CN105306165B - 数据发送方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种数据发送方法及装置。其中，该方法包括：对待发送的长度为Ks比特的一个物理层源数据包进行码块分割，对分割得到的各个码块进行信道编码，获得Cs个长度为Kc比特的纠错编码后的源数据子包；对纠错编码后的源数据子包进行包编码，得到Cp个校验数据子包；从Cs个源数据子包中第i子包中选择Ki个码字比特，从Cp个校验数据子包中第j子包中选择Kj个码字比特，将所有选择的比特级联在一起，构成长度为序列，i＝0,1,…,Cs‑1，j＝0,1,…,Cp‑1，并发送该序列；其中，Ks、Cs和Kc为大于1的整数，Cp、Ki和Kj是大于等于0的整数。

Description

数据发送方法及装置
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种数据发送方法及装置。
背景技术
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码和双二进制咬尾Turbo码。
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：第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，简称为3GPP)R6速率匹配算法和循环缓存速率匹配(Circular Buffer Rate Matching，简称为CBRM)算法。其中，循环缓存速率匹配算法是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长期演进(Long-Term Evolution，简称为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位置数据。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请求(Hybrid Automatic Repeat Request，简称为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递增冗余(Incremental Redundancy，简称为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，简称为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，在此不再详述。
在网络或通信信道上传输数据时，数据被分割成数据包进行传输。为了提高数据传输的可靠性，通常需要利用网络协议或编码来提供纠错机制。例如，数据在因特网上传输时，需要利用传输控制协议(Transmission Control Protocol，简称TCP)提供的检错重发机制进行数据的可靠传输，即当检测到数据包丢失时通知发送方重新发送。在通信***中，MAC层通过支持ARQ机制，如果数据包传输错误，这种机制也是通过重复发送数据包，来保证可靠传输。
在多媒体广播信道中传输数据时，由于使用单向信道，并且数据是采用一对多的广播/多播方式发送，不允许接收端向发送端反馈数据包丢失和出错信息，无法使用上述检错重发机制。在这种情况下，数据包在发送前需要进行前向纠错(FEC)编码，此时主要使用了raptor码。
本发明的发明人发现现有通信***有如下问题：
对于未来的支持HARQ的通信***(如第5代移动通信***)，5G的主要场景和需求包括直联通信(D2D)、物联网通信(MCP)、超密度网络通信(UDN)、移动网络通信(MN)和超可靠通信(UN)。为了满足新的5G需求，未来的5G链路增强技术需要满足低延迟、高吞吐量特点，所以对于未来的支持混合自动重传请求(HARQ)的通信***如何减少HARQ的重传次数或者重传延迟是有待解决的问题。
对于未来的不支持HARQ的通信***(如未来无线局域网***)，物理层数据包目标BLER往往不能太低，至少是10-1。如果一个数据包需要分解为大量编码块，每个编码块的错误率BCER往往要求很高，因为当码块数目N很大的时候(如N大于等于10)，如果物理层数据包目标BLER<0.5，则有BLER大约等于N*BCER。因此，为了达到目标BLER，需要很低的编码块目标BCER，***则需要付出大量的信噪比，特别是在信道条件比较差的情况下***效率将受到很明显的限制。所以对于未来的不支持HARQ的通信***如何降低编码块的目标BCER是有待解决的问题。
对于现有的广播和多播通信***(如DVB***和3GPP的MBMS***)，***引入了Raptor码或者喷泉码，这种擦除码主要适用于长码长，而且不是最优码，只能在码长最长时候具有接近最优码的性能。在数据包数量很少的条件下(比如小于200)，如何设计一种有效的性能最优和复杂度最低的编码方案是有待解决的问题。
另外，一个承载的数据通过多路径(包括多小区、多RAT)灵活传输时候可以考虑使用包编码，在数据包数量很少的条件下(比如小于100)，如何设计一种有效的性能最优和复杂度最低的编码方案是有待解决的问题。
综上，相关技术中的通信***中缺少一种包括可以分割大量编码块的物理层大数据块(传输块)的编码方案。
发明内容
