位元的地址。在如圖24所示的第一種方法中，對S、P1和P2序列進行獨立處理。從而，得到一組線性不定方程。這些方程可以利用未知變量的特定約束條件求解(步驟198)，主要是把地址u和p約束為整型值。利用這些約束條件，解的范圍變窄，從而對于任意給定的p，只有一個u解。為了實施該方法，大致估算地址u的去除數量(步驟200)。在估算值周圍進行足夠范圍的檢索以確定有效解。利用中間變量的已知約束條件確定有效解(步驟202)。
以下是應用第一種方法的優(yōu)選技術。系統(tǒng)化位元(S)從不去除。公式30說明了在P1位元去除操作中對于任意給定的地址u，變量e的狀態(tài)。e1=e1ini-u1e1-+n1e1+]]>公式30
e1是對于P1的變量e。類似地，e1ini、e1-和e1+是分別對應于P1的eini、e-和e+。u1是確定地址u之前的P1序列的位元數。n1是P1序列的當前u1值之前的被去除的位元數。
公式31說明了在P2位元去除操作中對于任意給定的地址u，變量e的狀態(tài)。e2=e2ini-u2e2-+n2e2+]]>公式31e2是對于P2的變量e。類似地，e2ini、e2-和e2+是分別對應于P2的eini、e-和e+。u2是確定地址u之前的P2序列的位元數。n2是P2序列的當前u2值之前的被去除的位元數。
對于給定的p，使用公式32。
u-p＝n1+n2公式32公式33和34經標準的速率匹配算法驗證正確。0<e1≤e1+]]>公式330<e2≤e2+]]>公式34上述線性不等式包括三個方程式和五個未知數(u、e1、e2、n1、n2)。為確定這些方程的解，要估算n1和n2的值。在估算值周圍進行足夠范圍的檢索。根據方程33和34的約束確定解。
n1和n2的估算值通過將公式32中的u由公式35代換來確定。u=pγ]]>公式35得到公式36。n1+n2=(pγ-p)]]>公式36γ是去除比，它由公式37確定。γ=1-e1-3e1+-e2-3e2+]]>公式37速率匹配參數確定算法按照標準均勻地去除P1和P2位元，除了需要有奇數個去除。當需要奇數個去除時，P1得到一個以上的去除。速率匹配算法還允許在一行中有不超過兩個P1去除同時沒有P2去除。此外，可以有不超過兩個P2去除同時有一個P1去除。因此，得到公式38和39。
n1-n2≤3 公式38n2-n1≤2 公式39利用公式38、39和36，得到公式40和41。p(1γ-1)-22≤n1≤p(1γ-1)+32]]>公式40p(1γ-1)-32≤n2≤p(1γ-1)+22]]>公式41這些公式用以確定包含解的小的子空間。
對于任意的p，其中將要確定相應的寫入地址u，該地址的位元不會去除(或者它不會在物理信道映象緩沖器中結束)。因此，e的值必須要大于e-，得到公式42。ex-<ex≤ex+]]>公式42下標x通用，由于x＝1或2(對于P1和P2)該不等式均成立。利用公式30和31，得到公式43。0<exini-(ux+1)ex-+nxex+≤ex+-ex-]]>公式43只有當u是一個Px位元時公式43才成立。當u不是Px位元時使用公式44。0<exini-(ux+1)ex-+nxex+≤ex+]]>公式44為了確定有效解，使用公式45和46。e~1=esini-(u2+1)e2-+n2e2+]]>公式45e~2=esini-(u2+1)e2-+n2e2+]]>公式46隨后，進行范圍檢查。如果u是P1位元則使用公式47。(0<e~1≤e1+-e1-)]]>及(0<e~2≤e2+)]]>公式47如果u是P2位元則使用公式48。(0<e~1≤e1+)]]>及(0<e~2≤e2+-e2-)]]>公式48如果u是S位元則使用公式49。(0<e~1≤e1+)]]>及(0<e~2≤e2+)]]>公式49
如圖25所示，以下是第二種方法。根據u的位置，可確定速率匹配輸入位元位置p。確定系統(tǒng)比(步驟204)。系統(tǒng)比依賴于P1和P2序列的去除比。估算系統(tǒng)位元Sbits的數量，例如通過公式50(步驟206)。S~bits=u/(1+P1PR+P2PR)]]>公式50
