CN101741527B - 速率匹配方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种速率匹配方法和装置，该方法包括：对信息比特序列进行编码和交织得到长度为L的母码码字，其中，母码码字包括***比特部分和校验比特部分；在首次传输HARQ子包的情况下，从母码码字中的预定位置起选择前L₁个比特组成首次传输的HARQ子包，其中，L₁为首次传输的HARQ子包的预定长度；在第二次传输HARQ子包的情况下，从的长度为L的母码码字中选择最后L₂个比特组成第二次传输的HARQ子包，其中，L₂为第二次传输的HARQ子包的预定长度。借助于本发明，通过子包在母码中改变比特的选择方式，能够最大程度的避免相关技术中出现的重叠现象，并且可以最大程度的覆盖整个母码数据，增强了HARQ多次重传链路的性能。

Description

速率匹配方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，并且特别地，涉及一种速率匹配方法和装置。

背景技术

数字通信***是目前非常常用的通信***。图1示出了通常情况下数字通信***的结构。如图1所示，通常，数字通信***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***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最关键技术，其决定了数字通信***底层传输的有效性和可靠性。

下面将详细描述信道编码链路部分中的信道编译码、调制解调等部分的功能。

信道编码(Channel Coding)的目的是抗击传输过程中各种各样的噪声和干扰。通常，通过人为地增加冗余信息，能够使得***具有自动纠正差错的能力，从而保证数字传输的可靠性。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CTC码(双二进制Turbo码)。其中前者被应用于3GPP长期演进(LTE)标准协议中，而后者被应用于IEEE802.16e标准协议中。

速率匹配(Rate Matching)处理是信道编码后的一项非常关键的技术，其目的是对信道编码后的码字比特进行由算法控制的重复或打孔，以保证速率匹配后的数据比特长度与所分配的物理信道资源相匹配。目前，速率匹配算法主要有以下两种：3GPP R6速率匹配算法和循环缓存速率匹配(Circular Buffer Rate Matching，CBRM)算法。

其中，循环缓存速率匹配算法能够生成删余图样性能优秀的简单算法，在3GPP2的系列标准、IEEE802.16e标准和3GPP LTE等多数通信***中都采用这种速率匹配算法。

在循环缓存速率匹配算法中，在码率为1/3的情况下，Turbo编码输出的码字比特经比特分离后会分离出三个数据比特流：***比特流、第一校验比特流和第二校验比特流。上述三个数据比特流各自进行分块交织器重新排列，该处理过程通常被称为块内交织。然后，在输出缓存器中，将重排后的***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。

并且，在该处理过程中，可以根据期望的输出码率选择Ndata个编码比特作为循环缓存速率匹配的输出；循环缓存速率匹配从输出缓存器中某个指定的开始位置读出Ndata个编码比特，被称为比特选择。总的来说，被选择用于传输的比特可以从缓存器中的任何位置读出来。当读取循环缓存区的最后一个比特后，其下一个比特数据即为循环缓存区的首个比特数据。所以，通过简单的方法便可实现基于循环缓存的速率匹配(删余或重复)。对于下面将要描述的混合自动请求重传(HARQ)操作，循环缓存还具有灵活性和颗粒度的优势。

HARQ是一种数字通信***中极其重要的链路自适应技术。该技术的功能是：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NACK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IR或Chase合并译码，可以提高其译码成功概率，实现对链路传输的高可靠性要求。

在混合自动请求重传(HARQ)方式下，在循环缓存中可以指定不同的位置作为每次传输HARQ数据包读取的起点位置。冗余版本(Redundancy Version，简称RV)的定义即确定了HARQ数据包在循环缓存中读取的多个起点位置，冗余版本的取值便确定了本次传输HARQ数据包在循环缓存中读取的具体起点位置。

例如，在LTE中，冗余版本定义了在循环缓存的起点，用于选择一段码字生成当前的HARQ包。如果RV数目为4，则冗余版本以0、1、2和3从左到右的顺序在循环缓存中均匀地标示了四个位置。更加具体的描述可以参照LTE的虚拟循环缓存速率匹配的提案和标准，本文中对此不再详述。

HARQ包指示符(HARQ subpacket identifier，简称为SPID)目前被应用于IEEE802.16e标准中，它与冗余版本RV的作用在本质上是相同的，即，都可用来确定子包数据在循环缓存区中的具***置。

在IEEE802.16e***中，HARQ子包指示符与HARQ数据包长度共同定义了HARQ子包数据在循环缓存区中的起始位置和长度，以便在循环缓存区中选择一段码字来生成当前的HARQ子包。

其中，SPID的取值范围是{00，01，10，11}。首次传输的SPID值一定为00，其他重传时的SPID取值则可任意的或按一定顺序的在其范围内进行选择。也就是说，在多次传输时，可能重复使用某一个SPID值，或者也可以不使用某一个SPID值。

在HARQ机制下，基于同一个母码的数据下可能产生多个HARQ子包。当两个或者多个HARQ子包读取母码中相同位置比特时，就发生了重叠(Overlapping)现象。为了提高***性能，应该尽量避免重叠现象，并覆盖更多的母码数据。

图2是在IEEE802.16e标准、1/3码率、采用CTC编码的情况下的速率匹配过程示意图。其中，重传的处理过程涉及到对S信息位、P1校验区和P2校验区的块内交织，在图2所示的处理过程中，进行了四次重传，即，传输了四个子包，具体地，第一次重传的第一个子包(F1＝0&L1)与第二次重传的第二个子包(F2&L2)出现了重叠现象，同时还存在没有被覆盖到的母码码字，在第二次重传之后还传输了第三个子包(F3&L3)和第四个子包(F4&L4)。

由于在自适应HARQ传输模式中，每个HARQ子包的长度和调制阶数的值都与HARQ子包的子信道数的取值有关。而由于每次传输的子包子信道数可能受多种因素影响而发生改变，所以每次传输的调制阶数和HARQ子包的长度都可能发生改变。

