CN102571262B - 一种lte上行编码方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LTE上行编码方法，涉及通信领域，该LTE上行编码方法，将至少包含ACK/NAK和RI的控制信息进行编码，并通过加扰处理，该方法进一步包含以下步骤：ACK/NAK编码及RI编码中采用前一比特作为第一占位符，采用0或1作为第二占位符进行编码；对上述编码后的数据进行加扰处理；将经过加扰处理后的数据进行比特替换。本发明还提供一种LTE上行编码装置。

Description

一种LTE上行编码方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及LTE上行编码。

背景技术

LTE(Long Term Evolution,长期演进)项目是3G的演进，始于2004年3GPP的多伦多会议。LTE并非人们普遍误解的4G技术，而是3G与4G技术之间的一个过渡，是3.9G的全球标准,它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行326M比特/s与上行86M比特/s的峰值速率。改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低***延迟。与3G相比，LTE更具技术优势，具体体现在：高数据速率、分组传送、延迟降低、广域覆盖和向下兼容。

LTE上行采用SC-FDMA，终端侧处理流程如图1所示，信道编码对需要发送的数据进行信道编码；加扰操作主要对编码后的数据与小区特定的扰码进行异或操作，其主要作用主要是随机化各个小区数据对其他小区的干扰；调制主要是星座图调制；发送预编码主要是对调制之后的数据进行FFT变换；资源单元映射是将FFT变换之后的数据映射到分配各本用户的资源上；SC-FDMA信号生成是对映射完之后的数据进行IFFT变换。

在LTE上行信道编码的处理流程中，UL-SCH(上行共享信道)采用Turbo编码。控制信息(包括RI、PMI、CQI、ACK\NACK等)经过各自的编码之后与UL-SCH进行复用或者一起经过信道交织然后映射到对应的资源单元上。规范中对RI和ACK/NACK编码中引入了占位符x和y。具体的RI和ACK/NACK编码描述如下：

一、ACK/NACK编码

1.1、ACK/NACK为1比特(bit)或2比特输入的编码

当ACK/NAK输入为1比特或2比特时，编码分为两个步骤，分别是序列映射和重复级联。

1)序列映射

序列映射取决于当前PUSCH的调制方式和ACK/NAK编码前比特数。

当ACK/NAK由1比特构成时，按照表1处理；当ACK/NAK由2比特构成 $\left[\begin{array}{cc}{o}_0^{\mathrm{ACK}}& o_1^{\mathrm{ACK}}\end{array}\right]$ 时，按照表2处理，其中，Qm为2、4和6分别表示QPSK、16QAM和64QAM调制。

表1、1比特ACK/NAK编码

表2、2比特ACK/NAK编码

2)重复级联

经过序列映射后得到的ACK/NAK编码后比特位数，与通过前面得到的编码后比特位长度Q_ACK有可能不一致，此时需要将编码后的数据作重复的级联处理，以达到Q_ACK的长度。当两者不成整数倍出现时，最后一次重复级联的数据仅取前一部分以满足序列长度等于Q_ACK。

2.a)非TDD bundling模式(FDD或TDD multiplex模式)

级联后直接生成最终输出

2.b)TDD bundling模式

级联后生成中间序列然后使用表3中的加扰序列进行加扰处理后生成最终输出

表3、TDD bundling下的ACK/NAK加扰

加扰处理的步骤如下：

步骤1、首先将i，k设置为0

步骤2、判断是否满足i＜Q_ACK，如果满足执行步骤3，如果不满足，则结束加扰处理；

步骤3、如果是占位符y，则k＝(k+1)mod4m；如果是占位符x，则否则k＝(k+1)mod4m；

步骤4、使i＝i+1，其中如果ACK/NACK编码为1比特输入的编码时，m＝1；如果ACK/NACK编码为2比特输入的编码时，m＝3；重复执行步骤2-4。

1.2、ACK/NACK长度大于2比特时的编码

当ACK/NAK输入由大于2比特构成 $\left[\begin{array}{ccc}{o}_0^{\mathrm{ACK}}& o_1^{\mathrm{ACK}}& ...o_{O^{\mathrm{ACK}}-1}^{\mathrm{ACK}}\end{array}\right]$ 时，使用块编码方式生成长度为Q_ACK的输出数据编码输入依照如下公式生成。

$q_i^{\mathrm{ACK}}=\underset{n=0}{\overset{O^{\mathrm{ACK}}-1}{\mathrm{\Σ}}}(o_n^{\mathrm{ACK}}\·M_{\left(i\mathrm{mod}32\right),n})\mathrm{mod}2$

