CN101615971B - 一种无线数据的接收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线数据包的接收方法，包括：A：接收端根据当前的链路质量情况和原始数据包长度L得到对应的码率V；B：依据所述码率V、和原始数据包长度L估算所需接收的同一量级的数据长度M；C：所述接收端接收到长度至少为M的待接收数据后，对其进行译码得到所述原始数据包。本发明在不影响链路质量差的终端的接收的情况，让链路质量好的终端根据自己可以接受的码率选择数据量进行接收并且译码，以减少接收的冗余数据量，从而实现对链路质量好的终端的电能的节省。

Description

一种无线数据的接收方法

技术领域

本发明涉及一种无线数据的接收方法，尤其涉及MBMS(多媒体广播组播)业务中数据包的接收方法。

背景技术

无线通信的传输媒质，即是无线信道，更确切的说，无线信道是基站天线与用户天线之间的传播路径。天线感应电流而产生电磁振荡并辐射出电磁波，这些电磁波在自由空间或空中传播，最后被接收天线所感应并产生感应电流。电磁波的传播路径可能包括直射传播和非直射传播，多种传播路径的存在造成了无线信号特征的变化。

无线信道的衰落特性取决于无线电波传播环境。不同的环境，其传播特性也不尽相同。例如，一个有许多高层建筑的大城市与平坦开阔的农村相比，其传播环境有很大不同，两者的无线信道特性也大有差异。而传播环境本身是相当复杂和多变的，这就使得无线信道特性也是十分复杂的。复杂、恶劣的传播条件是无线信道的特征，这是由在运动中进行无线通信这一方式本身所决定的。

如何在有限的带宽上和复杂的无线信道环境中最大限度地提高数据传输速率，也就是如何最大限度地提高频带利用效率，逐渐成为移动通信的研究热点。而链路自适应技术(LA：Link Adaptation)正是由于在提高数据传输速率和频谱利用率方面有很强的优势，从而成为目前和未来移动通信***的关键技术之一。

目前链路自适应技术一般是针对时域而言的。也就是说，动态调整的参数主要是调制方式、编码方式等时域参数。***将不同的编码和调制方式组合成若干种“MCS(Modulation and Coding Scheme调制编码方案)”，供***根据信道情况进行选择。靠近基站的用户，拥有高质量的信道条件，将被分配级别较高的调制编码方案(例如16状态正交调幅16QAM，3/4码率的Turbo码)，这种调制编码方案的抗干扰性能和纠错能力较差，对信道质量的要求较高，但是能够赢得较高的数据速率，提高链路的平均数据吞吐量。相反，处于小区边界的用户，信道衰落严重或存在严重干扰和噪声，将被分配级别较低，具有较强纠错能力，抗噪声干扰性能较好的调制编码方案(例如四相相移调制QPSK，1/2码率的Turbo码)，以保证数据的可靠传输。这种技术的应用目前由终端测量，报告给基站，由基站进行统一的调度，来决定给每个终端采用什么级别的MCS。但是这种技术仅限于单播业务，对于MBMS业务不能直接适用。

对于MBMS业务而言，是一个点到多点的特殊业务，和单播业务不同，基站不能根据每个终端的链路质量情况来为每个终端调度合适的MCS，而需要考虑到所有接收该MBMS服务的终端都可靠接收。因此，MBMS业务为了照顾到整个MBMS业务区域内的用户，依据较差用户的链路质量状况，制定传输速率；并在LTE(长期演进***)中考虑到SFN(Single FrequencyNetwork，单频网络)的情形甚至是以整个SFN区域的较差用户的链路质量状况制定MCS。终端接收发送端发送的所有数据，进行译码处理，获得原始数据。

上述终端接收了发送端发送的所有数据，这种方法对于链路质量较好的终端，会带来过多接收冗余信息。针对上述问题，提出终端根据链路质量情况自适应接收的方法，采用这种方法可以节约链路质量好的终端的电能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无线数据的接收方法，让链路质量好的终端根据自己可以接受的码率进行数据接收并且译码，以减少接收的冗余数据量，从而实现对链路质量好的终端的电能的节省。

