CN101964690B - 一种harq合并译码方法、装置及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种HARQ合并译码方法，包括：对经过第一次量化截位及HARQ合并处理后的数据作抽样并计算抽样数据的统计特性，根据所述统计特性确定缩放因子；按照所述缩放因子对所述HARQ合并处理后的数据进行第二次量化截位处理，将处理结果输出供后续译码处理。同时，本发明还公开一种HARQ合并译码装置及***，能够保证多载波***环境下的译码器性能。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种HARQ合并译码方法、装置及***。
背景技术
在现有的单载波***，如时分-同步码分多址(TD-SCDMA，Time-DivisionSynchronization Code Division-Multiple-Access)***中，由于假设同一子帧内信道特性不变，所以输入至译码器的数据波动幅度较小，可以在混合自动重传请求(HARQ，Hybrid Automatic Repeat Request)合并后使用单一的缩放因子，使得在所有参考信道下定点Turbo译码器相对于浮点译码器性能都没有明显的损失。
如图1所示，为现有技术中HARQ合并及量化处理流程，过程为：首先根据固定的缩放因子或者解调模块的调制方式对输入数据作量化截位；然后将HARQ合并模块输出的数据根据其进程号及控制模块分配的缓存空间在缓存(Buffer)模块中存贮软比特数据；再将合并后的软比特数据作为译码器的输入进行解码；最后将Turbo译码后的循环冗余检查(CRC，CyclicalRedundancy Check)检验结果反馈至Buffer模块，如译码成功，则将该码块占用的缓存释放；如译码失败，则在Buffer模块中保留该码块的合并后的软比特数据，并根据HARQ控制模块的要求将软比特数据输出至HARQ合并模块与重传数据作合并。
Turbo译码器是目前通信***中常用的纠错编码，由于本身的数据量和译码复杂度，其硬件实现直接影响延时及内存的开销。Turbo译码器输入的比特分辨率影响其性能，译码器截取的比特数是在译码性能和***开销之间作的平衡和折衷。当输入数据的有效比特长度降低时，造成输入数据所携带软比特数据部分丢失，译码性能也会产生相应的下降。类似地，由于比特位数的限制使原先分布在定点数所表示的范围之外的软比特数据被饱和，用定点数的上下限表示，同样会造成软比特数据的丢失。一般量化后保留4～6位数据条件下仍可以保持与浮点相近的性能。
对于多载波***，如LTE***，其需要提供100M/s的峰值速率，物理下行链路共享信道(PDSCH，Physical Downlink Shared Channel)使用Turbo码作为前向纠错(FEC，Forward Error Correction)编码。本案发明人经过研究发现，如果在LTE***中直接采用上述现有技术处理，由于在多载波条件下，各子载波所在信道响应差异较大，且存在频率选择性衰落，导致解调模块输出的数据幅度变化很大，在HARQ合并模块及FEC译码模块作定点量化截位时，单一的缩放因子不能满足所有参考信道下性能要求。也就是说，现有技术方案在将解调器输出作4比特截位直接输入至Turbo译码器时，无法保证各种参考信道下的Turbo译码器性能。另外，在LTE***中使用现有技术方案还意味着需要增加Turbo译码器输入数据的比特位数，由于LTE***的峰值下行速率设计为100Mb/s，吞吐量较TD-SCDMA***增加了一个数量级以上，译码器输入每增加一位都需要分配大量额外的内存，显然，现有技术无法满足LTE***的需求。
发明内容
本发明实施例提供一种HARQ合并译码方法、装置及***，能够保证多载波***环境下的译码器性能。
本发明实施例提供以下技术方案：
一种HARQ合并译码方法，包括：
对经过第一次量化截位及HARQ合并处理后的数据作抽样并计算抽样数据的统计特性，根据所述统计特性确定缩放因子；
按照所述缩放因子对所述HARQ合并处理后的数据进行第二次量化截位处理，将处理结果输出供后续译码处理。
优选的，所述对经过第一次量化截位及HARQ合并处理后的数据作抽样并计算抽样数据的统计特性，根据所述统计特性确定缩放因子的步骤包括：
计算抽样数据的统计特性；
根据所述统计特性估计抽样数据的概率分布；
根据预设准则查找预置的仿真表格获取缩放因子。
优选的，所述统计特性包括方差或概率密度分布。
优选的，所述第一次量化截位处理中截取的比特数大于所述第二次量化截位处理中截取的比特数。
优选的，所述将处理结果输出供后续译码处理的步骤包括：
若译码成功，则丢弃第二次量化截位前的比特数据；
若译码失败，则保留第二次量化截位前的比特数据，用于再次HARQ合并处理时与重传数据合并的数据；
若重传次数已经超过规定的次数，则无论译码结果是成功还是失败，都丢弃所述第二次量化截位前的比特数据。