可以看出，在这种自适应HARQ重传机制中，由于子包长度和SPID的取值不同，一方面会产生严重的重叠现象，导致反复传输相同内容的数据，尤其是当SPID值反复重复时，很有可能导致子包数据大面积重叠；另一方面会导致某些数据内容始终不能被传输，从而严重影响***性能。

下面以IEEE802.16e***中1/3编码码率、采用CTC编码为例列举如下两种情况进行描述：

情况一：在第一次传输时速率1(RATE1)为2/3，SPID的取值为00，而在第二次传输时速率2(RATE2)为1/2，SPID的取值依然为00。由于母码码字放在循环缓存器中，因此子包选择方式可参见图3所示的环形。

从图3中可以看出，由于SPID取值为00，所以子包数据的起始位置即为循环缓存区的起始位置。其中，循环缓存区的索引从0开始。由图可见，首传和第二次传输的起始位置相同，因此两次传输中较小的子包被全部重叠。

类似的，当第k次传输时如果SPID值仍旧为00，则起始位置仍为循环缓存区的起始位置，此时和首传子包会出现严重的重叠，导致***性能降低。

情况二：在第一次传输时SPID的取值为00，而在第二次传输时SPID取值不为00。

在这种情况下，由于首传和二次重传时码率发生变化，子包长度也随之变化。因此，可能出现在一部分内容发生重叠而另一部分内容并没有被覆盖的情况。如图4至图6所示，其中横坐标表示整个母码长度；纵坐标表示HARQ子包数据在母码中的覆盖情况：0表示没有被覆盖；1表示被覆盖一次；2表示被覆盖两次，即，发生重叠现象。当纵坐标上同时存在0和2时，表示既有重叠又有未被覆盖的内容。其中，图4示出了Rate1为5/6，Rate2等于25/48，K＝4800bit时的覆盖情况；图5示出了Rate1为5/6，Rate2等于25/48，K＝4800bit时的覆盖情况；图6示出了Rate1为5/6，Rate2等于20/39，K＝3840bit时的覆盖情况。由图4至6可见，尽管选取不同的码率、码长和SPID值，仍然经常出现覆盖现象。

进一步地，如图7和图8所示，在***比特长度为4800比特，首传码率为5/6，二次重传码率为25/39时，覆盖情况如下：

SPID取值为01时，在P0到P3的内容被重叠的情况下，P1到P2的内容没有被覆盖；

SPID取值为10时，在P3到P1的内容被重叠的情况下，P4到母码末端的内容没有被覆盖；

SPID取值为11时，在P0到P5的内容被重叠的情况下，P1到P4的内容没有被覆盖。

由图7和图8可以看出，在***比特长度为4800比特，首传码率为5/6，二次重传码率为25/39的情况下，仍旧不能够避免这种重叠的现象出现。

从以上描述可以看出，相关技术中速率匹配的重叠现象出现几率很高，对此，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

考虑到相关技术中速率匹配处理重叠现象出现几率很高的问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种速率匹配方法和装置，以解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种速率匹配方法。

根据本发明的速率匹配方法包括：对信息比特序列进行编码和交织得到长度为L的母码码字，其中，母码码字包括***比特部分和校验比特部分；在首次传输HARQ子包的情况下，从母码码字中的预定位置起选择前L₁个比特组成首次传输的HARQ子包，其中，L₁为首次传输的HARQ子包的预定长度；在第二次传输HARQ子包的情况下，从的长度为L的母码码字中选择最后L₂个比特组成第二次传输的HARQ子包，其中，L₂为第二次传输的HARQ子包的预定长度。

其中，对信息分组进行编码和交织，得到***比特部分和校验比特部分的处理具体为：将信息分组进行编码，得到***比特部分和交织前的校验比特部分，并将得到的***比特部分作为母码码字中的***比特部分；对交织前的校验比特部分进行块内交织，得到块内交织后的校验比特部分；对块内交织后的校验比特部分进行块间交织，得到块间交织后的校验比特部分，并将块间交织后的校验比特部分作为母码码字中的校验比特部分。

此外，对信息分组进行编码和交织，得到***比特部分和校验比特部分的处理具体为：将信息分组进行编码，得到交织前的***比特部分和交织前的校验比特部分；对交织前的***比特部分和交织前的校验比特部分进行块内交织，得到和块内交织后的***比特部分和块内交织后的校验比特部分，并将块内交织后的***比特部分作为母码码字中的***比特部分；对块内交织后的校验比特部分进行块间交织，得到块间交织后的校验比特部分，并将块间交织后的校验比特部分作为母码码字中的校验比特部分。

此外，在对信息分组进行编码时，在进行编码的编码器的码率为1/r的情况下，得到的交织前的校验比特流的数量为r-1。

可选地，在之后传输HARQ子包的情况下，该方法可进一步包括：根据存储的母码码字的校验比特部分中的校验比特流的起始位置从母码码字中选择比特组成后续传输的HARQ子包。

具体地，在母码码字中的预定位置为母码码字的首个比特加上一预定偏移值n的情况下，则在第二次传输HARQ子包的情况下，将的长度为L的母码码字的后n个码字之外的最后L₂个比特作为第二次传输的HARQ子包，其中，n小于L且为非负整数。

优选地，在从母码码字中选择比特组成HARQ子包的过程中，将母码码字的起始比特作为母码码字的最后一个比特的下一个比特。

优选地，对信息比特序列进行编码的方式包括以下之一：回旋涡轮编码、涡轮编码、低密度奇偶校验。

根据本发明的另一方面，提供了一种速率匹配装置。

根据本发明的速率匹配装置包括：编码器，用于对信息分组进行编码，产生长度为L的码字；交织器，对的长度为L的码字序列进行交织；循环缓存，用于存储交织后的母码码字序列；速率匹配器，用于从母码码字中选择码字比特，产生当前传输的HARQ子包，其中，在首次传输HARQ子包的情况下，从长度为L的母码码字中的预定起始位置起选择前L₁个比特组成首次传输的HARQ子包，其中，L₁为首次传输的HARQ子包的预定长度；在第二次传输HARQ子包的情况下，从长度为L的母码码字中选择最后L₂个比特组成第二次传输的HARQ子包，其中，L₂为第二次传输的HARQ子包的预定长度。

