一种多时隙联合编码方法

摘要

本发明涉及通讯技术领域中一种多时隙联合编码方法，在多时隙联合的时隙结构中，对待编码数据进行编码处理；对编码后的数据比特进行打孔来调节编码速率；将打孔后的数据比特进行交织处理；对上述交织后的数据比特进行物理层时隙映射；所述编码处理过程，采用随编码长度的增加编码性能增强的编码方法对待编码数据进行编码。本发明解决了多时隙组合后传统编码方式下解调性能下降及数据块误块率增加的问题，有效保证了新时隙下数据传输速率的提高。

权利要求

1.一种多时隙联合编码方法，包括：

在多时隙联合的时隙结构中，对待编码数据进行编码处理；所述多时隙联合后的时隙结构为只保留一个训练序列的新时隙；

对编码后的数据比特进行打孔来调节编码速率；

将打孔后的数据比特进行交织处理；

对上述交织后的数据比特进行物理层时隙映射；

其特征在于，在编码前增加偷帧比特位数，所述编码处理过程，采用随编码长度的增加编码性能增强的编码方法对待编码数据进行编码。

2.如权利要求1所述的一种多时隙联合编码方法，其特征在于，所述多时隙联合下的编码包括帧头、帧数据和其他信息开销的编码，所述随编码长度的增加编码性能增强的编码方法仅对帧数据进行编码。

3.如权利要求2所述的一种多时隙联合编码方法，其特征在于，所述方法进一步包括：对帧头采用卷积编码方法。

4.如权利要求1、2或3所述的一种多时隙联合编码方法，其特征在于，所述随编码长度的增加编码性能增强的编码方法包括：Turbo码或低密度奇偶校验码LDPC。

5.如权利要求4所述的一种多时隙联合编码方法，其特征在于，所述Turbo码的子编码多项式为宽带码分多址WCDMA物理层协议TS25.212生成的多项式。

6.如权利要求1所述的一种多时隙联合编码方法，其特征在于，所述方法进一步包括：在进行编码前，增加帧头长度和/或数据段的CRC校验位。

7.如权利要求1所述的一种多时隙联合编码方法，其特征在于，所述方法适用于：NBxMCS1-11，其中x为时隙组合个数。

说明书

一种多时隙联合编码方法

技术领域

[0001] 本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种多时隙联合编码方法。

背景技术

[0002] 在业务不断增长的情况下，GSM(全球移动通信系统)/EDGE(GSM增强速率演进)网络越来越受到容量和速率的限制，为此各GSM/EDGE演进技术不断涌现，以提高用户的峰值速率和平均速率。

[0003] 为了提高上下行用户数据传输速率，目前的方法之一是将多个传统时隙组合成新时隙，且在新时隙中只保留一个训练序列。图1、图2分别示出了传统时隙的结构和M个时隙组合后的时隙结构。

[0004] 图2中，M表示新时隙包含的传统时隙个数。对传统时隙而言，每个时隙包含156.25个符号，可用于数据传输的符号数为116个符号，对于由M个传统时隙组成的新时隙，其可用于数据传输的符号数为116+(M-1)*156个符号；如果是两个时隙组合，那么新时隙可用于数据传输的符号数为272；如果是三个时隙组合，那么新时隙可用于数据传输的符号数为428。

[0005] 在目前的新时隙下，物理层信道编码方案一般采用传统物理层时隙下的编码方式，即卷积码编码方式。传统时隙结构下数据的编码方式示意图如图3所示。每个传统时隙可用于数据传输的符号数为116，所以4个时隙总共可以传输数据的符号数为464。对于GSM/EDGE中的GMSK调制，每个符号对应一个比特，所以传输数据比特数为464比特；对于8PSK调制，每个符号对应3个比特，所以传输数据比特为1392。现有GSM/EDGE的数据编码业务根据不同的调制方式和编码速率共分九种，命名为MCS1到MCS9。其中MCS1-MCS4采用GMSK调制，所以该4种编码类型可用的物理层比特数为456比特；MCS5-MCS9采用8PSK调制，所以这5种编码类型可用的物理层比特数为1392。

[0006] MCS1-MCS9中所采用的纠错编码类型是卷积码，纠错编码的目的在于提高通信接收机译码的可靠性，编码速率越低，译码的可靠性越好，但是有效数据传输速率下降。

