專利名稱：混合自動重傳信道編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合自動請求HARQ和無線基帶處理，具體涉及一種HARQ 無線系統(tǒng)信號處理方法。
背景技術(shù)：
(-)七十年代初美國貝爾實(shí)驗(yàn)室提出的蜂窩概念使移動通信得到了迅速 的發(fā)展，大致可以分為以下幾個階段第 一代移動通信系統(tǒng)采用了頻分多址FDMA模擬調(diào)制方式。第二代蜂窩系統(tǒng)采用了時分多址TDMA和碼分多址CDMA的數(shù)字調(diào)制方式，提高了系統(tǒng)容量，并采用獨(dú)立信道傳輸信令的方式，使系統(tǒng)性能大為改善。主要包括北歐的GSM和北美的IS-95。第三代移動通信系統(tǒng)IMT-2000能提供更大的系統(tǒng)容量，以滿足多媒體 通信的要求。主要包括北美的cdma2000,歐洲的WCDMA和中國的 TDS-CDMA。 R99是WCDMA的正式版本；HSPA是WCDMA的3.5G后續(xù)演進(jìn)。第四代移動通信系統(tǒng)主要采用了 OFDM技術(shù)，具有真正意義的高速寬 帶接入。例如WIMAX, LTE， AIE和IMT-ADVANCED等。WIMAX是由正EE標(biāo)準(zhǔn)組織發(fā)布的，WCDMA/TDS-CDMA、 LTE是由 3GPP標(biāo)準(zhǔn)組織發(fā)布的，cdma2000、 AIE是由3GPP2標(biāo)準(zhǔn)組織發(fā)布的。(二)無線接口往往是移動通信系統(tǒng)的決定因素，換句話說無線接口技術(shù)的 演進(jìn)直接決定了移動通信系統(tǒng)的改朝換代。無線接口通常包括收發(fā)信機(jī)(基 站和終端)和空中信道，而收發(fā)信機(jī)是由基帶、中頻和射頻三個部分。在無 線接口技術(shù)中，基帶處理往往是最重要的，因此著重討論物理信道映射之前 的基帶處理流程。① WCDMA和TDS-CDMA的信號處理整體過程如圖1和2所示，其中， 圖l給出下行處理流程，圖2給出了上行處理流程，圖中虛線大框內(nèi)的步驟 是對應(yīng)基帶處理內(nèi)的過程。② 基帶處理過程和物理信道映射步驟，由3GPP標(biāo)準(zhǔn)組織規(guī)定圖3給出了 HSPA和可能LTE的信道編碼(編碼與復(fù)用)基帶處理流 程，主要描述物理信道映射之前；圖4給出了的A正基本信道編碼(編碼與 復(fù)用)基帶處理流程，主要描述物理信道映射之前；圖5給出了的WIMAX 基本信道編碼(編碼與復(fù)用)基帶處理流程，主要描述物理信道映射之前。 需要指出，對于一個突發(fā)的所有碼塊，編碼調(diào)制得到符號都將進(jìn)行物理信道 映射，這樣物理信道映射就具有了碼塊級聯(lián)的功能，所以碼塊級聯(lián)這個模塊 是不存在。下面，對以上這幾種基帶處理過程主要包括步驟和物理信道映射 步驟分別說明如下i碼塊分,爻Code Block Segmentation由于信道編碼coding具有允許的最大編碼塊大小， 一個大的傳輸塊(或 者突發(fā)，或者子包)需要被分為多個碼塊，然后才可以分別進(jìn)行編碼。ii碼塊級聯(lián)Code Block Segmentation一個大的傳輸塊(或者突發(fā)，或者子包)需要被分為多個碼塊，然后分 別進(jìn)行編碼以及后續(xù)處理，處理后的多個數(shù)據(jù)塊將被級聯(lián)起來。iii石馬率匹酉己Code Rate Matching因?yàn)槲锢硇诺烙成涞那闆r非常多，而最終物理信道的傳輸能力是有限 種，需要通過速率匹配使得復(fù)用后的數(shù)據(jù)量正好與物理信道的能力相適應(yīng)； 此外，速率匹配還提供一種QoS保證機(jī)制，平衡各業(yè)務(wù)的質(zhì)量。