其中，速率匹配器还可用于：在之后传输HARQ子包的情况下，根据存储的母码码字的校验比特部分中的校验比特流的起始位置从母码码字中选择比特组成后续传输的HARQ子包。

交织器可以进一步包括：块内交织器，用于对编码后的信息分组进行块内交织，得到块内交织后的校验比特部分，或者进一步得到块内交织后的***比特部分；块间交织器，用于对块内交织后的校验比特部分进行块间交织，得到块间交织后的校验比特部分。

此外，循环存储器用于将块内交织后的***比特部分或未经交织的***比特部分作为母码码字的***比特部分存储在循环存储器的起始位置。

并且，循环存储器用于将块间交织后的校验比特部分存储在循环存储器中***比特部分之后的位置。

根据本发明的再一方面，提供了一种速率匹配装置。

根据本发明的速率匹配装置包括：编码器，用于对信息分组进行编码，产生长度为L的码字；存储器，用于存储编码后的码字；地址发生器，用于产生当前HARQ子包的每个码字比特在存储器中对应的地址，用于对存储器中存储的码字进行交织，产生长度为L的虚拟循环缓存存储在存储器中，将虚拟循环缓存的数据作为母码码字，并且从母码码字中连续选择用于产生当前HARQ的子包的码字比特段所对应的地址，其中，在首次传输HARQ子包的情况下，从长度为L的母码码字中的预定起始位置起选择组成首次传输的HARQ子包的前L₁个比特的地址，其中，L₁为首次传输的HARQ子包的预定长度；在第二次传输HARQ子包的情况下，从长度为L的母码码字中选择组成第二次传输的HARQ子包的最后L₂个比特的地址，其中，L₂为第二次传输的HARQ子包的预定长度；码字比特读取器，用于根据地址发生器选择的地址从存储器中选择码字比特，产生当前传输的HARQ子包。

其中，地址发生器还可用于：在之后传输HARQ子包的情况下，根据存储的母码码字的校验比特部分中的校验比特流的起始位置从母码码字中选择组成后续传输的HARQ子包的比特的地址。

借助本发明的上述技术方案，通过子包在母码中改变比特的选择方式，能够最大程度的避免相关技术中出现的重叠现象，并且可以最大程度的覆盖整个母码数据，增强了HARQ多次重传链路的性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的数字通信***的结构框图；

图2是根据相关技术的速率匹配处理的示意图；

图3是相关技术中第一次传输与第二次传输时SPID取值相等时出现重叠现象的环形示意图；

图4是相关技术中第一次传输与第二次传输时SPID取值不同且Rate1为5/6，Rate2等于25/48，K＝4800bit时的重叠情况示意图；

图5是相关技术中第一次传输与第二次传输时SPID取值不同且Rate1为5/6，Rate2等于25/48，K＝4800bit时的重叠情况示意图；

图6是相关技术中第一次传输与第二次传输时SPID取值不同且Rate1为5/6，Rate2等于20/39，K＝3840bit时的重叠情况示意图；

图7是相关技术中第一次传输与第二次传输时SPID取值不同且***比特长度为4800比特，首传码率为5/6，二次重传码率为25/39时的重叠情况示意图；

图8是相关技术中第一次传输与第二次传输时SPID取值不同且***比特长度为4800比特，首传码率为5/6，二次重传码率为25/39时的重叠情况环形示意图；

图9是根据本发明方法实施例的速率匹配方法的流程图；

图10是采用根据本发明方法实施例的速率匹配方法后的重叠情况环形示意图；

图11是根据本发明方法实施例的速率匹配方法的处理实例一的流程图；

图12是根据本发明方法实施例的速率匹配方法的处理实例二的流程图；

图13是采用根据本发明方法实施例的速率匹配方法后的母码覆盖情况的示意图；

图14采用根据本发明方法实施例的速率匹配方法进行4次传输时覆盖情况的环形示意图；

图15是根据本发明装置实施例一的速率匹配装置的框图；

图16是根据本发明装置实施例二的速率匹配装置的框图。

具体实施方式

功能概述

本发明在混合自动重传请求(HARQ)传输方式下提出了一种简单有效的基于循环缓存器的速率匹配算法，通过改变母码中比特的选择方法来减少重叠现象的发生，并达到了尽量覆盖所有的母码区域的目的，从而增强了HARQ多次重传链路的性能，尤其是增强了第二次传输的链路性能。

方法实施例

在本实施例中，提供了一种速率匹配方法。

如图9所示，根据本实施例的速率匹配方法包括：

步骤S902，对信息比特序列进行编码和交织得到长度为L的母码码字，其中，母码码字包括***比特部分和校验比特部分；

步骤S904，在首次传输HARQ子包的情况下，从母码码字中的预定起始位置(可以是母码码字的起点，也可以是该起点加上一个偏移值offset，该偏移值为非负整数)起选择前L₁个比特组成首次传输的HARQ子包，其中，L₁为首次传输的HARQ子包的预定长度；

步骤S906，在第二次传输HARQ子包的情况下，从的长度为L的母码码字中选择最后L₂个比特组成第二次传输的HARQ子包，其中，L₂为第二次传输的HARQ子包的预定长度。

其中，对信息分组进行编码和交织，得到***比特部分和校验比特部分的处理可以为：

将信息分组进行编码，得到***比特部分和交织前的校验比特部分，并将得到的***比特部分作为母码码字中的***比特部分；对交织前的校验比特部分进行块内交织，得到块内交织后的校验比特部分；对块内交织后的校验比特部分进行块间交织，得到块间交织后的校验比特部分，并将块间交织后的校验比特部分作为母码码字中的校验比特部分。