针对相关技术中的通信***中缺少一种包括可以分割大量编码块的物理层大数据块(传输块)的编码方案的问题，本发明提供了一种数据发送方法及装置，以至少解决上述问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种数据发送方法，包括：对待发送的长度为Ks比特的一个物理层源数据包进行码块分割，对分割得到的各个码块进行信道编码，获得Cs个长度为Kc比特的纠错编码后的源数据子包；对所述纠错编码后的源数据子包进行包编码，得到Cp个校验数据子包；从所述Cs个源数据子包中第i子包中选择Ki个码字比特，从所述Cp个校验数据子包中第j子包中选择Kj个码字比特，将所有选择的比特级联在一起，构成长度为序列，i＝0,1,…,Cs-1，j＝0,1,…,Cp-1，并发送所述序列；其中，Cp、Ks、Cs和Kc为大于1的整数，Ki和Kj是大于等于0的整数。
可选地，对所述纠错编码后的源数据子包进行包编码，得到校验数据子包，包括：在码块数目Cs大于预设门限C0和/或所述物理层源数据包的码率Rs小于预设码率R0的情况下，对Cs个所述源数据子包进行包编码，得到Cp个Kc比特校验子数据包，其中，C0和R0为正整数；在码块数目Cs小于或等于所述预设门限C0和/或物理源数据包码率Rs大于或等于预设码率R0的情况下，不对所述Cs个源数据子包进行包编码或者只对Cs个源数据子包前Kd个比特进行包编码，其中，Kd是小于等于Kc的正整数；其中，所述物理层源数据包的码率Rs是指所述物理层源数据包的长度Ks或者Ks-Xscrc与完成整个编码发送后源数据的总码字比特的长度G的比值，Xscrc是所述物理层源数据包的循环冗余校验码CRC的长度。
可选地，Kd为预设值，或者，根据码块数目Cs和/或所述物理层源数据包的码率Rs确定。
可选地，对Cs个所述源数据子包进行包编码，得到Cp个Kc比特校验子数据包，包括：所有所述源数据子包的第i个比特依次顺序地构成长度为Cs比特的第i个信息序列Si，对所述信息序列Si进行校验编码，得到D比特的第i个校验序列Pi，所述校验序列Pi的第j个比特构成第j个校验子数据包的第i比特；其中，i＝0、1、2、…、Kc-1，j＝0、…、Cp-1，D是大于等于1整数。
可选地，所述校验编码包括以下之一：单奇偶校验编码SPC、D重单比特奇偶校验码、多元域GF(q)的具有不同系数的D重单比特奇偶校验码。
可选地，对所述信息序列Si进行D重单比特奇偶校验码包括：对所有输入的Cs个信息比特进行二进制的异或相加，获得第1校验比特；对Cs个信息比特的一个子集Setl进行二进制的异或相加，获得第l+2校验比特；其中，所述Cs个信息比特的各个子集的两两之间没有相同元素，任何一个子集元素个数小于等于ceil(D/2)；其中，l＝0、…、D-2。
可选地，对所述信息序列Si进行D重单比特奇偶校验码包括：对所有输入的Cs个信息比特进行二进制的异或相加，获得第1校验比特；对Cs个信息比特的进行第l交织，取前floor(Cs/2)或ceil(Cs/2)个比特的二进制的异或相加，获得第l+2校验比特；其中，每次进行交织的交织方式两两之间完全不同，l＝0、…、D-2。
可选地，C0为大于2的整数，R0为0到1之间实数。
可选地，发送所述序列包括：根据以下参数的一个或者多个确定Ki的大小和Kj的大小：纠错编码的码字长度Kc、一个HARQ进程的传输次数编号、一个HARQ进程的冗余版本、完成整个编码发送后源数据的总码字比特长度G，i＝0,1,…,Cs-1，j＝0,1,…,Cp-1；和/或，按照调制阶数M1的方式发送所述序列中来源于所述源数据子包的比特数据，按照调制阶数M2的方式发送所述序列中来源于所述校验数据子包的比特数据；其中，M2大于等于M1，M1和M2是大于等于2整数。
可选地，在进行在码块分割之前，所述物理层源数据包包括一个长度为Xscrc比特的循环冗余校验码CRC。
可选地，在进行码块分割时候，对Ks比特物理层源数据进行码块分割，获得Cs个源数据子包，并对每个源数据子包添加一个相等长度Xcrc比特的码块CRC，其中，Xcrc为每个源数据子包的CRC比特数目。
可选地，若Ks<Cs*(Kx-Xcrc)，则在对待发送的长度为Ks比特的一个物理层源数据包进行码块分割之前，向所述物理层源数据包中填充Cs*(Kx-Xcrc)-Ks个预定的填充比特，其中，Kx是添加码块CRC后每个码块的长度。
可选地，对分割得到的各个码块进行信道编码，包括：对每个所述码块进行相同码率和相同编码方式的信道编码，得到相同长度Kc比特的码字子数据包，其中，所述的信道编码方式包括以下之一：差错控制编码Reed Muller、卷积码、turbo码和低密度奇偶校验LDPC码
根据本发明的又一个方面，提供了一种数据发送装置，包括：分割模块，用于对待发送的长度为Ks比特的一个物理层源数据包进行码块分割；信道编码模块，用于对分割得到的各个码块进行信道编码，获得Cs个长度为Kc比特的纠错编码后的源数据子包，其中，Ks、Cs和Kc为大于1的整数；包编码模块，用于对所述纠错编码后的源数据子包进行包编码，得到Cp个校验数据子包，其中，Cp为大于1的整数；发送模块，用于从所述Cs个源数据子包中第i子包中选择Ki个码字比特，从所述Cp个校验数据子包中第j子包中选择Kj个码字比特，将所有选择的比特级联在一起，构成长度为序列，i＝0,1,…,Cs-1，j＝0,1,…,Cp-1，并发送所述序列；其中，Ki和Kj是大于等于0的整数。