一种HARQ合并译码装置，包括：
第一处理模块，用于对经过第一次量化截位及HARQ合并处理后的数据作抽样并计算抽样数据的统计特性，并根据所述统计特性确定缩放因子；
第二处理模块，用于按照所述缩放因子对所述HARQ合并处理后的数据进行第二次量化截位处理，将处理结果输出供后续译码处理。
优选的，所述第一处理模块包括：
抽样单元，用于对经过第一次量化截位及HARQ合并处理后的数据作抽样；
计算单元，用于计算抽样数据的统计特性；
估计单元，用于根据所述统计特性估计抽样数据的概率分布；
获取单元，用于根据预设准则查找预置的仿真表格获取缩放因子。
优选的，所述HARQ合并译码装置还包括：
第三处理模块，用于若译码成功，将所述第二次量化截位前的比特数据丢弃，若译码失败，将所述第二次量化截位前的比特数据保留，用于再次进行HARQ合并处理时与重传数据合并的数据；及确定重传次数已经超过规定的次数，无论译码结果是成功还是失败，都将所述第二次量化截位前的比特数据丢弃。
一种HARQ合并译码***，包括前述的HARQ合并译码装置。
本发明实施例提供的HARQ合并译码方法、装置及***，能够保证多载波***环境下的译码器性能。对不同的输入数据通过动态选取缩放因子，以使解调后数据作量化时尽量少地损失软比特数据。同时，本发明提供的技术方案可以适应所有的参考信道，并且相对浮点译码器性能损失较少。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术实现框图；
图2是本发明实施例提供的HARQ合并译码方法概括流程图；
图3是本发明实施例提供的HARQ合并译码方法具体流程图；
图4是本发明提供的具体应用实例的实现框图；
图5是本发明实施例提供的HARQ合并译码装置结构示意图；
图6是本发明实施例提供的第一处理模块结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种HARQ合并译码方法、装置及***，能够保证多载波***环境下的译码器性能。为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
如图2所示，为本发明实施例提供的HARQ合并译码方法概括流程图。所述方法包括：
步骤201、对经过第一次量化截位及HARQ合并处理后的数据作抽样并计算抽样数据的统计特性，根据所述统计特性确定缩放因子；需要说明的是，所述缩放因子是动态的、可变的。
步骤202、按照所述缩放因子对所述HARQ合并处理后的数据进行第二次量化截位处理，将处理结果输出供后续译码处理。
如图3所示，为本发明实施例提供的HARQ合并译码方法具体流程图。
所述方法具体包括：
步骤301、对经过解调后的数据进行第一次量化截位处理；
具体而言，根据固定的缩放因子对经过解调后的数据进行第一次量化截位，例如在第一次量化截位中保留M比特的量化信息。需要说明的是，该步骤的具体实现可以参照现有技术，即在不同的数据输入和信道下都采用相同的缩放因子，具体过程此处不作过多说明。
步骤302、对经过第一次量化截位处理的数据进行HARQ合并处理；
具体而言，将经过第一次量化截位处理的数据与缓存中的数据进行合并，合并后的数据在输出的同时存储在缓存中，以供下次合并之用。此处需要说明的是，如果该经过解调后的数据是第一次发送则不需要作合并处理，也就是说，此时缓存中还没有数据。
步骤303、对经过第一次量化截位及HARQ合并处理后的数据作抽样；
步骤304、计算抽样数据的统计特性；
具体而言，计算抽样数据的统计特性可以是计算抽样数据的方差、概率密度分布(PDF)或累积分布(CDF)。
步骤305、根据所述统计特性估计抽样数据的概率分布；
步骤306、根据预设准则查找预置的仿真表格获取缩放因子；
具体而言，所述预设准则可以根据实际需要进行设定，例如将合并之后的数据的25％置于饱和区时性能较好。
所述预置的仿真表格可以由针对不同数据分布，Turbo定点译码器性能仿真测试得到，包括有限个索引值及与该索引值对应的缩放因子。其中，该索引值的确定过程除了由仿真模拟的数据决定以外，还可以根据不同的需求增加索引值的数量，以提高缩放因子选取的准确性；或者减少索引值的数量，以减少该表格造成的存储空间的开销。
查找该表格获取缩放因子的过程即为参照计算抽样数据得到的统计特性，从表格中找到与统计特性最接近的索引值，并选取相对应的缩放因子，例如缩放因子为1/4。
步骤307、按照所述获取的缩放因子对所述HARQ合并处理后的数据进行第二次量化截位处理；
具体而言，所述第二次量化截位处理中保留N比特的量化信息，其中，本次截取的N比特的量化信息必须小于第一次量化截位处理中保留的M比特的量化信息。之所以有这样的限制是因为在第一次量化后可能会对多次重传的数据合并，所以第一次输入量化保留的比特数N必须小于M，否则可能在合并时丢失信息造成译码性能下降。
步骤308、将处理结果输出供后续译码处理。
