專利名稱：在無(wú)線通信系統(tǒng)中解碼數(shù)據(jù)分組的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在使用混合自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求技術(shù)的無(wú)線通信方案中解碼數(shù)據(jù)分組 的方法，并且還涉及一種用于執(zhí)行這種方法的無(wú)線通信接收器。
背景技術(shù)：
在使用LTE或WiMax的無(wú)線通信系統(tǒng)中，應(yīng)用混合自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求(混合ARQ或簡(jiǎn) 短HARQ)使得即使在惡劣信道條件下也能保持發(fā)送器和接收器之間的鏈路質(zhì)量。在混合ARQ系統(tǒng)中，在例如接收器通過估計(jì)循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)和來(lái)檢測(cè)數(shù)據(jù)分 組的有差錯(cuò)接收或解碼差錯(cuò)的情況下，通過返回否定性應(yīng)答(NACK)消息來(lái)向發(fā)送器指示 這種情況。在這種情況下，發(fā)送器再次編碼和調(diào)制相同的數(shù)據(jù)分組并且重復(fù)先前的傳輸。接 收器解調(diào)重復(fù)的數(shù)據(jù)分組，把新計(jì)算的軟比特與來(lái)自先前傳輸?shù)能洷忍叵嘟M合，并且開始 另一解碼嘗試。依照這種方式，降低在接收器差錯(cuò)解碼的概率?？梢远啻沃貜?fù)反饋和重發(fā) 的交互作用，這增加了在發(fā)送器和接收器之間的鏈路魯棒性。為此，在接收器需要存儲(chǔ)器(HARQ存儲(chǔ)器)，用于存儲(chǔ)接收到的信號(hào)使得稍后與重 發(fā)信號(hào)組合。特別地，在軟比特計(jì)算之后存儲(chǔ)接收到的信號(hào)。接收器必須始終把完整數(shù)據(jù) 分組的軟比特存儲(chǔ)在HARQ存儲(chǔ)器中，由此，HARQ存儲(chǔ)器的大小按照編碼的數(shù)據(jù)分組的最大 長(zhǎng)度來(lái)確定。在發(fā)送器和/或接收器使用多天線布置的LTE中，并行運(yùn)行包括信息反饋和 重發(fā)的多個(gè)HARQ過程。由于接收器必須為每個(gè)HARQ過程提供存儲(chǔ)器，所以明顯增加了所 要求的總HARQ存儲(chǔ)器大小。對(duì)于應(yīng)用混合ARQ協(xié)議的無(wú)線通信系統(tǒng)，HARQ存儲(chǔ)器是芯片大小和功耗的主要因 素之一。換句話說(shuō)，為L(zhǎng)TE定義的HARQ存儲(chǔ)器大小就硅面積和功耗而言對(duì)嵌入式接收器設(shè) 計(jì)來(lái)說(shuō)是非常重要的。在LTE中，已經(jīng)定義了不同的接收器類別，其要求多達(dá)3，667，200個(gè) 軟比特的HARQ存儲(chǔ)器大小。因此，非常希望縮小HARQ存儲(chǔ)器大小。芯片組銷售商希望減小HARQ存儲(chǔ)器大小 以增加競(jìng)爭(zhēng)力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于在無(wú)線通信系統(tǒng)中解碼數(shù)據(jù)分組的方法，所述無(wú)線通信 系統(tǒng)使用混合自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求(HARQ)技術(shù)。所述方法包括步驟在接收器中提供HARQ存 儲(chǔ)器；接收所接收到的數(shù)據(jù)分組的多個(gè)解調(diào)子分組中每個(gè)的軟比特；把所述解調(diào)子分組 的軟比特存儲(chǔ)在所述HARQ存儲(chǔ)器中；接收重發(fā)數(shù)據(jù)分組的多個(gè)重發(fā)解調(diào)子分組中每個(gè)的 軟比特；把來(lái)自最初發(fā)送的數(shù)據(jù)分組的子分組的軟比特與來(lái)自重發(fā)數(shù)據(jù)分組的相應(yīng)子分 組的軟比特相組合。與常規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)要求相對(duì)比，依照本發(fā)明的HARQ存儲(chǔ)器的大小Mp由
乂氣H1-;^)^)·^·、來(lái)定義，其中Ptp是數(shù)據(jù)分組差錯(cuò)的概率，N。b是每數(shù)據(jù)分組的子