[0007] 根据编码速率不同，目前分组数据业务EGPRS共分九大类业务类型，MCS1-MCS9，其编码示意图如图4至图7所示。

[0008] 下面以图4中MCS1-4的编码流程为例进行说明：整个编码分两部分，一是帧头编码，二是帧数据编码。其中：

[0009] RLC/MAC Head就是帧头编码前数据，HCS是帧头的CRC校验比特，加在被校验的帧头后面，用以检错。RLC/MAC加上HCS后进行卷积编码得到了CodedHead长度的编码后帧头数据，然后对这CodedHead长度的编码后帧头进行打孔到80比特。

[0010] Data是编码前帧数据，BCS是帧数据的CRC校验比特，加在被校验的帧数据后面，用以数据快检错，TB是卷积码编码时的归零比特，使得编码器状态归零。Data加上BCS和TB后，进行卷积编码得到CodedData长度的编码后帧数据，然后对这CodedData长度的编码后帧数据进行打孔到372比特。

[0011] 最后对编码后80比特的头和372比特数据进行交织，然后外加SB(偷帧比特)和ESB(扩展偷帧比特)比特映射到物理层的时隙(burst)上。

[0012] MCS5-9的编码流程类似，只是在数据块长、交织深度或者数据块数方面有些差异。比如MCS5-6最后的编码数据长度为1248，而MCS7-9最后的编码数据长度为612；但是MCS7-9帧数据编码包含两个数据块。另外，像MCS1-7的数据编码交织深度都是4，也就是帧数据在交织时一个块会分散在4个物理层时隙(burst)上进行传送；而MCS8-9的编码深度只有2。

[0013] 其中MCS1-MCS9物理层编码参数见下表：

[0014]Coded Coded Inter
EGPRS Type Hlen HCS Head Dlen BCS TB Data SB ESB MapBit DepthMCS1 31 8 80 178 12 6 372 8 4 464 4
MCS2 31 8 80 226 12 6 372 8 4 464 4
MCS3 31 8 80 298 12 6 372 8 4 464 4
MCS4 31 8 80 354 12 6 372 8 4 464 4
MCS5 37 8 136 450 12 6 1248 8 0 1392 4
MCS6 37 8 136 594 12 6 1248 8 0 1392 4
MCS7 46 8 160 450 12 6 612 8 0 1392 4
MCS8 46 8 160 546 12 6 612 8 0 1392 2
MCS9 46 8 160 594 12 6 612 8 0 1392 2

[0015] 对一个信道编码装置来说，编码速率R的定义如下：

[0016] R＝输入有效比特/实际输出比特，

[0017] 上述9种编码类型的编码速率是通过打孔来调节的。目前MCS1-MCS9编码时统一采用1/3码率卷积编码，也就说对这个卷积码编码器而言，每输入N个比特，就输出3*N个比特。卷积码编码器的输出传送到打孔装置的输入，如果打孔打掉的比特数为ΔN，那么这个卷积编码+打孔的级联装置的编码率为N/(3*N-ΔN)，为了保证接收机能够正确译码，编码速率不能大于1。

[0018] 上述编码+打孔后的数据比特经交织器进行离散化，其离散原则是将原先相邻的比特尽量的分开。其目的是将无线通信中的突发错误离散化，从而增强接收机的抗突发错误和突发干扰能力。

[0019] 离散处理后执行物理层映射，其作用是将交织器输出的比特填入相应的物理层时隙。该数据块就分布在连续4个物理帧的第一个时隙，共4个时隙。因为每个物理帧包含8个时隙，所以连续的4个帧可以传送8个这样的数据块。

[0020] 因为新时隙结构中只保留了一个训练序列，所以新时隙结构下，高速信道的信道估计和跟踪的性能会有所下降，导致接收机数据解调误码率会增加。如果新时隙下仍然采用卷积码编码方式，最终将导致数据误帧率比传统时隙的数据误帧率高，那么新时隙提供的数据传输速率的增益将会被过高的误帧率抵消掉。

[0021] 此外，新时隙结构下，因为每个时隙可以传输的比特数增加，所以如图8中每个数据块的长度也比传统的编码数据块长度大，对于相同速率的编码类型，如果都采用相同的卷积编码，那么数据块长越大数据块的误块率也会随之增加。

