CN101090305B - 一种无线物理层信道编码链路处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线物理层信道编码链路处理方法，包括：对信息块比特数据进行Turbo编码；对Turbo编码后的码字比特基于循环缓存进行速率匹配；对速率匹配后输出的系统比特流、校验比特流进行比特优先映射调制。这种方法，通过对编码后系统比特采用高阶调制中高可靠星座点比特进行调制映射，从而较现有技术更能使系统比特获得较强的保护，提高译码性能，进而提高无线链路的吞吐量性能，减少传输时延，符合目前技术发展趋势。

Description

一种无线物理层信道编码链路处理方法

技术领域

本发明涉及无线通信，具体涉及一种无线物理层信道编码链路处理方法。

背景技术

在无线通信系统中，信道编码链路是物理层的底层技术，决定了无线通信系统底层传输性能和传输可靠性。在最新的3GPP LTE标准研究中，信道编码链路采用了一系列最新的技术，在简化实现复杂度的同时提高了物理层传输性能。其中：在最新的3GPP标准协议中，采用了①基于二次多项式置换Quadratic Polynomial Permutation(简称QPP)交织器的Turbo码作为数据业务的信道编码方案；采用②基于循环缓存(Circular Buffer)的速率匹配方法来实现发送数据的长度和所分配物理信道资源的大小相匹配。同时，为了获得更高的频谱利用率和峰值传输速率，采用了③16QAM、64QAM等高阶调制方式。

另外，比特优先映射可作为在高阶调制方式下采用的一种增强技术，通过对编码后系统比特采用高阶调制中高可靠星座点比特进行调制映射，从而使系统比特获得更强的保护，提高译码性能，进而提高无线链路的吞吐量性能，减少传输时延。而目前没有同时采用上述四种技术的信道编码链路处理方法或者没有同时采用上述四种技术的信道编码链路处理方法被公开。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种无线物理层信道编码链路处理方法，较现有技术使系统比特获得更强的保护，提高译码性能，进而提高无线链路的吞吐量性能，减少传输时延。

本发明的上述技术问题这样解决，提供一种无线物理层信道编码链路处理方法，包括以下步骤：

1.1)对信息块比特数据I进行Turbo编码；

1.2)对Turbo编码后的码字比特C基于循环缓存进行速率匹配；

1.3)对速率匹配后输出的系统比特流S、校验比特流P进行比特优先映射调制。

按照本发明提供的处理方法，所述步骤1.1)中的Turbo编码是基于QPP交织器的Turbo编码，所述步骤1.1)包括必要填充子步骤，即：在编码前首先判断所述信息块比特数据大小是否满足QPP交织器比特数据大小要求，若不满足，则在所述信息块比特数据前填充一定数量的“填充”比特，否则，不需要在所述信息块比特数据前进行填充。

按照本发明提供的处理方法，所述“填充”比特可以是“0”。

按照本发明提供的处理方法，所述步骤1.1)还包括：

3.1)对必要填充处理后的信息块比特数据X进行Turbo码第一成员编码器的编码，输出第一校验比特流Z；

3.2)对必要填充处理后的信息块比特数据X进行基于QPP交织器的交织处理；

3.3)对交织处理后输出的信息块X′比特数据进行Turbo码第二成员编码器的编码，输出第二校验比特流Z′；

3.4)输出所述Turbo码第一成员编码器和第二成员编码器产生的尾比特序列；

3.5)将上述处理后的信息块比特数据X、第一校验比特流Z、第二校验比特流Z′和尾比特序列进行复用，形成基于QPP交织的Turbo编码后码字比特流。

按照本发明提供的处理方法，所述步骤1.2)可以有两种处理方法(即：两种速率匹配算法)，其中：

(一)处理方法一包括：

4.1)对Turbo编码输出的码字比特流C进行比特分离输出系统比特流S、第一校验比特流P₁和第二校验比特流P₂；

4.2)对分离输出的系统比特流S、第一校验比特流P₁和第二校验比特流P₂分别进行子块交织处理；

4.3)子块交织处理后的系统比特流S_I、子块交织处理后的校验比特流P1_I、子块交织处理后的校验比特流P2_I进行比特收集处理，组成虚拟循环缓存CB输出。

4.4)根据冗余版本取值和发送HARQ数据包的长度确定并从虚拟循环缓存中开始位置循环读取速率匹配输出的发送数据包比特，根据具体读取位置进行判断，若为系统比特，则顺序写到速率匹配输出系统比特流中，否则顺序写到速率匹配输出校验比特流中。

(二)处理方法二(即：比特选择速率匹配算法)包括：

5.1)对Turbo编码输出的码字比特流进行比特分离输出系统比特流、第一校验比特流和第二校验比特流。

5.2)根据冗余版本取值和发送HARQ数据包的长度确定并从分离输出的系统比特流、第一校验比特流和第二校验比特流中选择读取速率匹配输出的发送HARQ数据包比特，根据具体读取位置进行判断，若为系统比特，则顺序写到速率匹配输出系统比特流中，否则，顺序写到速率匹配输出校验比特流中。