具体而言，将译码后的CRC检验结果反馈至缓存，如果译码成功，则丢弃第二次量化截位前的比特数据，也就是将所述合并后的数据在缓存中所占用的空间释放；如译码失败，则在缓存中暂时保留第二次量化截位前的比特数据(即合并后的数据)，以供再次HARQ合并处理时与重传数据作合并。若重传次数已经超过规定的次数，则无论译码结果是成功还是失败，都会将所述第二次量化截位前的比特数据丢弃。
为了更好的理解本发明的技术方案，下面通过一个具体实例作进一步说明。
如图4所示，为本发明提供的具体应用实例的实现框图。具体过程如下：
将解调后的输入软比特数据记为A0，A1，...，Ak，对每个Ai作量化截位，保留6比特数据，例如将Ai扩大若干倍后取整，将大于31的值饱和为31，小于-32的值饱和为-32。第一次量化截位后的软比特数据记为a1，a2，...ak，输出至HARQ合并模块。
第一次量化截位后的软比特数据在HARQ合并模块与缓存中的数据合并，设缓存中的数据为b1，b2...bk，将a1，a2，...ak与之合并后得到c1，c2...ck，例如可以直接将ai与bi相加，令ci＝ai+bi，i＝1，2，..k，将c1，c2...ck存储到缓存中，并输出到之后的模块。需要说明的是，如果该解调后的输入软比特数据A0，A1，...，Ak是第一次发送，则此处不需要作合并处理。对于同一批传输的数据，如果最后的译码模块译码结果错误，则该次译码前的软比特数据将保留在缓存中不会被丢弃，之后该批传输的数据会被重传。重传接收到的数据在HARQ合并模块中与之前译码失败的软比特数据作合并后再尝试译码，该重传的过程重复的次数依照规定。
对HARQ合并后的数据c1，c2...ck抽样，抽取p个抽样数据
计算其方差σ等统计特性，然后依据σ或其他统计特性估计c1，c2...ck的概率分布，根据事先确定的准则，例如将合并之后的数据的25％置于饱和区时性能较好，参照仿真数据得到的表格，由σ作索引，查找对c1，c2...ck作第二次量化截位采用的缩放因子，例如查到的缩放因子为1/4。
根据查找表格得到的缩放因子1/4对c1，c2...ck作处理，则保留所有ci的高四位，即将所有c1，c2...ck右移两位得到d1，d2...dk，也就是将所有数据都乘以1/4。将d1，d2...dk输入至之后的译码模块尝试译码。如果译码模块译码成功，则该传输块接收完毕，释放c1，c2...ck在缓存中所占的空间；如果译码模块译码失败，则在缓存中保留c1，c2...ck，下一次处理该传输块时，缓存中保留的c1，c2...ck即相当于前述步骤中用来与新数据合并的缓存数据b1，b2...bk。若重传次数已经超过了规定的次数，那么无论译码模块译码结果是否正确，都将在缓存中丢弃掉抽样数据c1，c2...ck。需要说明的是，所述的译码模块通常采用Turbo译码器。
如图5所示，为本发明实施例提供的HARQ合并译码装置结构示意图。该装置包括：第一处理模块510、第二处理模块520；其中，
所述第一处理模块510，用于对经过第一次量化截位及HARQ合并处理后的数据作抽样并计算抽样数据的统计特性，并根据所述统计特性确定缩放因子；
所述第二处理模块520，用于按照所述缩放因子对所述HARQ合并处理后的数据进行第二次量化截位处理，将处理结果输出供后续译码处理。
具体而言，如图6所示，所述第一处理模块510包括：抽样单元610、计算单元620、估计单元630、获取单元640；其中，
所述抽样单元610对经过第一次量化截位及HARQ合并处理后的数据作抽样；所述计算单元620计算抽样数据的统计特性；具体而言，计算抽样数据的统计特性可以是计算抽样数据的方差、概率密度分布(PDF)或累积分布(CDF)。所述估计单元630根据所述统计特性估计抽样数据的概率分布；所述获取单元640根据预设准则查找预置的仿真表格获取缩放因子。
此外，所述HARQ合并译码还可以进一步包括：第三处理模块530，用于若译码成功，将所述第二次量化截位前的比特数据丢弃，若译码失败，将所述第二次量化截位前的比特数据保留，用于再次进行HARQ合并处理时与重传数据合并的数据；及确定重传次数已经超过规定的次数，无论译码结果是成功还是失败，都将所述第二次量化截位前的比特数据丢弃。
需要说明的是，所述第一次量化截位处理中截取的比特数大于所述第二次量化截位处理中截取的比特数。
本发明实施例还进一步提供一种HARQ合并译码***，包括上述实施例所述的HARQ合并译码装置，具体说明详见上述实施例，此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
综上所述，本文提供了一种HARQ合并译码方法、装置及***，能够保证多载波***环境下的译码器性能。对不同的输入数据通过动态选取缩放因子，以使解调后数据作量化时尽量少地损失软比特数据。同时，本发明提供的技术方案可以适应所有的参考信道，并且相对浮点译码器性能损失较少。
