專利名稱：移動通信系統中用于控制速率匹配的去復用器和復用器的設備和方法
技術領域：
本發明涉及本發明一般涉及信道編碼信號的速率匹配，并且更具體地涉及一種控制速率匹配的去復用器(DEMUX)和復用器(MUX)的設備和方法。
2．相關技術的描述一般，諸如衛星、ISDN(綜合業務數字網)、W-CDMA(寬帶碼分多址)、UMTS(通用移動電信系統)和IMT(國際移動電信)-2000系統之類的無線通信系統，在傳輸之前利用一種糾錯碼信道編碼源用戶數據，以便增加系統的可靠性。典型的用于信道編碼的碼是卷積碼和使用單個解碼器的線性塊碼。近來，用于數據傳輸和重復的加速碼(turbo code)已被建議使用。
多址的和多信道的通信系統匹配若干信道編碼碼元與一個規定數量的傳輸數據碼元，以增加數據的傳輸效率和系統性能。這種操作稱為速率匹配(rate matching)。為了匹配信道編碼碼元的數據速率廣泛地執行穿孔(puncturing)和重復(repetition)操作。近來，在UMTS中速率匹配已經呈現為提高在空中接口中的數據傳輸效率并改善系統的性能的一種重要的因素。


圖1是在一般移動通信系統(這里指UMTS系統)中的上行鏈路發送裝置的方框圖。
參照圖1，信道編碼器110按可以是10、20、40或80ms的預定TTI(發送時間間隔)接收幀數據并且編碼接收的幀數據。并且信道編碼器110按照預定的編碼速率R輸出編碼碼元。幀數據的長度(信息比特數)是由(幀數據的數據速率)*(TTI)確定的。如果我們不考慮尾比特，編碼碼元的數量是由(幀數據長度)*(編碼速率R)確定的。第一交錯器120交錯信道編碼器110的輸出。無線幀分段器130分段從第一交錯器130接收的經交錯的各碼元為10ms的無線幀塊，該無線幀塊的長度是由(編碼碼元的數量)/(10)確定的，其中10是無線幀的長度單元。速率匹配器140通過穿孔或重復無線幀的各個碼元，將從無線幀分段器130接收的無線幀的數據速率匹配為一個預置的數據速率。上述各部件可以設置到每個服務器。
MUX 150復用來自每個服務器的速率匹配的無線幀。物理信道分段器160分段從MUX 150接收的經復用的各無線幀為各個物理信道塊。第二交錯器170交錯從物理信道分段器160接收的各個物理信道塊。物理信道映射器180映射經第二交錯的各個塊到各個物理信道上以便發送。
如圖1所示，UMTS上行鏈路發送裝置設置有速率匹配器140。取決于信道編碼器110是卷積編碼器還是加速編碼器(turbo encoder)，速率匹配器140在組成上是不同的。
當使用線性塊碼作為信道編碼器時(在這種情況下使用一個卷積編碼器和一個解碼器)，應當滿足速率匹配的以下要求，以便提高在多址/多信道方案中的數據傳輸效率和系統性能。
1．按照預定的周期模式，穿孔/重復輸入碼元序列。
2．被穿孔的碼元數減至最小，而被重復的碼元數增至最大。
3．使用均勻的穿孔/重復模式，使得均勻地穿孔/重復編碼的碼元。
上面的要求是建立在這樣的假設上的，即在從卷積編碼器輸出的一幀中任何位置上的編碼碼元的差錯敏感度是相似的。雖然在上述的要求中可以產生某些有益的結果，但是當利用加速碼編碼器時，由于在一幀的不同位置的各個碼元的不同差錯敏感性，應當使用與卷積編碼器不同的速率匹配方案。
當使用加速碼編碼器時，最好是，編碼碼元的系統信息部分不進行穿孔，因為加速碼編碼器是一種系統編碼器。由于加速碼編碼器的兩個分量編碼器結構的原因，當兩個分量碼的每一個的自由距離是最大的時候，輸出碼的最小自由距離是最大的。這樣作，兩個分量編碼器的各輸出碼元應當均等地進行穿孔，從而實現性能優化。
如上所述，當使用加速碼編碼器時，應當在編碼碼元中的各信息碼元和各奇偶校驗碼元之間進行區分，以實現優化的速率匹配。諸如信道交錯之類的處理可以插入在加速碼編碼器與速率匹配器之間。盡管如此，還是要保持信息碼元和各奇偶校驗碼元之間進行區分。但是，這是不可能的，因為在信道交錯以后，所有信道編碼碼元被隨機地混合。
發明概要本發明的一個目的是提供一種在移動通信系統中上行鏈路發送裝置的碼元編碼期間分別對信息碼元和奇偶校驗碼元執行速率匹配的設備和方法。
本發明的另一個目的是提供一種在速率匹配器之前設置DEMUX，以便在移動通信系統中分離碼元數據為信息碼元和奇偶校驗碼元的設備和方法。
本發明的再一個目的是提供一種在移動通信系統中控制用于速率匹配的DEMUX和MUX的設備和方法。
本發明還再一個目的是提供一種在移動通信系統的上行鏈路發送裝置中控制用于加速碼編碼信號速率匹配的DEMUX和MUX的設備和方法。
為了實現上述和其它目的，提供一種移動通信系統中的發送裝置。在該發送裝置的優選實施例中，編碼器接收在一個幀中的長度為預定長度的整數倍的信息比特流，并且通過編碼每個信息比特產生一個信息碼元和第一和第二奇偶校驗碼元。對應于具有若干行和若干列的矩陣中逐行的各信息碼元行的每一行，交錯器順序地安排各個信息碼元和第一和第二奇偶校驗碼元。在該矩陣中的行數和列數兩者都是整數，按照預定的規則重新排列各個列，通過從左到右的列讀出各個碼元，并且輸出碼流中的多個無線幀，每個無線幀具有由L/(TTI/10ms)確定的長度，其中L是編碼碼元的數。去復用器去復用從交錯接收的每個無線幀為該無線幀的信息碼元、第一奇偶校驗碼元和第二奇偶校驗碼元。速率匹配器旁路各個信息碼元并且穿孔或重復第一和第二奇偶校驗碼元，以便速率匹配。