按照本发明提供的处理方法，上述处理方法二(即：比特选择速率匹配算法)具体包括：

6.1)对Turbo编码后的码字比特进行比特分离输出长度均为L的系统比特流、第一校验比特流和第二校验比特流；

6.2)计算分离的系统比特流、第一校验比特流和第二校验比特流在每路数据比特流上需要虚拟添加D＝32*ceil(L/32)-L个“虚比特”；所述“虚比特”并不实际添加在每路数据比特流上，只是由于循环缓存速率匹配算法的特点，在速率匹配过程中需要考虑添加“虚比特”后的影响。

6.3)对添加“虚比特”的系统比特流、第一校验比特流和第二校验比特流进行速率匹配处理，从上述三个比特流中进行比特选择，生成对应发送HARQ数据包的系统比特流和校验比特流。若有填充比特，对分离的系统比特流和第一校验比特流进行去填充比特处理。

按照本发明提供的处理方法，所述步骤6.3)包括：

7.1)设置读出总比特计数器n＝0，读出系统比特计数器n_sys＝0，读出校验比特计数器n_par＝0；

7.2)根据循环缓存速率匹配算法，判断当前输出第n+1个比特是否是系统比特，若输出比特是系统比特，则按对应公式确定并根据当前选择比特在输入的系统比特流中的地址A读出非“填充”比特，再将该比特写到输出系统比特流第n_sys比特位置去，同时读出总比特计数器n和系统比特计数器n_sys分别加1；判断比特计算器n是否达到读出HARQ包比特总数要求，若是，速率匹配算法结束，否则，继续速率匹配算法；

7.3)根据循环缓存速率匹配算法，判断当前输出第n+1个比特是否是校验比特，若输出比特是校验比特，交替地从输入的第一校验比特流和第二校验比特流中读取，并按对应公式确定并根据当前选择比特在输入的第一校验比特流或者第二校验比特流中的地址B读出非第二校验比特流的“填充”比特，再将该比特写到输出校验比特流第n_par比特位置去，同时读出总比特计数器n和校验比特计数器n_par分别加1；判断读出总比特计数器n是否达到读出HARQ包比特总数要求，若是，速率匹配算法结束，否则，继续速率匹配算法。

按照本发明提供的处理方法，在比特选择速率匹配算法中，所述步骤6.2)中“虚比特”虚拟放置在分离的系统比特流、第一校验比特流和第二校验比特流前面时，所述步骤7.2)中在输入的系统比特流中的地址A表示为A＝ColPerm(c)-D，所述步骤7.3)中在输入第一校验比特流或者第二校验比特流中的地址B表示为B＝ColPerm(c/2-16)-D；其中：ColPerm为速率匹配子块交织的列置换向量，c为行号，D即“虚比特”个数。

按照本发明提供的处理方法，在比特选择速率匹配算法中，所述步骤6.2)中“虚比特”虚拟放置在分离的系统比特流、第一校验比特流和第二校验比特流后面时，所述步骤7.2)中在输入的系统比特流中的地址A表示为A＝ColPerm(c)，所述步骤7.3)中在输入的第一校验比特流或者第二校验比特流中的地址B表示为B＝ColPerm(c/2-16)；其中：ColPerm为速率匹配子块交织的列置换向量，c为行号。

按照本发明提供的处理方法，所述步骤1.3)具体是：对速率匹配后输出的系统比特流和校验比特流，在高阶调制方式下利用星座图中高可靠性比特来发送系统比特流中的数据，实现比特优先映射。具体实现时可以采用①比特收集交织方法或②比特交错方法实现，只要满足尽可能将系统比特在高可靠性星座点比特上发送的实现方法均应包括。

具体地，①比特收集交织方法如下：

设速率匹配输出系统比特流和校验比特流长度分别为Ls和Lp，采用的星座图调制阶数为M，则比特收集交织器为M行K＝(Ls+Lp)/M列的矩形交织器。

矩形交织器采用的写入方法如下：

方法1：系统比特从矩形交织器的左上角位置开始按行从左到右写入，写完一行后，若系统比特没有写完，继续从下行最左边位置开始按行从左到右写入。校验比特从矩形交织器的右下角位置开始按行从右到左写入，写一行后，若校验比特还没有写完，继续从上一行最右边位置开始按行从右到左写入。

方法2：系统比特从矩形交织器的左上角位置开始按行从左到右写入，写完一行后，若系统比特还没有写完，继续从下一行最左边位置开始按行从左到右写入。在系统比特写完后，校验比特从最后写入的系统比特之后继续按行从左到右写入，写完一行后，若校验比特没有写完，继续从下一行最左边位置开始按行从左到右写入。