以上对本发明所提供的HARQ合并译码方法、装置及***进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方案；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种HARQ合并译码方法，其特征在于，包括：
对经过第一次量化截位及HARQ合并处理后的数据作抽样并计算抽样数据的统计特性，根据所述统计特性估计抽样数据的概率分布，通过预设准则查找预置的仿真表格获取缩放因子；
按照所述缩放因子对所述HARQ合并处理后的数据进行第二次量化截位处理，将处理结果输出供后续译码处理。
2.根据权利要求1所述的HARQ合并译码方法，其特征在于，所述统计特性包括方差或概率密度分布。
3.根据权利要求1所述的HARQ合并译码方法，其特征在于，所述第一次量化截位处理中截取的比特数大于所述第二次量化截位处理中截取的比特数。
4.根据权利要求1所述的HARQ合并译码方法，其特征在于，所述将处理结果输出供后续译码处理的步骤包括：
若译码成功，则丢弃第二次量化截位前的比特数据；
若译码失败，则保留第二次量化截位前的比特数据，用于再次HARQ合并处理时与重传数据合并的数据；
若重传次数已经超过规定的次数，则无论译码结果是成功还是失败，都丢弃所述第二次量化截位前的比特数据。
5.一种HARQ合并译码装置，其特征在于，包括：
第一处理模块，用于对经过第一次量化截位及HARQ合并处理后的数据作抽样并计算抽样数据的统计特性，并根据所述统计特性确定缩放因子；
第二处理模块，用于按照所述缩放因子对所述HARQ合并处理后的数据进行第二次量化截位处理，将处理结果输出供后续译码处理；
所述第一处理模块包括：
抽样单元，用于对经过第一次量化截位及HARQ合并处理后的数据作抽样；计算单元，用于计算抽样数据的统计特性；估计单元，用于根据所述统计特性估计抽样数据的概率分布；获取单元，用于根据预设准则查找预置的仿真表格获取缩放因子。
6.根据权利要求5所述的HARQ合并译码装置，其特征在于，所述第一次量化截位处理中截取的比特数大于所述第二次量化截位处理中截取的比特数。
7.根据权利要求5所述的HARQ合并译码装置，其特征在于，还包括：
第三处理模块，用于若译码成功，将所述第二次量化截位前的比特数据丢弃，若译码失败，将所述第二次量化截位前的比特数据保留，用于再次进行HARQ合并处理时与重传数据合并的数据；及确定重传次数已经超过规定的次数，无论译码结果是成功还是失败，都将所述第二次量化截位前的比特数据丢弃。
8.一种HARQ合并译码***，其特征在于，包括如权利要求5至7任意一项所述的HARQ合并译码装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: DATANG TELECOM TECHNOLOGY INDUSTRY HOLDING CO., LT Free format text: FORMER OWNER: LEADCORE TECHNOLOGY CO., LTD. Effective date: 20141222 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 200233 XUHUI, SHANGHAI TO: 100191 HAIDIAN, BEIJING |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20141222 Address after: 100191 Haidian District, Xueyuan Road, No. 1, No. 40, Patentee after: Datang Telecom Technology Industry Holding Co., Ltd. Address before: 200233 Shanghai, Jiang Road, No. 41, building 4, building 333 Patentee before: Leadcore Technology Co., Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20201110 Address after: 100083 Haidian District, Xueyuan Road, No. 29, Patentee after: DATANG MOBILE COMMUNICATIONS EQUIPMENT Co.,Ltd. Address before: 100191 District 1, Beijing, Haidian District, Xueyuan Road Patentee before: Datang Telecom Technology Industry Holding Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |