一种Turbo码的有限长度循环缓存的速率匹配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种Ｔｕｒｂｏ码的有限长度循环缓存的速率匹配方法，包括以下步骤：对输入信息块的数据比特进行Ｔｕｒｂｏ编码，并根据编码结果确定一维有限长度循环缓存的大小；将预先定义的各冗余版本取值指定的混合自动重传请求数据包的起始位置均匀或近似均匀地分布在一维有限长度循环缓存中；以及根据混合自动重传请求次数，从各冗余版本取值中选择一个冗余版本取值，并从所选择的冗余版本取值指定的混合自动重传请求数据包的起始位置开始顺序读取特定长度的数据比特组成混合自动重传请求数据包，并将混合自动重传请求数据包发送出去。通过本发明专利技术，可以减小循环缓存的大小，提高混合自动重传请求数据包的重传性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信领域，更具体地涉及。
技术介绍
在无线通信系统中，信道编码链路是物理层的底层技术，决定了无线通信系统的底层传输性能和传输可靠性。在最新的3GPP LTE标准研究中，信道编码链路采用了一系列最新的技术，在简化实现复杂度的同时，提高了物理层传输性能。其中，在最新的3GPP标准协议中，采用了①基于二次多项式置换(Quadratic PolynomialPermutation，简称QPP)交织器的Turbo码作为数据业务的信道编码方案；采用②基于循环缓存(Circular Buffer)的速率匹配方法来实现发送数据的长度和所分配物理信道资源的大小的匹配。同时，为了获得更高的频谱利用率和峰值传输速率，采用了③16QAM、64QAM等高阶调制方式。 在诸多信道编码技术中，Turbo码是目前公认的最好的前向纠错编码之一。Turbo码的纠错性能远比其它编码的纠错性能优越，而且译码迭代的次数越多，译码纠错的性能越好，因此通常多被建议在可靠性要求很高的数据传输场合使用。通常应用的二进制Turbo编码是一种带有内部交织器的并行级联码，一般由两个结构相同的递归系统卷积码(RSC)分量码编码器并行级联而成。Turbo码内的交织器在第二个分量码编码器之前将输入的二进制信息序列中的比特位置进行随机置换，当交织器充分大时，Turbo码就具有近似随机长码的特性。在宽带码分多址(WCDMA)和时分同步马分多址(TD-SCDMA)系统中就使用了这样一种二进制Turbo码，结构如图1所示。输入的二进制信息序列Xk经过第一个分量码编码器生成一路校验序列Zk。同时，输入的二进制信息序列Xk经过Turbo码内的交织器交织后，由第二个分量码编码器生成另一路校验序列Zk′。此时，如果不对编码比特打孔，则Turbo编码的输出码率为1/3，输出端得到的编码比特序列为x1，z1，z1′，x2，z2，z2′，…，xK，zK，zK′，其中，K为输入的二进制信息序列的长度。当所有信息比特序列编码完成后，需要从移位寄存器的反馈中取出尾比特来执行格形运算终止。最先的3个尾比特用于终止第一个分量码编码器，最后的三个尾比特用于终止第二个分量码编码器。按以上操作可得到12个格形运算终止的发送比特，其比特顺序为xK+1，zK+1，xK+2，zK+2，xK+3，zK+3，xK+1′，zK+1′，xK+2′，zK+2′，xK+3′，zK+3′，添加在编码比特序列之后，就完成了一次Turbo编码。 作为3GPP Rel-6速率匹配算法的替代，基于循环缓冲区的速率匹配(Circular Buffer Rate Matching，简称CB RM)提供了一个可以简单地生成性能优良的删余图样的方法，其具体结构如图2所示。在循环缓冲速率匹配方法中，每个数据流将被各自的子交织器重新排列，被称为块内交织(sub-block interleaver)。通常，为了简化硬件实现，块交织器的列数固定，行数随着交织长度的改变而改变，因此循环缓存可以看作一个“R行×C列”的行列缓存，即看作一个“R行×C列”的虚拟缓存，如图3所示。如3GPP的循环缓冲速率匹配方法中所采用的块内交织就是一个列数固定为32列的块交织器。因为循环缓存中有系统比特、第一校验比特、和第二校验比特三个数据流，所以循环缓存可以看作一个列数是96列的虚拟缓存。在单一输出缓存中，将重排后的系统比特放在开始位置，随后交错地放置两个重排的校验比特数据流，被称为块间交织。对于期望的码率(Rate)，循环缓冲速率匹配的比特选择是从循环缓存的某处开始点顺序读出L个比特，作为速率匹配的输出。