发明内容

[0022] 本发明的目的在于提供一种多时隙联合编码方法，解决了时隙组合后由于数据解调性能下降引起的数据误帧率过高及数据块误块率增加的问题。

[0023] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

[0024] 一种多时隙联合编码方法，包括：

[0025] 在多时隙联合的时隙结构中，对待编码数据进行编码处理；

[0026] 对编码后的数据比特进行打孔来调节编码速率；

[0027] 将打孔后的数据比特进行交织处理；

[0028] 对上述交织后的数据比特进行物理层时隙映射；

[0029] 所述编码处理过程，采用随编码长度的增加编码性能增强的编码方法对待编码数据进行编码。

[0030] 所述多时隙联合下的编码包括帧头、帧数据和其他信息开销的编码，所述随编码长度的增加编码性能增强的编码方法仅对帧数据进行编码。

[0031] 所述方法进一步包括：

[0032] 对帧头采用卷积编码方法。

[0033] 所述随编码长度的增加编码性能增强的编码方法包括：Turbo码或低密度奇偶校验码LDPC。

[0034] 所述Turbo码的子编码多项式为宽带码分多址WCDMA物理层协议TS25.212生成的多项式。

[0035] 所述多时隙联合后的时隙结构为只保留一个训练序列的新时隙。

[0036] 所述方法进一步包括：

[0037] 在进行编码前，增加帧头长度、偷帧比特位数和/或数据段的CRC校验位。

[0038] 所述方法适用于：NBxMCS1-11，其中x为时隙组合个数。

[0039] 由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明通过使用随着编码长度的增加而编码性能增强的编码方法，解决了多时隙组合后传统编码方式下解调性能下降及数据块误块率增加的问题，有效保证了新时隙下数据传输速率的提高。

附图说明

[0040] 图1为现有技术传统物理层时隙结构图；

[0041] 图2为现有技术由M个传统时隙组合后的新时隙结构图；

[0042] 图3为现有技术传统时隙物理层数据编码示意图；

[0043] 图4为现有技术MCS1-4编码示意图；

[0044] 图5为现有技术MCS5-6编码示意图；

[0045] 图6为现有技术MCS7编码示意图；

[0046] 图7为现有技术MCS8-9编码示意图；

[0047] 图8为现有技术采用新时隙结构后物理层数据编码示意图；

[0048] 图9为本发明所述方法一种实施例编码示意图；

[0049] 图10为本发明所述方法一种实施例操作流程图；

[0050] 图11为本发明所述方法NB2MCS1-4编码示意图；

[0051] 图12为本发明所述方法NB2MCS5-6编码示意图；

[0052] 图13为本发明所述方法NB2MCS7编码示意图；

[0053] 图14为本发明所述方法NB2MCS8-11编码示意图。

具体实施方式

[0054] 本发明的核心思想是提供一种多时隙联合编码方法，在多时隙组合的基础上，引入译码性能随着编码长度的增加而变好的译码方法，弥补了多时隙组合后数据解调性能下降引起的误帧率过高的缺陷。

[0055] 本发明提供了一种多时隙联合编码方法，本实施例采用Turbo码的编码方式对多时隙组合后的帧数据进行编码，本实施例编码示意图如图9所示，操作流程如图10所示，包括：

[0056] 步骤1：新时隙组合后，对承载的帧数据采用Turbo码进行编码，对帧头采用卷积编码进行处理；

[0057] 假设d0，d1....dN-1是待编码的源数据比特， 是Turbo码的编码输出，本实施例以1/3编码率为例，所以每输出一个系统比特di就跟随两个校验比特

[0058] Turbo码的子编码多项式可以选用WCDMA物理层协议TS25.212生成多项式，也可以选择其他类型的多项式。

[0059] 新时隙下的编码同样包括帧头、帧数据和其他信息开销的编码。因为帧头和其他信息开销的数据长度较短，不适合采用Turbo码，所以本发明中多时隙联合编码仅对帧数据采用Turbo编码，帧头和其他信息开销的编码仍可以采用现有的GSM EDGE编码方式。