可选地，所述包编码模块包括：第一包编码子单元，用于在码块数目Cs大于预设门限C0和/或物理层源数据包的码率Rs小于预设码率R0的情况下，对Kc个所述源数据子包进行包编码，得到Cp个Kc比特校验子数据包，其中，C0和R0为正整数；第二包编码单元，用于在码块数目Cs小于或等于所述预设门限C0，和/或，所述物理层源数据包的码率Rs大于或等于预设码率R0的情况下，不对所述Cs个源数据子包进行包编码或者只对Cs个源数据子包前Kd个比特进行包编码，其中，Kd是小于等于Kc的正整数，Kd为预设值或根据码块数目Cs确定；其中，所述物理层源数据包的码率Rs是指所述物理层源数据包的长度Ks或者Ks-Xscrc与完成整个编码发送后源数据的总码字比特的长度G的比值，Xscrc是所述物理层源数据包的循环冗余校验码CRC的长度。
可选地，所述第一包编码单元通过以下方式对Cs个所述源数据子包进行包编码：所有所述源数据子包的第i个比特依次顺序地构成长度为Cs比特的第i个信息序列Si，对所述信息序列Si进行校验编码，得到D比特的第i个校验序列Pi，所述校验序列Pi的第j个比特构成第j个校验子数据包的第i比特；其中，i＝0，1，2，…，Kc-1，j＝0，1，2，…，Cp-1，D是大于等于1的整数。
可选地，所述第一包编码单元采用以下编码方式之一对所述信息序列Si进行校验编码：单奇偶校验编码SPC、D重单比特奇偶校验码、多元域GF(q)具有不同系数的D重单比特奇偶校验码。
可选地，所述第一包编码单元采用D重单比特奇偶校验码按照以下方式对所述信息序列Si进行校验编码：对所有输入的Cs个信息比特进行二进制的异或相加，获得第1校验比特，对Cs个信息比特的一个子集Setl进行二进制的异或相加，获得第l+2校验比特；其中，所述Cs个信息比特的各个子集的两两之间没有相同元素，任何一个子集元素个数小于等于ceil(D/2)；或者，对所有输入的Cs个信息比特进行二进制的异或相加，获得第1校验比特；对Cs个信息比特的进行第l交织，取前floor(Cs/2)或ceil(Cs/2)个比特的二进制的异或相加，获得第l+2校验比特；其中，每次进行交织的交织方式两两之间完全不同；其中，l＝0、…、D-2。
可选地，所述发送模块按照以下方式发送所述序列：根据以下参数的一个或者多个确定Ki的大小和Kj的大小：纠错编码的码字长度Kc、一个HARQ进程的传输次数编号、一个HARQ进程的冗余版本、完成整个编码发送后源数据的总码字比特长度G，i＝0,1,…,Cs-1，j＝0,1,…,Cp-1；和/或，按照调制阶数M1的方式发送所述序列中来源于所述源数据子包的比特数据，按照调制阶数M2的方式发送所述序列中来源于所述校验数据子包的比特数据；其中，M2大于等于M1，M1和M2是大于等于2整数。
可选地，所述分割模块还用于在对Ks比特物理层源数据进行码块分割，获得Cs个源数据子包后，为每个源数据子包添加一个相等长度Xcrc比特的码块CRC，其中，Xcrc为每个源数据子包的CRC比特数目。
根据本发明的又一个方面，提供了一种数据发送端，包括上述的数据发送装置。
通过本发明，对物理层源数据包进行码块分割和信道编码，然后再进行包编码得到校验数据子包，可以分割为大量编码块的物理层大数据块(传输块)的编码，提高了大数据块的传输性能。
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是根据本发明实施例的数据发送方法的流程图；
图2是本发明实施例中得到纠错编码后源数据子包的流程示意图；
图3是传统的没有包编码方案与本发明实施例的有包编码方案的性能仿真示意图一；
图4是传统的没有包编码方案与本发明实施例的有包编码方案的性能仿真示意图二；
图5是根据本发明实施例的数据发送装置的结构示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
根据本发明实施例，提供了一种数据发送方法。
图1是本发明实施例数据发送方法流程图。如图1所示，该方法主要包括以下步骤S102-步骤S106。
步骤S102，对待发送一个长度为Ks比特物理层源数据包进行码块分割和信道编码，获得Cs个长度为Kc比特的纠错编码后源数据子包。
在本发明实施例的一个可选实施方式中，在步骤S102中，在执行码块分割之前，所述物理层源数据包包括一个长度为Xcrc比特的CRC。
在本发明实施例的一个可选实施方式中，步骤S102中，在码块分割时候，对Ks比特物理层源数据进行码块分割，获得Cs个码块，然后对每个码块添加一个相等长度Xcrc的码块CRC。
在本发明实施例的一个可选实施方式中，若Ks<Cs*(Kx-Xcrc)，则在对待发送的长度为Ks比特的一个物理层源数据包进行码块分割之前，向所述物理层源数据包中填充Cs*(Kx-Xcrc)-Ks个预定的填充比特，其中，Kx是添加码块CRC后每个码块的长度。
更加具体地，对于***移动通信***即长期演进LTE***，所述的物理层源数据包是指包括传输块CRC的传输块TB；对于无线局域网WLAN的11ac和11aj等***，所述的物理层源数据包是指物理层业务数据单元数据包(PSDU)；对于无线城域网WIMAX等***，所述的物理层源数据包是指突发(Burst)。
在本发明实施例的一个可选实施方式中，步骤S102中，在对分割的各个码块进行信道编码时，对每个码块进行相同码率和相同编码方式的信道编码，得到相同长度Kc比特的码字子数据包。其中，所述信道编码是以下之一：Reed Muller码，卷积码，turbo码，LDPC码。