附圖簡述從下面的結合附圖的詳細描述中，本發明的上述和其它的目的、特點和優點將變得更加清楚，其中圖1是移動通信系統中上行鏈路發送裝置的方框圖；圖2是按照本發明的優選實施例的提供用于速率匹配的DEMUX和MUX上行鏈路發送裝置的方框圖；圖3表示圖2中的上行鏈路發送裝置的加速碼編碼器的輸入和加速碼編碼器的輸出的一個例子；圖4表示圖2的上行鏈路發送裝置中的利用編碼速率R=1/3的第一交錯器輸入的一個例子；圖5A、5B、和5C表示圖2的上行鏈路發送裝置中的利用編碼速率R=1/3的第一交錯器輸出的各例子；圖6表示圖2的上行鏈路發送裝置中的利用編碼速率R=1/2的第一交錯器輸入的一個例子；
圖7A、7B、和7C表示圖2的上行鏈路發送裝置中的利用編碼速率R=1/2的第一交錯器輸出的各例子；圖8A到8D表示在圖2的上行鏈路發送裝置中無線幀分段器輸出的各例子；圖9A、9B、和9C表示按照本發明的第一實施例的第一交錯器的輸入、第一交錯器的輸出和無線幀分段器的輸出；圖10A、10B、和10C表示按照本發明的第二實施例的第一交錯器的輸入、第一交錯器的輸出和無線幀分段器的輸出；圖11A、11B、和11C表示按照本發明的第三實施例的第一交錯器的輸入、第一交錯器的輸出和無線幀分段器的輸出；圖12A、12B、和12C表示按照本發明的第四實施例的第一交錯器的輸入、第一交錯器的輸出和無線幀分段器的輸出；圖13是按照本發明的一個實施例的DEMUX和MUX控制設備的方框圖；圖14是按照本發明的另一個實施例的DEMUX和MUX控制設備的方框圖；圖15是按照本發明的再另一個實施例的DEMUX和MUX控制設備的方框圖。
優選實施例的詳細描述下面將參照附圖詳細地描述本發明各個優選實施例。在下面的描述中，公知的功能和部件不予詳細地描述，因為在不必要的細節的描述可能會混淆本發明。
對于速率匹配而言，圖1的UMTS上行鏈路發送裝置具有速率匹配器140，如上所述取決于信道編碼器110是卷積編碼器還是加速碼編碼器，在結構上是可以改變的。按照本發明的優選實施例，當加速碼編碼器被用作信道編碼器110時，速率匹配器140是這樣構成的，如圖2所示包括DEMUX 141、分量速率匹配器142、143、和144、以及MUX 145。DEMUX 141分離無線幀分段器130的輸出碼元為信息碼元、奇偶校驗碼元并且轉換它們到相應的分量速率匹配器142、143、和144。MUX 145復用從分量速率匹配器142、143、和144接收的各碼元并且饋送經復用的碼元到圖1的MUX 150。
如圖2所示的上行鏈路發送裝置是這樣構成的，即鑒于加速碼是系統碼的事實，編碼碼元的系統信息碼元不進行穿孔。最好是，在加速碼編碼器中并聯連接兩個分量編碼器并且每個分量編碼器的各最終碼之間的最小自由距離最大化。通過均等地穿孔兩個分量編碼器的輸出碼元以實現這種最佳性能的考慮被反映在圖2中的上行鏈路發送裝置的結構中。
按照本發明的優選實施例，在上行鏈路發送裝置中，DEMUX 141位于無線幀分段器130與分量速率匹配器142、143、和144之間，而MUX 145位于分量速率匹配器142、143、和144與MUX 150之間。
在如圖2所示的本發明的實施例中，DEMUX 141和MUX 145是相互同步的，使得DEMUX 141和MUX 145轉換相同的速率匹配器塊(即，如果DEMUX 141轉換到速率匹配器142，輸入碼元到進入DEMUX 141，在輸入碼元已經被速率匹配以接收速率匹配碼元后，則MUX也轉換到速率匹配器142)。
用于圖2中的加速碼編碼器110的加速碼是一種系統碼，因此可以分離為系統信息碼元Xk和奇偶校驗碼元Yk和Zk。對于加速碼編碼器110，碼速率R=1/3。此后，系統信息碼元將被標以x和第一奇偶校驗碼元標以y和第二奇偶校驗碼元標以z。當R=1/3時，加速碼編碼器110的輸入和輸出之間的關系如圖3所示。
參照圖3，加速碼編碼器的輸出是信息碼元x1、第一奇偶校驗碼元y1、第二奇偶校驗碼元z1、信息碼元x2、第一奇偶校驗碼元y2、第二奇偶校驗碼元z2、信息碼元x3、第一奇偶校驗碼元y3、第二奇偶校驗碼元z3，…這種次序的序列。
第一交錯器120根據輸入碼元的號，按TTI(發送時間間隔)交錯編碼的碼元。交錯可以考慮為兩個步驟。
第一步驟1參照如下所示的表1確定列的總數。
2．通過以下方程找到最小整數RK1≤R1×C1…(1)這里R1是行數，K1是輸入塊的長度(總的編碼碼元)和C1是列數，其中按照TTI列數C1是1、2、4或8。
3．第一交錯器的輸入碼元是利用具有R1行和C1列的矩形陣列中的各個行順序安排的。
第二步驟1．各列是按照如表1所示的列間排列模式{Pi(j)}(j=0、1、…、C-1)進行重新排列的。Pi(j)代表第j排列的列的原始列并且該模式是利用比特反向方法導出的。在比特反向方法中，每個數的二進制序列被反向，例如，00→00、01→10、和11→11，如表1的40msTTI行所示。
(表1)
2．第一交錯器輸出是通過各列讀出的R1×C1矩陣得到的一個序列。在第一交錯器輸入中不存在的各個比特通過消除I1被從輸出中排除，I1定義為I1=R1×C1-K1…(2)利用方程1和2進行交錯，第一交錯器120輸出類似于加速碼編碼器輸出模式的經交錯的碼元，亦即，在x、y、z、x、z、y、…(或具有奇偶校驗碼元z和y交換位置的x、z、y、x、z、y、…)。
當TTI是10ms時，C1的行數是1。因此，第一交錯器輸入和第一交錯器輸出是相同的。
圖4表示按R=1/3和TTI=80ms在加速碼編碼160輸入比特后第一交錯器輸入的一個例子。在圖4中，白色矩形代表一個系統信息碼元x，標有斜線的矩形代表第一奇偶校驗碼元y，和標有黑點的矩形代表第二奇偶校驗碼元z。
