专利名称：基于分组大小的fec码和码率选择的制作方法
基于分组大小的FEC码和码率选择本申请是2008年I月4日提交的申请号为200880001802. 7的进入中国国家阶段的PCT申请的分案。本申请要求提交于2007年I月5日、被转让给本申请受让人并通过援引纳入于此的题为 “OPTIONAL RATE-1/3C0DE BASED ON ATCAPABILITY (基于 AT 能力的可任选率 1/3码)”的美国临时申请S/N. 60/883，715的优先权。背景I.领域本公开一般涉及通信，尤其涉及用于编码和解码数据的技术。
II.背景在通信系统中，发射机可编码数据分组以获得码比特、将码比特交织或重排序、并将经交织的比特映射至调制码元。发射机随后可处理调制码元并经由通信信道传送它们。通信信道可通过特定的信道响应使数据传输失真并通过噪声和干扰使数据传输进一步降级。接收机可获得可能是所传送调制码元的失真和降级版本的收到码元，并可处理收到码元以恢复所传送分组。发射机的编码可允许接收机基于降级的收到码元可靠地恢复出所传送分组。发射机可基于在码比特中形成冗余的前向纠错(FEC)码来执行编码。冗余量是由FEC码的码率决定的。过小的冗余可能导致接收机不能将分组解码。相反，过大的冗余可导致通信信道容量的不充分利用和/或其他负面影响。因此，本领域中需要高效地编码和解码数据的技术。概述本文描述了用于高效地编码和解码数据的技术。在一方面，可支持FEC码的多个码率，且可基于分组大小来选择合适的码率。一般而言，可对较大的分组大小使用较高的码率，并可对较小的分组大小使用较低的码率。这可以改善具有有限大小存储器的接收机的解码性能。在一种设计中，发射机(例如，基站)可获得用于码率选择的至少一个阈值(例如，从诸如终端的接收机)。发射机可确定用于数据传输的分组大小。发射机随后可基于分组大小和该至少一个阈值从FEC码的多个码率当中选择码率。FEC码可以是Turbo码、低密度奇偶校验(LDPC)码、卷积码、或某一其它码。发射机可根据FEC码的基码率将分组编码以获得经编码分组并可根据需要将经编码分组穿孔以使分组获得所选码率。发射机随后可在任何穿孔之后将经编码分组传送至接收机。在另一方面，可支持不同类型的多种FEC码，且可基于分组大小来选择合适的FEC码。在一种设计中，发射机可获得用于FEC码选择的至少一个阈值，并且可确定用于数据传输的分组大小。发射机随后可基于分组大小和该至少一个阈值从不同类型的多种FEC码当中选择FEC码。发射机可根据所选FEC码将分组编码以获得经编码分组并且可进一步处理和传送该经编码分组。接收机可执行互补处理以恢复发射机所发送的分组。以下进一步详细描述本公开的各个方面和特征。附图简述图I示出一种无线通信系统。图2示出使用HARQ的数据传输。图3示出了基站和终端的框图。图4示出了对数据传输的编码和解码。图5示出了码率相对分组大小的标绘。图6示出了 FEC码相对分组大小的标绘。
图7示出了发射(TX)数据处理器的框图。图8示出了 Turbo编码器的框图。图9示出了卷积编码器的框图。
图10示出了接收(RX)数据处理器的框图。图11和12分别示出了用于通过基于分组大小的码率选择来传送数据的过程和装置。图13和14分别示出了用于通过基于分组大小的码率选择来接收数据的过程和装置。图15和16分别示出了用于通过基于分组大小的FEC码选择来传送数据的过程和
>J-U ρ α装直。图17和18分别示出了用于通过基于分组大小的FEC码选择来接收数据的过程和
>J-U ρ α装直。详细描述本文所述的技术可用于各种无线通信系统和网络。术语“系统”和“网络”常被可互换地使用。例如，这些技术可用于有线通信系统，无线通信系统、无线局域网(WLAN)等。无线通信系统可以是码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交FDMA (OFDMA)系统、单载波FDMA (SC-FDMA)系统等。CDMA系统可实现诸如cdma2000、通用地面无线电接入(UTRA)等无线电技术。OFDMA系统可实现无线电技术，诸如超移动宽带(UMB)、演进 UTRA(E-UTRA)、IEEE 802. 16、IEEE 802. 20,Flash (闪速)-OFDM 等。UTRA和E-UTRA在来自名为“第三代伙伴项目”(3GPP)的组织的文档中描述。cdma2000和UMB在来自名为“第三代伙伴项目2”(3GPP2)的组织的文档中描述。这些不同的无线电技术和标准在本领域中是公知的。为了清晰起见，以下针对UMB对这些技术的特定方面进行描述，并且在以下大多描述中使用了 UMB术语。UMB在2007年8月题为“超移动宽带(UMB)的物理层空中接口规范”的3GPP2C. S0084-001中进行了描述，该文档是公众可得到的。