图2示出从物理层源数据包到纠错后的源数据子包处理过程的一个实例的流程示意图。如图2所示，首先将物理层源数据包分为多个码块，然后在每个码块中加入CRC，再通过turbo编码器进行编码，从而得到多个纠错后的源数据子包。
步骤S104，对所述的纠错编码后源数据子包进行包编码，得到Cp个校验数据子包。
在本发明实施例的一个可选实施方式中，若码块数目Cs大于固定门限C0和/或物理层源数据包的码率Rs小于固定码率R0，则对Cs个源数据子包进行包编码，得到Cp个Kc比特校验子数据包。
其中，物理层源数据包的码率Rs是指物理层源数据包的长度Ks或者不包括源数据CRC的源数据包的长度Ks-Xscrc与源数据包完成整个编码处理后码字的长度G的比值，其中Xscrc是源数据包CRC的长度。
若源数据包没有源数据包的CRC，则Rs＝Ks/G。
若源数据包有源数据包的CRC，则Rs＝(Ks-Xscrc)/G。
在本发明实施例的一个可选实施方式中，对Cs个源数据子包进行包编码可以包括：所有第一子数据包的第i个比特依次顺序地构成长度为Cs比特的第i个信息序列Si，对所述的第i个信息序列进行校验编码，得到D比特的第i个校验序列Pi，所述的校验序列Pi的第j个比特构成第j个校验子数据包的第i比特。其中，i＝0、1、2、…、Kc-1，j＝0、…、Cp-1；所述校验编码至少是以下编码之一：单奇偶校验编码(SPC)、D重单比特奇偶校验码、多元域GF(q)具有不同系数的D重单比特奇偶校验码。
在本发明实施例的一个可选实施方式中，C0可以是大于2的整数，R0可以是0到1之间实数。
其中，如果采用所述D重单比特奇偶校验码进行校验编码，则可以按照以下两种方式实施：
实施方式一：对所有输入的Cs个信息比特进行二进制的异或相加，获得第1校验比特；对Cs个信息比特的一个子集Setl进行二进制的异或相加，获得第1+2校验比特；其中，所述Cs个信息比特的各个子集的两两之间没有相同元素，任何一个子集元素个数小于等于ceil(D/2)；其中，l＝0、…、D-2。
实施方式二：对所有输入的Cs个信息比特进行二进制的异或相加，获得第1校验比特；对Cs个信息比特的进行第l交织，取前floor(Cs/2)或ceil(Cs/2)个比特的二进制的异或相加，获得第l+2校验比特；其中，每次进行交织的交织方式两两之间完全不同，l＝0、…、-2。
在本发明实施例的一个可选实施方式中，若码块数目Cs小于固定门限C0，和/或，物理层源数据包的码率Rs大于固定码率R0，则按照以下方式之一进行处理：
方式1：不对所述Cs个数据包进行包编码。
方式2:只对Cs个数据包中Kd个比特进行包编码，其中，Kd是小于等于Cs的正整数。其中，Kd是预设的，或者根据码块数目Cs和/或物理层源数据包的码率Rs确定。
在本发明实施例的一个可选实施方式中，Kd和码块数据Cs是正比关系，码块数据Cs越大，则Kd越大，否则反之。
步骤S106，从所述的所有源数据子包和所有校验数据子包中选择码字比特，级联选择的码字比特以构成一个序列，最后发送这个序列，例如，可以发送给后面的处理模块(如调制)。
具体地，从所述Cs个源数据子包中第i子包中选择Ki个码字比特，从所述Cp个数据子包中第j子包中选择Kj个码字比特，将所有选择的比特级联在一起，构成长度为序列，然后发送所述的序列。
其中，i＝0,1,…,Cs-1，j＝0,1,…,Cp-1，Cp、Ks、Cs和Kc为大于1整数，Ki和Kj是大于等于0整数。
在具体实施过程中，步骤S106中在发送所述序列时可以根据以下参数的一个或者多个确定Ki的大小和Kj的大小：纠错编码的码字长度Kc、一个HARQ进程的传输次数编号、一个HARQ进程的冗余版本、完成整个编码发送后源数据的总码字比特长度G，i＝0,1,…,Cs-1，j＝0,1,…,Cp-1。还可以按照调制阶数M1的方式发送所述序列中来源于所述源数据子包的比特数据，按照调制阶数M2的方式发送所述序列中来源于所述校验数据子包的比特数据；其中，M2大于等于M1，M1和M2是大于等于2整数。
下面通过具体实施例对本发明实施例提供的上述方法进行说明。
实施例一
本实施例以IEEE802.11aj***为例进行说明。
在IEEE802.11aj***中，所述***支持的码率包括1/2、5/8、3/4和13/16，支持的码长都是Nldpc＝672，多用户的时候一个物理层源在数据包即物理层业务数据单元PSDU可以分割为1～200多个码块，单用户的时候一个PSDU可以分割为1～1900多个码块。
按照本发明实施例提供的上述方法，一个物理层的PDU长度为x比特可以按照下面内容完成发送。
1)，填充
对所述PDU填充mod(x,Ka)个比特，使得填充后PDU长度为Ks＝ceil(x/Ka)*Ka个比特，这里Ka＝Kb-Kcbcrc＝336-8＝328比特，填充比特放在最前面或者最后面。其中，Cs＝ceil(x/Ka)。
2)分段
对Ks个比特的所述的填充后PDU进行码块分段，可以分为Cs个码块，每个码块都有Ka比特。此处的Ka即是前述Kx。
添加码块CRC对每个码块进行相同的CRC编码，产生Kcbcrc＝8比特的CRC比特，放到对应码块之后，每个码块有Ka＝336比特。
码块的纠错编码对每个码块进行码率为r0＝1/2的LDPC编码，每个码块得到Kc＝672比特的编码比特，得到前Cs个码块(源数据子包)。
3)包编码
