CN101552659A - 一种选择型数据重传的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种选择型数据重传的方法，包括：发送端利用纠删除码对发送数据进行纠删除编码，形成多个并行的分块，对各个分块进行检错编码形成检错编码块，将所有检错编码块并/串变换，再进行信道处理后发送给接收端；接收端对接收数据进行信道逆处理，将处理结果进行串/并变换，形成接收分块，对每个接收分块进行错误检测，对出错的接收分块计数并删除，根据删除数判断是否重传，如果不重传，则进行纠删除译码，还原发送数据。本发明还公开了选择型数据重传设备。通过本发明，能够对数据重传机制进行合理控制，有效地减少数据重传所带来的处理时延，提高***吞吐量性能。

Description

一种选择型数据重传的方法和设备

技术领域

本发明涉及差错控制技术，特别涉及一种选择型数据重传的方法和设备。

背景技术

无线移动通信中的数据发射的环境常受到信道衰落、符号间干扰及时变噪声等各种因素的影响。引入纠错码就是在发送端和接收端使用纠错码分别对数据进行编码和译码，其目的是通过对传输的数据增加纠错保护来改善和保证数字通信***的传输质量。从编码的构造方法看，其基本思路是根据设定的规律在待发送的信息码中加入一些人为多余的校验码，以保证传输过程的可靠性。

为了保证数据业务的质量，除了要使用编码技术外，还需采用有效的差错控制协议，如自动重发请求(Automatic Retransmission reQuest，ARQ)机制。然而信道编码和自动重发请求机制各有利弊，于是出现了将纠错码和自动重发请求机制结合使用的混合自动重传(Hybrid Automatic Retransmission reQuest，HARQ)机制。该机制在纠错能力之内自动纠正错误，超出纠错能力则请求重发，因而可以保证较高的***传输效率。

具体地，HARQ的***框图如图1所示，在该***中，发送端首先将数据进行串并变换再做CRC编码，然后进行信道纠错编码，将编码后的数据进行后续调制等处理后发送出去；接收端接收数据后首先进行解调等得到纠错编码后的数据，对该数据进行信道纠错译码，再进行CRC检错，如果CRC校验结果表明传输正确，即在传输中可能出现的差错在信道纠错码的纠错能力之内已经完成了纠错，则还原了发送端的数据；如果CRC校验结果表明传输出现差错，即在传输中出现的差错超出信道纠错码的纠错能力，经过纠错译码后仍然存在错误，则接收端向发送端发送重传请求，要求重传数据。

在上述HARQ方式中，可以利用CRC校验进行差错检测，事实上，也可以利用其他检错技术进行。当利用CRC校验时，可以将数据分成多个数据块，分别进行CRC校验，在确定重传后，可以仅重传CRC校验出错的数据块，也可以将整个数据全部重传。

由上述可见，重传机制可以带来有效的性能改善，但由于纠错的基础是基于数据重传以及重复进行的信道译码处理，存在增加时延、增加***资源的负担、减少***吞吐量等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种选择型数据重传的方法和设备，能够提高***的传输效率、减少时延。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种选择型数据重传的发送方法，包括：