是系統(tǒng)位元的估算數量。P1PR是P1序列的去除比，P2PR是P2序列的去除比。
假定四種情況取決于位元的順序(S、P1、P2為正向，S、P2、P1為反向)。S是
的初始估算值。各種情況的值表示在表1中。
表1
根據所分析位元的類型(列頂)，選擇表1的合適的四行。以P2位元為例，選擇最后的四行(對于列頂P2)。如果位元為正向，使用最左邊的列。如果位元為反向，使用最右邊的列。利用合適的四行和該行合適的三列，每行的輸出索引可確定。以正向P2位元為例，使用四種情況(情況1-S、S、S；情況2-S、S、S+1；情況3-S+1、S、S+1；情況4-S+1、S+1、S+1)。
這四種情況用于計算輸出位置的四種可能結果(步驟208)。確定每種可能結果的被去除位元數表示在表2中。表2還表示了可能輸出位元位置的計算方法。
表2
P1Pbits是被去除的P1位元數。P2Pbits是被去除的P2位元數。P1Pbitsini是初始P1位元數。P2Pbitsini是初始P2位元數。
匹配實際輸出位元位置的第一可能輸出位元位置表示S、P1和P2的位元數。利用此信息，確定了輸入位元位置p(步驟210)。
盡管結合一個優(yōu)選的TDD/CDMA通信系統(tǒng)描述了“出棧”速率匹配，但是它可以用于各種應用中，例如用于使用TDD/CDMA、FDD/CDMA和TDSCDMA系統(tǒng)的UE、基站或節(jié)點B。
處理的下一步是反向位元加擾。位元加擾器為由第二交織器輸出的地址確定位元加擾地址。
結合圖26的流程圖說明反向位元加擾過程。利用CCTrCH中的位元位置k，確定出擾頻碼pk的相應位元(步驟400)。位元hk被加擾，例如通過與pk進行異或邏輯運算(步驟402)。
盡管可以在反向速率匹配前進行位元加擾，但如圖27所示并且以圖28的流程圖說明的那樣，位元加擾最好在反向速率匹配后進行。該實施例允許所有的地址映象在位元值的任何操作前進行。確定反向速率匹配后給定位元的反向第二次交織后(反向速率匹配前)的地址(步驟404)。利用給定位元在反向第二次交織后的地址，加擾位元的pk被確定(步驟406)。給定位元利用所確定的pk被加擾，例如通過與pk進行異或邏輯運算(步驟408)。
盡管結合一個優(yōu)選的TDD/CDMA通信系統(tǒng)描述了“出?！蔽辉訑_，但是它可以用于各種應用中，例如用于TDD/CDMA系統(tǒng)的UE、基站或節(jié)點B。
另一種處理降低了第一交織器緩沖并稱之為“降低的第一交織器緩沖”。圖29是“降低的第一交織器緩沖”的框圖。
如圖29所示，第一交織器212的輸出不是直接送到交織器緩沖器。所有的物理層緩沖表示在圖29中，由一個獨立的公用內存220完成。傳輸信道數據塊提供于一幀或多幀。該特性由TTI參數表征。TTI可以有四種可能的值10、20、40和80毫秒。10毫秒的TTI表示數據對應于1幀，20毫秒的TTI表示2幀，40毫秒的TTI表示4幀，80毫秒的TTI表示8幀。TTI第一幀的數據可以直接傳送到物理信道處理器218。TTI的其他幀被緩沖以備后期處理。從而，整個第一交織器緩沖被降低一幀。例如，如果TTI是10毫秒，一幀被直接存儲在物理信道緩沖器內，不需要第一交織器緩沖。對于80毫秒的TTI，七幀而不是八幀數據需要存儲。
“降低的第一交織器緩沖”最好用于物理層處理的“進棧”處理。從而，當數據從第一交織器212輸出后，它被寫入物理信道映象緩沖器的相應地址，盡管可以使用其他的物理層處理方法。如果在物理信道處理中例如速率匹配和第二次交織后使用中間緩沖處，使用物理層處理方法，仍可以使用降低的交織器緩沖。第一幀的數據直接傳送到物理層處理并存儲在中間緩沖器中。
如圖23所示，所有幀的位元輸入到第一MUX 214內。第一MUX214將第一幀的位元傳送到第二MUX216以由物理信道處理塊218進行物理信道處理。其他幀的位元，如果TTI大于10毫秒，通過第一MUX 214被傳送到內存220(第一交織器緩沖)。隨后第一幀的位元傳送到芯片速率處理以通過空中接口傳輸。其后幀的位元經第二MUX216從內存230獲取以進行物理信道處理。所有這些操作由物理信道控制器222監(jiān)測。
