[发明专利]一种速率匹配方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种速率匹配方法及装置。

背景技术

目前，数字通信系统是常用的通信系统。如图1所示，通常数字通信系统由发射端、信道和接收端组成。其中，发射端通常包括信源、信源编码器、信道编码器和调制器等部分，接收端通常包括解调器、信道译码器、信源译码器和信宿，发射端与接收端之间存在信道(或存储介质)，并且信道中存在噪声源。在数字通信系统中，信道编码链路(包括信道编译码、调制解调等)是整个数字通信物理层的关键技术，其决定了数字通信系统底层传输的有效性和可靠性。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，采用了基于二次多项式置换(Quadratic Polynomial Permutation，简称QPP)交织器的Turbo码作为数据业务的信道编码方案；采用基于循环缓存速率匹配(Circular Buffer Rate Matching，简称为CBRM)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16QAM、64QAM等高阶调制方式。

Turbo码是目前公认的最优的前向纠错编码之一，在众多标准协议中被广泛采用作为数据业务传输的信道编码解决方案，而且随着译码迭代次数的增加，其译码纠错性能将会被不断完善。目前常用的Turbo码包括二进制Turbo码和双二进制咬尾Turbo码。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。在宽带码分多址和时分同步码分多址系统中就使用了这样一种二进制Turbo码，结构如图2所示，输入的二进制信息序列S_K经过第一个分量码编码器生成一路校验序列P1_K。同时，输入的二进制信息序列S_K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P2_K。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s₁，p1₁，p2₁，s₂，p1₂，p2₂......s_K，p1_K，p2_K，其中，K为输入的二进制信息序列的长度。

信息比特序列进行编码后利用循环缓存速率匹配算法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。循环缓存速率匹配方法是能够生成删余图样性能优秀的简单算法。如图3所示，在码率为1/3的情况下，Turbo编码输出的编码比特序列经比特分离后会分离出三个数据比特流：系统比特流S、第一校验比特流P1和第二校验比特流P2。在循环缓存速率匹配算法中，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。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流，被称为块间交织。经上述块内交织和块间交织后得到的母码放在循环缓存区。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区的某处开始点顺序读出L个比特，作为速率匹配的输出，其中L的长度与所分配物理信道资源的大小相匹配。总地来说，被选择用于传输的比特可以从循环缓存区的任何一个点开始被读出来，如果到达循环缓存区的末尾，则可以绕到循环缓存区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。