另一方面，对信息分组进行编码和块内交织，得到***比特部分和校验比特部分的处理还可以为：将信息分组进行编码，得到交织前的***比特部分和交织前的校验比特部分；对交织前的***比特部分和交织前的校验比特部分进行块内交织，得到和块内交织后的***比特部分和块内交织后的校验比特部分，并将块内交织后的***比特部分作为母码码字中的***比特部分；对块内交织后的校验比特部分进行块间交织，得到块间交织后的校验比特部分，并将块间交织后的校验比特部分作为母码码字中的校验比特部分。

也就是说，***比特部分可以是经过交织的，也可以是未经过交织的。

此外，在对信息分组进行编码时，在进行编码的编码器的码率为1/r的情况下，得到的交织前的校验比特流的数量为r-1。

也就是说，将信息分组送到码率为1/r的编码器后，会产生***比特流S和(r-1)个校验比特流，例如，当码率为是1/3时，校验比特流为2个；当码率为1/5时，校验比特流为4个；

在该方法中，在从母码码字中选择比特组成HARQ子包的过程中，将母码码字的起始比特作为母码码字的最后一个比特的下一个比特。

即，如图10所示：假设母码长度为L，对于第一次需要传输的HARQ子包数据，可以从循环缓存区中的第0比特开始(这里将第0个比特作为起始位置)，顺序读取L1个比特，即，第0，1，2，...，L1-1比特；

在第二次需要传输的HARQ子包数据时，从循环缓存区中的第L-L2比特开始，顺序读取L2个比特，即第L-L2，L-L2+1，L-L2+2，...，L-1比特。

这样就能够最大限度地避免发生第一个HARQ和第二个HARQ子包在母码中的重叠现象，同时也最大限度的覆盖了母码区域，增强了HARQ二次重传链路的性能。

除此之外，对信息分组进行编码和交织，得到的交织后的***比特流和块间交织后的校验比特流的处理，还可以具体为：

将信息分组进行编码，得到交织前的***比特流和交织前的校验比特流；

对交织前的***比特流和交织前的校验比特流通过地址发生器进行块内交织，得到交织后的***比特流S以及交织后的校验比特流；

对块内交织后的校验比特流通过地址发生器进行块间交织，得到块间交织后的校验比特流P。

此外，对交织后的***比特流的处理具体为：在地址发生器中将交织后的***比特流存储在虚拟循环存储器的起始位置。

此外，对块间交织后的校验比特流的处理具体为：在地址发生器中将块间交织后的校验比特流存储在虚拟循环存储器中***比特流之后的位置。

此外，在对信息分组进行编码时，在进行编码的编码器的码率为1/r的情况下，得到的交织前的校验比特流的数量为r-1。

并且，在进行首次传输和后续传输的情况下，根据虚拟循环缓存中交织后的***比特流和校验比特流的存储顺序依次选择组成首次传输的HARQ子包或后续传输的HARQ子包的比特，并且母码的最后一个比特的下一个比特为母码的起始比特。

对于第一次传输的HARQ子包和第二次传输的HARQ子包的选择同样可以参照图10，这里不再重复。

在实际应用中，后续的HARQ传输不仅限于2次，而可以是多次。

在第二次传输HARQ子包之后，如果需要继续传输(第三次传输、第四次传输、第四次传输之后的传输)，则该方法还可以进一步包括：

根据存储的母码码字的校验比特部分中的校验比特流的起始位置从母码码字中选择比特组成后续传输的HARQ子包。

下面将结合具体实例描述本发明的处理过程。

实例一，下面将以1/3码率为例(但不局限于1/3码率)详细描述本发明。

如图11所示，在1/3码率的情况下，本发明的处理过程如下：

(111)将长度为K的信息送到1/3码率Turbo码编码器，产生一个***比特流S和第一、第二校验比特流P1和P2；

(112)对Turbo编码器编出的码字，***比特流S和第一、第二校验比特流P1和P2分别通过一个子交织器进行块内交织，产生新的***比特流S和第一、第二校验比特流P1和P2；

(113)将***比特放在循环缓存器前面，第一、第二奇偶校验的比特流经过块间交织器交错地放在***比特流后面，最终形成一个循环缓存区，其中存取的数据就是上述的母码，母码长度为L个码字比特。其中，由于母码码字放在循环缓存中，母码码字中最后比特的下一个比特是母码的第0个比特，母码的索引从0开始。

(114)从母码中顺序读取每次HARQ传输所需长度的码字比特，组成一个HARQ子包。

优选地，每次HARQ子包的读取位置由下面过程决定：

首先，每次进行HARQ子包传输时，先确定HARQ子包的长度。

其次，在母码中循环读取每次需要传输的HARQ子包的数据内容。其读取的方法如下：

第一次需要传输的HARQ子包数据，从循环缓存区中的第0比特开始，顺序读取L1比特，即第0，1，2，...，L1-1比特。其中，L1为第一个子包长度；

第二次需要传输的HARQ子包数据，从循环缓存区中的第L-L2比特开始，顺序读取L2比特，即第L-L2，L-L2+1，L-L2+2，...，L-1比特。其中，L2为第二个子包长度，且第二个HARQ子包最后一个比特为母码的最后一个比特。

第三次需要传输的HARQ子包，其在母码中的起始位置为第一个校验比特流P1的第一个比特，并在母码中顺序读取L3个比特数据；

第四次需要传输的HARQ子包，其在母码中的起始位置为第二个校验比特流P2的第一个比特，并在母码中顺序读取L4个比特数据。

其中，读取数据时，母码的最后一个比特的下一个比特为母码的起始比特。如图13所示，第一次重传和第二次重传的比特不存在重叠，并且第四个HARQ子包比特的可以从母码的最后循环到母码的开始处；

此外，如果有多于四次的重传子包，则可以根据现有协议确定子包在循环缓存区中的起始位置，即，通过子包长度和SPID值确定子包起始位置，并在母码中顺序读取多个比特数据。