总地来说，被选择用于传输的比特可以从循环缓存的任何一个点开始被读出来，如果到达循环缓存的末尾，则可以绕到循环缓存的开始位置继续读数据，直到完成读取L个比特为止。 混合自动重传请求(HARQ)是一种数字通信系统中极其重要的链路自适应技术。接收端对其接收的HARQ数据包进行译码，若译码正确则反馈ACK信号给发送端，通知其发送新的HARQ数据包；若译码失败则反馈NAK信号给发送端，请求发送端重新发送HARQ数据包。接收端通过对多次重传的数据包进行递增冗余(Increasing Redundancy，简称IR)或Chase合并译码，可以提高其译码成功概率，实现链路传输的高可靠性要求。 在混合自动重传请求方式下，在循环缓存中可以指定不同的位置作为每次传输HARQ数据包读取的起点位置。冗余版本的定义即确定了HARQ数据包在循环缓存中读取的多个起点位置，冗余版本取值便确定了本次传输HARQ数据包在循环缓存中读取的具体起点位置。例如，在3GPP系统中，基于循环缓冲速率匹配的HARQ处理过程定义了4种循环冗余(RV)版本(RV＝0、1、2、3)。每次HARQ重传的L长的子包是由从冗余版本定义的起点开始，顺时针选取的L个比特组成的。 HARQ功能包括两次速率匹配和一个虚拟IR缓存，第一次速率匹配过程将输入比特数匹配到虚拟IR缓存，虚拟IR缓存由高层配置。如果输入比特数不超过虚拟IR的能力，则不需要被打掉任何比特，否则需要去掉多余的比特。第二次速率匹配过程是为了符合信道的要求，将第一次速率匹配后的比特数匹配到多个物理信道的总比特数。 有限长度循环缓存的长度是受限的，其速率匹配是在限制循环缓存长度的基础上，根据期望的输出码率，选择L个编码比特，作为循环缓存速率匹配的输出；与非受限的循环缓存的速率匹配类似，被选择用于传输的比特可以从循环缓存中的任何位置开始读出来。如果达到循环缓存的末尾，则可以绕到循环缓存的开始位置继续读取数据。通常，在有限长度循环缓存中可以指定不同的位置作为每次传输HARQ数据包读取的起点位置，即制定冗余版本取值对应的HARQ包的起点位置。 在现有的有限长度循环缓存的速率匹配方法中，各冗余版本对应的HARQ起点在循环缓存中是不均匀分布的，可能使得在HARQ包重传过程中，部分码字出现多次重叠，而另外一部分码字则没有重叠，这样会导致重传性能的下降。
技术实现思路
本专利技术提供了，以减小循环缓存的大小，提高混合自动重传请求数据包的重传性能。 根据本专利技术的一个实施例的Turbo码的有限长度循环缓存的速率匹配方法，包括以下步骤对输入信息块的数据比特进行Turbo编码，并根据编码结果确定一维有限长度循环缓存的大小；将预先定义的各冗余版本取值指定的混合自动重传请求数据包的起始位置均匀或近似均匀地分布在一维有限长度循环缓存中；以及根据混合自动重传请求次数，从各冗余版本取值中选择一个冗余版本取值，并从所选择的冗余版本取值指定的混合自动重传请求数据包的起始位置开始顺序读取特定长度的数据比特组成混合自动重传请求数据包，并将混合自动重传请求数据包发送出去。 其中，通过以下方法确定一维有限长度循环缓存的大小Ncb＝min(NIR，Kw)，其中，min(·)表示取最小值运算，NIR是输入信息块的可用缓存的大小，KW是实际循环缓存的大小。 其中，各冗余版本取值指定的混合自动重传请求数据包的起始位置为其中，Nrv表示冗余版本取值的数目，rvidx表示冗余版本取值，冗余版本取值在集合{0，1，…Nrv-1}中取值，offset表示第一个冗余版本取值指定的混合自动重传请求本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｔｕｒｂｏ码的有限长度循环缓存的速率匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：　　　　对输入信息块的数据比特进行Ｔｕｒｂｏ编码，并根据编码结果确定一维有限长度循环缓存的大小；　　　　将预先定义的各冗余版本取值指定的混合自动重传请求数据包的起始位置均匀或近似均匀地分布在所述一维有限长度循环缓存中；以及　　　　根据混合自动重传请求次数，从所述各冗余版本取值中选择一个冗余版本取值，并从所选择的冗余版本取值指定的混合自动重传请求数据包的起始位置开始顺序读取特定长度的数据比特组成所述混合自动重传请求数据包，并将所述混合自动重传请求数据包发送出去。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许进，袁志锋，李松，徐俊，胡留军，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]