碼率匹配 主要手段是對數(shù)據(jù)進(jìn)行重復(fù)或刪減。iv添加循環(huán)冗余差錯檢測CRC碼在每個傳輸塊TB后添加CRC碼。CRC長度由傳輸格式的半靜態(tài)屬性 給出，可為0、 8、 12、 16、 24比特；除非進(jìn)行鏈路重配置，否則不會改變。 CRC只具有檢錯功能，沒有糾錯功能，用于在接收端檢測該TB中是否有出 錯比特，進(jìn)而用于測量BLER。如果沒有TB輸入,不應(yīng)該計(jì)算CRC;如果有TB輸入,但輸入TB SIZE-O,仍要添加CRC，只是CRC均為0。 CRC位添加在 數(shù)據(jù)末端。v信道交織interleave交織的主要目的是將突發(fā)錯誤變成隨機(jī)錯誤以利于譯碼器進(jìn)行糾錯，抵 抗深度快衰落造成的影響。首先，交織往往盡可能確保相鄰碼字比特被映射 到不相鄰的位置。另一個拓展的考慮，交織往往盡可能保證將相鄰的碼字比 特交替地映射到可靠性不同的星座圖比特或者OFDM子載波上，避免長時 間低可靠傳輸數(shù)據(jù)。vi信道編碼coding在原數(shù)據(jù)流中加入冗余信息，使接收機(jī)能夠檢測和糾正由于傳輸媒介帶 來的信號誤差，同時提高數(shù)據(jù)傳輸速率。目前使用較多的是巻積編碼，Turbo 編碼和LDPC編碼。另外，使用編碼會增加了無效負(fù)荷和傳輸時間。vii隨機(jī)化Randomize隨機(jī)化可以使得傳輸?shù)谋忍亓髦?0"與'T，出現(xiàn)的概率是相等的，有 利于在接收端進(jìn)行信道解碼前提取出比特時鐘，從信號功率譜的角度看，擾 亂過程相當(dāng)于將數(shù)字信號的功率譜拓展了，使其分散開了，因此擾亂過程又 被稱為"能量分散"；隨機(jī)化還可以用于抑制小區(qū)間干擾，不同小區(qū)的同 頻信號可以被白噪化，這個作用很重要。隨機(jī)化器實(shí)際上就是一個偽隨機(jī)二 進(jìn)制序列(PRBS)發(fā)生器，它由一個特定的生成多項(xiàng)式定義，偽隨機(jī)序列 的發(fā)生電路實(shí)際上是該多項(xiàng)式的自發(fā)除法電路。每個數(shù)據(jù)字節(jié)按照先高位 后低位順序進(jìn)入。前綴將不被隨機(jī)化。PRBS通過生成多項(xiàng)式的自發(fā)除法電 路產(chǎn)生PN序列。將得到的PN序列和送入的源數(shù)據(jù)比特進(jìn)行異或操作即可。viii調(diào)制映射Modulation調(diào)制是指將信息承載到適合于信道的信號上過程，調(diào)制一般包括基帶映 射和正交調(diào)制?；鶐в成渚褪菍⒍M(jìn)制比特流映射到各種調(diào)制方式下星座圖 上的過程；而正交調(diào)制就是將基帶信道搬移到載波上過程，屬于頻譜搬移。 我們這里的調(diào)制主要是指基帶映射，常用的調(diào)制包括BPSK, QPSK, MQAM, MAPSK等。ix物理信道映射Physical channel mapping指將調(diào)制符號映射到物理信道資源上，如CDMA系統(tǒng)的擴(kuò)頻碼碼道或 者OFDM系統(tǒng)的子信道或者資源塊(多個子載波構(gòu)成)。Q分析現(xiàn)有基帶處理方法，我們可以看出以下缺陷① WIMAX和AIE的信道編碼鏈提出了將信道交織處理放在碼塊級聯(lián)前 面處理。由于MIMO技術(shù)及其Precoding技術(shù)的應(yīng)用，集中式Localized的 載波分配策略將成為主流策略，這種將信道交織放在碼塊級聯(lián)前的方法會導(dǎo) 致編碼塊得不到充分的頻率分集，將明顯降低鏈路的性能。