例如，有一个K＝4800比特的信息比特数据流S，在IEEE802.16e***中，在采用1/3编码码率和CTC编码方式的情况下，如图14所示，本发明的处理如下：

将信息比特流{a₀，a₁，...，a₄₇₉₉}送入CTC编码器后，形成信息比特流S{a₀，a₁，...，a₄₇₉₉}；校验比特P1{p_1，0，p_1，1，...，p_1，4799}；校验比特P2{p_2，0，P_2，1，...，p_2，4799}；

经过块内子交织器后，形成新的***比特流S{a₀’，a₁’，...，a₄₇₉₉’}，校验比特流P1{P_1，0’，p_1，1’，...，p_1，4799’}，P2{p_2，0’，p_2，1’，...，p_2，4799’}；

再经过块间子交织器后，形成母码码字，并存放于循环缓存区，即{m₀，m₁，...，m₁₄₃₉₉}；

最后，从循环缓存区中顺序读取每次HARQ传输所需的L_k个的码字比特，组成一个HARQ子包。

其中，第一个HARQ子包为{m₀，m₁，...，m_L1-1}；第二个子包为{m_L-L2，mL-L₂₊₁，...，m_L-1}；第三个子包为{m₄₈₀₀，m₄₈₀₁，...，m_4800+L3-1}，第四个子包为{m₉₆₀₀，m₉₆₀₁，...，m_9600+L4-1}。

其中，由于母码码字放在循环缓存中，母码码字中最后比特的下一个比特是母码的第0个比特，母码的索引从0开始。

特别地，当四次HARQ传输码率分别R1＝5/6，R2＝25/39，R3＝25/48，R4＝25/38时，在上述条件下按照本发明进行速率匹配时，则有：

第一个HARQ子包为{m₀，m₁，...，m₅₇₅₉}；第二个HARQ子包为{m₆₉₁₂，m₆₉₁₃，...，m₁₄₃₉₉}；第三个HARQ子包为{m₄₈₀₀，m₄₈₀₁，...，m₁₄₀₁₅}；第四个HARQ子包为{m₉₆₀₀，m₉₆₀₁，...，m₁₄₃₉₉，m₀，m₁，...，m₂₄₉₅}；

可见，在本次发明的速率匹配方法下，在第二次HARQ子包传输后，尽管母码码字{m₅₇₆₀，m₅₇₆₁，...，m₆₉₁₁}共1152个比特未被覆盖到，但是也并不存在重叠现象。

相对地，在同等条件下，如果要通过IEEE802.16e标准进行速率匹配，即，如图8所示，观察第二次传输后的母码码字覆盖性能，可以看出当第二次传输选用SPID为01时为最优情况。其中，第一个HARQ子包为{m₀，m₁，...，m₅₇₅₉}，与本发明相同；第二个HARQ子包为{m₇₄₈₈，m₇₄₈₇，...，m₁₄₃₉₉，m₀，m₁，...，m₅₇₅}。可见母码{m₅₇₆₀，m₅₇₆₁，...，m₇₄₈₇}共1728个比特未被覆盖到，而此时的母码码字{m₀，m₁，...，m₅₇₅}共576个比特被传输两次，即，发生了重叠。

因此，本发明的速率匹配方式在相同的条件下能够更好的覆盖了母码码字比特，并尽量减少重叠现象的发生，从而增强了HARQ的链路性能。

需要指出的是，尽管之前以1/3的母码编码码率和CTC编码为例描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，本发明还可以采用其它的码率和编码方式，并且，本发明的HARQ子包的传输次数可以多于四次。

实例二，下面将以1/3码率为例(但不局限于1/3码率)详细描述本发明。

如图12所示，在1/3码率的情况下，本发明的处理过程如下：

(121)将长度为K的信息送到1/3码率Turbo码编码器，产生一个***比特流S和第一、第二校验比特流P1和P2；

(122)将Turbo编码器编出的码字，***比特流S和第一、第二校验比特流P1和P2存储在存储器中；

(123)对存储器中的码字，***比特流S和第一、第二校验比特流P1和P2分别通过地址发生器进行块内交织，产生新的***比特流S和第一、第二校验比特流P1和P2，形成虚拟循环缓存器；

(124)将***比特放在虚拟循环缓存器前面，第一、第二奇偶校验的比特流通过地址发生器进行块间交织，即在虚拟循环缓存器中交错的存储于***比特流之后，最终形成一个虚拟循环缓存区，其中存取的数据就是虚拟的母码，母码长度为L个码字比特。其中，由于虚拟母码码字放在虚拟循环缓存中，母码码字中最后比特的下一个比特是母码的第0个比特，母码的索引从0开始。

(125)通过码字比特读取器，根据地址发生器产生地址从存储器中选择码字比特，产生当前传输的HARQ子包。也即在虚拟母码中顺序读取每次HARQ传输所需长度的码字比特，组成一个HARQ子包。

优选地，每次HARQ子包的读取位置可以通过以下处理过程来确定：

首先，每次进行HARQ子包传输时，先确定HARQ子包的长度。

其次，在虚拟母码中循环读取每次需要传输的HARQ子包的数据内容。其读取的方法如下：

第一次需要传输的HARQ子包数据，从虚拟循环缓存区中的第0比特开始，顺序读取L1比特，即，第0，1，2，...，L1-1比特。其中，L1为第一个子包长度；

第二次需要传输的HARQ子包数据，从虚拟循环缓存区中的第L-L2比特开始，顺序读取L2比特，即第L-L2，L-L2+1，L-L2+2，...，L-1比特。其中，L2为第二个子包长度，且第二个HARQ子包最后一个比特为母码的最后一个比特。

第三次需要传输的HARQ子包，其在虚拟母码中的起始位置为第一个校验比特流P1的第一个比特，并在虚拟母码中顺序读取L3个比特数据；

第四次需要传输的HARQ子包，其在虚拟母码中的起始位置为第二个校验比特流P2的第一个比特，并在虚拟母码中顺序读取L4个比特数据。

其中，读取数据时，虚拟母码的最后一个比特的下一个比特为虚拟母码的起始比特。如图13所示，第四个HARQ子包比特可以从母码的最后循环到母码的开始处；

此外，如果有多于四次的重传子包，则可以根据现有协议确定子包在虚拟循环缓存区中的起始位置，即，通过子包长度和SPID值确定子包起始位置，并在虚拟母码中顺序读取多个比特数据。