为了解决上述问题，本发明提供了一种无线数据包的接收方法，包括：

A：接收端根据当前的链路质量情况和原始数据包长度L得到对应的码率V；

B：依据所述码率V、和原始数据包长度L估算所需接收的同一量级的数据长度M；

C：所述接收端接收到长度至少为M的待接收数据后，对其进行译码得到所述原始数据包。

进一步的，所述步骤A中，所述链路质量情况，由接收端根据其所接收数据包前一时刻所带有的正交频分复用OFDM导频符号计算得到。

进一步的，所述步骤A中，接收端根据当前的链路质量情况和原始数据包大小，通过查调制编码方案MCS表得到码率V或根据MCS表进行估算。

进一步的，所述步骤B中，所述数据长度M的理论值M^*，等于原始数据包长度L除以码率V。

进一步的，所述估算出的数据长度M不小于M^*-X，X在所述接收端中预先配置。

进一步的，所述原始数据包长度L和资源映射分布情况携带在控制信息中，由发送端下发。

进一步的，接收端从控制信息中获取所述资源映射分布情况，根据所述资源映射分布情况获知所述所需接收的数据在正交频分复用OFDM符号上的承载分布。

进一步的，所述步骤C中，接收端从不同子帧的OFDM符号或同一子帧的不同OFDM符号中接收长度为M的数据，并对其进行译码。

进一步的，如果译码发生错误，则接收端继续接收剩余数据，联合所接收的全部数据，重新进行译码。

进一步的，接收端使用发送端发送时的编码码率，对所述所需接收的数据长度M的数据进行译码。

进一步的，所述接收端选择接收的数据长度M的数据中，包括所述待接收数据中的全部信息位数据。

进一步的，原始数据包长度L为对原始数据包添加了CRC校验码后的长度。

与现有技术相比，在不影响链路质量差的终端的接收的情况，让链路质量好的终端根据自己可以接受的码率选择数据量进行接收并且译码，以减少接收的冗余数据量，从而实现对链路质量好的终端的电能的节省。

附图说明

图1为本发明实施例中发送方法流程图；

图2为本发明实施例中接收方法流程图；

图3为本发明实施例中单个数据包发送的示意图；

图4为本发明实施例中子帧内的符号组成示意图；

图5为本发明应用实例的示意图。

具体实施方式

本发明为了解决传统技术方案存在的弊端，通过以下具体实施例进一步阐述本发明所述的一种无线数据的接收方法，以下对具体实施方式进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

本发明的核心思路是：终端通过参考信号或者其他方式计算出此时的链路质量情况，依据计算的链路质量情况和控制信息(码率、调制方式、原始数据包长度等)来确定将接收的数据包可以正确译码的码率，再根据该码率进一步确定需要接收的数据长度Mbit，终端根据上述计算后从发送的数据中选择接收数据量为Mbit的部分数据，对接收的数据进行信道估计，使用发送端发送时的编码码率进行译码。

可以看出接收端的接收的数据量以及译码准确度都取决于以下几个因素：

1)接收端对链路质量的判断的准确性；

2)链路质量情况到码率的对应的映射表的准确性；

3)映射表的制定考虑到空口合并的增益，应该区别于单播的映射表。

以下先说明对应本接收方法的发送方法。如图1所示，为本发明实施例中发送方法流程图。

步骤100，对原始数据包进行CRC(Cyclic Redundancy Check循环冗余校验码)校验，生成新的带有CRC校验位的数据；

步骤101，对添加了CRC校验位的数据，采用相对较低的码率(如1/3码率)进行信道编码，得到由信息位(原始数据)和校验位所组成的编码后的数据；

按照较低的码率进行信道编码，主要是因为考虑到小区中不同位置的终端的链路质量不同，为了链路质量较差的终端能够准确译码，所以采用较低的码率对数据进行信道编码；

步骤102，对编码后的数据进行交织，并分别将所述信息位和校验位重组为不同的数据段；

交织的过程在现有技术中已普遍使用，在此不再赘述；最优的交织方案，可以单独对信息位和校验位交织，以便于后面重新分段时容易找到信息位和校验位；

此处，对于编码后的数据进行重新分段，最优的分段方案：保持所有信息位连续，并分在同一段内，分成的每一数据段(S段、P1段和P2段)长度保持一致；次优的分段方案：保持信息位的绝大部分连续，并且分在同一段内，分成的每一数据段长度可以不一致；