在圖4中，第一交錯器順序地從加速碼編碼器110接收碼元1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、…160。每個數代表從加速碼編碼器10接收的編碼碼元的次序。這些數還指示已經在交錯器120中接收的每個數的次序(即，‘1’代表由交錯器120首先接收，‘2’代表由交錯器其次接收，等等)。由于加速碼的特性，第一交錯器輸入遵循x、y、z、x、y、z、…的模式。
圖5A表示當R=1/3和TTI=20ms時，第一交錯器輸出的一個例子。參照圖5A，按照x、z、y、x、z、y、x、z、y…模式的交錯次序，第一交錯器輸出序列是1、3、5、7、9、11、1 3、15、17、19、…、160。
圖5B表示當R=1/3和TTI=40ms時，第一交錯器輸出的一個例子。參照圖5B，按照x、y、z、x、y、z、x、y、z…模式的交錯次序，第一交錯器輸出次序是1、5、9、13、17、21、25、29、33、…,160。
圖5C表示當R=1/3和TTI=80ms時，第一交錯器輸出的一個例子。參照圖5C，按照x、z、y、x、z、y、x、z、y…模式的交錯次序，第一交錯器輸出次序是1、9、17、25、33、41、49、57、65…,160。
圖6表示在加速碼編碼160按碼速率R=1/2和TTI=80ms輸入比特后，第一交錯器輸入的一個例子。當TTI=10ms時，第一交錯器輸入與第一交錯器輸出是相同的。在圖6中，白色矩形代表系統信息碼元x和標有黑點矩形代表奇偶校驗碼元y。
在圖6中，第一交錯器120從加速碼編碼器110順序地接收編碼碼元1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、…160。每個數代表從加速碼編碼器110接收的編碼碼元的次序。因為加速碼的特性，第一交錯器輸入按照以下的x、y、x、y、x、y、…的模式。
圖7A表示當R=1/2和TTI=20ms時第一交錯器輸出的一個例子。參照圖7A，第一交錯器輸出序列是按1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、…、159、2、4、6、8、…160的交錯次序。交錯輸出的前一半{1、3、5、…、159}是信息碼元x，和后一半{2、4、6、…160}是奇偶校驗碼元y。亦即，在第一交錯器輸出中，各個信息碼元跟隨著各個奇偶校驗碼元。
圖7B表示當R=1/2和TTI=40ms時第一交錯器輸出的一個例子。參照圖7B，第一交錯器輸出序列是按1、5、9、13、…、155、159、2、6、10、14…、156、160的交錯次序。交錯輸出的前一半{1、5、9、13、…、159}是信息碼元x，和后一半{2、6、10、14、…、1 56、160}是奇偶校驗碼元y。亦即，在第一交錯器輸出中，各個信息碼元跟隨著各個奇偶校驗碼元。
圖7C表示當R=1/2和TTI=80ms時第一交錯器輸出的一個例子。參照圖7C，第一交錯器輸出序列是按1、9、17、25、…、127、135、143、151、159、2、10、18…、144、152、160的交錯次序。交錯輸出的前一半{1、9、17、25、…、143、151、159}是信息碼元x，和后一半{2、10、18、…、144、152、160}是奇偶校驗碼元y。亦即，在第一交錯器輸出中，各個信息碼元跟隨著各個奇偶校驗碼元。
在這樣的假設下得到如圖5A、5B、和5C所示的交錯器輸出，即，交錯器的長度(=160)是TTI/10ms的整數倍(=1、2、4、或8)。在交錯器的長度不是TTI/10ms的整數倍的情況下，產生不同的第一交錯器的輸出。
圖2的無線幀分段器130分段10、20、40或80ms的幀為10ms的無線幀塊。因為輸入幀的輸入幀長度(L)與TTI(T=TTI/10ms)的比率(L/T)并不總是整數，所以填充比特數(r)是由方程3進行計算的，利用填充比特(L是按比特或碼元單元的)補償L/T。這里，T∈{1、2、4、8}。如果第一交錯器的輸入幀長度(編碼碼元數)是TTI/10ms的整數倍，幀不需要填充比特(r=0)。如果TTI是20ms和輸入幀的長度不是2(TTI/10ms)的整數倍，填充比特數r是1。如果TTI是40ms和輸入幀長度不是4的整數倍，填充比特數r是1到3。如果TTI是80ms和輸入幀的長度不是8的整數倍，填充比特數r是1到7。從填充比特產生的(L+r)/T值是按照R(行數)限定的。
r=T-(L模T) …(3)其中r∈{0、1、2、…T-1}…(4)如果r不是0，無線幀分段器130插入一個填充比特到從第(T-r+1)無線幀的對應無線幀的最后一個位置，以便保持R的無線幀長度。填充比特是任意選擇為0或1。現在，將描述無線幀分段器130的以比特為基礎的操作。
為了在無線幀分段器130中的處理之前描述各個比特，假設已經計算出填充比特的數量r。這里，t代表無線幀的指數，范圍從1到T(1≤t≤T)。對于第一無線幀t=1，對于第二無線幀t=2，并且同樣，對于最后幀t=T。每個無線幀是相同長度(L+r)/T的。假設第一交錯器輸出是b1、b2、…、bL、T(TTI/10ms)∈{1、2、4、8}，并且在10ms幀中無線幀分段器輸出碼元是c1、c2、…、c(L+r)/T。這樣，(表2)
利用圖2的分量速率匹配器142、143、和144的目的是利用上述信道編碼機制，增加多址/多信道系統中的數據傳輸的效率和改善系統的性能。速率匹配是關于當輸入長度大于輸出長度或輸入長度小于輸出長度時，通過穿孔控制輸入比特數到輸出比特數。碼元穿孔或重復一般是周期性地執行，但是當使用加速碼時，對于速率匹配而言，下列因素應當予以考慮。
1．由于加速碼是一種系統碼，所以編碼碼元的系統信息碼元部分應當從穿孔中予以排除。