1.3、最终的向量输出

ACK/NAK编码最终输出向量序列其中，Q′_ACK＝Q_ACK/Q_m。输出向量序列依据包括如下步骤：

步骤一、首先设置i，k归零；

步骤二、判断是否满足i＜Q_ACK，如果满足，执行步骤三，如果不满足，则结束；

步骤三、 ${\underset{\‾}{q}}_k^{\mathrm{ACK}}={\left[\begin{array}{cc}{q}_i^{\mathrm{ACK}}& ...q_{i+Q_m-1}^{\mathrm{ACK}}\end{array}\right]}^T,$ i＝i+Q_m,k＝k+1,然后重复执行步骤二。

二、RI编码

2.1、RI编码的输入为1或2比特。

RI的编码也分为序列映射、重复级联和向量输出这三个步骤。

1)序列映射

当RI由1比特构成时，按照表4处理；当RI由2-比特构成 $\left[\begin{array}{cc}{o}_0^{\mathrm{RI}}& o_1^{\mathrm{RI}}\end{array}\right],$ 按照表5处理，其中，

表4、1比特RI编码

表5、2比特RI编码

2)重复级联

通过重复级联得到长度为Q_RI的比特序列

3)向量输出

RI编码最终输出向量序列其中，Q′_RI＝Q_RI/Q_m。

输出向量序列依据如下算法生成：

步骤一、首先设置i，k归零；

步骤二、判断是否满足i＜Q_RI，如果满足，执行步骤三，如果不满足，则结束；

步骤三、 ${\underset{\‾}{q}}_k^{\mathrm{RI}}={\left[\begin{array}{cc}{q}_i^{\mathrm{RI}}& ...q_{i+Q_m-1}^{\mathrm{RI}}\end{array}\right]}^T,$ i＝i+Q_m,k＝k+1,然后重复执行步骤二。

三、信道交织

信道交织按照符号级数据处理，即以一个向量序列的元素为单位进行交织映射。其输入为UL-SCH/CQI/PMI复用数据RI编码后数据和ACK/NAK编码后数据

定义PUSCH发送的SC-FDMA符号数表示为上行发送符号数H"＝H′+Q'_RI。其中，算法处理时将作为外部输入参数，本文不详细介绍。

信道交织的具体算法流程如下：

1)定义一个矩阵：列数为从左到右列号递增；行数为R_mux＝(H"·Q_m)/C_mux，从上到下行号递增(对应比特位)，并定义R′_mux＝R_mux/Q_m为符号元素的行序号；

2)如果该子帧上发送RI，则从最后一个符号行起，按照表6中给出的列号ColumnSet，用符号级的向量元素(sets of Qm)向上填充步骤(1)中定义的矩阵；具体的映射算法为

Set i,j to 0.

Set r to R′_mux-1

while i<Q′_RI

c_RI＝Column Set(j)

${\underset{\&OverBar;}{y}}_{r\&times;C_{\mathrm{mux}}+c_{\mathrm{RI}}}={\underset{\&OverBar;}{q}}_i^{\mathrm{RI}}$

i＝i+1

j＝(j+3)mod 4

end while

3)将g ₀,g ₁,g ₂,...,g _H′-1从(R_mux×C_mux)矩阵的第0列、第0行符号元素开始，逐行填充符号级的向量元素(sets of Qm)到矩阵，跳过已经分配了RI数据的位置，顺次填充；填充后的向量序列表示为y _k＝g _k for k＝0,1,…,H′-1

4)如果该子帧上发送ACK/NAK，则按照与步骤(2)相同的算法交织映射到上述矩阵的对应位置，不同的是列号Column Set需要通过表7得到，位置重叠的原矩阵中的元素将被覆盖，即丢失部分数据信息；

5)最后从(R_mux×C_mux)矩阵逐列读取比特数据，信道交织的输出表示为h₀,h₁,h₂,...,

表6-1RI物理信道映射位置表

表7-ACK/NAK物理信道映射位置表

完成编码之后，需要进行加扰操作，加扰操作如下：

假设加扰序列为c(n),n＝0,1,2,...,M_bit-1对输入数据进行加扰处理，生成加扰后的序列 $\tilde{b}\left(n\right),n=\mathrm{0,1,2},...,M_{\mathrm{bit}}-1.\tilde{b}\left(n\right),n=\mathrm{0,1,2},...,M_{\mathrm{bit}}-1$ 的具体生成过程如下：