图I示出了也可被称为接入网(AN)的无线通信系统100。出于简单起见，图I中仅不出了 Iv基站110和两个终端120和122。基站是与终端通彳目的站。基站也可被称为接入点、B节点、演进B节点等。终端可以是静止的或移动的，且也可被称为接入终端(AT)、移动站、用户装备、订户单元、站等。终端可以是蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、无线通信设备、无线调制解调器、手持式设备、膝上型计算机、无绳电话等等。终端在任意给定时刻可在前向和/或反向链路上与一个或多个基站通信。前向链路(或下行链路)是指从基站至终端的通信链路，而反向链路(或上行链路)是指从终端至基站的通信链路。
系统可支持混合自动重传(HARQ)。对于HARQ，发射机可为分组发送一次或多次传输，直至该分组被接收机正确解码、或者已经发送了最大次数的传输、或者遭遇一些其他终止条件。HARQ可改善数据传输的可靠性。图2示出了前向链路上使用HARQ的数据传输。传输时间线可被划分成帧，其中每一帧具有特定的持续时间。可定义多股(Q股)HARQ交织，其中Q可以是固定的或者是可配置的值。例如，Q可等于4、6、8等。每股HARQ交织可包括相隔Q帧的帧。因此，HARQ交织q 可包括中贞 n+q、n+Q+q、n+2Q+q 等，其中 q e {O, . . . , Q-1}。可在Q股HARQ交织上并行地发送至多Q个分组，每HARQ交织一个分组。可在用于每个分组的HARQ交织上为该分组发送一次或多次HARQ传输。HARQ传输是一帧中一个分组的传输。分组可被处理(例如，编码和调制)并发送，以使其能在可能为2、3、4等目标次数的HARQ传输下被正确地解码。对于前向链路上的数据传输，终端120可周期性地估计前向链路信道质量并向基 站Iio发送信道质量指示符(CQI)。基站110可使用CQI和/或其他信息来选择将用于至 终端120的每一 HARQ传输的分组格式。分组格式可以与分组大小、频谱效率、码率、调制阶数或方案、和/或用于分组或传输的其他参数相关联。基站110可基于所选分组格式来处理分组(分组I)并在HARQ交织O上发送第一 HARQ传输(传输I)。终端120可接收该第一HARQ传输，错误地解码分组1，并发送否确认(NAK)。基站110可接收NAK并在同一 HARQ交织O上为分组I发送第二 HARQ传输(传输2)。终端120可接收该第二 HARQ传输,基于第一和第二 HARQ传输正确地解码分组1，并发送确认(ACK)。基站110可接收ACK，以及以类似方式处理另一分组(分组2)并在HARQ交织O上发送。出于简单起见，图2示出了一股HARQ交织上至终端120的数据传输。基站110可在至多Q股HARQ交织上向终端120并行地传送至多Q个分组。这些分组可能在不同的时间开始和结束。图3示出了图I中的基站110和终端120的设计的框图。在此设计中，基站110配备有S个天线324a到324s，终端120配备有T个天线352a到352t，其中一般S彡I且T彡I。前向链路上，在基站110处，TX数据处理器310可从数据源308接收给终端120的数据分组，基于分组格式处理(例如，编码、交织、和码元映射)该分组，并提供作为数据的调制码元的数据码元。TX MMO处理器320可将数据码元与导频码元复用、执行直接MMO映射或预编码/波束成形(若适用)、并将S个输出码元流提供给S个发射机(TMTR)322a到322s。每个发射机322可以处理其输出码元流(例如，针对OFDM)以获得输出码片流。每个发射机322可以进一步调理(例如，转换为模拟、滤波、放大、以及上变频)其输出码片流并生成前向链路信号。来自发射机322a到322s的S个前向链路信号可分别从S个天线324a到324s发射。在终端120处，T个天线352a到352t可接收来自基站110的前向链路信号，且每个天线352可将收到信号提供给相应的接收机(RCVR)354。每个接收机354可处理(例如，滤波、放大、下变频、以及数字化)其收到信号以获得样本，进一步处理样本(例如，针对0FDM)以获得收到码元，并将收到码元提供给MMO检测器356。MIMO检测器356可在适用的情况下对收到码元执行MIMO检测，并提供检测出的码元。RX数据处理器360可进一步处理(例如，码元解映射、解交织和解码)检测出的码元并将解码出的数据提供给数据阱362。一般而言，MIMO检测器356和RX数据处理器360的处理与基站110处TX MIMO处理器320和TX数据处理器310的处理相互补。 反向链路上，在终端110处，数据分组可由数据源378提供并由TX数据处理器380处理(例如，编码、交织、和码元映射)。来自TX数据处理器380的数据码元可与导频码元复用在一起并由TX MIMO处理器382作空间处理，且进一步由发射机354a到354t处理以获得T个反向链路信号，后者可经由天线352a到352t发射。