例如，有一个K＝4800比特的信息比特数据流S，在IEEE802.16e***中，在采用1/3编码码率和CTC编码方式的情况下，如图14所示，本发明的处理如下：

将信息比特流{a₀，a₁，...，a₄₇₉₉}送入CTC编码器后，形成信息比特流S{a₀，a₁，...，a₄₇₉₉}；校验比特P1{p_1，0，p_1，1，...，p_1，4799}；校验比特P2{p_2，0，p_2，1，...，p_2，4799}；

在地址发生器中，经过块内子交织后，形成新的***比特流S{a₀’，a₁’，...，a₄₇₉₉’}，校验比特流P1{p_1，0’，p_1，1’，...，p_1，4799’}，P2{p_2，0’，p_2，1’，...，p_2，4799’}；

在地址发生器中，再经过块间子交织后，形成虚拟母码码字，并存放于虚拟循环缓存区，即{m₀，m₁，...，m₁₄₃₉₉}；

最后，从虚拟循环缓存区中顺序读取每次HARQ传输所需的L_k个的码字比特，组成一个HARQ子包。

其中，第一个HARQ子包为{m₀，m₁，...，m_L1-1}；第二个子包为{m_L-L2，m_L-L2+1，...，m_L-1}；第三个子包为{m₄₈₀₀，m₄₈₀₁，...，m_4800+L3-1}，第四个子包为{m₉₆₀₀，m₉₆₀₁，...，m_9600+L4-1}。

其中，由于虚拟母码码字放在虚拟循环缓存中，母码码字中最后比特的下一个比特是母码的第0个比特，母码的索引从0开始。

特别地，当四次HARQ传输码率分别R1＝5/6、R2＝25/39、R3＝25/48、R4＝25/38时，在上述条件下按照本发明进行速率匹配时，则有：

第一个HARQ子包为{m₀，m₁，...，m₅₇₅₉}；第二个HARQ子包为{m₆₉₁₂，m₆₉₁₃，...，m₁₄₃₉₉}；第三个HARQ子包为{m₄₈₀₀，m₄₈₀₁，...，m₁₄₀₁₅}；第四个HARQ子包为{m₉₆₀₀，m₉₆₀₁，...，m₁₄₃₉₉，m₀，m₁，...，m₂₄₉₅}；

可见，在本次发明的速率匹配方法下，在第二次HARQ子包传输后，尽管虚拟母码码字{m₅₇₆₀，m₅₇₆₁，...，m₆₉₁₁}共1152个比特未被覆盖到，但是也并不存在重叠现象。

相对地，在同等条件下，如果要通过IEEE 802.16e标准进行速率匹配，即，如图8所示，观察第二次传输后的虚拟母码码字覆盖性能，可以看出当第二次传输选用SPID为01时为最优情况。其中，第一个HARQ子包为{m₀，m₁，...，m₅₇₅₉}，与本发明相同；第二个HARQ子包为{m₇₄₈₈，m₇₄₈₇，...，m₁₄₃₉₉，m₀，m₁，...，m₅₇₅}。可见虚拟母码{m₅₇₆₀，m₅₇₆₁，...，m₇₄₈₇}共1728个比特未被覆盖到，而此时的虚拟母码码字{m₀，m₁，...，m₅₇₅}共576个比特被传输两次，即，发生了重叠。

因此，本发明的速率匹配方式在相同的条件下能够更好的覆盖了母码码字比特，并尽量减少重叠现象的发生，从而增强了HARQ的链路性能。

需要指出的是，尽管之前以1/3的母码编码码率和CTC编码为例描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，本发明还可以采用其它的码率和编码方式，并且，本发明的HARQ子包的传输次数可以多于四次。

之前已经描述了将母码码字的起始比特作为首次传输HARQ的起点。此外，首次传输HARQ的起点还可以是母码码字的起点加上一个偏移值offset，其中offset是非负整数，0≤offset<L。

此时，第一次传输的HARQ子包数据，应当是从虚拟循环缓存区中的第offset比特开始，顺序读取L1比特，即，第offset，offset+1，offset+2，...，offset+L1-1比特。相应地，第二次需要传输的HARQ子包数据，从虚拟循环缓存区中的第L-L2+offset比特开始，顺序读取L2比特，即第L-L2+offse，L-L2+offse+1，L-L2+offse+2，...，L+offse-1比特。第三次与第四次需要传输的子包数据与上述将第0比特作为起始位置的情况下第三次和第四次的传输方式相同。

装置实施例一

在本实施例一中，提供了一种速率匹配装置。

如图15所示，根据本实施例一的速率匹配装置包括：

编码器(也可以称为母码编码器)10，用于对信息分组进行编码，产生长度为L的码字；

交织模块(也可以称为交织器)20，用于对长度为L的码字序列进行交织；

循环缓存(未示出)，用于存储交织后的长度为L的母码码字序列；

速率匹配器(也可以称为子包生成装置)30，用于从母码码字中选择码字比特，产生当前传输的HARQ子包。进一步包括：

在首次传输HARQ子包的情况下，从长度为L的母码码字中选择前L₁个比特组成首次传输的HARQ子包，其中，L₁为首次传输的HARQ子包的预定长度；

在第二次传输HARQ子包的情况下，从长度为L的母码码字中的预定起始位置起选择最后L₂个比特组成第二次传输的HARQ子包，其中，L₂为第二次传输的HARQ子包的预定长度；