② WCDMA, TDSCDMA和LTE的信道編碼鏈提出了將CRC處理放在 碼塊分段外面處理，此時將出現(xiàn)差錯檢測性能不夠好的缺點(diǎn)，因?yàn)楫?dāng)傳輸塊 非常大，24比特CRC檢錯不能保證足夠好的檢錯性能。另外，突發(fā)的任何 一個碼塊出現(xiàn)差錯，該突發(fā)的所有碼塊都需要重傳，降低了傳輸效率。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是如何提供一種HARQ無線系統(tǒng)信號處理 方法，能夠保證所有碼塊得到足夠的頻率分集，進(jìn)一步保證傳輸塊的差錯檢測性能。本發(fā)明的上述技術(shù)問題這樣解決，提供一種HARQ無線系統(tǒng)信號處理 方法，包括添加CRC比特、碼塊分割、信道編碼、碼率匹配、信道交織、 碼塊級聯(lián)、調(diào)制映射和物理信道映射等步驟，其中所述碼塊級聯(lián)位于碼率匹 配與信道交織步驟之間，即將碼塊級聯(lián)放在信道交織之前，這樣采用合適的 交織算法，可以保證所有碼塊得到足夠的頻率分集。按照本發(fā)明提供的信號處理方法，所述添加CRC比特步驟位于碼塊分 割與信道編碼步驟之間，即將添加CRC比特放在碼塊分割之后，由于24比 特CRC檢錯總是可以保證了最大碼塊的檢錯，本發(fā)明提出的方法可以保證 傳輸塊的差錯檢測性能。按照本發(fā)明提供的信號處理方法，包括以下步驟3.1)碼塊分割對輸入的傳輸塊按編碼器最大允許碼塊進(jìn)行碼塊分割；3.2) 添加CRC比特對分割后產(chǎn)生的各子傳輸塊添加CRC比特；3.3) 信道編碼對新產(chǎn)生的各子傳輸塊進(jìn)行信道編碼；3.4) 碼率匹配對編碼后產(chǎn)生的各子碼字流按物理信道能力進(jìn)行碼率匹配；3.5) 碼塊級聯(lián)對碼率匹配后的各子碼字流進(jìn)行合并或者級聯(lián)；3.6) 信道交織對合并或者級聯(lián)成的碼字流進(jìn)行信道交織；3.7) 調(diào)制映射將信道交織后的二進(jìn)制比特流基帶映射到對應(yīng)調(diào)制方式 下星座圖上；3.8) 物理信道映射將調(diào)制符號映射到物理信道資源上。按照本發(fā)明提供的信號處理方法，所述信道編碼方式可以是巻積編碼， Turbo編碼和LDPC編碼；所述調(diào)制方式可以是BPSK、 QPSK、 MQAM、 MPSK或MAPSK。按照本發(fā)明提供的信號處理方法，所述信道編碼方式和調(diào)制方式可以從 所述HARQ無線系統(tǒng)的編碼調(diào)制集合MCS中選擇。按照本發(fā)明提供的信號處理方法，所述HARQ無線系統(tǒng)可以是CDMA 系統(tǒng)或OFDM系統(tǒng)，所述物理信道資源可以是CDMA系統(tǒng)的擴(kuò)頻碼碼道或 者OFDM系統(tǒng)的子信道或資源塊。按照本發(fā)明提供的信號處理方法，該方法還可包括位于步驟3.2)和3.3) 或步驟3.6)和3.7)之間的隨機(jī)化處理步驟。按照本發(fā)明提供的信號處理方法，該方法還可包括位于步驟3.6)和3.7) 或步驟3.7)和3.8)之間的序列復(fù)用處理步驟。按照本發(fā)明提供的信號處理方法，該方法還可包括位于步驟3.2)和3.3) 之間的隨機(jī)化處理步驟和步驟3.7)和3.8)之間的序列復(fù)用處理步驟。按照本發(fā)明提供的信號處理方法，該方法還可包括位于步驟3.6)和3.7) 之間、依次進(jìn)行的隨機(jī)化處理步驟和序列復(fù)用處理步驟。