发送端利用纠删除码对发送数据进行纠删除编码，形成多个并行的分块；

对所述纠删除编码后的分块分别进行检错编码形成检错编码块，并将所有检错编码块进行并/串变换；

将所述并/串变换的结果进行信道处理后发送给接收端。

较佳地，当所述纠删除码为短码时，所述利用纠删除码对发送数据进行编码形成多个并行的分块包括：

根据纠删除码的码块结构，将发送数据进行分块处理得到并行的数据分块，并行的数据分块的个数与纠删除码的信息位长度相等；

将并行的数据分块中每一列分别进行纠删除编码，并将编码产生的校验位附加在所述列的数据之后；

将按列排列的所有校验位按行形成校验分块。

较佳地，所述对纠删除编码后的分块分别进行检错编码包括：对由发送数据形成的所有数据分块和由校验位形成的所有校验分块中的每一个分块，分别进行检错编码。

较佳地，当所述纠删除码为长码时，所述利用纠删除码对发送数据进行编码形成多个并行的分块包括：

对发送数据进行纠删除编码，将编码产生的校验位附加在所述发送数据后，并将纠删除编码后的数据进行分块，形成多个并行的分块。

较佳地，所述对纠删除编码后的分块分别进行检错编码包括：对所述纠删除编码后形成的各个并行的分块分别进行检错编码。

较佳地，所述检错编码为循环冗余校验CRC编码。

一种选择型数据重传的接收方法，包括：

接收端对接收数据进行与发送端的信道处理相反的逆处理，将处理结果以发送端的检错编码块为单位进行串/并变换，形成接收分块；

对每个接收分块分别进行错误检测，并对出现差错的接收分块进行计数并删除，得到删除数；

判断所述删除数是否达到重传选择门限，若是，则向发送端请求重传，否则利用与发送端相同的纠删除码对未删除的接收分块进行纠删除译码，还原发送数据。

较佳地，当所述纠删除码为短码时，所述对未删除的接收分块进行纠删除译码还原发送数据包括：

对并行排列的所有未删除接收分块中的每一列分别进行纠删除译码，将译码结果进行并/串变换后作为发送数据。

较佳地，当所述纠删除码为长码时，所述对未删除的接收分块进行纠删除译码还原发送数据包括：

将并行排列的所有未删除接收分块进行并/串变换，并对并/串变换结果进行纠删除译码，将译码结果作为发送数据。

较佳地，所述重传选择门限为所述纠删除码的校验位个数。

一种选择型数据重传的发送设备，包括：

纠删除编码单元，用于利用纠删除码对发送数据进行纠删除编码，形成多个并行的分块；

检测编码单元，用于对所述纠删除编码单元输出的分块分别进行检错编码形成检错编码块；

并/串变换单元，用于将所述检测编码单元输出的所有检错编码块进行并/串变换；

信道处理单元，用于对所述并/串变换单元输出的数据进行信道处理后发送出去。

一种选择型数据重传的接收设备，包括：

信道处理单元，用于对接收数据进行与发送端的信道处理相反的逆处理；

串/并变换单元，用于将所述信道处理单元输出的逆处理结果以发送端的检错编码块为单位进行串/并变换，形成接收分块；

错误检测单元，用于对所述串/并变换单元输出的每个接收分块分别进行错误检测，并对出现差错的接收分块进行计数并删除，得到删除数；

重传选择单元，用于判断所述错误检测单元输出的删除数是否达到重传选择门限，在达到该重传选择门限时向发送端请求重传，否则触发纠删除译码单元进行纠删除译码；

纠删除译码单元，用于在重传选择单元的触发下，将所述错误检测单元未删除的接收分块进行纠删除译码，还原发送数据。

由上述技术方案可见，本发明中，在发送端，首先利用纠删除码对发送数据进行纠删除编码，形成多个并行的分块；然后，对纠删除编码后的分块分别进行检错编码形成检错编码块，并将所有检错编码块进行并/串变换；最后将并/串变换的结果进行信道处理后发送给接收端。在接收端，首先，对接收数据进行与发送端的信道处理相反的逆处理，将处理结果以发送端的检错编码块为单位进行串/并变换，形成接收分块；然后，对每个接收分块分别进行错误检测，并对出现差错的接收分块进行计数并删除，得到删除数；最后，判断删除数是否达到重传选择门限，若是，则向发送端请求重传，否则利用与发送端相同的纠删除码对未删除的接收分块进行纠删除译码，还原发送数据。通过上述发送端和接收端的配合，使得在错误检测出现差错后，若该差错在一定范围内，可以利用纠删除译码进行删除错误的纠正，不一定需要进行数据重传，从而形成对数据重传机制的合理控制，有效地减少数据重传所带来的处理时延，提高***吞吐量性能。