2．最終碼之間的最小距離最好是最大化每個分量編碼器，因為兩個分量編碼器在由加速碼限定的加速碼編碼器中是并聯連接的。這里，兩個分量編碼器的輸出碼元應當均等地進行穿孔，以實現優化性能。
在如圖2所示的速率匹配結構中，速率匹配是對每個分量速率匹配器分別實施的。第一、第二和第三分量速率匹配器142、143和144分別提供信息碼元x、第一奇偶校驗碼元y和第二奇偶校驗碼元z，進行速率匹配。按照規定輸入和輸出長度，每個速率匹配器對預定數量碼元執行穿孔/重復。這種速率匹配結構是建立在DEMUX 141分別輸出x、y、z的假設上的。這里，DEMUX141應當能夠分離從無線幀分段器130接收的無線幀為按某種次序的碼元x、y、z。
下面將描述無線幀分段器130的無線幀輸出模式。按列讀出無線幀，并且每列對應于無線幀。
圖8A表示當R=1/3和TTI=10ms時無線幀分段器130的輸出模式。參照圖8A，無線幀輸出模式是與無線幀輸入模式相同的，即x、y、z、x、y、z、…。
圖8B表示當R=1/3和TTI=20ms時無線幀分段器130的輸出模式。參照圖8B，第一無線幀RF#1按x、z、y、x、z、y、…模式輸出，和第二無線幀RF#2按x、y、x、z、y、x、z、…模式輸出。該輸出模式對應于來自如圖5A所示的第一交錯器的輸出。
圖8C表示當R=1/3和TTI=40ms時無線幀分段器130的輸出模式。參照圖8C，第一無線幀RF#1按…、x、y、z、x、y、z、…模式輸出，第二無線幀RF#2按…、z、x、y、z、x、y、…模式輸出，第三無線幀RF#3按…、y、z、x、y、z、x、…模式輸出，第四無線幀RF#4按…、x、y、z、x、y、z…模式輸出。該輸出模式對應于來自如圖5B所示的第一交錯器的輸出。
圖8D表示當R=1/3和TTI=80ms時無線幀分段器130的輸出模式。參照圖8D，第一無線幀RF#1按…、x、z、y、x、z、y、…模式輸出，第二無線幀RF#2按…、y、x、z、y、x、z、…模式輸出，第三無線幀RF#3按…、z、y、x、z、y、x、…模式輸出，第四無線幀RF#4按…、x、z、y、x、z、y…模式輸出，第五無線幀RF#5按…、y、x、z、y、x、z…模式輸出，第六無線幀RF#6按…、z、y、x、z、y、x…模式輸出，第七無線幀RF#7按…、x、z、¨x、z、y…模式輸出，和第八無線幀RF#7按…、y、x、z、y、x、z…模式輸出。該輸出模式對應于來自如圖5C所示的第一交錯器的輸出。
無線幀分段器130的輸出模式具有某種規律。每個具有相同TTI的無線幀具有不同的初始碼元x、y、或z，但是具有相同的碼元重復模式。對于TTI=10ms和40ms的碼元按…、x、y、z、x、y、z、…的模式進行重復，和對于TTI=20ms和80ms的碼元按…、x、z、y、x、z、y…的模式進行重復。
在上述各情況下是沒有填充比特的。這是因為輸入長度是TTI/10ms的整數倍數。當填充比特將要被插入時，無線幀具有與上述模式不同的模式。下面描述填充比特的插入的第一到第四實施例。
第一實施例圖9A、9B和9C表示按照本發明第一實施例的第一交錯器輸入、第一交錯器輸出和無線幀分段器輸出。
如果對于TTI=80ms第一交錯器120的輸入是按圖9A的，則如圖9B所示，按照第一交錯器120的交錯規則逐列地進行交錯。然后，從左到右讀出圖9B的矩陣的列的每列的各碼元。產生的第一交錯器輸出(即，無線分段器輸入)是x、z、y、x、z、y、x、z、y、z、y、x、z、y、x、z、y、x、y、x、z、y、x、z、y、x、z、x、z、y、x、z、y、x、z、y。無線幀分段器130的輸出是相加填充比特到無線幀分段器的輸入產生的。
在第一實施例中，填充比特是一些0。在本發明的第一實施例中，無線幀分段器130以這樣的方式輸出從交錯器120接收的各個碼元，即所有填充比特被放置在最后行的未尾的前頭，如圖9C所示。在圖9B中，在第二、第四、第六和第八列的最后位置是空的。不以填充比特填充這些位置，跟隨該空閑位置的下一個碼元被用于填充空閑位置。例如，為了填充在第二列中的最后位置，來自第三列的第一位置的‘z’碼元被移到第二列的空閑位置。以前由‘z’占用的位置現在由‘y’碼元占用，該碼元跟隨在第三列中的‘z’碼元。基本上，各個碼元的位置已經被上推一個位置。重復這種處理，填充在第四列中的空閑位置，以此類推。但是，最后4列(即，5、6、7和8列)中的最后位置是利用填充比特進行填充的，使得這些填充比特被推向最后行的未端，如圖9C所示。在圖9C的陣列中的各個碼元被逐列地讀出，并且每列代表一個無線幀。如圖9C所示，每個無線幀具有不同的初始碼元，但按照x、y、z的模式的相同碼元，由于位置的位移除無線幀4和6之外。但是，對于無線幀4和6的重復模式被表示在表15，這個表是可以使用的。無線幀的模式遵從表15所示的預定的重復模式，除了某些無線幀的尾端。在這些情況下，尾端被忽略并且尾端遵從如表15所示預定模式被進行處理并且按照預定的重復模式進行速率匹配。亦即，與無填充比特情況比較，在插入填充比特的情況下，無線幀具有不同的初始碼元。
雖然插入填充比特，但是與無填充比特情況一樣，無線幀可以具有相同的初始碼元。將描述對于TTI=40ms利用3個填充比特的情況的例子。
圖10A和10B表示按照第一實施例的第一交錯器輸入、第一交錯器輸出和無線幀分段器輸出。
如果對于TTI=40ms的第一交錯器的輸入是按圖10A的，則按照第一交錯器120的第一交錯規則逐列地進行交錯，如圖10B所示。產生的第一交錯器輸出(即，無線則分段器輸入)是x、y、z、x、y、z、z、x、y、z、x、y、z、x、y、z、x、y、z、x、y。如圖10C所示的無線幀分段器130的輸出從相加填充比特到無線幀分段器的輸入上產生。