在基站110处，来自终端120的反向链路信号可由天线324a到324s接收，由接收机322a到322s处理，由MMO检测器338检测，并进一步由RX数据处理器340处理以恢复终端120所发送的分组。控制器/处理器330和370可以分别指导基站110和终端120处的操作。控制器/处理器330和/或370还可如下所述地为前向链路和反向链路上的数据传输执行码率选择和/或FEC码选择。存储器332和372可各自存储供基站110和终端120使用的数据和程序代码。本文所述的技术可被用于前向链路以及反向链路上的数据传输。为了清晰起见，以下针对前向链路上的数据传输描述某些方面。图4示出了对前向链路上数据传输的编码和解码。在基站110上，K个信息比特的分组可被1/R率FEC编码器编码以生成近似为K · R个码比特的经编码分组。这些码比特可被映射至调制码元，后者可被进一步处理并经由通信链路传送。在终端120上，经由通信链路接收到的传输可被处理以获得检测出的码元，后者可被进一步处理以获得针对该分组接收到的至多K · R个码比特的K · R个对数似然比(LLR)。调制码元可通过将B个码比特映射至星座中的复数值来获得，其中B > I。可基于对应检测出的码元计算出调制码元的B个码比特的B个LLR。每个码比特的LLR可指示在给定对应该码比特的检测出的码元的情况下该码比特为零(‘0’ )或为一(‘I’)的似然性。1/R率FEC解码器可解码LLR以获得K个信息比特的经解码分组。如果对数据传输使用HARQ，则可在每次HARQ传输中发送该分组的K · R个码比特的部分。如果已经发送了所有K *R个码比特但该分组仍未被正确解码，则相同码比特的一些或全部可在后续HARQ传输中重新发送。在后继HARQ传输中重新发送的码比特的LLR可与在先前HARQ传输中接收到的相同码比特的LLR相组合。—般而言，通过使用越低的码率以为分组发送不同的码比特可获得越好的解码性能。然而，更低的码率也会导致对更多LLR的存储。相反，更高的码率可提供更少的码比特并因此导致对更少LLR的存储。然而，更高的码率可导致较差的解码性能。可基于存储器要求和解码性能之间的权衡来选择适当的码率。分组的分组大小可以各种方式来选择。在一种设计中，分组大小可如下选择分组大小=HARQ目标*SE目标*%源，式(I)其中，HARQ目标是用于分组的HARQ传输的目标次数，SE目标是分组的目标频谱效率，以及Ns*是用于发送分组的物理资源的量。目标频谱效率可基于报告的CQI来选择，例如，较高的目标频谱效率对应于较高的CQI。分组大小还可基于其他参数集来选择。
终端120可在接收到分组的数据码元时计算码比特的LLR并可将LLR临时存储在缓冲存储器中。该存储器可具有固定大小，且可以至多能够存储M个LLR。存储器大小M可以是任何值，且可依存于终端能力。分组大小、码率、以及存储器大小之间的关系可以表达为
权利要求
1.一种用于通信的方法，包括 确定用于数据传输的分组大小；以及 基于所述分组大小从与前向纠错(FEC)码有关的多个码率当中选择码率，其中为渐大的分组大小选择渐高的码率； 其中选择与FEC码有关的码率包括若所述分组大小小于或等于第一阈值，则选择与卷积码有关的码率，以及若所述分组大小大于所述第一阈值且小于或等于第二阈值，则选择与Turbo码有关的码率。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，还包括 从终端接收至少一个阈值，且其中所述选择码率包括基于所述分组大小和所述至少一个阈值选择用于往所述终端的数据传输的所述码率。
3.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述多个码率包括码率1/5、码率1/3、以及码率1/2，且其中所述选择码率包括 若所述分组大小小于或等于第一阈值，则选择码率1/5， 若所述分组大小大于所述第一阈值且小于或等于第二阈值，则选择码率1/3，以及 若所述分组大小大于所述第二阈值且小于或等于第三阈值，则选择码率1/2。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述多个码率还包括码率2/3，且其中所述选择码率还包括若所述分组大小大于所述第三阈值则选择码率2/3。
5.如权利要求I所述的方法，其特征在于，还包括 根据与所述FEC码有关的基码率将分组编码以获得经编码分组；以及 根据需要将所述经编码分组穿孔以使所述分组获得所述所选码率。