在之后传输HARQ子包的情况下，从存储的母码中选择比特组成后续传输的HARQ子包。

其中，母码编码器单元10用于对信息比特数据进行编码，优选地，可以采用Turbo码编码，但是，根据实际需要，可以采用其它码；

以1/3码率为例，将信息比特送到母码编码器单元，产生一个***比特流S和第一、第二校验比特流P1和P2。

其中，交织器单元20包括块内交织器和块间交织器两部分；

首先，对母码编码器单元输出的码字，***比特流S和第一、第二校验比特流P1和P2分别通过一个子交织器进行块内交织，产生新的***比特流S和第一、第二校验比特流P1和P2。

其次，***比特放在循环缓存器前面，第一、第二奇偶校验的比特流经过块间交织器交错地放在***比特流后面，最终形成一个虚拟循环缓存区，其中存取的数据称为母码，母码长度为L个码字比特。其中，由于母码码字放在循环缓存中，母码码字中最后比特的下一个比特是母码的起始比特。

其中，子包生成装置单元30根据SPID值从母码中顺序读取每次HARQ传输所需长度的码字比特，将组成一个HARQ子包。

其中，当SPID为00时选择第一个HARQ子包数据，即从循环缓存区中的第0比特开始，顺序读取L₁比特，即第0，1，2，...，L₁-1比特；

其中，当SPID为01时选择第二个HARQ子包数据，即从循环缓存区中的第L-L₂比特开始，顺序读取L₂比特，即第L-L₂，L-L₂+1，L-L₂+2，...，L-1比特；其中，第二个HARQ子包最后一个比特为母码的最后一个比特。

其中，当SPID为10时选择第三个HARQ子包数据，即从第一个校验比特流P1的起始比特，并在母码中顺序读取L₃个比特数据；

其中，当SPID为11时选择第四个HARQ子包数据，即从第二个校验比特流P1的起始比特，并在母码中顺序读取L₃个比特数据；

其中，如果有多于四次的重传子包，则根据现有协议确定子包在循环缓存区中的起始位置，也即通过子包长度和SPID值确定子包起始位置，并在母码中顺序读取多个比特数据。

可选地，首次传输HARQ的起点(即，上述母码码字中的预定起始位置)可以是母码码字的起始比特，也可以是母码码字的起点加上一个偏移值offset，其中，offset是非负整数，0≤offset<L。

装置实施例二

在本实施例中，提供了一种速率匹配装置。

如图16所示，根据本实施例的速率匹配装置包括：

编码器(也可以称为母码编码器)40，用于对信息分组进行编码，产生长度为L的码字；

存储器50，用于存储编码后的码字；

地址发生器60，用于产生当前HARQ子包的每个码字比特在存储器中对应的地址，用于对存储器中存储的码字进行交织，产生长度为L的虚拟循环缓存存储在存储器中，将虚拟循环缓存的数据作为母码码字，并且从母码码字中连续选择用于产生当前HARQ的子包的码字比特段所对应的地址，其中，在首次传输HARQ子包的情况下，从长度为L的母码码字中的预定起始位置起选择组成首次传输的HARQ子包的前L₁个比特的地址，其中，L₁为首次传输的HARQ子包的预定长度；在第二次传输HARQ子包的情况下，从长度为L的母码码字中选择组成第二次传输的HARQ子包的最后L₂个比特的地址，其中，L₂为第二次传输的HARQ子包的预定长度。

码字比特读取器70，用于根据地址发生器选择的地址从存储器中选择码字比特，产生当前传输的HARQ子包。

在图16中，母码编码器单元40用于对信息比特数据进行编码，优选地，可以采用Turbo码编码，但是，根据实际需要，可以采用其它码；

以1/3码率为例，将信息比特送到母码编码器单元，产生一个***比特流S和第一、第二校验比特流P1和P2。

其中，地址发生器单元30对存储器中码字比特进行交织包括块内子交织和块间交织两部分；

首先，对存储器中的码字，***比特流S和第一、第二校验比特流P1和P2分别通过一个子交织器进行块内交织，产生新的***比特流S和第一、第二校验比特流P1和P2。

其次，***比特放在虚拟循环缓存器前面，第一、第二奇偶校验的比特流经过块间交织器交错地放在***比特流后面，最终形成一个虚拟循环缓存区，其中存取的数据即为虚拟的母码，母码长度为L个码字比特。其中，由于母码码字放在虚拟循环缓存中，母码码字中最后比特的下一个比特是母码的起始比特。

其中，地址发生器单元60根据SPID值从虚拟母码中顺序读取每次HARQ传输所需长度的码字比特，将组成一个HARQ子包。

其中，当SPID为00时选择第一个HARQ子包数据，即从虚拟循环缓存区中的第0比特开始，顺序读取L₁比特，即第0，1，2，...，L₁-1比特；

其中，当SPID为01时选择第二个HARQ子包数据，即从虚拟循环缓存区中的第L-L₂比特开始，顺序读取L₂比特，即第L-L₂，L-L₂+1，L-L₂+2，...，L-1比特；其中，第二个HARQ子包最后一个比特为母码的最后一个比特。

其中，当SPID为10时选择第三个HARQ子包数据，即从第一个校验比特流P1的起始比特，并在虚拟母码中顺序读取L₃个比特数据；

其中，当SPID为11时选择第四个HARQ子包数据，即从第二个校验比特流P1的起始比特，并在虚拟母码中顺序读取L₃个比特数据；

其中，如果有多于四次的重传子包，则根据现有协议确定子包在虚拟循环缓存区中的起始位置，也即通过子包长度和SPID值确定子包起始位置，并在虚拟母码中顺序读取多个比特数据。

可选地，首次传输HARQ的起点(即，上述母码码字中的预定起始位置)可以是母码码字的起始比特，也可以是母码码字的起点加上一个偏移值offset，其中，offset是非负整数，0≤offset<L。

应当注意，在上述方法和装置中，编码的方式不仅限于回旋涡轮编码(Convolution Turbo Coding，简称为CTC)或Turbo编码的方式，对于低密度奇偶校验(Low Density Parity Check，LDPC)码，本发明也同样可以适用。其区别主要在于，CTC码的第一校验比特流P1对应于LDPC码的删余校验比特流，CTC码的第二校验流对应于LDPC码的扩张校验比特流。