步骤1、首先将i设置为0

步骤2、判断是否满足i＜M，如果满足执行步骤3，如果不满足，则结束加扰处理；

步骤3、如果b(i)是占位符x，则如果b(i)是占位符y，则否则 $\tilde{b}\left(i\right)=(b\left(i\right)+c\left(i\right))\mathrm{mod}2;$

步骤4、使i＝i+1，重复执行步骤2-4。

之后进行调制、发送预编码等操作。

对于一般的编码过程，编码之后的序列都只有0、1两种状态，因此，每一个信息位只需要1个比特就能区分。而对于LTE***，由于在编码阶段引入了x、y两个占位符，就相当于编码之后的序列有四种状态：0、1、x、y，而加扰等操作对这四种状态的处理是不一样的，因此为了在加扰处理能够进行区分，表示上述四种状态，目前通常的处理方法每一个信息位需要2比特，可以分别用00、01、10、11来区分这四种状态。

分析上述LTE UL-SCH的信道编码过程，分析发现引入占位符x、y的目的实际上是为了使对应于RI或ACK\NACK对应的信息经过QAM调制后在星座图上的欧氏距离最大化，如图2中的各种调制方式下的星座图中只可能需要红色的点，而且经过信道交织之后，RI和ACK\NACK编码后的比特会映射到固定的位置。

现有技术的缺点是每一个编码信息位需要用2个比特来表示，增加了对芯片存储RAM的需求。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种LTE上行编码方法和装置，可有效减少芯片的RAM需求。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种LTE上行编码方法，将至少包含ACK/NAK和RI的控制信息进行编码，并通过加扰处理，该方法进一步包含以下步骤：

ACK/NAK编码及RI编码中采用前一比特作为第一占位符，采用0或1作为第二占位符进行编码；

对上述编码后的数据进行加扰处理；

将经过加扰处理后的数据进行比特替换。

作为进一步改进，ACK/NAK首先进行序列映射，当ACK/NAK由1比特构成时，QPSK、16QAM和64QAM调制对应的ACK/NAK编码后的数据分别为 $\left[\begin{array}{cc}{o}_0^{\mathrm{ACK}}& o_0^{\mathrm{ACK}}\end{array}\right],\left[\begin{array}{cccc}{o}_0^{\mathrm{ACK}}& o_0^{\mathrm{ACK}}& 0& 0\end{array}\right]$ 及 $\left[\begin{array}{cccccc}{o}_0^{\mathrm{ACK}}& o_0^{\mathrm{ACK}}& 0& 0& 0& 0\end{array}\right].$

作为进一步改进，当ACK/NAK由2比特 $\left[\begin{array}{cc}{o}_0^{\mathrm{ACK}}& o_1^{\mathrm{ACK}}\end{array}\right]$ 构成时，其中，QPSK、16QAM和64QAM调制对应的ACK/NAK编码后的数据分别为 $\left[\begin{array}{cccccc}{o}_0^{\mathrm{ACK}}& o_1^{\mathrm{ACK}}& o_2^{\mathrm{ACK}}& o_0^{\mathrm{ACK}}& o_1^{\mathrm{ACK}}& o_2^{\mathrm{ACK}}\end{array}\right],\left[\begin{array}{cccccccccccc}{o}_0^{\mathrm{ACK}}& o_1^{\mathrm{ACK}}& 0& 0& o_2^{\mathrm{ACK}}& o_0^{\mathrm{ACK}}& 0& 0& o_1^{\mathrm{ACK}}& o_2^{\mathrm{ACK}}& 0& 0\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{ccccccccccccccccccc}{o}_0^{\mathrm{ACK}}& o_1^{\mathrm{ACK}}& 0& 0& 0& 0& o_2^{\mathrm{ACK}}& o_0^{\mathrm{ACK}}& 0& 0& 0& 0& o_1^{\mathrm{ACK}}& o_2^{\mathrm{ACK}}& 0& 0& 0& 0& \end{array}\right].$

作为进一步改进，ACK/NAK在TDD bundling模式下首先通过重复级联生成中间序列然后采用加扰序列进行加扰处理后生成最终输出其中当i＝0、1、2、3时，加扰序列分别为[1 1 1 1]、[1 0 1 0]、[1 1 0 0]、[1 0 0 1]，其中加扰处理包括如下步骤：