方法3：采用HSDPA速率匹配中比特收集(bit collection)的系统/校验比特写入方法，唯一的区别是由于本发明中只有一个校验比特流，不需要两个校验比特流之间的交错。

比特收集交织器的读出采用从左到右按列读出，每列中的数据按照从上到下的顺序进行读出。

具体地，②比特交错方法完成与比特收集方法相同的功能，只是通过系统、校验比特流的不同交错方法直接实现，上述三种比特收集方法均可简单的推导出交错方法。

对于矩形交织写入方法1，其对应的比特交错方法如下：

系统比特按照输出地址索引0，M，2M，3M……直接写到输出缓冲，对应于矩形交织器的第一行，若写出K个系统比特后，系统比特没有写完，则系统比特按照输出地址索引1，M+1，2M+1，3M+1，……继续写到输出缓冲，对应于交织器的第二行，依次类推。对于校验比特按照输出地址索引KM-1，(K-1)M-1，(K-2)M-1，……直接写到输出缓冲，对应于交织器的最后一行，若写出K个校验比特后，校验比特没有写完，则校验比特按照输出地址索引KM-2，(K-1)M-2，(K-2)M-2……继续写到输出缓冲，对应于交织器的最后第二行，依次类推。

按照本发明提供的处理方法，在比特收集交织或比特交错输出的比特数据流中，以M个连续比特进行分组，顺序映射到星座图中，其中M个比特中前面的比特相对于后面的比特具有高可靠性，在星座图中高可靠性比特上发送。

按照本发明提供的处理方法，所述高阶调制方式包括但不限制于是8PSK、16QAM、64QAM或256QAM。

按照本发明提供的处理方法，该方法可用于各种制式的数字无线通讯系统中。

本发明提供的一种无线物理层信道编码链路处理方法，采用符合技术发展趋势的比特优先映射技术，通过对编码后系统比特采用高阶调制中高可靠星座点比特进行调制映射，从而较现有技术更能使系统比特获得较强的保护，提高译码性能，进而提高无线链路的吞吐量性能，减少传输时延。

附图说明

下面结合附图和具体实施例进一步对本发明进行详细说明。

图1是本发明信道编码链路处理方法一流程示意图；

图2是图1所示方法一对应循环缓存速率匹配示意图；

图3是本发明信道编码链路处理方法二流程示意图；

图4是图2所示方法二对应基于QPP交织的Turbo编码结构示意图；

图5是图2所示方法二对应循环缓存速率匹配示意图；

图6是图5所示比特选择速率匹配算法中“虚比特”添加在子流前部的系统/校验比特选择算法流程图；

图7是图5所示比特选择速率匹配算法中“虚比特”添加在子流后部的系统/校验比特选择算法流程图。

具体实施方式

首先，结合本发明无线物理层信道编码链路处理两种具体实施方案的工作原理说明本发明：

(一)方法一：

根据本发明的一种信道编码链路处理方法，如图1所示，包括以下步骤：

102)对信息块比特数据进行Turbo编码；

104)对Turbo编码后的码字比特进行基于循环缓存的速率匹配处理，输出系统比特流和校验比特流两部分；在速率匹配处理过程中，对从循环缓存中读取的比特进行判断，若读取比特为系统比特，则顺序写到速率匹配输出系统比特流部分，否则顺序写到速率匹配输出校验比特流部分；

106)对基于循环缓存的速率匹配输出的系统比特流、校验比特流进行比特优先映射调制。

其中，步骤104)中基于循环缓存的速率匹配处理，如图2所示，具体包括以下五个子步骤：

(1)对Turbo编码输出的码字比特流进行比特分离操作，分离输出系统比特流、第一校验比特流和第二校验比特流共三路数据比特流。

(2)分离输出的系统比特流、第一校验比特流和第二校验比特流分别进行子块交织处理。第二校验比特流的子块交织相对于第一校验比特流、系统比特流的子块交织有一个偏移量。

(3)子块交织处理后的系统比特流、子块交织后的第一校验比特流和子块交织后的第二校验比特流进行比特收集处理，构成虚拟循环缓存输出。

(4)根据冗余版本取值和发送数据包的长度从输出虚拟循环缓存中某比特位置开始选择读取速率匹配输出的发送数据包比特。同时对速率匹配读出的数据比特进行判断，若为系统比特，则顺序写到速率匹配输出系统比特流中，否则顺序写到速率匹配输出校验比特流中。