分組的數(shù)目，并且L。b是子分組的最大長(zhǎng)度。本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括在存儲(chǔ)步驟之前對(duì)每 個(gè)子分組執(zhí)行差錯(cuò)校驗(yàn)的步驟，所述差錯(cuò)校驗(yàn)在一個(gè)實(shí)施例中可以是循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)。存儲(chǔ)步驟包括在所述HARQ存儲(chǔ)器中只存儲(chǔ)接收到的數(shù)據(jù)分組的那些沒通過差錯(cuò)校驗(yàn)的解 調(diào)子分組的軟比特，并且所述方法進(jìn)一步包括把接收到的數(shù)據(jù)分組的那些已經(jīng)通過差錯(cuò)校 驗(yàn)的解調(diào)子分組的解碼數(shù)據(jù)比特存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)器中。通過在HARQ存儲(chǔ)器中只存儲(chǔ)那些已經(jīng)檢測(cè)到解碼差錯(cuò)的子分組的軟比特，可以 顯著地減少在接收器要求的HARQ存儲(chǔ)器的大小。然而現(xiàn)有技術(shù)的HARQ處理和解碼算法始 終把所有子分組的軟比特存儲(chǔ)在HARQ存儲(chǔ)器中，本發(fā)明由于未把沒有解碼差錯(cuò)的子分組 的軟比特存儲(chǔ)在HARQ存儲(chǔ)器中，所以能夠顯著地減小HARQ存儲(chǔ)器大小。相反，解碼的子分 組被存儲(chǔ)在分開的存儲(chǔ)器中。由于編碼涉及要處理按某倍數(shù)增加的比特，該增加系數(shù)由編 碼率給出，所以應(yīng)當(dāng)理解，存儲(chǔ)解碼的子分組比存儲(chǔ)相同子分組的解調(diào)軟比特要求更少的 存儲(chǔ)空間。例如，利用LTE SISO中常見的特征，4比特分辨率解調(diào)軟比特以及由turbo編碼 技術(shù)引入的三分之一編碼率，要求12分之一的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)子分組的解碼比特來(lái)代替存 儲(chǔ)軟比特。所述方法進(jìn)一步包括把在所述HARQ存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的每個(gè)子分組的軟比特與來(lái)自 重發(fā)數(shù)據(jù)分組的相應(yīng)子分組的軟比特相組合。因此在重發(fā)整個(gè)分組的情況下，只對(duì)在初始 傳輸期間檢測(cè)到解碼差錯(cuò)的子分組把新接收到的軟比特與在HARQ存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的那些軟 比特相組合。組合步驟可以包括應(yīng)用在傳輸和重發(fā)的信噪比(SNR)函數(shù)中的權(quán)重把來(lái)自第一 數(shù)據(jù)分組傳輸?shù)淖臃纸M的相應(yīng)軟比特與來(lái)自重發(fā)相同數(shù)據(jù)分組的子分組的軟比特相加。因 此來(lái)自呈現(xiàn)更好SNR的傳輸?shù)能洷忍乇葋?lái)自較差信道質(zhì)量的傳輸?shù)能洷忍鼐哂懈鼜?qiáng)的權(quán)重。本發(fā)明利用以下事實(shí)，要求最大HARQ存儲(chǔ)器大小的最長(zhǎng)數(shù)據(jù)分組可以被解碼為 各個(gè)的子分組，這些子分組包括基于解碼差錯(cuò)的檢測(cè)的各個(gè)的CRC。本發(fā)明的方法利用以子 分組為基礎(chǔ)的各個(gè)的差錯(cuò)檢測(cè)。在另一方面，本發(fā)明提供了一種用于無(wú)線通信的接收器，包括解碼器，所述解碼器 使用用于解碼數(shù)據(jù)分組的混合自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求(HARQ)技術(shù)并且適合于執(zhí)行本發(fā)明的上述解 碼方法。


根據(jù)以下具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的，所 述具體實(shí)施例只是作為例子給出并且將參考附圖，其中圖1示出了其中能夠使用本發(fā)明的通信系統(tǒng)的模型；圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的HARQ處理和解碼算法的流程圖；圖3是在圖1的解碼器中解碼差錯(cuò)概率的圖表；圖4示出了依照本發(fā)明的HARQ處理和解碼算法的流程圖；圖5是依照本發(fā)明的接收器的一部分的框圖；圖6示意地圖示了依照LTE標(biāo)準(zhǔn)的傳輸塊；和圖7是圖示依照本發(fā)明的HARQ存儲(chǔ)器減小對(duì)鏈路魯棒性的權(quán)衡圖表。