填充比特是一些0。在圖10C的陣列中的碼元被逐列地讀出并且每列代表應該無線幀。如圖10C所示，每個無線幀具有不同的初始碼元，但是遵從相同的…、x、y、z、…的碼元重復模式。亦即，在這種填充比特插入的情況下，與無填充比特的情況一樣，無線幀具有相同的初始碼元。
每個無線幀的初始碼元是TTI和由無線幀分段器130相加的填充比特數確定的。下面將描述在所有可能的情況下初始碼元。當無線幀分段器130順序輸出無線幀RF#1、RF#2、RF#3、RF#4、RF#5、RF#6、RF#7、和RF#8時，表3到6分別列出對于TTI=10、20、40和80ms的初始碼元。
(表3)TTI=10ms
(表4)TTI=20ms
在表4中，因為第一交錯器120原封不動地保留各個列，當使用一個填充比特時位置不改變。因此，初始碼元是與無填充比特的情況一樣。
(表5)TTI=40ms
當使用1個或3個填充比特時，交錯之前每列中的碼元數目等于交錯之后在相同索引(index)列的碼元數目。因此，初始碼元與無填充比特的情況是一樣的。如果使用2個填充比特，交錯之前每列中的碼元數與交錯之后相同索引(index)列的碼元數是不同的。因此，初始碼元與無填充比特的情況是不同的。
(表6)TTI=80ms
當使用1個或7個填充比特時，交錯之前每列中的碼元數等于交錯之后相同索引列中的碼元數。因此，初始碼元與無填充比特的情況是相同的。如果使用2個、3個、4個、5個或6個填充比特，交錯之前每列中的碼元數與交錯之后相同索引列的碼元數是不同的。因此，初始碼元與無填充比特的情況是不同的。
正如從上述各表中可以注意到的，對于TTI=10ms和40ms，各碼元是以x、y、z、x、y、z的模式進行重復的，而對于TTI-20ms和80ms，各碼元是以x、z、y、x、z、y的模式進行重復的。
因此，給定一個TTI和將被無線幀分段器130插入的填充比特數，DEMUX141按上述方式去復用第一交錯器的輸出。
第二實施例圖11A到11D表示按照本發明第二實施例的第一交錯器輸入、第一交錯器輸出和無線幀分段器輸出。第二實施例不同于第一實施例之處是利用第一交錯器120而不是無線幀分段器130插入填充比特。不按照第一實施例那樣將填充比特位置推到最后行的未端，而是如圖9C所示，交錯器120利用填充比特填充各個空閑位置。就初始碼元和重復模式而言，這種情況是與典型無填充比特情況相同。
如果對于TTI=80ms的第一交錯器120的輸入如圖11A所示給出，按照如圖11B所示的第一交錯器120的交錯規則逐列地進行交錯。然后，如圖11C所示填充比特被插入到圖11B的陣列。這里，填充比特都是0。因此，第一交錯器輸出，即無線幀分段器輸入是x、z、y、x、z、y、z、y、0、z、y、x、z、y、x、z、y、x、0、y、x、z、y、x、z、y、x、z、0、x、z、y、x、z、y、x、z、y、0的序列。無線幀分段器30的輸出如圖11D所示。
逐列地從左到右讀出圖11D的陣列中的碼元并且每列是一個無線幀。如圖11D所示，每個無線幀遵從具有不同初始碼元的相同的x、z、y的重復模式。正如從圖11A到11D注意到的那樣，初始碼元與一般無填充比特的情況是相同的。
每個無線幀的初始碼元是由TTI確定的。表7到10分別列出當無線幀分段器130順序輸出無線幀RF#1、RF#2、RF#3、RF#4、RF#5、RF#6、RF#7、和RF#8時，對于TTI=10、20、40和80ms的初始碼元。第二實施例中的無線幀的初始碼元不取決于填充比特的總數，如下面所示；但在第一實施例中，無線幀中的初始碼元取決于填充比特的總數。
(表7)
TTI=10ms
(表8)TTI=20ms
(表9)TTI=40ms
(表10)TTI=80ms
正如從上述各表中注意到的那樣，對于TTI=10ms和40ms，碼元按x、y、z、x、y、z的模式進行重復，而，對于TTI=20ms和80ms，碼元按x、z、y、x、z、y的模式進行重復。
因此，給定一個TTI,DEMUX 141按上述方式去復用第一交錯器的輸出。
第三實施例圖12A、12B、和12C表示按照本發明第三實施例的第一交錯器輸入、第一交錯器輸出、和無線幀分段器輸出。第三實施例與第二速率不同之處在于，控制器(主機)指定填充比特插入位置以及無線幀分段器130在指定的位置插入填充比特。按照初始碼元和重復模式而言，這種情況與典型無填充比特情況是相同的。
如果對于TTI=80ms第一交錯器120的輸入是由圖12A給出的，如圖12B所示按照第一交錯器120的交錯規則逐列地進行交錯。因此，第一交錯器的輸出，即無線幀分段器的輸入為x、z、y、x、z、y、x、z、y、z、y、x、z、y、x、z、y、x、y、x、z、y、x、z、x、z、y、x、z、y、x、z、y的序列。控制器(主機)指定填充比特插入位置并且然后無線幀分段器130在指定的位置插入填充比特，如圖12C所示。
在這個實施例中，填充比特都是0。圖12C的陣列中的碼元被從左到右逐列地讀出并且每列是一個無線幀。如圖12C所示，每個無線幀遵從具有不同初始碼元的相同的x、z、y重復模式。正如從圖12A、12B、和12C注意到的那樣，初始碼元與一般無填充比特的情況是相同的。
每個無線幀的初始碼元是由TTI確定的。表11到14分別列出當無線幀分段器130順序地輸出無線幀RF#1、RF#2、RF#3、RF#4、RF#5、RF#6、RF#7、和RF#8時，對于TTI=10、20、40、和80ms的初始碼元。如下面所示，第三實施例中的無線幀的初始碼元不取決于填充比特的總數。
(表11)TTI=10ms
(表12)TTI=20ms
(表13)TTI=40ms
(表14)TTI=80ms
正如從上面表注意到的那樣，對于TTI=10ms和40ms，按x、y、z、x、y、z的模式重復各碼元，而對于TTI=20ms和80ms，按x、z、y、x、z、y的模式重復各碼元。
給出一個TTI,DEMUX 141按上述方式去復用第一交錯器的輸出。
參照圖2,DEMUX 141按照一種交換規則去復用從無線幀分段器130接收的無線幀為其碼元x、y、z。交換規則是由第一實施例中的TTI和無線幀分段器130使用的填充比特數和第二和第三實施例中使用的TTI確定的。按某種模式重復各個碼元。用于各實施例的重復模式列在表15和16中。在表中，N/A表示“不可以應用”。
(表15)用于第一實施例
(表16)用于第二和第三實施例
如果在第一和第二實施例中對于TTI=40ms使用2個填充比特，DEMUX 141中的交換模式對于第一無線幀是x、y、z、x、y、z，對于第二無線幀是z、x、y、z、x、y，對于第三無線幀是z、x、y、z、x、y，和對于第四無線幀是x、y、z、x、y、z。
在第二和第三實施例中，僅需要給出每個無線幀的初始碼元，因為重復模式已經根據TTI預先設定。但是，在第一實施例中，除了其他信息以外，填充比特的總數也需要給出。表17-19反映各個實施例之間的區別。
(表17)對于第一和第二實施例
(表18)對于第三和第四實施例
(表19)重復模式
再次參照圖2,MUX 145將從分量速率匹配器142、143和44接收的3個碼流復用為1個碼流，因此產生與前面速率匹配相同的碼元模式的速率匹配的無線幀。因為MUX 145是DEMUX 141的對應裝置，它是按照相同的交換模式進行交換的。
圖13是按照本發明的第一實施例的DEMUX和MUX控制裝置的方框圖。
參照圖13，當從主機200接收TTI、填充比特總數和無線幀長度時，控制器210饋送TTI、填充比特的總數和當前無線幀的無線幀索引到存儲器220(見表17)并從存儲器220接收當前無線幀的初始碼元。控制器220根據初始碼元和由TTI確定的重復/穿孔模式，控制DEMUX 141和MUX 145的交換操作。DEMUX 141分離當前無線幀碼元為對應的分量速率匹配器輸入，和MUX 145復用速率匹配器的輸出為無線幀。這里，DEMUX 141從無線幀分段器130接收的無線幀碼流中分離信息碼元、第一奇偶校驗碼元、和第二奇偶校驗碼元。分量速率匹配器142、143和144通過穿孔或重復分別速率匹配來自DEMUX 141的信息碼元、第一奇偶校驗碼元、和第二奇偶校驗碼元。分量速率匹配器142剛好不實際穿孔地旁路接收的信息碼元，而分量速率匹配器143和144按照預置的模式穿孔接收的奇偶校驗碼元，該模式是由輸入碼元數與輸出碼元數之比確定的。除非在編碼碼元繁忙重復的情況下，多數實際情況下分量速率匹配器143和144剛好旁路接收的奇偶校驗碼元，而分量速率匹配器142按照由輸入碼元數對輸出碼元數之比確定的預置模式重復接收的信息碼元。
MUX 145按照與DEMUX 141使用的相同的交換模式復用從分量速率匹配器142、143和144接收的各個碼元為一個碼流。
圖14是按照本發明第二實施例的DEMUX和MUX控制設備的方框圖。
參照圖14，當從主機200接收到TTI和無線幀長度時，控制器210饋送TTI、填充比特的總數、和當前無線幀的無線幀索引到存儲器220(見表17)并且從存儲器220接收當前無線幀的初始碼元。填充比特數是由控制器210根據TTI和幀長度按使用于無線幀分段器中相同的方式確定的。然后，控制器210根據由TTI確定的初始碼元和重復/穿孔模式控制DEMUX 141和MUX 145的交換操作。DEMUX 141分離當前無線幀碼元為各分量速率匹配器的輸入，并且MUX 145復用速率匹配器的輸出碼元為無線幀。這里，DEMUX 141從無線幀分段器130接收的無線幀碼流中分離信息碼元、第一奇偶校驗碼元、和第二奇偶校驗碼元。分量速率匹配器142、143和144通過穿孔或重復分別速率匹配來自DEMUX 141的信息碼元、第一奇偶校驗碼元、和第二奇偶校驗碼元。分量速率匹配器142剛好旁路接收的信息碼元，而不實際穿孔，而分量速率匹配器143和144按照由輸入碼元數對輸出碼元數之比確定的預置模式穿孔接收的偶校驗碼元。在多數實際情況下，分量速率匹配器143和144剛好旁路接收的奇偶校驗碼元，而不實際重復，除非編碼碼元的繁忙重復的情況下，而分量速率匹配器142按照由輸入碼元數對輸出碼元數之比確定的預置模式重復接收的信息碼元。MUX 145按照與DEMUX 141使用的交換模式相同的模式復用從分量速率匹配器142、143和144接收的各個碼元為一個碼流。
圖15是按照本發明第三實施例的DEMUX和MUX的方框圖。
參照圖15，當從主機200接收到TTI和無線幀長度時，控制器210饋送TTI和當前無線幀的無線幀索引到存儲器220(見表18)和從存儲器220接收當前無線幀的初始碼元。然后，控制器210根據初始碼元和由TTI確定的重復/穿孔模式，控制DEMUX 141和MUX 145的交換操作。DEMUX 141分離當前無線幀碼元為分量速率匹配器輸入和MUX 145復用速率匹配器的輸出碼元為一個無線幀。這里，DEMUX 141從無線幀分段器130接收的無線幀碼流中分離信息碼元、第一偶校驗碼元、和第二偶校驗碼元。分量速率匹配器142、143和144通過穿孔或重復，分別速率匹配來自DEMUX 141的信息碼元、第一偶校驗碼元、和第二偶校驗碼元。分量速率匹配器142剛好旁路接收的信息碼元，而不實際速率穿孔，而分量速率匹配器143和144按照由輸入碼元數對輸出碼元數之比確定的預置模式，穿孔或重復接收的偶校驗碼元。MUX145按照在DEMUX 141中使用的相同交換模式，復用從分量速率匹配器142、143和144接收的各個碼元為一個碼流。在多數實際情況下，分量速率匹配器143和144剛好旁路接收的偶校驗碼元，而不實際重復，除非編碼碼元的繁忙重復的情況下相反分量速率匹配器142按照由輸入碼元數對輸出碼元數之比確定的預置模式重復接收的信息碼元。