所有编码包按照下面的方式进行包编码，产生了Cp个校验子包(码块)，放在前Cs个码块之后，其中，每个编码看成一个数据包，Cp大于等于0。
下面通过具体实例对包编码进行说明。
实例a:
若Cs＝1时候，则不进行包编码，Cp＝0。
若Cs＝2～10时候，则对所有包进行单比特奇偶校验码包编码，产生Cp＝1个校验子包，校验子包的大小为Kc。
若Cs>10时候，则对所有包进行D重单比特奇偶校验码包编码，产生Cp＝D个校验子包，校验子包的大小为Kc。其中，D大小和码块数C成正比。
实例b:
若Cs＝1且Rs>0.85时候，则不进行包编码，Kp＝0。
若Cs＝2～10且0.85>＝Rs>0.60时候，则对所有包进行单比特奇偶校验码包编码，产生Kp＝1个校验子包，校验子包的大小为Kc。
若Cs>10且Rs<＝0.6时候，则对所有包进行D重单比特奇偶校验码包编码，产生Kp＝D个校验子包，校验子包的大小为Kc。其中，D大小和码块数C成正比。
实例c:
若Cs＝1或者Rs>0.85时候，则不进行包编码。
若Cs＝2～4或者0.85>＝Rs>0.60时候，则对所有包进行部分单比特奇偶校验码包编码，产生Kp＝1个校验子包，每个校验子包的大小为Kd。其中，Kd大小和码块数C成正比或者与Rs成反比。
若Cs＝5～10或者0.85>＝Rs>0.60时候，则对所有包进行单比特奇偶校验码包编码。
若Cs>10或者Rs<＝0.6时候，则对所有包进行D重单比特奇偶校验码包编码，产生Kp＝D个校验子包，每个校验子包的大小为Kc。其中，D大小和码块数C成正比或者与Rs成反比。
在这里，Rs是整个物理层PDU完成整个编码发送的码率，Cs是包编码前编码块数目，Cp是包编码后产生校验子包(编码块)数目。
4)发送
首先依次从所述Cs个源数据子包中第i子包中选择Ki个码字比特，然后依次从所述Cp个数据子包中第j子包中选择Kj个码字比特，按照选择的先后顺序依次将所有选择的比特级联在一起，构成长度为序列发送所述序列给后面处理模块(如调制模块)，其中，i＝0,1,…,Cs+Cp-1。
下面通过具体实例对发送进行说明。
实例d:
设所有校验子包的长度都是Kc，Cp＝1，G＝Cs·Kc＝Cs·672，可以根据纠错编码的码长Kc来确定Ki和Kj，这样保证Rs仍然为1/2，例如：
实例e:对于一个HARQ进程，Ki和Kj是根据重传次数编号得到的。
例如：对于3GPP LTE***的一个HARQ进程，首次传输优选从源数据子包中选择码字，如果所有源数据子包的码字比特数目不够，再从校验子包中选择码字比特；对于第二次重传优选从校验子包中选择码字，如果所有校验子包的码字比特数目不够，再从源数据子包中选择码字比特。
实例f:对于一个HARQ进程，Ki和Kj是根据冗余版本得到的。
例如：对于对于3GPP LTE***的一个HARQ进程，冗余版本为0的时候优选从源数据子包中选择码字，如果所有源数据子包的码字比特数目不够，再从校验子包中选择码字比特；冗余版本为2的时候，优选从校验子包中选择码字，如果所有校验子包的码字比特数目不够，再从源数据子包中选择码字比特。
本实施例以物理层源数据包为PSDU为例进行说明，对于其它***，例如，物理层源数据包为TB、BURST等，操作与本实施例类似，具体不再赘述。
在超高速通信***中，如毫米波、微波、有线通信***，物理层的源数据往往很大，往往需要分割为很多码块，本发明实施例中的数据发送方法，将很大的物理层的源数据分割为多个编码块，然后对各个编码块进行纠错编码，然后根据不同的预设条件选择不同的码块间的擦除码编码方法，对不同的码块进行包编码，产生少量的冗余(校验)包，利用少量的冗余包建立码块之联系，提高了码块之间分集效果，从而提高了整个传输块的性能，物理层源数据块整体的译码的成功率、数据传输的可靠性大幅提高，改善物理层大数据块(传输块、突发、物理层SDU)的整体BLER性能，降低对误码率BCER的要求。
图3和图4给出了传统的没有包编码方案和有包编码方案的性能比较，仿真结果显示，在保持同等频谱效率的条件下，本发明的技术方案取得巨大的性能增益，显示了巨大的技术进步。
其中，为得到图3和图4所示的仿真结果，可以按照以下步骤进行仿真：
1)对源数据包添加CRC后，分割成每个码块(LDPC)的信息块，1/2码率信息块长度为328比特，13/16码率信息块长度为538；
2)对每个码块(LDPC)的信息块添加8比特的CRC,并进行编码(LDPC)得到相应码块(C0,C1,C2,…,Cn-1),然后这些码块逐比特进行异或得到包编码码块Cn；
3)选择所***块(LDPC)的全部比特，级联所有选择的所***块数据成为一个序列，发送这个序列。
对于图3，其仿真条件和性能增益包括：
包编码：实际数据包码块数为：10，50，100；由于有一个异或包，所以发送的数据包有：11，51，101；传统数据包：实际数据包码块数为：10，50，100；多出的一个包(672比特)平均补偿到所有数据包中。即在相同的总数据长度和总码率下仿真。
性能增益(PER＝0.01)：10块:0.3dB；50块:0.5dB；100块:0.5dB。
对于图4，其仿真条件和性能增益：
包编码：实际数据包码块数为：10，50，100；由于有一个异或包，所以发送的数据包有：11，51，101；传统数据包：实际数据包码块数为：10，50，100；多出的一个包(672比特)平均补偿到所有数据包中。即在相同的总数据长度和总码率下仿真。