具體實(shí)施例方式圖1示出了能夠使用本發(fā)明的通信系統(tǒng)的模型，包括通過無(wú)線電信道連接的發(fā)送 器1和接收器2。在發(fā)送器1中，按照一些已知的編碼技術(shù)來(lái)編碼(在10)由各個(gè)數(shù)據(jù)比特 組成的連續(xù)數(shù)據(jù)分組。如在本領(lǐng)域中所知，任何編碼技術(shù)使每個(gè)分組的比特成倍增加，例如 在LTE中的turbo編碼暗含三倍比特?cái)?shù)。然后按照任何已知的調(diào)制方案來(lái)調(diào)制編碼的數(shù)據(jù) 分組，并且把調(diào)制的比特流饋送到天線以用于傳輸。在接收器這一側(cè)，解調(diào)接收到的比特流(在30)，并且接收器計(jì)算每個(gè)接收到和解 調(diào)的比特的軟比特(對(duì)數(shù)似然比)，其表示接收到的數(shù)據(jù)分組的可靠性量度。軟比特的符 號(hào)對(duì)應(yīng)于解調(diào)比特是0或1的似然性。軟比特的幅度是相應(yīng)符號(hào)信息的可靠性的量度(在 +/-7范圍內(nèi)，其對(duì)應(yīng)于4比特分辨率)?，F(xiàn)在(在40)解碼軟比特并且例如通過估計(jì)循環(huán) 冗余校驗(yàn)(CRC)和來(lái)檢查解碼的數(shù)據(jù)分組的解碼差錯(cuò)。使用混合自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求(HARQ)，即使在惡劣信道條件下也能維持發(fā)送器和接收器 之間的鏈路質(zhì)量。在這種通信方案中，HARQ存儲(chǔ)器(50)位于接收器處并且存儲(chǔ)接收到的 數(shù)據(jù)分組的軟比特。在接收器在沒有解碼差錯(cuò)不能解碼數(shù)據(jù)分組的情況下，通過返回否定 性應(yīng)答(NACK)消息來(lái)向發(fā)送器指示這種情況。在這種情況下，發(fā)送器再次編碼和調(diào)制相同 的數(shù)據(jù)分組并且重復(fù)先前的傳輸?，F(xiàn)在接收器可以把新接收到的軟比特與在HARQ存儲(chǔ)器 50存儲(chǔ)的那些軟比特組合并且開始新的解碼嘗試，為此減少了解碼差錯(cuò)的概率。圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的用于子分組的HARQ處理和解碼算法的流程圖，所述HARQ 處理和解碼算法特別應(yīng)用于長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，其中數(shù)據(jù)分組指的是傳輸塊并 且子分組指的是代碼塊。在第一遍(pass)，把用于解調(diào)分組的所有子分組的接收到的軟比 特存儲(chǔ)(214)在HARQ存儲(chǔ)器中，所述HARQ存儲(chǔ)器的大小依照發(fā)送數(shù)據(jù)分組的最大的大小 來(lái)確定。在步驟216，解碼當(dāng)前的子分組，并且在步驟M0，遞增子分組號(hào)，并且對(duì)每個(gè)子分 組執(zhí)行循環(huán)212到M0，例如對(duì)于i = 0到12。一旦所有子分組已經(jīng)被單獨(dú)地解碼(在判定 塊250中為“是”)，在步驟260對(duì)整個(gè)分組計(jì)算CRC校驗(yàn)和。這是為什么一個(gè)子分組(代碼 塊)中的單個(gè)差錯(cuò)可能導(dǎo)致整個(gè)分組(傳輸塊)的解碼差錯(cuò)的原因。如果整個(gè)分組的CRC 是正確的(在判定塊270中為“是”)，那么在步驟觀0，接收器向發(fā)送器返回ACK消息(肯 定應(yīng)答)，否則在步驟四0，發(fā)送NACK消息(否定應(yīng)答)。在NACK消息的情況下，控制返回 到塊210以對(duì)在重發(fā)操作中接收到的每個(gè)子分組i重復(fù)獲取步驟212。在步驟214，把每個(gè) 重發(fā)子分組的軟比特與在第一次傳輸中接收到的軟比特組合。此組合包括計(jì)算軟比特的加 權(quán)和，來(lái)自呈現(xiàn)更好SNR (信噪比)的傳輸?shù)能洷忍乇葋?lái)自呈現(xiàn)較差SNR的傳輸?shù)能洷忍鼐?有更強(qiáng)的權(quán)重。組合的軟比特被存儲(chǔ)在HARQ存儲(chǔ)器中(諸如圖1中的50)，并且對(duì)這些組 合的軟比特重復(fù)步驟216到270?