步骤1、首先将i，k设置为0

步骤2、判断是否满足i＜Q_ACK，如果满足执行步骤3，如果不满足，则结束加扰处理；

步骤3、如果满足i mod Qm<2，则进行k＝(k+1)mod4m，否则

步骤4、使i＝i+1，其中如果ACK/NACK编码为1比特输入的编码时，m＝1；如果ACK/NACK为2比特的编码时，m＝3；重复执行步骤2。

作为进一步改进，所述比特替换包括如下步骤：

首先找出ACK/NAK编码后经过加扰处理的数据的物理信道映射位置；

对加扰处理后的数据进行比特替换，以使调制后的符号处于星座图上特定位置。

作为进一步改进，，ACK/NAK在非TDD Bundling模式下，QPSK、16QAM和64QAM调制比特替换后对应的星座图上特定位置为 $\left[\begin{array}{cc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}\left(i\right)\end{array}\right],\left[\begin{array}{cccc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}\left(i\right)& 1& 1\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cccccc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}\left(i\right)& 1& 1& 1& 1\end{array}\right],$ 其中为比特序列。

作为进一步改进，ACK/NAK在TDD Bundling模式下，QPSK、16QAM和64QAM调制比特替换后对应的星座图上特定位置为 $\left[\begin{array}{c}\tilde{b}\left(i\right)\tilde{b}(i+1)\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cccc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}(i+1)& 1& 1\end{array}\right],\left[\begin{array}{cccccc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}(i+1)& 1& 1& 1& 1\end{array}\right],$ 其中为比特序列。

作为进一步改进，当RI由1比特构成时，QPSK、16QAM和64QAM调制分别对应的RI编码后的数据为 $\left[\begin{array}{cc}{o}_0^{\mathrm{RI}}& o_0^{\mathrm{RI}}\end{array}\right],\left[\begin{array}{cccc}{o}_0^{\mathrm{RI}}& o_0^{\mathrm{RI}}& 0& 0\end{array}\right],\left[\begin{array}{cccccc}{o}_0^{\mathrm{RI}}& o_0^{\mathrm{RI}}& 0& 0& 0& 0\end{array}\right].$

作为进一步改进，当RI由2比特 $\left[\begin{array}{cc}{o}_0^{\mathrm{RI}}& 0_1^{\mathrm{RI}}\end{array}\right]$ 构成，QPSK、16QAM和64QAM调制分别对应的RI编码后的数据为 $\left[\begin{array}{cccccc}{o}_0^{\mathrm{RI}}& o_1^{\mathrm{RI}}& o_2^{\mathrm{RI}}& o_0^{\mathrm{RI}}& o_1^{\mathrm{RI}}& o_2^{\mathrm{RI}}\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cccccccccccc}{o}_0^{\mathrm{RI}}& o_1^{\mathrm{RI}}& 0& 0& o_2^{\mathrm{RI}}& o_0^{\mathrm{RI}}& 0& 0& o_1^{\mathrm{RI}}& o_2^{\mathrm{RI}}& 0& 0\end{array}\right],\begin{array}{c}\left[\begin{array}{cccccccccccccccccc}{o}_0^{\mathrm{RI}}& o_1^{\mathrm{RI}}& 0& 0& 0& 0& o_2^{\mathrm{RI}}& o_2^{\mathrm{RI}}& 0& 0& 0& 0& o_1^{\mathrm{RI}}& o_2^{\mathrm{RI}}& 0& 0& 0& 0\end{array}\right],\end{array}$ $o_2^{\mathrm{RI}}=(o_0^{\mathrm{RI}}+o_1^{\mathrm{RI}})\mathrm{mod}2.$

作为进一步改进，所述比特替换包括如下步骤：

首先找出RI编码后经过加扰处理的数据的物理信道映射位置；

对加扰处理后的数据进行比特替换，以使调制后的符号处于星座图上特定位置。

作为进一步改进，RI由1比特构成时，QPSK、16QAM和64QAM调制比特替换后对应的星座图上特定位置为 $\left[\begin{array}{cc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}\left(i\right)\end{array}\right],\left[\begin{array}{cccc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}\left(i\right)& 1& 1\end{array}\right],\left[\begin{array}{cccccc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}\left(i\right)& 1& 1& 1& 1\end{array}\right],$ 其中为比特序列。

作为进一步改进，RI由2比特构成时，QPSK、16QAM和64QAM调制比特替换后对应的星座图上特定位置为 $\left[\begin{array}{cc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}(i+1)\end{array}\right],\left[\begin{array}{cccc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}(i+1)& 1& 1\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cccccc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}(i+1)& 1& 1& 1& 1\end{array}\right],$ 其中为比特序列。