性能增益(PER＝0.01)：10块:2dB；50块:2.1dB；100块:2.1dB。
根据本发明实施例，还提供了一种数据发送装置，该装置用于实现上述的数据发送方法。
图5为根据本发明实施例的数据发送装置的结构示意图，如图5所示，该装置主要包括：分割模块52，用于对待发送的长度为Ks比特的一个物理层源数据包进行码块分割；信道编码模块54，用于对分割得到的各个码块进行信道编码，获得Cs个长度为Kc比特的纠错编码后的源数据子包，其中，Ks、Cs和Kc为大于1的整数；包编码模块56，用于对所述纠错编码后的源数据子包进行包编码，得到Cp个校验数据子包，其中，Cp为大于1的整数；发送模块58，用于从所述Cs个源数据子包中第i子包中选择Ki个码字比特，从所述Cp个校验数据子包中第j子包中选择Kj个码字比特，将所有选择的比特级联在一起，构成长度为序列，i＝0,1,…,Cs-1，j＝0,1,…,Cp-1，并发送所述序列；其中，Ki和Kj是大于等于0的整数。
可选地，所述分割模块52还用于在对Ks比特物理层源数据进行码块分割，获得Cs个码块后，为每个码块添加一个相等长度Xcrc比特的码块CRC，其中，Xcrc为每个源数据子包的CRC比特数目。
可选地，所述包编码模块56可以包括：第一包编码子单元，用于在码块数目Cs大于预设门限C0和/或物理层源数据包的码率Rs小于预设码率R0的情况下，对Cs个所述源数据子包进行包编码，得到Cp个Kc比特校验子数据包，其中，C0、R0、和Cp为正整数；第二包编码单元，用于在码块数目Cs小于或等于所述预设门限C0和/或物理层源数据包码率Rs大于或等于预设码率R0的情况下，不对所述Cs个源数据子包进行包编码或者只对Cs个源数据子包中前Kd个比特进行包编码，其中，Kd是小于等于Kc的正整数，Kd为预设值或根据码块数目Cs和/或Rs确定。其中，物理层源数据包的码率Rs是指物理层源数据包的长度Ks或者不包括源数据CRC的源数据包的长度Ks-Xscrc与完成整个编码发送后源数据的总码字比特的长度G的比值，在这里，Xscrc是源数据包CRC的长度。
可选地，所述第一包编码单元可以通过以下方式对Kc个所述源数据子包进行包编码：所有所述源数据子包的第i个比特依次顺序地构成长度为Cs比特的第i个信息序列Si，对所述信息序列Si进行校验编码，得到D比特的第i个校验序列Pi，所述校验序列Pi的第j个比特构成第j个校验子数据包的第i比特；其中，i＝0、1、2、…、Kc-1，j＝0、…、Cp-1，D是大于等于1的整数。
可选地，所述第一包编码单元可以采用以下编码方式之一对所述信息序列Si进行校验编码：单奇偶校验编码SPC、D重单比特奇偶校验码、多元域GF(q)具有不同系数的D重单比特奇偶校验码。
可选地，所述第一包编码单元采用D重单比特奇偶校验码按照以下方式对所述信息序列Si进行校验编码：对所有输入的Cs个信息比特进行二进制的异或相加，获得第1校验比特，对Cs个信息比特的一个子集Setl进行二进制的异或相加，获得第l+2校验比特；其中，所述Cs个信息比特的各个子集的两两之间没有相同元素，任何一个子集元素个数小于等于ceil(D/2)；或者，对所有输入的Cs个信息比特进行二进制的异或相加，获得第1校验比特；对Cs个信息比特的进行第l交织，取前floor(Cs/2)或ceil(Cs/2)个比特的二进制的异或相加，获得第l+2校验比特；其中，每次进行交织的交织方式两两之间完全不同；其中，l＝0、…、D-2。
可选地，所述发送模块按照以下方式发送所述序列：根据以下参数的一个或者多个确定Ki的大小和Kj的大小：纠错编码的码字长度Kc、一个HARQ进程的传输次数编号、一个HARQ进程的冗余版本、完成整个编码发送后源数据的总码字比特长度G，i＝0,1,…,Cs-1，j＝0,1,…,Cp-1；和/或，按照调制阶数M1的方式发送所述序列中来源于所述源数据子包的比特数据，按照调制阶数M2的方式发送所述序列中来源于所述校验数据子包的比特数据；其中，M2大于等于M1，M1和M2是大于等于2整数。
根据本发明实施例，还提供了一种数据发送端，包括上述的数据发送装置。
采用本发明实施例提供的技术方案，在接收侧，接收端对于每个数据包(编码块)进行独立的纠错码译码，当源数据包的PER在0.5以下时候，绝大部分错误情况是有1个错误包或者2个错误包，少量情况出现3个错误包以及以上错误包。然后根据包编码关系，对于第i个错误包，可以用其它错误包提供第i个错误的对数似然比信息LLR(i)’，将第i个错误包本身的LLR(i)与LLR(i)’进行直接相加，然后再对第i个错误包译码一次即可，i是错误包的索引。由于码块译码通常是串行进行的，错误码块的数据一般10％以下，所以增加码块译码次数也在10％以下，所以只需要增加10％以下的译码复杂度，就可以实现本发明的包编码的增益。另外，需要指出，成倍的增加译码复杂度对于未来通信***是不可以接收的，特别是超高速通信***。
从以上的描述中，可以看出，本发明实施例中，通过根据不同的预设条件选择不同的码块间的擦除码编码方法，对不同的码块进行包编码，产生少量的冗余(校验)包，利用少量的冗余包建立码块之联系，提高了码块之间分集效果，从而提高了整个传输块的性能，物理层源数据块整体的译码的成功率、数据传输的可靠性大幅提高。在相同的频谱效率下可以改善物理层大数据块(可以分割为大量码块)的误块率性能，降低对误码块率的要求，仿真可以证明本发明实施例提供的技术方案可以明显地改善***的性能，从而提高高速通信***的整体性能。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