，F(xiàn)在發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，即使分組差錯(cuò)即傳輸塊差錯(cuò)的概率Ptp非常高，子分組差 錯(cuò)即代碼塊差錯(cuò)的概率也能保持相當(dāng)?shù)?。圖3示出了代碼塊N。b數(shù)目為13的傳輸塊和代碼 塊的解碼差錯(cuò)概率的圖表。如從圖3中可以看出，在呈現(xiàn)與實(shí)踐相關(guān)的從0. 3到0. 7的傳 輸塊差錯(cuò)概率Ptp的操作范圍內(nèi)，代碼塊差錯(cuò)的概率小于10%。假定，解碼差錯(cuò)概率對(duì)于所有子分組(在LTE術(shù)語(yǔ)中的代碼塊)來(lái)說(shuō)都是相同的并且 把此概率表示為P。b，那么如下給出整個(gè)分組(在LTE術(shù)語(yǔ)中的傳輸塊)的解碼差錯(cuò)的概率Ρφ=1-(1- pJ (1)
在以上等式中，每個(gè)分組的子分組的數(shù)目由隊(duì))3來(lái)表示。盡管利用LTE術(shù)語(yǔ)來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明，然而應(yīng)當(dāng)理解，也可以利用每分組提供差 錯(cuò)校驗(yàn)裝置的其它通信方案來(lái)使用本發(fā)明。圖6圖示了在LTE術(shù)語(yǔ)中被稱為傳輸塊的數(shù)據(jù)分組的例子，包括數(shù)目Neb為13的 代碼塊和在分組末尾的傳輸塊CRC，其中在每個(gè)代碼塊末尾具有CRC塊。按照標(biāo)準(zhǔn)，代碼塊 CRC意在用來(lái)支持提前中止解碼，這意味著一旦在代碼塊中檢測(cè)到差錯(cuò)就中止解碼操作。提 供傳輸塊CRC來(lái)支持?jǐn)?shù)據(jù)分組差錯(cuò)校驗(yàn)，諸如在圖2中的沈0。本發(fā)明基于以下認(rèn)識(shí)，盡管整個(gè)分組的解碼失敗，但已經(jīng)無(wú)差錯(cuò)地解碼了大部分 子分組。依照本發(fā)明，在無(wú)線通信接收器中結(jié)合的HARQ存儲(chǔ)器被最小化為只保留用于有差 錯(cuò)子分組的平均數(shù)的存儲(chǔ)器。依照該主要思想，按照下式在統(tǒng)計(jì)上得到每HARQ過程Mp所要求的HARQ存儲(chǔ)器大Mp = pcb · Ncb · Lcb (2)
權(quán)利要求
1.一種在使用混合自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求(HARQ)技術(shù)的無(wú)線通信系統(tǒng)中解碼數(shù)據(jù)分組的方 法，所述方法包括步驟在接收器中提供HARQ存儲(chǔ)器；接收(212,41 所接收到的數(shù)據(jù)分組的多個(gè)解調(diào)子分組中的每個(gè)的軟比特； 把所述解調(diào)子分組的軟比特存儲(chǔ)在所述HARQ存儲(chǔ)器； 接收重發(fā)數(shù)據(jù)分組的多個(gè)重發(fā)的解調(diào)子分組中的每個(gè)的軟比特； 把來(lái)自最初發(fā)送的數(shù)據(jù)分組的子分組的軟比特與來(lái)自重發(fā)數(shù)據(jù)分組的相應(yīng)子分組的 軟比特相組合； 其特征在于所述HARQ存儲(chǔ)器的大小依照Mp =(1-(1" Ptp Ncb )· Ncb ■、來(lái)定義，其中Ptp是數(shù)據(jù)分組差錯(cuò)的概率，Ncb是每數(shù)據(jù)分組的子分組的數(shù)目，并且L。b是子分組的最大長(zhǎng)度；并且 所述方法進(jìn)一步包括在存儲(chǔ)步驟之前，對(duì)每個(gè)子分組執(zhí)行(430)差錯(cuò)校驗(yàn)；并且 所述存儲(chǔ)步驟包括在所述HARQ存儲(chǔ)器中只存儲(chǔ)(426)接收到的數(shù)據(jù)分組的那些沒通過差錯(cuò)校驗(yàn)的解調(diào) 的子分組的軟比特；所述方法進(jìn)一步包括對(duì)于接收到的數(shù)據(jù)分組的那些已經(jīng)通過所述差錯(cuò)校驗(yàn)的解調(diào)的子分組，把解碼的數(shù)據(jù) 比特存儲(chǔ)(436)在第二存儲(chǔ)器中。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括把在所述HARQ存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的每個(gè)子分組的 軟比特與來(lái)自重發(fā)的數(shù)據(jù)分組的相應(yīng)子分組的軟比特相組合。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述差錯(cuò)校驗(yàn)是循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)。
4.如權(quán)利要求1到3中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，所述組合步驟包括利用在傳輸信道 和重發(fā)信道的信噪比函數(shù)中的權(quán)重把來(lái)自數(shù)據(jù)分組最初傳輸?shù)淖臃纸M的相應(yīng)軟比特與來(lái) 自相同數(shù)據(jù)分組的重傳的子分組的軟比特相加。
5.一種用于無(wú)線通信的接收器，所述接收器至少包括解調(diào)器和解碼器以及HARQ存儲(chǔ) 器(50)，所述解碼器使用混合自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求(HARQ)技術(shù)來(lái)解碼數(shù)據(jù)分組，其中所述解碼器 (60)適合于接收被發(fā)送數(shù)據(jù)分組的多個(gè)解調(diào)子分組中的每個(gè)的軟比特； 把所述解調(diào)子分組的軟比特存儲(chǔ)在所述HARQ存儲(chǔ)器； 接收重發(fā)數(shù)據(jù)分組的多個(gè)重發(fā)的解調(diào)子分組中的每個(gè)的軟比特； 把來(lái)自最初發(fā)送的數(shù)據(jù)分組的子分組的軟比特與來(lái)自重發(fā)的數(shù)據(jù)分組的相應(yīng)子分組 的軟比特相組合； 其特征在于所述HARQ存儲(chǔ)器(50)具有大小，其中Ptp是分組差錯(cuò)的概率，Ncb是每數(shù)據(jù)分組的子分組的數(shù)目，并且L。b是子分組的最大長(zhǎng)度；所述接收器進(jìn)一步包括用于解碼的數(shù)據(jù)比特的第二存儲(chǔ)器(70)；并且 所述解碼器(60)進(jìn)一步適合于在軟比特存儲(chǔ)之前對(duì)每個(gè)子分組執(zhí)行差錯(cuò)校驗(yàn)；在所述HARQ存儲(chǔ)器中只存儲(chǔ)接收到的數(shù)據(jù)分組的那些沒通過差錯(cuò)校驗(yàn)的解調(diào)子分組 的軟比特；并且對(duì)于接收到的數(shù)據(jù)分組的那些已經(jīng)通過所述差錯(cuò)校驗(yàn)的解調(diào)子分組，把解碼的數(shù)據(jù)比 特存儲(chǔ)在所述第二存儲(chǔ)器(70)中。
6.如權(quán)利要求5所述的接收器，其中，所述解碼器(60)進(jìn)一步適合于把在所述HARQ存 儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的每個(gè)子分組的軟比特與來(lái)自重發(fā)數(shù)據(jù)分組的相應(yīng)子分組的軟比特相組合。
7.如權(quán)利要求5或6所述的接收器，其中，子分組軟比特的組合包括利用在傳輸信道和 重發(fā)信道的信噪比函數(shù)中的權(quán)重把來(lái)自數(shù)據(jù)分組最初傳輸?shù)淖臃纸M的相應(yīng)軟比特與來(lái)自 相同數(shù)據(jù)分組的重發(fā)的子分組的軟比特相加。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在使用混合自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求技術(shù)的無(wú)線通信方案中解碼數(shù)據(jù)分組的方法，并且還涉及一種用于執(zhí)行這種方法的無(wú)線通信接收器。依照本發(fā)明，在無(wú)線通信接收器中結(jié)合的HARQ存儲(chǔ)器被最小化為只保留用于有差錯(cuò)子分組的平均數(shù)的存儲(chǔ)器的大小。在解碼之后，對(duì)每個(gè)子分組執(zhí)行差錯(cuò)校驗(yàn)，并且只把已經(jīng)檢測(cè)到解碼差錯(cuò)的那些子分組的軟比特存儲(chǔ)到HARQ存儲(chǔ)器中。正確解碼的子分組被存儲(chǔ)在獨(dú)立的存儲(chǔ)器中。這顯著地降低了在接收器要求的HARQ存儲(chǔ)器的大小，這對(duì)硅面積和功耗來(lái)說(shuō)都是有益的。
文檔編號(hào)H04L1/00GK102142945SQ20101060356
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
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