本发明还提供一种LTE上行编码装置，至少包括信息编码模块、加扰处理模块、可与调制模块、预编码发送模块、资源单元映射模块以及SC-FDMA信号生成模块配套使用，所述装置在加扰处理模块和调制模块中间还设有比特替换模块，信息编码模块至少包括ACK/NAK编码模块及RI编码模块，ACK/NAK编码模块及RI编码模块中采用前一比特作为第一占位符，采用0或1作为第二占位符进行编码。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：可以使编码之后的序列每一个信息位只用一个比特进行表示，可以减少芯片的RAM需求，减小芯片面积，降低成本和功耗。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是现有技术中LTE终端发送流程示意图；

图2是各种调制方式下的星座图；

图3是RI编码和ACK\NACK编码经过信道交织后的映射示意图；

图4是采用本发明提供的LTE上行编码方法后终端发送流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明第一实施方式涉及一种LTE上行编码方法,不需要引入占位符x、y，采用了ACK/NAK编码输入的前一比特替换了占位符y，采用0或者1替换了占位符x，实际处理时0、1可以任意使用，本实施例中采用0进行具体说明。

一、ACK/NACK编码

步骤1、判断ACK/NACK编码是否为1或者2比特输入的编码，如果是，则执行步骤2，如果不是，则执行步骤4；

步骤2、首先进行序列映射，当ACK/NAK由1比特构成时，按照表8处理；当ACK/NAK由2比特构成 $\left[\begin{array}{cc}{o}_0^{\mathrm{ACK}}& o_1^{\mathrm{ACK}}\end{array}\right]$ 时，按照表9处理，其中，Qm为2、4和6分别表示QPSK、16QAM和64QAM调制。

表8、1比特ACK/NAK编码

表9、2比特ACK/NAK编码

步骤3、将通过步骤2序列映射后得到的ACK/NAK编码进行重复级联：经过序列映射后得到的ACK/NAK编码后比特位数，与预留给ACK/NAK的实际物理资源比特长度Q_ACK有可能不一致，此时需要将编码后的数据作重复的级联处理，以达到Q_ACK的长度。当两者不成整数倍出现时，最后一次重复级联的数据仅取前一部分以满足序列长度等于Q_ACK。

2.a)非TDD bundling模式(FDD或TDD multiplex模式)

级联后直接生成最终输出

2.b)TDD bundling模式

级联后生成中间序列然后使用表10中的加扰序列进行加扰处理后生成最终输出

表10、TDD bundling下的ACK/NAK加扰

加扰处理的方法如下：

步骤3.1、首先将i，k设置为0

步骤3.2、判断是否满足i＜Q_ACK，如果满足执行步骤3，如果不满足，则结束加扰处理；

步骤3.3、如果满足i mod Qm<2，则进行k＝(k+1)mod4m，否则

步骤3.4、使i＝i+1，其中如果ACK/NACK编码为1比特输入的编码时，m＝1；如果ACK/NACK编码为2比特输入的编码时，m＝3；重复执行步骤3.2。

步骤4、当ACK/NACK长度大于2比特时的编码，即当ACK/NAK输入由大于2比特构成 $\left[\begin{array}{cccc}{o}_0^{\mathrm{ACK}}& o_1^{\mathrm{ACK}}& ...& o_{o^{\mathrm{ACK}}-1}^{\mathrm{ACK}}\end{array}\right]$ 时，使用块编码方式生成长度为Q_ACK的输出数据编码输入依照如下公式生成。

$q_i^{\mathrm{ACK}}=\underset{n=0}{\overset{O^{\mathrm{ACK}}-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}(o_n^{\mathrm{ACK}}\&CenterDot;M_{\left(i\mathrm{mod}32\right),n})\mathrm{mod}2$

步骤5、输出最终向量序列

ACK/NAK编码最终输出向量序列其中，Q′_ACK＝Q_ACK/Q_m。输出最终向量序列包括如下步骤：

步骤5.1、首先设置i，k归零；

步骤5.2、判断是否满足i＜Q_ACK，如果满足，执行步骤5.3，如果不满足，则结束加扰处理；

步骤5.3、 ${\underset{\&OverBar;}{q}}_k^{\mathrm{ACK}}={\left[\begin{array}{cc}{q}_i^{\mathrm{ACK}}& ...q_{i+Q_m-1}^{\mathrm{ACK}}\end{array}\right]}^T;$

步骤5.4、i＝i+Q_m,k＝k+1,然后重复执行步骤5.2。

二、RI编码

RI编码为1或者2比特输入的编码，该编码方法包括如下步骤：

步骤1、首先进行序列映射；

当RI编码由1比特构成时，按照表11处理；当RI由2比特构成 $\left[\begin{array}{cc}{o}_0^{\mathrm{RI}}& o_1^{\mathrm{RI}}\end{array}\right],$ 按照表12处理，其中，