附图说明

图1为现有的HARQ的***结构图。

图2为本发明中选择型数据重传***的示意图。

图3为本发明中选择型数据重传方法的总体流程示意图。

图4为实施例一中选择型数据重传的发送方法具体流程示意图。

图5为实施例一中选择型数据重传的接收方法的具体流程示意图。

图6为实施例二中选择型数据重传的发送方法具体流程示意图。

图7为实施例二中选择型数据重传的接收方法的具体流程示意图。

图8为本发明与HARQ混合重传技术相配合的原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明做进一步详细说明。

本发明的基本思想是：在通信***的发送端和接收端上，对具有重传或混合重传机制的通信***级联具有纠正删除的编译码技术，从而形成对数据重传机制的合理控制。

删除是指在对接收数据进行正误判决时，如果数据中某位置低于正确判决门限值而无法判定正误，就认定为删除。为了纠正删除错误，可以选用具有纠正删除功能的线性分组码，即纠删除码。常用的纠删除码包括Reed-Solomon码(简称：RS码)、BCH码等，这些编码技术适用于短码长的场合，在实现时需要对传输数据进行分块处理，对于长码长的场合可以采用LDPC码等技术。

图2为本发明提供的选择型数据重传***的示意图。其中，该***中的发送设备包括纠删除编码单元、检测编码单元、并/串变换单元和信道处理单元；接收设备包括信道处理单元、串/并变换单元、错误检测单元、重传选择单元和纠删除译码单元。本发明提供的选择型数据重传方法可以在图2所示的***中实施。具体地，该选择型数据重传方法的总体流程如图3所示，包括：

步骤31，发送端利用纠删除码对发送数据进行纠删除编码，形成多个并行的数据分块。

步骤32，发送端对纠删除编码后的数据分块分别进行检错编码形成检错编码块，并将所有检错编码块进行并/串变换。

步骤33，发送端将并/串变换的结果进行信道处理后发送给接收端。

本步骤中，信道处理操作为现有的各种信道编码调制操作等。

至此，发送端的处理操作完成。

步骤34，接收端对接收数据进行与发送端的信道处理相反的逆处理，将处理结果以发送端的检错编码块为单位进行串/并变换，形成接收分块；

步骤35，对每个接收分块分别进行错误检测，并对出现差错的接收分块进行计数并删除，得到删除数；

步骤36，判断所述删除数是否达到重传选择门限，若是，则执行步骤37，否则执行步骤38。

步骤37，接收端向发送端请求重传，并结束本流程。

步骤38，利用与发送端相同的纠删除码对未删除的接收分块进行纠删除译码，还原发送数据。

至此，接收端的处理操作完成。

如前所述，纠删除编码器的码块结构可以是不同的，而根据码块长度的不同，对数据进行发送端的分块、外编码、CRC编码的处理以及接收端的逆处理也有区别，在下面本发明的具体实施例中，将分别针对采用短码和长码的纠删除编译码技术，对本发明的具体实施方式进行详细介绍。

实施例一：

在本实施例中，采用的纠删除码为短码，例如RS码、BCH码等，采用的检错编码为CRC编码。

图4为实施例一中选择型数据重传的发送方法具体流程示意图。如图4所示，该方法流程包括：

步骤41，进行分块处理形成并行的数据分块。

本步骤中，根据纠删除码的码块结构，将发送数据进行分块处理得到并行的数据分块，其中，并行数据分块的个数与纠删除码的信息位长度相等，如图3所示，经过分块处理，将发送数据分成K个数据分块，每个数据分块为L个字节，并将K个数据分块并行排列。

步骤42，对并行排列的数据分块进行纵向纠删除编码，产生的校验分块并行附加在数据分块的下面。

本步骤的具体操作为：将并行的数据分块中每一列分别进行纠删除编码，并将编码产生的校验位纵向附加在该列的数据之后，将按列排列的所有校验位按行形成数据分块。例如，对于第1列的K个字节的数据进行纠删除编码，将编码形成的N-K个字节的数据附加在第1列后，纵向排列构成校验分块中的第1列数据；对于其他列的数据操作相同，最终将构成一个L×(N-K)的校验矩阵；然后，将校验矩阵中的所有校验位按行形成N-K个数据分块，如图3中的第K+1个分块...第N个分块。

步骤43，对各分块进行横向的CRC编码，附加CRC校验位。

本步骤中，对由发送数据形成的所有数据分块和由校验位形成的所有校验分块中的每一个分块，分别进行CRC编码，如图3所示，对从第1个分块到第N个分块的N个分块中的每一个，分别进行CRC编码，并将CRC校验位附加在每个分块的后面。

步骤44，将并行的分块进行并/串变换，经信道处理后输出。

本步骤中首先进行并/串变换，然后根据本实施例的方法所处的***进行后续的信道处理，处理后输出到信道中。具体信道处理可以为信道编码、信道调制等。

至此，选择型数据重传的发送方法处理流程结束。

在接收端，进行与发送端相反的逆处理，具体接收方法的具体流程如图5所示，包括：

步骤51，将接收数据进行与发送端信道处理相反的逆处理，将处理结果以发送端的CRC编码块为单位进行串/并变换，形成接收分块。

本步骤中，首先进行信道逆处理，如信道解调、信道译码等，具体执行的操作和操作的具体实现方式是本领域的公知技术，这里就不再赘述。在进行信道逆处理后，将处理结果以CRC编码块为单位进行串/并变换，形成接收分块，从而使该接收分块包括附加CRC校验位的基于纠删除编码的数据分块和校验分块。具体地，将处理结果以图3中步骤33输出的每个CRC编码块的长度为单位进行分割，形成N个接收分块。

步骤52，对各个接收分块进行横向的CRC检错，去除CRC校验位，对于任一出现差错的分块，将该分块删除并进行删除计数，对于没有出现差错的分块，将该分块设为正确。

本步骤中，对接收分块进行CRC检错的操作与现有的实现方式相同，这里就不再赘述。对于通过CRC检错发现错误的分块，将其设定为删除，并对所有设定为删除的分块进行计数，得到删除数。

步骤53，判断步骤52得到的删除数是否达到重传选择门限，若是，则向发送端请求重传，否则执行步骤54。

重传选择门限根据纠删除码的校验能力确定，例如可以将重传选择门限设为纠删除码的校验位个数。如果删除数小于重传选择门限，则表明虽然删除了部分接收分块，但利用纠删除编译码技术能够正确还原发送数据，则执行步骤54继续进行纠删除译码；如果删除数大于或等于重传选择门限，则表明删除的接收分块数已经超出了纠删除编译码技术的纠删除能力，无法正确还原发送数据，因此需要进行重传。

这里，反馈的重传请求可以是请求重传整个发送数据，也可以是请求重传其中被删除的分块。

步骤54，利用与发送端相同的纠删除码对未删除的接收分块进行纠删除译码，还原发送数据。

本步骤的具体操作为：对并行排列的所有未删除接收分块中的每一列分别进行纠删除译码，将译码结果进行并/串变换后作为发送数据。例如，如图5所示的第1列，对第1列的n(K＜n≤N)个字节的数据进行纠删除译码，将译码结果纵向排列；对所有列执行相同的纠删除译码，所有纵向排列的译码结果构成矩阵，将矩阵中的每一行作为一个数据分块，对所有数据分块进行并/串变换后作为发送数据。

至此，本实施例中的选择型数据重传的接收方法处理流程结束。

在本实施例中，介绍了纠删除码采用短码时的具体操作。其中，在发送端首先进行数据分块，然后以列为单位进行纠删除编码；在接收端，对CRC检错后的数据也以列为单位进行纠删除译码，再进行并/串变换后还原发送数据。