步骤103，将每一个数据段(包括：所述信息位的数据段和校验位的数据段)分别映射到不同子帧的相应资源上；

步骤104，将所述信息位的数据段与校验位的数据段，在不同子帧的相应资源上按一定的时间间隔发送；

重组后的数据段之间在映射发送时留有时间间隔，所述间隔的时长大于等于接收端完成一次译码所需的时长；同一数据包内的不同数据段在时间上间隔发送，主要是想把一个原始数据包编码后的数据分步式地不连续性发送。

另外，发送端除了发送信息位的数据段与校验位的数据段外，在当前周期内还下发控制信息，该控制信息中携带有当前周期内待接收数据对应的原始数据包的大小、调制方式和资源映射情况等信息。资源映射规则可以由发送端预先配置完成。

如图2所示，为本发明实施例中接收方法流程图。

接收端根据协议规定以及发送端所下发的控制信息，获知当前周期内待接收数据对应的原始数据包的大小L(L为原始数据包添加了CRC校验后的数据长度)、和资源映射情况。

步骤201，接收端根据计算出的此时的链路质量情况，通过查MCS表(也可以通过现有技术中的算法根据MCS表进行估算得到，因为MCS表中只包含有限种情况)，得到对应的码率(即确认可以正确译码的MCS等级)；

链路质量情况的计算，是根据最能反映接收的数据包的信道质量的参考信号计算得到或者其他现有算法得到；

最能反映接收的数据包的信道质量的参考信号一般为所要接收的数据包前一时刻带有的OFDM导频符号；

步骤202，接收端根据所查到的MCS表中对应的码率V、和所述原始数据包的大小Lbit，来计算能够对发送端发来的数据进行正确译码至少需要接收的数据长度Mbit；

所需要接收的数据，包括原始数据包内的原始数据(信息位S)以及编码后产生的部分或全部校验位数据；

理论上，所需要接收的数据长度Mbit，数值上等于所述原始数据包的大小Lbit(信息位S的大小)除以上述码率V，但是实际操作中因为信道质量估计的方法本身具有一定的时延性等缺陷，导致数据长度M估计的准确性有一定的偏差，算出的码长Mbit与理论值存在误差；

估算出的数据长度Mbit一般会被技术人员控制在一个合理的偏差范围内，即L/V-X≤M，误差X可在接收端配置，在接收数据长度比理论值低Xbit时，仍可一定程度上保证接收数据可靠；至于M的上限是L编码后得到的全部码长(这个编码后的全部码长等于L除以发送端的编码码率)；

但是根据实际经验得出这个偏差的范围一般为理论值上下浮动10％，这也是一个合理的范围，超过这个上限，接收端接收数据的可靠性增大，但是耗电量增加，如果小于下限，接收端接收数据的可靠性减小，但是耗电量减少；

步骤203，接收端根据从控制信息中获取的资源映射分布情况从而获知的所述所需接收的数据在OFDM符号上的承载分布(例如：所述数据段分布在哪一OFDM符号)，从不同子帧的OFDM符号或同一子帧的不同OFDM符号中选择接收最终数据长度为Mbit的数据，并使用发送端发送时的编码码率，对所接收数据长度为Mbit的数据补零后进行译码；如果译码错误，且在接收了数据长度为Mbit的数据后，剩下的数据没有发送，则可以继续接收剩下的数据，把接收所有数据的信息联合起来译码。

其中优选的方案是所选择接收的部分数据应该包括所有或者绝大部分编码时的信息位数据；如果只收到校验位数据，没收到信息位数据，理论上也可以成功译码，但是要取决于链路质量到码率映射的准确度。