表11、1比特RI编码

表12、2比特RI编码

步骤2、将通过步骤1序列映射后得到的RI编码进行重复级联：通过重复级联得到长度为Q_RI的比特序列

步骤3、输出最终向量序列，RI编码最终输出向量序列其中，Q′_RI＝Q_RI/Q_m。输出最终向量序列包括如下步骤：

步骤z1、首先设置i，k归零；

步骤z2、判断是否满足i＜Q_RI，如果满足，执行步骤5.3，如果不满足，则结束加扰处理；

步骤z3、 ${\underset{\&OverBar;}{q}}_k^{\mathrm{RI}}={\left[\begin{array}{cc}{q}_i^{\mathrm{RI}}& ...q_{i+Q_m-1}^{\mathrm{RI}}\end{array}\right]}^T;$

步骤z4、i＝i+Q_m,k＝k+1,然后重复执行步骤5.2。

三、信道交织

信道交织的方法和现有技术相同，此处不再重复叙述。

四、加扰处理

加扰处理的方法包括如下步骤：

假设加扰序列为c(n),n＝0,1,2,...,M_bit-1对输入数据进行加扰处理，生成加扰后的序列 $\tilde{b}\left(n\right),n=\mathrm{0,1,2},...,M_{\mathrm{bit}}-1.\tilde{b}\left(n\right),n=\mathrm{0,1,2},...,M_{\mathrm{bit}}-1$ 的具体生成方法包括如下步骤：

步骤x1、首先设置i归零；

步骤x2、判断是否满足i<M_bit，如果满足，执行步骤x3，如果不满足，则结束加扰处理；

步骤x3、i＝i+1，重复执行步骤x2。

五、比特替换

加扰处理之后需要进行比特替换，设经过比特替换后的序列为比特替换的主要思路是先找出ACK/NAK编码或者RI编码后加扰序列物理信道映射位置，然后对这些位置的比特进行比特替换，以获得在如图2所示星座图上特定位置。

ACK/NAK编码的比特替换方法：

步骤1、首先将i，j设置为0；

步骤2、为了找出ACK/NAK编码后的比特，则需判断是否满足j<Q′_ACK，如果满足执行步骤3，如果不满足，则结束比特替换其中Q′_ACK表示ACK/NAK编码后的总比特长度；

步骤3、设c＝Column Set2(i)，column set2参见表13，通过计算获取对应ACK/NAK编码后的比特的起始位置，对加扰处理后的序列进行比特替换，在该步骤中比特替换分为在TDD Bundling模式下或者在非TDD Bundling模式下，具体替换可依照表15和表16，其中表示上行RB数，表示每个RB内的子载波数；

表13-ACK/NAK物理信道映射位置表

CP配置	Column Set2(列号)
		Normal	{2,3,8,9}
Extended	{1,2,6,7}

步骤4、使j＝j+1，i＝(i+3)mod4，重复执行步骤2-4。

RI的比特替换方法包括如下步骤：

步骤1、首先将i，j设置为0；

步骤2、为了找出RI编码后的比特，则需判断是否满足j<Q_R′_I，如果满足执行步骤3，如果不满足，则结束比特替换，其中Q_R′_I表示RI编码后的总比特长度；

步骤3、设c＝Column Set1(i)，column set1参见表13，通过计算获取对应ACK/NAK编码后的比特的起始位置，对加扰处理后的序列进行比特替换，具体替换可依照表15，其中表示上行RB数，表示每个RB内的子载波数；

表14-RI物理信道映射位置表

CP配置	Column Set1(列号)
		Normal	{1,4,7,10}
Extended	{0,3,5,8}

步骤4、使j＝j+1，i＝(i+3)mod4，重复执行步骤2-4。

表15、RI编码或ACK/NACK在非TDD Bundling模式下的替换表

表16、ACK/NACK编码在TDD Bundling模式下替换表

之后按照正常的流程进行后面的调制、发送预编码、资源单元映射以及SC-FDMA信号生成。

本发明还提供一种LTE上行编码装置，其包括信息编码模块、加扰处理模块、比特替换模块、调制模块、预编码发送模块、资源单元映射模块以及SC-FDMA信号生成模块。其中，信息编码模块至少包括ACK/NAK编码模块及RI编码模块，ACK/NAK编码模块及RI编码模块中采用前一比特作为第一占位符，采用0或1作为第二占位符进行编码。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种LTE上行编码方法，将至少包含ACK/NAK和RI的控制信息进行编码，并通过加扰处理，其特征在于，该方法进一步包含以下步骤：

ACK/NAK编码及RI编码中采用前一比特作为第一占位符，采用0或1作为第二占位符进行编码；

对上述编码后的数据进行加扰处理；

将经过加扰处理后的数据进行比特替换；

其中，所述比特替换包括如下步骤：

首先找出ACK/NAK编码后经过加扰处理的数据的物理信道映射位置；

对加扰处理后的数据进行比特替换，以使调制后的符号处于星座图上特定位置，其中，ACK/NAK在非TDD Bundling模式下，QPSK、16QAM和64QAM调制比特替换后对应的星座图上特定位置为 $\left[\begin{array}{cc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}\left(i\right)\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cccc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}\left(i\right)& 1& 1\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cccccc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}\left(i\right)& 1& 1& 1& 1\end{array}\right],$ 其中为比特序列；ACK/NAK在TDD Bundling模式下，QPSK、16QAM和64QAM调制比特替换后对应的星座图上特定位置为 $\left[\begin{array}{cc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}(i+1)\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cccc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}(i+1)& 1& 1\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cccccc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}(i+1)& 1& 1& 1& 1\end{array}\right],$ 其中 $\tilde{b}\left(i\right),...,\tilde{b}(i+Q_m-1)$ 为比特序列。

2.根据权利要求1所述的一种LTE上行编码方法，其特征在于，ACK/NAK首先进行序列映射，当ACK/NAK由1比特构成时，QPSK、16QAM和64QAM调制对应的ACK/NAK编码后的数据分别为 $\left[\begin{array}{cc}{o}_0^{\mathrm{ACK}}& o_0^{\mathrm{ACK}}\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cccc}{o}_0^{\mathrm{ACK}}& o_0^{\mathrm{ACK}}& 0& 0\end{array}\right]$ 及 $\left[\begin{array}{cccccc}{o}_0^{\mathrm{ACK}}& o_0^{\mathrm{ACK}}& 0& 0& 0& 0\end{array}\right].$

3.根据权利要求1所述的一种LTE上行编码方法，其特征在于，当ACK/NAK由2比特 $\left[\begin{array}{cc}{o}_0^{\mathrm{ACK}}& o_1^{\mathrm{ACK}}\end{array}\right]$ 构成时，其中，QPSK、16QAM和64QAM调制对应的ACK/NAK编码后的数据分别为 $\left[\begin{array}{cccccc}{o}_0^{\mathrm{ACK}}& o_1^{\mathrm{ACK}}& o_2^{\mathrm{ACK}}& o_0^{\mathrm{ACK}}& o_1^{\mathrm{ACK}}& o_2^{\mathrm{ACK}}\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cccccccccccc}{o}_0^{\mathrm{ACK}}& o_1^{\mathrm{ACK}}& 0& 0& o_2^{\mathrm{ACK}}& o_0^{\mathrm{ACK}}& 0& 0& o_0^{\mathrm{ACK}}& o_0^{\mathrm{ACK}}& 0& 0\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cccccccccccccccccc}{o}_0^{\mathrm{ACK}}& o_1^{\mathrm{ACK}}& 0& 0& 0& 0& o_2^{\mathrm{ACK}}& o_0^{\mathrm{ACK}}& 0& 0& 0& 0& o_1^{\mathrm{ACK}}& o_2^{\mathrm{ACK}}& 0& 0& 0& 0\end{array}\right]$

4.根据权利要求1所述的一种LTE上行编码方法，其特征在于，ACK/NAK在TDD bundling模式下首先通过重复级联生成中间序列然后采用加扰序列进行加扰处理后生成最终输出其中当i＝0、1、2、3时，加扰序列分别为[1 1 1 1]、[1 0 1 0]、[1 1 0 0]、[1 0 0 1]，其中加扰处理包括如下步骤：

步骤1、首先将i，k设置为0；

步骤2、判断是否满足i<Q_ACK，如果满足执行步骤3，如果不满足，则结束加扰处理；

步骤3、如果满足i mod Qm<2，则进行k＝(k+1)mod4m，否则

步骤4、使i＝i+1，其中如果ACK/NACK编码为1比特输入的编码时，m＝1；如果ACK/NACK为2比特的编码时，m＝3；重复执行步骤2。

5.根据权利要求1所述的一种LTE上行编码方法，其特征在于，当RI由1比特构成时，QPSK、16QAM和64QAM调制分别对应的RI编码后的数据为 $\left[\begin{array}{cc}{o}_0^{\mathrm{RI}}& o_0^{\mathrm{RI}}\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cccc}{o}_0^{\mathrm{RI}}& o_0^{\mathrm{RI}}& 0& 0\end{array}\right]$ $\left[\begin{array}{cccccc}{o}_0^{\mathrm{RI}}& o_0^{\mathrm{RI}}& 0& 0& 0& 0\end{array}\right].$

6.根据权利要求1所述的一种LTE上行编码方法，其特征在于，当RI由2比特 $\left[\begin{array}{cc}{o}_0^{\mathrm{RI}}& o_1^{\mathrm{RI}}\end{array}\right]$ 构成，QPSK、16QAM和64QAM调制分别对应的RI编码后的数据为 $\left[\begin{array}{cccccc}{o}_0^{\mathrm{RI}}& o_1^{\mathrm{RI}}& o_2^{\mathrm{RI}}& o_0^{\mathrm{RI}}& o_1^{\mathrm{RI}}& o_2^{\mathrm{RI}}\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cccccccccccc}{o}_0^{\mathrm{RI}}& o_1^{\mathrm{RI}}& 0& 0& o_2^{\mathrm{RI}}& o_0^{\mathrm{RI}}& 0& 0& o_1^{\mathrm{RI}}& o_2^{\mathrm{RI}}& 0& 0\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cccccccccccccccccc}{o}_0^{\mathrm{RI}}& o_1^{\mathrm{RI}}& 0& 0& 0& 0& o_2^{\mathrm{RI}}& o_0^{\mathrm{RI}}& 0& 0& 0& 0& o_1^{\mathrm{RI}}& o_2^{\mathrm{RI}}& 0& 0& 0& 0\end{array}\right],$ $o_2^{\mathrm{RI}}=(o_0^{\mathrm{RI}}+o_1^{\mathrm{RI}})\mathrm{mod}2.$

7.根据权利要求1所述的一种LTE上行编码方法，其特征在于，所述比特替换包括如下步骤：

首先找出RI编码后经过加扰处理的数据的物理信道映射位置；

对加扰处理后的数据进行比特替换，以使调制后的符号处于星座图上特定位置。

8.根据权利要求7所述的一种LTE上行编码方法，其特征在于，RI由1比特构成时，QPSK、16QAM和64QAM调制比特替换后对应的星座图上特定位置为 $\left[\begin{array}{cc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}\left(i\right)\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cccc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}\left(i\right)& 1& 1\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cccccc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}\left(i\right)& 1& 1& 1& 1\end{array}\right],$ 其中 $\tilde{b}\left(i\right),...,\tilde{b}(i+Q_m-1)$ 为比特序列。

9.根据权利要求8所述的一种LTE上行编码方法，其特征在于，RI由2比特构成时，QPSK、16QAM和64QAM调制比特替换后对应的星座图上特定位置为 $\left[\begin{array}{cc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}(i+1)\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cccc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}(i+1)& 1& 1\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cccccc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}(i+1)& 1& 1& 1& 1\end{array}\right],$ 其中 $\tilde{b}\left(i\right),...,\tilde{b}(i+Q_m-1)$ 为比特序列。

10.一种LTE上行编码装置，至少包括信息编码模块、加扰处理模块、可与调制模块、预编码发送模块、资源单元映射模块以及SC-FDMA信号生成模块配套使用，其特征在于，所述装置在加扰处理模块和调制模块中间还设有比特替换模块，信息编码模块至少包括ACK/NAK编码模块及RI编码模块，ACK/NAK编码模块及RI编码模块中采用前一比特作为第一占位符，采用0或1作为第二占位符进行编码；

其中，所述比特替换模块首先找出ACK/NAK编码后经过加扰处理的数据的物理信道映射位置；对加扰处理后的数据进行比特替换，以使调制后的符号处于星座图上特定位置，其中，ACK/NAK在非TDD Bundling模式下，QPSK、16QAM和64QAM调制比特替换后对应的星座图上特定位置为 $\left[\begin{array}{cc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}\left(i\right)\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cccc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}\left(i\right)& 1& 1\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cccccc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}\left(i\right)& 1& 1& 1& 1\end{array}\right],$ 其中 $\tilde{b}\left(i\right),...,\tilde{b}(i+Q_m-1)$ 为比特序列；ACK/NAK在TDD Bundling模式下，QPSK、16QAM和64QAM调制比特替换后对应的星座图上特定位置为 $\left[\begin{array}{cc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}(i+1)\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cccc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}(i+1)& 1& 1\end{array}\right],$ $\left[\begin{array}{cccccc}\tilde{b}\left(i\right)& \tilde{b}(i+1)& 1& 1& 1& 1\end{array}\right],$ 其中为比特序列。