如上所述，本發明的優點在于，當在無線通信系統中上行鏈路發送裝置的用于速率匹配的信息碼元不進行穿孔時，通過在速率匹配單元之前加上DEMUX，分離編碼碼元的信息碼元和偶校驗碼元，可以實現有效的速率匹配。
雖然參照某些優選實施例對本發明進行了表示和描述，但是本專業的技術人員應該理解，在不脫離由后附的權利要求書所限定的本發明的精神和范圍的情況下，可以在形式和細節上進行的各種修改。
權利要求
1．一種移動通信系統中的上行鏈路發送裝置，包括一個編碼器，用于接收信息比特流和通過編碼該信息比特流產生信息碼元、第一偶校驗碼元、和第二偶校驗碼元；一個交錯器，用于通過預定交錯規則交錯編碼碼元；一個無線幀分段器，用于從交錯器接收碼元和按照至少一個無線幀輸出接收的碼元，每個無線幀具有相同的長度；一個去復用器，用于去復用從無線幀分段器接收的每個無線幀為3個碼流，一個信息碼元碼流、一個第一奇偶校驗碼元碼流和一個第二偶校驗碼元碼流；一個速率匹配器，用于按照給定的速率匹配規則，旁路信息碼元和穿孔第一和第二偶校驗碼元的部分。
2．權利要求1的發送裝置，其中無線幀是10ms。
3．權利要求1的發送裝置，其中信息比特流具有10、20、40和80ms之一。
4．權利要求1的發送裝置，其中交錯規則是比特反向列易位方法。
5．權利要求1的發送裝置，其中按照一種模式在每個無線幀中的碼元被重復。
6．權利要求1的發送裝置，其中從無線幀分段器產生的若干無線幀具有不同的初始碼元。
7．權利要求6的發送裝置，其中多個無線幀具有TTI確定的初始碼元。
8．權利要求5的發送裝置，其中去復用器按照由TTI和每個無線幀的重復模式確定的交換規則，去復用無線幀中的每個碼元為信息碼元、第一偶校驗碼元和第二偶校驗碼元。
9．權利要求8的發送裝置，還包括一個存儲器，用于存儲多個無線幀的初始碼元；和一個控制器，用于按照重復模式和存儲的無線幀的初始碼元控制去復用器。
10．權利要求9的發送裝置，還包括一個復用器，用于按照控制去復用器的控制器，復用速率匹配器的輸出。
11．權利要求1的發送裝置，其中交錯器插入填充比特到碼元中，以便均衡各個無線幀的長度。
12．權利要求1的發送裝置，其中速率匹配器包括第一分量速率匹配器，用于速率匹配信息碼元；第二分量速率匹配器，用于速率匹配第一偶校驗碼元；第三分量速率匹配器，用于速率匹配第二偶校驗碼元。
13．一種移動通信系統中的發送裝置，包括一個編碼器，用于接收在預定時間間隔(TTI)發送的信息比特流并且用于通過編碼每個接收的信息比特產生信息碼元和至少一個對應于信息碼元的奇偶校驗碼元，對應于每個信息碼元的奇偶校驗碼元取決于所述編碼器的編碼速率；一個交錯器，用于從編碼器接收信息碼元和奇偶校驗碼元，交錯信息碼元和奇偶校驗碼元并且輸出經交錯的碼元；一個無線幀分段器，用于從交錯器接收經交錯的碼元，劃分接收的碼元為至少一個無線幀，并且輸出無線幀，每個無線幀具有預定的時間幀；一個速率匹配器，用于速率匹配接收的碼元和輸出速率匹配的碼元，所述速率匹配器具有信息碼元部件，用于速率匹配信息碼元和至少一個奇偶校驗碼元部件，用于速率匹配奇偶校驗碼元，奇偶校驗碼元部件的數量等于對應于每個信息碼元的奇偶校驗碼元的數量；和一個去復用器，用于接收無線幀和用于通過交換無線幀中的，每個碼元到速率匹配器中的對應部件，去復用在每個無線幀中的碼元；其中去復用器按照指定給每個無線幀的碼元重復模式進行交換。
14．權利要求13的發送機裝置，其中碼元重復模式是由TTI確定的。
15．權利要求14的發送機裝置，其中碼元重復模式還由編碼速率確定的。
16．權利要求14的發送機裝置，其中碼元重復模式還由無線幀分段器使用的填充比特確定的。
17．權利要求13的發送機裝置，還包括一個復用器，利用交換速率匹配器中的對應部件，通過同步復用與去復用速率匹配的碼元。
18．權利要求17的發送機裝置，還包括一個控制器，用于根據TTI和每個無線幀的長度，控制去復用器與復用器的交換。
19．權利要求18的發送機裝置，其中控制器根據由無線幀分段器使用的填充比特的總數控制交換。
20．權利要求13的發送機裝置，其中預定時間幀是10ms。
21．權利要求13的發送機裝置，其中TTI是10、20、40和80ms之一。
22．權利要求13的發送機裝置，其中編碼速率是1/3。
23．權利要求13的發送機裝置，其中交錯器插入填充比特到經交錯的各個碼元中。
24．權利要求13的發送機裝置，其中無線幀插入填充比特到各個無線幀中。
25．權利要求18的發送機裝置，還包括一個存儲器，用于存儲碼包含每個無線幀的初始碼元的碼元重復模式。
26．權利要求13的發送機裝置，其中編碼器是加速碼編碼器。