如图3所示，为本发明实施例中单个数据包发送的示意图。对图中的原始数据包1加以描述来说明本发明。

对原始数据包1进行加CRC校验，采用相对较低的码率(如1/3码率)进行信道编码后，获得的数据包如图2中1’所示。是由信息位S和校验位P1、P2组成，长度大约是原始数据包1的三倍。

将其中的S、P1和P2的顺序进行重新组合分段，假设分为3段；下面描述一种分段的方法，可以把信息位作为S段，校验位分为两段(P1段和P2段)，每一段可以相等。

将每一数据段进行到资源的映射及组帧，分段的目的是原始数据包信道编码后的数据段的(在不同的时间点上)不连续发送。例如第一段映射到子帧1#的某一资源上，第2段映射到子帧3#的某一资源上，第3段映射到子帧5#的某一资源上。时间上子帧按照顺序发射，即发射顺序是1#，2#，3#，4#，5#...。

如图4所示，以OFDMA(正交频分多址接入)作为多址方式的***中，一般子帧内部进一步分为OFDM(正交频分复用)符号，LTE中一个子帧中可以有6或者7个OFDM符号，一个OFDM符号，在频率上全占，在时间上维持一段时间。例如LTE中一个OFDM符号，时间长度为(0.5/7)ms，频率占去整个***带宽，即20M。第一段数据可以映射到1#子帧上的第一个OFDM符号上，其他OFDM符号可以承载其他与该包无关的数据。

上述以原始数据包1编码后的分段、映射到不同的帧的符号上对本方法进行了描述，但本发明不限于此，上述方法也可以类似的推广到映射到同一子帧的不同的不连续的OFDM符号上。

下面以一个应用实例进行说明，参见图5。

原始数据包1在编码后产生的信息位、校验位和校验位。采用一种简单的分段方法，即把1’分为3段，信息位为一段，记为S，校验位分为相等的两段，分别记为P1和P2。其中P1和P2可以是交织均匀混合以后的校验位的数据段。

假设原始数据包1添加CRC校验后大小为100bit。对数据包1采用turbo编码，码率为1/3，分别获得数据包1编码后的信息位数据段S，大小为100bit，校验位数据段P1，大小为100bit，校验位数据段P2，大小为100bit，当然这里校验位可以是交织过的，可以直接认为校验位为200bit，不区分P1和P2(因为实际***中一般P1和P2交织过的，均匀的混合在一起)。

把数据包1编码后的信息位数据段S采用QPSK星座调制后映射到子帧1#的第2个OFDM符号上，校验位数据段P1采用QPSK星座调制后映射到子帧3#的2个OFDM符号上，校验位数据段P2采用QPSK星座调制后映射到子帧5#第3个OFDM符号上；进行常规处理后上天线发送。

本应用实例中，分段后的数据之间间隔为一个子帧的时长，这里间隔的时长最好大于终端处理第一段接收到的数据的时长，这样可以保证终端第一段译码错误时，还可以接收剩余的数据，在和第一段接收的数据联合译码；