实施例二：

在本实施例中，采用的纠删除码为长码，例如LDPC码等，采用的检错编码为CRC编码。

图6为实施例二中选择型数据重传的发送方法具体流程示意图。如图6所示，该方法流程包括：

步骤61，对发送数据进行纠删除编码，将编码产生的校验位附加在发送数据后。

由于本实施例中采用长码的纠删除码，因此可以直接对整个发送数据进行纠删除编码，而不需要预先进行数据分块。当然，如果考虑其他因素，希望先进行数据分块再进行纠删除编码也完全可以，则按照实施例一中的方式进行纠删除编码。也就是说，对于长码的纠删除编码，既可以对整个发送数据直接进行纠删除编码，也可以进行数据分块后再逐个进行纠删除编码。

步骤62，将纠删除编码后的数据进行分块，形成多个并行的分块。

具体分块大小可以根据信道的传输状况、重传要求等确定，具体方式可以采用现有的实现方式，这里就不再赘述。

步骤63，对各分块进行横向的CRC编码，附加CRC校验位。

步骤64，将并行的分块进行并/串变换，经信道处理后输出。

至此，选择型数据重传的发送方法处理流程结束。

在接收端，进行与发送端相反的逆处理，具体接收方法的具体流程如图7所示，包括：

步骤71，将接收数据进行与发送端信道处理相反的逆处理，将处理结果以发送端的CRC编码块为单位进行串/并变换，形成接收分块。

步骤72，对各个接收分块进行横向的CRC检错，去除CRC校验位，对于任一出现差错的分块，将该分块删除并进行删除计数，对于没有出现差错的分块，将该分块设为正确。

步骤73，判断步骤72得到的删除数是否达到重传选择门限，若是，则向发送端请求重传，否则执行步骤74。

上述步骤71～73的操作与实施例一中步骤51～53的操作相同，这里就不再赘述。

步骤74，利用与发送端相同的纠删除码对未删除的接收分块进行纠删除译码，还原发送数据。

本步骤的具体操作为：将并行排列的所有未删除接收分块进行并/串变换，并对并/串变换结果进行纠删除译码，将译码结果作为发送数据。

至此，本实施例中的选择型数据重传的接收方法处理流程结束。

在本实施例中，介绍了纠删除码采用长码时的具体操作。其中，在发送端首先对发送数据进行纠删除编码，然后对编码后数据进行分块处理；在接收端，对CRC检错后的数据进行并/串变换，再进行纠删除译码、及并/串变换后还原发送数据。

上述本发明的方法，可以在通信***的发送端和接收端上，例如WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、WiMAX、3GPP LTE、IMT-Advanced等物理层接入技术的基础上，将需要级联的纠删除码的编译码器设为外编码器和外译码器级联到通信***上，删除位置的判断是通过检错技术来实现，例如CRC检错编码。具体地，本发明技术在通信***的实现上，可以放在通信***的物理层与HARQ混合重传技术相配合，也可以放在通信***的高层与ARQ重传技术相配合。

下面以本发明的方法与HARQ混合重传技术相配合为例，给出一个实现本发明的具体例子。图8为本例的原理图，其中，将本发明的方法应用于采用Turbo编译码器的3GPP无线通信***中，并且采用RS码作为纠删除码。

在发送端，将数据进行串/并转换，形成一组数据分块，构成外编码器的输入信息位数据分块，级联一个RS码作为外编码器对传输数据进行编码，根据前述短码场合的处理方式进行CRC编码和数据分块并/串转换，输入发送端的Turbo编码器，进行发送处理。

在接收端，经过Turbo译码器对接收数据进行纠错处理，将接收器的输出数据进行串/并转换，形成一组数据分块，通过CRC解码器判定删除错误，进行重传选择，根据删除个数决定通信***是否进行数据重传。如果删除个数高于RS码的校验位数，向发送端发出重传指示，进行数据重传处理；如果删除数低于RS码的校验个数，就直接将数据传送给RS译码器纠正删除错误，纠正删除后的数据分块经过并/串转换还原数据。

由上述本发明实施例一、二的具体实施方式和上述具体例子可见，通过本发明中增加的纠删除编译码，能够在一定程度内控制数据重传，使得当通过检错技术检测出错误时，不一定需要进行数据重传，从而形成对数据重传机制的合理控制，有效地减少数据重传所带来的处理时延，提高***吞吐量性能。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1、一种选择型数据重传的发送方法，其特征在于，该方法包括：