本發(fā)明提供的HARQ無線系統(tǒng)信號處理方法，調(diào)整具體組成步驟的時 間順序、提出了一種新的信道編碼鏈，不僅通過將碼塊級聯(lián)放在信道交織之前使得編碼塊具有足夠的分集增益而提高了鏈路性能，而且通過將添加CRC比特放在碼塊分割之后使得傳輸塊具有足夠好的差錯檢錯性能和減少了編 碼塊重傳輸次數(shù)。。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn) 一 步對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1 WCDMA/TDSCDMA下行信道編碼(編碼與復(fù)用)處理流程示 意圖；圖2 WCDMA/TDSCDMA上行信道編碼(編碼與復(fù)用)處理流程示 意圖；圖3 HSPA和可能LTE信道編碼(編碼與復(fù)用)基帶處理流程示意圖； 圖4 A正信道編碼(編碼與復(fù)用)基帶處理流程示意圖； 圖5 WIMAX信道編碼(編碼與復(fù)用)基帶處理流程示意圖； 圖6本發(fā)明的信道編碼(編碼與復(fù)用)基帶處理流程A示意圖； 圖7本發(fā)明的信道編碼(編碼與復(fù)用)基帶處理流程B示意圖； 圖8本發(fā)明的信道編碼(編碼與復(fù)用)基帶處理流程C示意圖； 圖9本發(fā)明的信道編碼(編碼與復(fù)用)基帶處理流程D示意圖； 圖10本發(fā)明的信道編碼(編碼與復(fù)用)基帶處理流程E示意圖； 圖11 本發(fā)明的信道編碼(編碼與復(fù)用)基帶處理流程F示意圖； 圖12本發(fā)明的信道編碼(編碼與復(fù)用)基帶處理流程G示意圖。
具體實(shí)施方式
首先，說明本發(fā)明提出一種基本信道編碼/發(fā)射信號處理方法，如圖6 所示，主要包括以下步驟610)對輸入的傳輸塊進(jìn)行碼塊分割，產(chǎn)生多個子傳輸塊，目的是保證 每個碼塊的大小不超過編碼器所允許的最大碼塊大小。620)對于所有的子傳輸塊添加循環(huán)冗余校驗(yàn)CRC比特，CRC只具有 檢錯功能，沒有糾錯功 能。630 )對于上述多個的添加了 CRC的子傳輸塊分別進(jìn)行編碼，加入冗余 信息，分別產(chǎn)生多個子碼字流，使接收機(jī)能夠檢測和糾正由于傳輸媒介帶來 的信號誤差。信道編碼可以是巻積編碼，Turbo編碼和LDPC編碼等。640)對上述多個子碼字流進(jìn)行刪減和重復(fù)，即碼率匹配。因?yàn)樽罱K物 理信道的傳輸能力是有限種，需要通過碼率匹配使得物理信道映射前的數(shù)據(jù) 量正好與物理信道的能力相適應(yīng)；此外，碼率匹配還提供一種QoS保證機(jī) 制，平衡各業(yè)務(wù)的質(zhì)量。650 )對多個經(jīng)過速率匹配的多個碼字流進(jìn)行合并或者級聯(lián)，合并成為 一個碼字流。660 )進(jìn)行交織操作，使得一個傳輸塊的碼字比特得到充分的分集增益。 一個目的是，盡可能確保相鄰碼字比特被映射到不相鄰的位置，將突發(fā)錯誤 變成隨機(jī)錯誤以利于譯碼器進(jìn)行糾錯，抵抗深度快衰落造成的影響。另一個 目的是，盡可能保證將相鄰的碼字比特交替地映射到可靠性不同的星座圖比 特或者可靠性不同的物理信道上，避免長時間低可靠傳輸數(shù)據(jù)。670 )進(jìn)行基帶映射，將二進(jìn)制比特流映射到各種調(diào)制方式下星座圖上 的過程。常用的調(diào)制包括BPSK, QPSK, MQAM, MPSK, MAPSK等。680 )進(jìn)行物理信道映射，將調(diào)制符號映射到物理信道資源上，如CDMA 系統(tǒng)的擴(kuò)頻碼碼道或者OFDM系統(tǒng)的子信道或者資源塊(多個子載波構(gòu)成)。需要指出，各個模塊的具體方式和參數(shù)可以由不同的協(xié)議規(guī)定，但是它 們的原理是基本相同。系統(tǒng)將給出編碼模塊的可能編碼方式和調(diào)制方式，將 給出可能的具體的編碼調(diào)制集合Modulation Coding Set ，簡稱MCS。信道 編碼鏈的輸入是一個傳輸塊(或者一個突發(fā)，或者一個子包)，它往往用于 承載一個或者多個用戶的一個或者多個業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)， 一個傳輸塊的數(shù)據(jù)具有 相同的編碼調(diào)制方式。第二步，進(jìn)一步說明本發(fā)明在上述基本方法上的擴(kuò)展或變形①考慮到實(shí)際需要，上述步驟中，還可能需要在CRC和信道編碼之間添加隨機(jī)化處理步驟100,如圖7。② 考慮到實(shí)際需要，上述步驟中，還可能需要在信道交織和調(diào)制映射之間添加隨機(jī)化處理步驟100,如圖8。③ 考慮到實(shí)際需要，圖7中，調(diào)制映射之前，還可能需要在信道交織和 調(diào)制映射之間添加序列復(fù)用處理步驟200，如圖9。序列復(fù)用是指對交織后 的碼字序列進(jìn)行重復(fù)，接收機(jī)將對重復(fù)的序列進(jìn)行chase合并，得到分集增 益，屬于犧牲資源換性能。④ 考慮到實(shí)際需要，圖8中，調(diào)制映射之前，還可能需要在信道交織和 調(diào)制映射之間添加序列復(fù)用處理步驟200,如圖10。⑤ 考慮到實(shí)際需要，圖7中，調(diào)制映射之前，還可能需要在調(diào)制映射和 物理信道映射之間添加序列復(fù)用處理步驟200,如圖11。這里，序列復(fù)用是 指對調(diào)制后的符號序列進(jìn)行重復(fù)，接收機(jī)將對重復(fù)的序列進(jìn)行簡單合并，得 到分集增益，屬于犧牲資源換性能。⑥ 考慮到實(shí)際需要，圖7中，調(diào)制映射之前，還可能需要在調(diào)制映射和 物理信道映射之間添加序列復(fù)用處理步驟200，如圖12。序列復(fù)用是指對交 織后的碼字序列進(jìn)行重復(fù)，接收機(jī)將對重復(fù)的序列進(jìn)行筒單合并，得到分集 增益，屬于犧牲資源換性能。
權(quán)利要求
1. 一種HARQ無線系統(tǒng)信號處理方法，包括添加CRC比特、碼塊分割、信道編碼、碼率匹配、信道交織、碼塊級聯(lián)、調(diào)制映射和物理信道映射步驟，其特征在于，所述碼塊級聯(lián)位于碼率匹配與信道交織步驟之間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述信號處理方法，其特征在于，所述添加CRC 比特步驟位于碼塊分割與信道編碼步驟之間。
3、 步驟3.1)3.2)3.3)3.4)3.5)3.6)3.7)3.8)根據(jù)權(quán)利要求1或2所述信號處理方法，其特征在于，包括以下碼塊分割對輸入的傳輸塊按編碼器最大允許碼塊進(jìn)行碼塊分 割；添加CRC比特對分割后產(chǎn)生的各子傳輸塊添加CRC比特；信道編碼對新產(chǎn)生的各子傳輸塊進(jìn)行信道編碼；碼率匹配對編碼后產(chǎn)生的各子碼字流按物理信道能力進(jìn)行碼率匹配；碼塊級聯(lián)對碼率匹配后的各子碼字流進(jìn)行合并或者級聯(lián)；信道交織對合并或者級聯(lián)成的碼字流進(jìn)行信道交織；調(diào)制映射將信道交織后的二進(jìn)制比特流基帶映射到對應(yīng)調(diào)制方式下星座圖上或正交調(diào)制到載波上；物理信道映射將調(diào)制符號映射到物理信道資源上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述信號處理方法，其特征在于，所述信道編碼 方式可以是巻積編碼，Turbo編碼和LDPC編碼；所述基帶調(diào)制方式可以是 BPSK、 QPSK、 MQAM、 MPSK或MAPSK。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述信號處理方法，其特征在于，所述信道編碼 方式和調(diào)制方式可內(nèi)置在可供所述HARQ無線系統(tǒng)選擇的編碼調(diào)制集合 MCS中。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述信號處理方法，其特征在于，所述HARQ無 線系統(tǒng)可以是CDMA系統(tǒng)或OFDM系統(tǒng)，所述物理信道資源可以是CDMA系統(tǒng)的擴(kuò)頻碼碼道或者OFDM系統(tǒng)的子信道或資源塊。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述信號處理方法，其特征在于，該方法還可包 括位于步驟3.2)和3.3)或步驟3.6)和3.7)之間的隨機(jī)化處理步驟。
8、 根據(jù)權(quán)利要求3所述信號處理方法，其特征在于，該方法還可包 括位于步驟3.6)和3.7)或步驟3.7)和3.8)之間的序列復(fù)用處理步驟。
9、 根據(jù)權(quán)利要求3所述信號處理方法，其特征在于，該方法還可包 括位于步驟3.2)和3.3)之間的隨機(jī)化處理步驟和步驟3.6)和3.7)之間的序列復(fù)用處理步驟。
10、 根據(jù)權(quán)利要求3所述信號處理方法，其特征在于，該方法還可包 括位于步驟3.2)和3.3)之間的隨機(jī)化處理步驟和步驟3.7)和3.8)之間的序列復(fù)用處理步驟。
11、 根據(jù)權(quán)利要求3所述信號處理方法，其特征在于，該方法還可包 括位于步驟3.6)和3.7)之間、依次進(jìn)行的隨機(jī)化處理步驟和序列復(fù)用處理步驟。
12、 根據(jù)權(quán)利要求3所述信號處理方法，其特征在于，該方法還可包 括位于步驟3.6)和3.7)之間的隨機(jī)化處理步驟和步驟3.7)和3.8)之間的序列復(fù)用處理步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混合自動重傳信道編碼方法，包括對輸入的傳輸塊按編碼器最大允許編碼塊進(jìn)行碼塊分割；對分割后產(chǎn)生的各子傳輸塊添加CRC比特；對新產(chǎn)生的各子傳輸塊進(jìn)行信道編碼；對編碼后產(chǎn)生的各子碼字流按物理信道能力進(jìn)行碼率匹配；對碼率匹配后的各子碼字流進(jìn)行合并或者級聯(lián)；對合并或者級聯(lián)成的碼字流進(jìn)行信道交織；將信道交織后的二進(jìn)制比特流基帶映射到對應(yīng)調(diào)制方式下星座圖上或正交調(diào)制到載波上；將調(diào)制符號映射到物理信道資源上。這種方法通過將碼塊級聯(lián)放在信道交織之前使得編碼塊具有足夠的分集增益而提高了鏈路性能，而且通過將添加CRC比特放在碼塊分割之后使得傳輸塊具有足夠好的差錯檢錯性能和減少了編碼塊的重傳次數(shù)。
文檔編號H04B1/707GK101282192SQ200710073808
公開日2008年10月8日 申請日期2007年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月3日
發(fā)明者俊 徐, 胡留軍 申請人:中興通訊股份有限公司