6.一种用于通信的装置，包括 用于确定用于数据传输的分组大小的装置；以及 用于基于所述分组大小从与前向纠错(FEC)码有关的多个码率当中选择码率的装置，其中为渐大的分组大小选择渐高的码率； 其中用于选择与FEC码有关的码率的装置包括用于若所述分组大小小于或等于第一阈值，则选择与卷积码有关的码率，以及若所述分组大小大于所述第一阈值且小于或等于第二阈值，则选择与Turbo码有关的码率的装置。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括 用于从终端接收至少一个阈值的装置，且其中所述用于选择码率的装置包括用于基于所述分组大小和所述至少一个阈值选择用于往所述终端的数据传输的所述码率的装置。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述多个码率包括码率1/5、码率1/3、以及码率1/2，且其中所述用于选择码率的装置包括 用于若所述分组大小小于或等于第一阈值则选择码率1/5的装置， 用于若所述分组大小大于所述第一阈值且小于或等于第二阈值则选择码率1/3的装置，以及 用于若所述分组大小大于所述第二阈值且小于或等于第三阈值则选择码率1/2的装置。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述多个码率还包括码率2/3，且其中所述用于选择码率的装置还包括用于若所述分组大小大于所述第三阈值则选择码率2/3的装置。
10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括 用于根据与所述FEC码有关的基码率将分组编码以获得经编码分组的装置；以及 用于根据需要将所述经编码分组穿孔以使所述分组获得所述所选码率的装置。
11.一种用于通信的方法，包括 接收根据与前向纠错(FEC)码有关的所选码率编码的分组，所述码率是基于所述分组的分组大小从与所述FEC码有关的多个码率当中选择的；以及根据与所述FEC码有关的所述所选码率将所述分组解码； 其中若所述分组大小小于或等于第一阈值，则根据卷积码来解码所述分组，以及若所述分组大小大于所述第一阈值且小于或等于第二阈值，则根据Turbo码来解码所述分组。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括 确定用于码率选择的至少一个阈值；以及 将所述至少一个阈值发送至基站，其中用于所述分组的所述码率是还基于所述至少一个阈值来选择的。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述将分组解码包括 计算所述分组的收到码比特的对数似然比(LLR)， 为所述分组的未收到码比特插入删除，以及 基于所述收到码比特的所述LLR和所述未收到码比特的所述删除将所述分组解码。
14.一种用于通信的装置，包括 用于接收根据与前向纠错(FEC)码有关的所选码率编码的分组的装置，所述码率是基于所述分组的分组大小从与所述FEC码有关的多个码率当中选择的；以及用于根据与所述FEC码有关的所述所选码率将所述分组解码的装置； 其中若所述分组大小小于或等于第一阈值，则用于解码所述分组的装置根据卷积码来解码所述分组，以及若所述分组大小大于所述第一阈值且小于或等于第二阈值，则用于解码所述分组的装置根据Turbo码来解码所述分组。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，还包括 用于确定用于码率选择的至少一个阈值的装置；以及 用于将所述至少一个阈值发送至基站的装置，其中用于所述分组的所述码率是还基于所述至少一个阈值来选择的。
16.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述用于将分组解码的装置包括 用于计算所述分组的收到码比特的对数似然比(LLR)的装置， 用于为所述分组的未收到码比特插入删除的装置，以及 用于基于所述收到码比特的所述LLR和所述未收到码比特的所述删除将所述分组解码的装置。
全文摘要
本发明描述了基于分组大小的FEC码和码率选择。描述了用于编码和解码数据的技术。在一方面，可支持前向纠错(FEC)码的多个码率，且可基于分组大小来选择合适的码率。发射机可获得用于码率选择的至少一个阈值，确定用于数据传输的分组大小，以及基于分组大小和该至少一个阈值从多个码率当中选择码率。在另一方面，可支持不同类型的多种FEC码(例如，Turbo、LDPC、和卷积码)，且可基于分组大小来选择合适的FEC码。发射机可获得用于FEC码选择的至少一个阈值，并且可基于分组大小和该至少一个阈值从多种FEC码当中选择FEC码。
文档编号H04L1/00GK102932108SQ20121046666
公开日2013年2月13日 申请日期2008年1月4日 优先权日2007年1月5日
发明者R·帕兰基, J·H·林, A·坎得卡尔, A·格洛科夫, A·阿格拉沃尔 申请人:高通股份有限公司