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 (21)

1.一种数据发送方法，其特征在于，包括：
对待发送的长度为Ks比特的一个物理层源数据包进行码块分割，对分割得到的各个码块进行信道编码，获得Cs个长度为Kc比特的纠错编码后的源数据子包；
对所述纠错编码后的源数据子包进行包编码，得到Cp个校验数据子包；
从所述Cs个源数据子包中第i子包中选择Ki个码字比特，从所述Cp个校验数据子包中第j子包中选择Kj个码字比特，将所有选择的比特级联在一起，构成长度为序列，i＝0,1,…,Cs-1，j＝0,1,…,Cp-1，并发送所述序列；其中，Cp、Ks、Cs和Kc为大于1的整数，Ki和Kj是大于等于0的整数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述纠错编码后的源数据子包进行包编码，得到校验数据子包，包括：
在码块数目Cs大于预设门限C0和/或所述物理层源数据包的码率Rs小于预设码率R0的情况下，对Cs个所述源数据子包进行包编码，得到Cp个Kc比特校验子数据包，其中，C0和R0为正整数；
在码块数目Cs小于或等于所述预设门限C0和/或物理源数据包码率Rs大于或等于预设码率R0的情况下，不对所述Cs个源数据子包进行包编码或者只对Cs个源数据子包前Kd个比特进行包编码，其中，Kd是小于等于Kc的正整数；
其中，所述物理层源数据包的码率Rs是指所述物理层源数据包的长度Ks或者Ks-Xscrc与完成整个编码发送后源数据的总码字比特的长度G的比值，Xscrc是所述物理层源数据包的循环冗余校验码CRC的长度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，Kd为预设值，或者，根据码块数目Cs和/或所述物理层源数据包的码率Rs确定。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对Cs个所述源数据子包进行包编码，得到Cp个Kc比特校验子数据包，包括：
所有所述源数据子包的第i个比特依次顺序地构成长度为Cs比特的第i个信息序列Si，对所述信息序列Si进行校验编码，得到D比特的第i个校验序列Pi，所述校验序列Pi的第j个比特构成第j个校验子数据包的第i比特；其中，i＝0、1、2、…、Kc-1，j＝0、…、Cp-1，D是大于等于1整数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述校验编码包括以下之一：单奇偶校验编码SPC、D重单比特奇偶校验码、多元域GF(q)的具有不同系数的D重单比特奇偶校验码。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对所述信息序列Si进行D重单比特奇偶校验码包括：
对所有输入的Cs个信息比特进行二进制的异或相加，获得第1校验比特；
对Cs个信息比特的一个子集Setl进行二进制的异或相加，获得第l+2校验比特；其中，所述Cs个信息比特的各个子集的两两之间没有相同元素，任何一个子集元素个数小于等于ceil(D/2)；其中，l＝0、…、D-2。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对所述信息序列Si进行D重单比特奇偶校验码包括：
对所有输入的Cs个信息比特进行二进制的异或相加，获得第1校验比特；
对Cs个信息比特的进行第l交织，取前floor(Cs/2)或ceil(Cs/2)个比特的二进制的异或相加，获得第l+2校验比特；其中，每次进行交织的交织方式两两之间完全不同，l＝0、…、D-2。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，C0为大于2的整数，R0为0到1之间实数。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发送所述序列包括：
根据以下参数的一个或者多个确定Ki的大小和Kj的大小：纠错编码的码字长度Kc、一个混合自动请求重传HARQ进程的传输次数编号、一个HARQ进程的冗余版本、完成整个编码发送后源数据的总码字比特长度G，i＝0,1,…,Cs-1，j＝0,1,…,Cp-1；和/或，
按照调制阶数M1的方式发送所述序列中来源于所述源数据子包的比特数据，按照调制阶数M2的方式发送所述序列中来源于所述校验数据子包的比特数据；其中，M2大于等于M1，M1和M2是大于等于2整数。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，在进行在码块分割之前，所述物理层源数据包包括一个长度为Xscrc比特的循环冗余校验码CRC。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，在进行码块分割时候，对Ks比特物理层源数据进行码块分割，获得Cs个源数据子包，并对每个源数据子包添加一个相等长度Xcrc比特的码块CRC，其中，Xcrc为每个源数据子包的CRC比特数目。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，若Ks<Cs*(Kx-Xcrc)，则在对待发送的长度为Ks比特的一个物理层源数据包进行码块分割之前，向所述物理层源数据包中填充Cs*(Kx-Xcrc)-Ks个预定的填充比特，其中，Kx是添加码块CRC后每个码块的长度。