而接收端UE1和UE2通过控制信息或者协议等方式，获知原始数据包1编码后的资源映射分布情况、原始数据包1的大小，调制方式等信息；

根据参考信号(或者其他方式)计算自己的链路质量情况，假设UE1计算后的链路质量情况为差，UE2计算后的链路质量情况为好；

UE1和UE2分别根据即将接收的原始数据包长度(添加CRC校验码后的长度)和链路质量情况查MCS表(表中对应于一个链路质量情况可能规定了若干数据包长度的级别，UE可根据自己的情况选取最接近的)，得到对应的码率和调制方式，假设从表中查得UE1在此时的链路质量情况下，码长为100bit时可以在码率为1/3时准确译码，UE2在此时的链路质量情况下，码长为100bit时可以在码率为2/3时准确译码，UE1和UE2分别根据码率计算应该接收的星座符号数以及对应的比特级数据量大小(星座符号数与比特级数据量间的相应关系是由调制方式的确定的)，即UE1需要全部接收所有发送的星座符号，即接收所有的比特级数据，包括子帧1#上的信息位S、子帧3#上的校验位P1、5#上的校验位P2共150个星座符号，即300bit，而UE2只需接收75个星座符号，即150bit即可，所以UE2有选择接收的余地，可以选择接收子帧1#上的信息位S，子帧3#上前25个星座符号，即前50bit校验位，或者其他组合接收方式。当然根据仿真结果表明，如果接收的75个星座符号，即150bit中包含信息位S性能会最好。这样对于UE2而言，少接收了一半的数据，可以达到接收省电的目的。

对于UE2接收75个星座符号，即150bit完毕后，就直接解调后，然后进行译码，译码如果正确(这里准确度取决于链路质量到码率映射的准确度)，则不必去接收剩下的数据；如果UE2没有正确译码，并且子帧5#还没有发送，则UE2可以再接收子帧5#上第3个OFDM符号上的数据，把两次所有接收关于原始数据包1的信息联合起来译码。可以进一步确保数据接收的可靠性。

在实际实施中，UE2根据计算后只需接收75个星座符号，即150bit即可，但是由于信道质量估计的方法本身具有一定的时延性，例如估计使用的参考信号是上一时刻的信号等，无线信道本身具有频率选择性衰落，不同的子载波同一时间经过同一区域空间，则各个子载波的衰落情况就不同(一般差异较小)。这些因素导致信道估计的准确性有一定的偏差。所以UE2计算接收的150bit的数据，可以存在一定的偏差范围，在前面已经说明，一般估算出的M处于理论值上下浮动10％的范围内，即135bit到165比特之间。

例如UE2可以接收160bit，这样接收数据量比300bit少，比理论计算的150bit多了一些，但是可以提高一定的可靠性，也节省了接收的电能消耗；再例如UE2也可以接收146bit，虽然比150bit少，但是可能由于信道估计的时延性误差可能此刻的信道质量好转，所以UE也可能正确译码，也就是说只要不严重低于设定的门限值，就有可能被正确译码。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种无线数据包的接收方法，其特征在于，包括：

A：接收端根据当前的链路质量情况、原始数据包长度L和采用的调制编码MCS表得到对应的码率V；

B：依据所述码率V、和原始数据包长度L估算所需接收的同一量级的数据长度M；

C：所述接收端接收到长度至少为M的待接收数据后，对其进行译码得到所述原始数据包。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步骤A中，所述链路质量情况，由接收端根据其所接收数据包前一时刻所带有的正交频分复用OFDM导频符号计算得到。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步骤A中，接收端根据当前的链路质量情况和原始数据包大小，通过查调制编码方案MCS表得到码率V或根据MCS表进行估算。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步骤B中，所述数据长度M的理论值M*，等于原始数据包长度L除以码率V。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述估算出的数据长度M不小于M*-X，X在所述接收端中预先配置。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述原始数据包长度L和资源映射分布情况携带在控制信息中，由发送端下发。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，

接收端从控制信息中获取所述资源映射分布情况，根据所述资源映射分布情况获知所述所需接收的数据在正交频分复用OFDM符号上的承载分布。

8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述步骤C中，接收端从不同子帧的OFDM符号或同一子帧的不同OFDM符号中接收长度为M的数据，并对其进行译码。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，

如果译码发生错误，则接收端继续接收剩余数据，联合所接收的全部数据，重新进行译码；

所述剩余数据是发送端对原始数据包L进行信道编码后的数据长度减去M后剩下的数据。

10.如权利要求1或8或9所述的方法，其特征在于，

接收端使用发送端发送时的编码码率，对所述所需接收的数据长度M的数据进行译码。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述接收端选择接收的数据长度M的数据中，包括所述待接收数据中的全部信息位数据。

12.如权利要求1或4或6所述的方法，其特征在于，

原始数据包长度L为对原始数据包添加了CRC校验码后的长度。

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