[0060] Turbo码的性能优越性体现在随机长码编码，所以输入数据块越长，Turbo码的译码性能越好。

[0061] 步骤2：对编码后的数据比特进行打孔，以调整编码速率；

[0062] 为了提供多编码速率的编码类型，需要通过打孔比特的数目来调节编码速率。Turbo码的打孔机制，首先需要对Turbo码编码输出进行比特序列分离，即将图10中的序列 进行分离，分三列数据输出，即然后分别对这三列数据进行打孔，打孔按顺序输出。
打孔后的输出比特为e0，e1....e3N-1-ΔN；其中ΔN是需要打孔的比特数，所以编码打孔后总的编码率为

[0063] 所述ΔN可以根据系统数据传输速率要求选择相应的打孔比特数，只要保证总的编码率在[1/3，1]之间，所以ΔN在[0，2N]之间取值。

[0064] 步骤3：将打孔后的数据比特进行交织处理，将其离散化，用以增强接收机的抗突发错误和抗突发干扰能力；

[0065] 如图9中，交织后输出的比特为

[0066] 多时隙联合编码中的打孔，交织方案很多，实际操作中可根据数据传输速率和性能要求进行选择和设计。

[0067] 步骤4：对上述交织后的数据比特进行物理层时隙映射，即将交织后的数据比特填入相应的物理层时隙中。

[0068] 下面以两时隙组合的新时隙为例说明按照上述方法对MCS1-4进行编码的过程，其编码过程如图11所示，具体过程如下所述：

[0069] 整个编码过程分两部分，一是帧头编码；二是帧数据编码。

[0070] RLC/MAC Head就是帧头编码前数据，HCS是帧头的CRC校验比特，加在被校验的帧头后面，用以检错。RLC/MAC加上HCS后进行卷积编码得到了CodedHead长度的编码后帧头数据，然后对这CodedHead长度的编码后帧头进行打孔到160比特。为了满足时隙组合后帧头开销的增加，帧头长度可以适当增加。HCS不变，仍为8比特。

[0071] Data是编码前帧数据，BCS是帧数据的CRC校验比特，加在被校验的帧数据后面，用以数据快检错，TB是Turbo码编码时的归零比特，使得Turbo码子编码器状态归零。Data加上BCS和TB后，进行Turbo码编码后得到CodedData长度的编码后帧数据，然后对这CodedData长度的编码后帧数据进行打孔到908比特。由于上层数据以字节为单位下发，因此帧数据编码输入比特数必须是8的倍数。此处，帧数据校验位由原来的12比特增加为16比特，可以满足随着帧数据长度的增加，帧数据检错能力要求的提高。为了保持与现有的上层数据包长度的兼容性，部分编码方案帧数据的数据块长度应为现有编码输入块长度的整数倍。

[0072] 最后对编码后160比特的头和908比特数据进行交织，然后外加SB和ESB比特映射到新的物理层时隙上。为了区别本发明所述的编码方法与传统编码类型，以及支持本发明所述编码方法所具备的一些功能，可以将SB比特从原来的8比特增加到16比特。

[0073] 采用上述方案可以实现对MCS10及MCS11的编码。NB2MCS5-11(NB表示新时隙，2表示时隙个数)的编码流程分别如图12、图13、图14所示，其与MCS1-4的差别只是在数据块长、交织深度或者数据块数方面有些差异。比如NB2MCS5-6最后的编码数据长度为3048，而NB2MCS7-9最后的编码数据长度为1504；但是NBS2MCS7-11帧数据编码包含两个数据块。另外，NB2MCS1-7的数据段编码交织深度都是4，也就是说帧数据在交织时一个块会分散在4个物理层时隙上进行传送；而NB2MCS8-11的数据编码深度只有2。

[0074] 上面实施例是以Turbo编码为例，实际操作中所有随编码长度的增加而编码性能增强的编码方案如LDPC(低密度奇偶校验码)都可以实现本发明。

[0075] 综上所述，本发明通过使用随着编码长度的增加而编码性能增强的编码方法，解决了多时隙组合后传统编码方式下解调性能下降的问题，有效保证了新时隙下数据传输速率的提高。同时，新增的两种编码方案NBxMCS10和NBxMCS11能够增加编码速率等级的划分的密度，从而使编码的自适应效果更好。

[0076] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。