圖30A和30B表示10毫秒的TTI(一幀)的傳輸信道數據塊的“降低的第一交織器緩沖”的數據流。傳輸信道數據位元直接傳輸到物理信道處理器218并且接著傳輸到物理信道緩沖器以進行隨后的芯片速率處理，而不使用第一交織器緩沖。如圖30A所示，幀N被直接傳輸到物理信道處理器218。如圖30B所示，下一幀(幀N+1)也被直接傳輸到物理信道處理器218。
圖31A和31B表示80毫秒的TTI的傳輸信道數據塊的“降低的第一交織器緩沖”的數據流。第一幀(幀N)的傳輸信道數據被傳送到物理層處理并且存儲在物理信道緩沖器(內存220)內。其他幀(幀N+1到N+7)通過物理層處理存儲在物理信道緩沖器內。在如圖31B所示的下面的幀中，(幀N+1)被傳送到物理層處理并且存儲在物理信道緩沖器內。其他幀(幀N+2到N+7)以與下六個幀相同的方式順序處理。芯片速率處理器從物理信道緩沖器當前幀之后的一幀讀取數據位元。例如，如果物理層處理器處理(幀N+1)則芯片速率處理器讀取幀N。20和40毫秒的TTI的數據處理方法與上述的80毫秒的處理一樣。唯一的區(qū)別在于物理信道緩沖前被緩沖的幀數。
權利要求1.一種頻分雙工/碼分多址(FDD/CDMA)用戶設備，其特征在于，包括第一緩沖器，在第一地址緩沖位元；第二緩沖器，在第二地址緩沖位元；讀/寫控制器，可操作地連接于第一和第二緩沖器，讀/寫控制器從位元的第一緩沖器的第一地址讀取位元并且將該位元寫入第二緩沖器的第二地址；地址計算器，可操作地連接于讀/寫控制器，地址計算器利用位元的第一地址確定該位元的第二地址；以及地址計算器包括一個速率匹配器用以通過將turbo編碼位元當作系統(tǒng)、或配類1或配類2串的位元處理來確定位元在速率匹配后的地址。
2.如權利要求1所述的FDD/CDMA用戶設備，其特征在于，還包括一個控制參數塊，用于向速率匹配器輸出變量e-ini、e-plus和e-minus。
3.如權利要求1所述的FDD/CDMA用戶設備，其特征在于，第一緩沖器是第一交織器緩沖器而第二緩沖器是物理信道緩沖器。
4.一種頻分雙工/碼分多址(FDD/CDMA)基站，其特征在于，包括第一緩沖器，在第一地址緩沖位元；第二緩沖器，在第二地址緩沖位元；讀/寫控制器，可操作地連接于第一和第二緩沖器，讀/寫控制器從位元的第一緩沖器的第一地址讀取位元并且將該位元寫入第二緩沖器的第二地址；地址計算器，可操作地連接于讀/寫控制器，地址計算器利用位元的第一地址確定該位元的第二地址；以及地址計算器包括一個速率匹配器用以通過將turbo編碼位元當作系統(tǒng)、或配類1或配類2串的位元處理來確定位元在速率匹配后的地址。
5.如權利要求4所述的FDD/CDMA基站，其特征在于，還包括一個控制參數塊，用于向速率匹配器輸出變量e-ini、e-plus和e-minus。
6.如權利要求4所述的FDD/CDMA基站，其特征在于，第一緩沖器是第一交織器緩沖器而第二緩沖器是物理信道緩沖器。
專利摘要本實用新型包括用于物理層處理的各種實施例。一個實施例確定從第一交織器緩沖器內的位元地址映象物理信道緩沖器內的位元的地址。物理信道緩沖器地址根據速率匹配、位元加擾、第二次交織和物理信道映象后的位元地址而確定。利用所確定的物理信道緩沖器地址直接從第一交織器緩沖器讀取位元并將位元寫入物理信道緩沖器。另一個實施例確定從物理信道緩沖器內的位元地址映象第一交織器緩沖器內的位元的地址。第一交織器緩沖器地址根據反向速率匹配、反向位元加擾、反向第二次交織和反向物理信道映象后的位元地址而確定。直接從所確定的第一交織器緩沖器地址讀取位元并將位元寫入物理信道緩沖器地址。
文檔編號H04B7/216GK2600997SQ02231190
公開日2004年1月21日 申請日期2002年4月16日 優(yōu)先權日2002年4月16日
發(fā)明者道格拉斯·R·卡斯特, 喬治·W·邁克克萊倫, 約瑟夫·T·莫拉比托 申請人:交互數字技術公司