13.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，对分割得到的各个码块进行信道编码，包括：对每个所述码块进行相同码率和相同编码方式的信道编码，得到相同长度Kc比特的码字子数据包，其中，所述的信道编码方式包括以下之一：差错控制编码ReedMuller、卷积码、turbo码和低密度奇偶校验LDPC码。
14.一种数据发送装置，其特征在于，包括：
分割模块，用于对待发送的长度为Ks比特的一个物理层源数据包进行码块分割；
信道编码模块，用于对分割得到的各个码块进行信道编码，获得Cs个长度为Kc比特的纠错编码后的源数据子包，其中，Ks、Cs和Kc为大于1的整数；
包编码模块，用于对所述纠错编码后的源数据子包进行包编码，得到Cp个校验数据子包，其中，Cp为大于1的整数；
发送模块，用于从所述Cs个源数据子包中第i子包中选择Ki个码字比特，从所述Cp个校验数据子包中第j子包中选择Kj个码字比特，将所有选择的比特级联在一起，构成长度为序列，i＝0,1,…,Cs-1，j＝0,1,…,Cp-1，并发送所述序列；其中，Ki和Kj是大于等于0的整数。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述包编码模块包括：
第一包编码子单元，用于在码块数目Cs大于预设门限C0和/或物理层源数据包的码率Rs小于预设码率R0的情况下，对Kc个所述源数据子包进行包编码，得到Cp个Kc比特校验子数据包，其中，C0和R0为正整数；
第二包编码单元，用于在码块数目Cs小于或等于所述预设门限C0，和/或，所述物理层源数据包的码率Rs大于或等于预设码率R0的情况下，不对所述Cs个源数据子包进行包编码或者只对Cs个源数据子包前Kd个比特进行包编码，其中，Kd是小于等于Kc的正整数，Kd为预设值或根据码块数目Cs和/或Rs确定；
其中，所述物理层源数据包的码率Rs是指所述物理层源数据包的长度Ks或者Ks-Xscrc与完成整个编码发送后源数据的总码字比特的长度G的比值，Xscrc是所述物理层源数据包的循环冗余校验码CRC的长度。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第一包编码单元通过以下方式对Cs个所述源数据子包进行包编码：
所有所述源数据子包的第i个比特依次顺序地构成长度为Cs比特的第i个信息序列Si，对所述信息序列Si进行校验编码，得到D比特的第i个校验序列Pi，所述校验序列Pi的第j个比特构成第j个校验子数据包的第i比特；其中，i＝0、1、2、…、Kc-1，j＝0、…、Cp-1，D是大于等于1的整数。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述第一包编码单元采用以下编码方式之一对所述信息序列Si进行校验编码：单奇偶校验编码SPC、D重单比特奇偶校验码、多元域GF(q)具有不同系数的D重单比特奇偶校验码。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第一包编码单元采用D重单比特奇偶校验码按照以下方式对所述信息序列Si进行校验编码：
对所有输入的Cs个信息比特进行二进制的异或相加，获得第1校验比特，对Cs个信息比特的一个子集Setl进行二进制的异或相加，获得第l+2校验比特；其中，所述Cs个信息比特的各个子集的两两之间没有相同元素，任何一个子集元素个数小于等于ceil(D/2)；或者，
对所有输入的Cs个信息比特进行二进制的异或相加，获得第1校验比特；对Cs个信息比特的进行第l交织，取前floor(Cs/2)或ceil(Cs/2)个比特的二进制的异或相加，获得第l+2校验比特；其中，每次进行交织的交织方式两两之间完全不同；其中，l＝0、…、D-2。
19.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述发送模块按照以下方式发送所述序列：
根据以下参数的一个或者多个确定Ki的大小和Kj的大小：纠错编码的码字长度Kc、一个HARQ进程的传输次数编号、一个HARQ进程的冗余版本、完成整个编码发送后源数据的总码字比特长度G，i＝0,1,…,Cs-1，j＝0,1,…,Cp-1；和/或
按照调制阶数M1的方式发送所述序列中来源于所述源数据子包的比特数据，按照调制阶数M2的方式发送所述序列中来源于所述校验数据子包的比特数据；其中，M2大于等于M1，M1和M2是大于等于2整数。
20.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述分割模块还用于在对Ks比特物理层源数据进行码块分割，获得Cs个源数据子包后，为每个源数据子包添加一个相等长度Xcrc比特的码块CRC，其中，Xcrc为每个源数据子包的CRC比特数目。
21.一种数据发送端，其特征在于，包括权利要求14至20中任一项所述的装置。
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