27．一種在移動通信系統中的發送方法，該方法包括以下步驟按預定時間間隔(TTI)接收一個信息碼元流；通過編碼每個接收的信息比特，產生一個信息碼元和至少一個對應于信息碼元的奇偶校驗碼元，對應于信息碼元的奇偶校驗碼元的數量取決于所述編碼器的編碼速率；交錯信息碼元和奇偶校驗碼元，并輸出經交錯的碼元；劃分經交錯的碼元為至少一個無線幀并輸出該無線幀，每個無線幀具有預定的時間幀；通過交換無線幀中的每個碼元到速率匹配器中的對應部件中去復用在無線幀中的各個碼元，所述速率匹配器具有用于速率匹配信息碼元的信息碼元部件和至少一個用于速率匹配奇偶校驗碼元的奇偶校驗碼元部件，奇偶校驗碼元部件的數量等于對應于每個信息碼元的奇偶校驗碼元的數量；和速率匹配去復用的各個碼元；其中按照指定給每個無線幀的碼元重復模式，信息碼元被交換到信息碼元部件和奇偶校驗碼元被交換到奇偶校驗碼元部件。
28．權利要求27的方法，其中碼元重復模式是由TTI確定的。
29．權利要求28的方法，其中碼元重復模式是由編碼速率確定的。
30．權利要求28的方法，其中碼元重復模式還是由無線幀分段器使用的填充比特的總數確定的。
31．權利要求27的方法，還包括利用交換到速率匹配器中的對應部件，通過同步復用與去復用，復用速率匹配各個碼元的步驟。
32．權利要求27的方法，其中預定時間幀是10ms。
33．權利要求27的方法，其中TTI是10、20、40、和80ms其中之一。
34．權利要求27的方法，其中編碼速率是1/3。
35．權利要求27的方法，還包括插入填充比特到經交錯的碼元中的步驟。
36．權利要求27的方法，還包括插入填充比特到無線幀中的步驟。
37．一種在移動通信系統中的發送裝置，包括一個編碼器，用于接收按預定發送時間間隔(TTI)發送的信息比特流，并且用于通過編碼每個接收的信息比特，產生信息碼元和至少一個對應于信息碼元的奇偶校驗碼元，對應于每個信息碼元的奇偶校驗碼元的數量取決于所述編碼器的編碼速率；一個交錯器，用于從編碼器接收信息碼元和奇偶校驗碼元，交錯信息碼元和奇偶校驗碼元并且輸出經交錯的各個碼元到多個無線幀中，每個無線幀具有預定數量的碼元；一個速率匹配器，用于速率匹配接收的各個碼元，所述速率匹配器具有用于速率匹配信息碼元的信息碼元部件和至少一個用于速率匹配奇偶校驗碼元的奇偶校驗碼元部件；和一個去復用器，用于接收無線幀和用于通過交換每個碼元到速率匹配器中的對應的部件去復用每個無線幀中的碼元。
38．權利要求37的發送裝置，其中去復用器進行交換，以便分離信息碼元和奇偶校驗碼元。
39．權利要求37的發送裝置，其中信息碼元部件進行操作，重復信息碼元的部分。
40．權利要求37的發送裝置，其中無線幀具有碼元重復模式。
41．權利要求40的發送裝置，其中碼元重復模式是由填充比特的總數確定的。
42．權利要求37的發送裝置，還包括一個復用器，用于通過與去復用器進行同步，同步地復用速率匹配器的輸出碼元。
43．權利要求42的發送裝置，還包括一個控制器，用于根據初始碼元和重復模式控制去復用器和復用器的交換。
44．權利要求43的發送裝置，其中控制器根據填充比特的總數控制交換。
45．權利要求37的發送裝置，其中無線幀是10ms。
46．權利要求37的發送裝置，其中TTI是10、20、40、和80ms其中之
47．權利要求37的發送裝置，其中編碼速率是1/3。
48．權利要求37的發送裝置，其中交錯器插入填充比特，以便均衡無線幀的長度。
49．權利要求41的發送裝置，還包括一個存儲器，用于存儲包含每個無線幀的初始碼元的重復模式。
50．權利要求37的發送裝置，其中編碼器是加速碼編碼器。
51．一種在移動通信系統中的發送方法，包括以下步驟按預定發送時間間隔(TTI)接收信息比特流；通過編碼每個接收的信息比特，產生一個信息碼元和至少一個對應于信息碼元的奇偶校驗碼元；交錯信息碼元與奇偶校驗碼元，并輸出多個無線幀中的經交錯的各個碼元；通過交換無線幀中的每個碼元到速率匹配器中的對應部件中，去復用每個無線幀中的各個碼元，所述速率匹配器具有用于速率匹配信息碼元的信息碼元部件和用于速率匹配奇偶校驗碼元的至少一個奇偶校驗碼元部件；和速率匹配去復用的各個碼元；其中按照指定給每個無線幀的重復模式，信息碼元被交換到信息碼元部件和奇偶校驗碼元被交換到奇偶校驗碼元部件。
52．權利要求51的方法，其中重復模式是由TTI確定的。
53．權利要求52的方法，其中重復模式還由無線幀的索引確定的。
54．權利要求52的方法，其中碼元重復模式還由填充比特的總數確定。
55．權利要求51的方法，還包括利用交換速率匹配器中對應的部件通過同步復用與去復用，復用速率匹配步驟的輸出碼元的步驟。
56．權利要求51的方法，其中無線幀是10ms。
57．權利要求51的方法，其中TTI是10、20和40ms其中之一。
58．權利要求51的方法，其中編碼速率是1/3。
59．權利要求51的方法，還包括插入填充比特的步驟，以便使無線幀的長度相等。
60．權利要求51的方法，還包括在輸出經交錯的碼元之前，插入填充比特的步驟。
全文摘要
一種用于移動通信系統中的發送裝置。在該發送裝置中，編碼器接收幀中的信息比特流，該幀長為一個預定值的整數倍，并通過編碼每個信息比特，產生一個信息碼元、第一奇偶校驗碼元和第二奇偶校驗碼元。交錯器順序地在具有整數行和整數列的陣列中逐行安排信息碼元、第一和第二奇偶校驗碼元。交錯器按照預定的規則重新排序在陣列中的各個列。通過從最左列到最右列，在每列從上到下讀出各個碼元，交錯器還按碼流的方式輸出多個無線幀。每個無線幀具有預定的長度。去復用器去復用從交錯器接收的每個無線幀為信息碼元的碼流、第一奇偶校驗碼元的碼流和第二奇偶校驗碼元的碼流。速率匹配器旁路信息碼元的碼流并穿孔第一和第二奇偶校驗碼元的碼流，以便進行速率匹配。
文檔編號H04J13/00GK1318232SQ00801453
公開日2001年10月17日 申請日期2000年7月8日 優先權日1999年7月8日
發明者金世亨, 金潣龜, 金炳朝, 崔舜在 申請人:三星電子株式會社