综上所述，借助于本发明的技术方案，通过子包在母码中改变比特的选择方式，能够最大程度的避免相关技术中出现的重叠现象，并且可以最大程度的覆盖整个母码数据，增强了HARQ多次重传链路的性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种速率匹配方法，其特征在于，包括：

对信息分组进行编码和交织得到长度为L的母码码字，其中，所述母码码字包括***比特部分和校验比特部分；

在首次传输HARQ子包的情况下，从所述母码码字中的预定位置起选择前L₁个比特组成首次传输的HARQ子包，其中，L₁为首次传输的HARQ子包的预定长度；

在第二次传输HARQ子包的情况下，从所述的长度为L的母码码字中选择最后L₂个比特组成第二次传输的HARQ子包，其中，L₂为第二次传输的HARQ子包的预定长度；

其中，对所述信息分组进行编码和交织，得到所述***比特部分和所述校验比特部分的处理具体为：

将所述信息分组进行编码，得到所述***比特部分和交织前的校验比特部分，并将得到的所述***比特部分作为所述母码码字中的所述***比特部分；

对所述交织前的校验比特部分进行块内交织，得到块内交织后的校验比特部分；

对所述块内交织后的校验比特部分进行块间交织，得到块间交织后的校验比特部分，并将所述块间交织后的校验比特部分作为所述母码码字中的所述校验比特部分；

或者，

将所述信息分组进行编码，得到交织前的***比特部分和交织前的校验比特部分；

对所述交织前的***比特部分和所述交织前的校验比特部分进行块内交织，得到块内交织后的***比特部分和块内交织后的校验比特部分，并将所述块内交织后的***比特部分作为所述母码码字中的所述***比特部分；

对所述块内交织后的校验比特部分进行块间交织，得到块间交织后的校验比特部分，并将所述块间交织后的校验比特部分作为所述母码码字中的所述校验比特部分。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对所述信息分组进行编码时，在进行编码的编码器的码率为1/r的情况下，得到的所述交织前的校验比特部分的数量为r-1。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在之后传输HARQ子包的情况下，进一步包括：

根据存储的所述母码码字的所述校验比特部分中的校验比特流的起始位置从所述母码码字中选择比特组成后续传输的HARQ子包。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述母码码字中的所述预定位置为所述母码码字的首个比特加上一预定偏移值n的情况下，则在第二次传输HARQ子包的情况下，将所述的长度为L的母码码字的后n个码字之前的最后L₂个比特作为第二次传输的HARQ子包，其中，n小于L且为非负整数。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在从所述母码码字中选择比特组成HARQ子包的过程中，将所述母码码字的起始比特作为所述母码码字的最后一个比特的下一个比特。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，对所述信息分组进行编码的方式包括以下之一：回旋涡轮编码、涡轮编码、低密度奇偶校验。

7.一种速率匹配装置，其特征在于，包括：

编码器，用于对信息分组进行编码，产生长度为L的码字；

交织器，对所述的长度为L的码字序列进行交织；

循环缓存，用于存储交织后的母码码字序列；

速率匹配器，用于从所述母码码字中选择码字比特，产生当前传输的HARQ子包，其中，在首次传输HARQ子包的情况下，从所述长度为L的母码码字中的预定起始位置起选择前L₁个比特组成首次传输的HARQ子包，其中，L₁为首次传输的HARQ子包的预定长度；在第二次传输HARQ子包的情况下，从所述长度为L的母码码字中选择最后L₂个比特组成第二次传输的HARQ子包，其中，L₂为第二次传输的HARQ子包的预定长度；

其中，所述交织器进一步包括：

块内交织器，用于对编码后的所述信息分组进行块内交织，得到块内交织后的校验比特部分，或者进一步得到块内交织后的***比特部分；

块间交织器，用于对所述块内交织后的校验比特部分进行块间交织，得到所述块间交织后的校验比特部分。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述速率匹配器还用于：在之后传输HARQ子包的情况下，根据存储的所述母码码字的校验比特部分中的校验比特流的起始位置从所述母码码字中选择比特组成后续传输的HARQ子包。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述循环缓存用于将所述块内交织后的***比特部分或未经交织的***比特部分作为所述母码码字的***比特部分存储在循环存储器的起始位置。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述循环缓存用于将所述块间交织后的校验比特部分存储在所述循环存储器中所述***比特部分之后的位置。

11.一种速率匹配装置，其特征在于，包括：

编码器，用于对信息分组进行编码，产生长度为L的码字；

存储器，用于存储编码后的所述码字；

地址发生器，用于产生当前HARQ子包的每个码字比特在所述存储器中对应的地址，用于对所述存储器中存储的所述码字进行交织，产生长度为L的虚拟循环缓存存储在所述存储器中，将所述虚拟循环缓存的数据作为母码码字，并且从所述母码码字中连续选择用于产生当前HARQ的子包的码字比特段所对应的地址，其中，在首次传输HARQ子包的情况下，从所述长度为L的母码码字中的预定起始位置起选择组成首次传输的HARQ子包的前L₁个比特的地址，其中，L₁为首次传输的HARQ子包的预定长度；在第二次传输HARQ子包的情况下，从所述长度为L的母码码字中选择组成第二次传输的HARQ子包的最后L₂个比特的地址，其中，L₂为第二次传输的HARQ子包的预定长度，其中，对所述存储器中存储的所述码字进行交织包括：对所述存储器中存储的所述码字进行块内交织，得到块内交织后的校验比特部分，或者进一步得到块内交织后的***比特部分；再对所述块内交织后的校验比特部分进行块间交织，得到所述块间交织后的校验比特部分；

码字比特读取器，用于根据地址发生器选择的地址从所述存储器中选择码字比特，产生当前传输的HARQ子包。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述地址发生器还用于：在之后传输HARQ子包的情况下，根据存储的所述母码码字的校验比特部分中的校验比特流的起始位置从所述母码码字中选择组成后续传输的HARQ子包的比特的地址。

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