发送端利用纠删除码对发送数据进行纠删除编码，形成多个并行的分块；

对所述纠删除编码后的分块分别进行检错编码形成检错编码块，并将所有检错编码块进行并/串变换；

将所述并/串变换的结果进行信道处理后发送给接收端。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述纠删除码为短码时，所述利用纠删除码对发送数据进行编码形成多个并行的分块包括：

根据纠删除码的码块结构，将发送数据进行分块处理得到并行的数据分块，并行的数据分块的个数与纠删除码的信息位长度相等；

将并行的数据分块中每一列分别进行纠删除编码，并将编码产生的校验位附加在所述列的数据之后；

将按列排列的所有校验位按行形成校验分块。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对纠删除编码后的分块分别进行检错编码包括：对由发送数据形成的所有数据分块和由校验位形成的所有校验分块中的每一个分块，分别进行检错编码。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述纠删除码为长码时，所述利用纠删除码对发送数据进行编码形成多个并行的分块包括：

对发送数据进行纠删除编码，将编码产生的校验位附加在所述发送数据后，并将纠删除编码后的数据进行分块，形成多个并行的分块。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对纠删除编码后的分块分别进行检错编码包括：对所述纠删除编码后形成的各个并行的分块分别进行检错编码。

6、根据权利要求1至5中任一所述的方法，其特征在于，所述检错编码为循环冗余校验CRC编码。

7、一种选择型数据重传的接收方法，其特征在于，该方法包括：

接收端对接收数据进行与发送端的信道处理相反的逆处理，将处理结果以发送端的检错编码块为单位进行串/并变换，形成接收分块；

对每个接收分块分别进行错误检测，并对出现差错的接收分块进行计数并删除，得到删除数；

判断所述删除数是否达到重传选择门限，若是，则向发送端请求重传，否则利用与发送端相同的纠删除码对未删除的接收分块进行纠删除译码，还原发送数据。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当所述纠删除码为短码时，所述对未删除的接收分块进行纠删除译码还原发送数据包括：

对并行排列的所有未删除接收分块中的每一列分别进行纠删除译码，将译码结果进行并/串变换后作为发送数据。

9、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当所述纠删除码为长码时，所述对未删除的接收分块进行纠删除译码还原发送数据包括：

将并行排列的所有未删除接收分块进行并/串变换，并对并/串变换结果进行纠删除译码，将译码结果作为发送数据。

10、根据权利要求7至9中任一所述的方法，其特征在于，所述重传选择门限为所述纠删除码的校验位个数。

11、一种选择型数据重传的发送设备，其特征在于，该设备包括：

纠删除编码单元，用于利用纠删除码对发送数据进行纠删除编码，形成多个并行的分块；

检测编码单元，用于对所述纠删除编码单元输出的分块分别进行检错编码形成检错编码块；

并/串变换单元，用于将所述检测编码单元输出的所有检错编码块进行并/串变换；

信道处理单元，用于对所述并/串变换单元输出的数据进行信道处理后发送出去。

12、一种选择型数据重传的接收设备，其特征在于，该设备包括：

信道处理单元，用于对接收数据进行与发送端的信道处理相反的逆处理；

串/并变换单元，用于将所述信道处理单元输出的逆处理结果以发送端的检错编码块为单位进行串/并变换，形成接收分块；

错误检测单元，用于对所述串/并变换单元输出的每个接收分块分别进行错误检测，并对出现差错的接收分块进行计数并删除，得到删除数；

重传选择单元，用于判断所述错误检测单元输出的删除数是否达到重传选择门限，在达到该重传选择门限时向发送端请求重传，否则触发纠删除译码单元进行纠删除译码；

纠删除译码单元，用于在重传选择单元的触发下，将所述错误检测单元未删除的接收分块进行纠删除译码，还原发送数据。

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