(二)方法二：

根据本发明的一种信道编码链路处理方法，如图3所示，包括以下步骤：

302)对信息块比特数据进行“填充”(padding)操作；

304)对“填充”操作后的信息块比特数据进行基于QPP交织器的Turbo编码；

306)对基于QPP交织器的Turbo编码后的码字比特进行基于循环缓存的速率匹配处理，输出速率匹配处理后的系统比特流和校验比特流；

308)对基于循环缓存速率匹配处理后输出的系统比特流和校验比特流进行比特优先映射调制。

其中，

步骤302)中，“填充”操作首先判断根据信息块比特数据大小是否满足Turbo编码内QPP交织器要求，若不满足，在信息块比特数据前填充一定数量的“填充”比特，例如0比特，若满足，则“填充”操作填充0个比特。

步骤304中，基于QPP交织器的Turbo编码，如图4所示，包括如下子步骤：

(1)对“填充”操作后的信息块比特数据进行Turbo码第一成员编码器的编码，输出第一校验比特流；

(2)对“填充”操作后的信息块比特数据进行基于QPP交织器的交织处理；

(3)对QPP交织后输出的“填充”信息块比特数据进行Turbo码第二成员编码器的编码，输出第二校验比特流；

(4)输出Turbo码第一成员编码器和第二成员编码器产生的尾比特序列。

(5)将“填充”操作后的信息块比特数据、第一校验比特流、第二校验比特流和尾比特序列进行复用，形成基于QPP交织的Turbo编码后码字比特流。

步骤306)，基于循环缓存的速率匹配处理，如图5所示，包括如下子步骤：

(1)对Turbo编码后的码字比特进行比特分离操作，分离输出系统比特流、第一校验比特流和第二校验比特流共三路数据比特流，三路比特数据流的长度均为L。

(2)计算分离的系统比特流、第一校验比特流和第二校验比特流在循环缓存速率匹配算法中需要在每路数据比特流上添加的“虚比特”个数D＝32*ceil(L/32)-L。具体地，“虚比特”在循环缓存速率匹配子块交织过程中可以添加在每路数据比特流的前面，也可以添加在每路数据比特流的后面。其中，所谓的添加虚比特，不是指真正的添加D个数据比特，只是后续的步骤中虚拟这里添加了D个数据比特，即这个步骤不是真实存在的操作。

(3)进行速率匹配、去填充比特处理，生成某个HARQ包的系统比特流和校验比特流两部分，其中，只对系统比特流和第一校验比特流进行去“填充比特”操作。子步骤(3)处理具体又包括下面三个子步骤：

(3a)设置读出总比特计数器n＝0，读出系统比特计数器n_sys＝0，读出校验比特计数器n_par＝0。

(3b)根据给定的循环缓存速率匹配算法，判断当前输出第n+1个比特是否是系统比特，若输出比特是系统比特，则按照特定的计算公式确定当前选择比特在输入的系统比特流中的地址A，根据地址A读出该系统比特，再将该比特写到输出系统比特流第n_sys比特位置去，同时读出总比特计数器n和系统比特计数器n_sys分别加1。判断比特计算器n是否达到读出HARQ包比特总数要求，若是，速率匹配算法结束，否则，继续速率匹配算法。其中，若当前地址A指示的是“填充比特”或者速率匹配子块交织中添加的“虚比特”，则不进行所述读写操作，n和n_sys不变。

(3c)根据给定的循环缓存速率匹配算法，判断当前输出第n+1个比特是否是校验比特，若输出比特是校验比特，需要交替地从输入的第一校验比特流和输入的第二校验比特流中读出一个校验比特，更加具体地是，按照速率匹配的计算公式确定当前选择比特在输入的第一校验比特流或者第二校验比特流中的地址B，根据地址B读出所述校验比特，再将该比特写到输出校验比特流第n_par比特位置去，同时读出总比特计数器n和校验比特计数器n_par分别加1。判断读出总比特计数器n是否达到读出HARQ包比特总数要求，若是，速率匹配算法结束，否则，继续速率匹配算法。其中，若当前地址B指示的是第一校验比特流中“填充比特”或者速率匹配子块交织中添加的“虚比特”，则不进行所述读写操作，n和n_par不变。

步骤308)，对步骤306)生成的系统比特流和校验比特流，在16QAM、64QAM或256QAM调制方式下，利用星座图中高可靠性比特来发送系统比特流中的数据，实现比特优先映射调制。

其次，结合本发明无线物理层信道编码链路处理两种方案的具体实施例详细说明本发明：

(一)实施例一

假设信息块比特数据序列I(i₀，i₁，…，i_K-1)，其中K为信息块比特数据长度，i_k(0≤k≤K-1)为二进制比特数据。

信息块比特数据I经过Turbo编码，输出Turbo编码码字比特流序列C(c₀，c₁，…c_3×S-1)。

对Turbo编码输出码字比特流序列C进行比特分离操作，分离出系统比特流序列S(s₀，s₁，…s_S-1)，第一校验比特流序列P₁(p₀ ¹，p₁ ¹，…p_S-1 ¹)和第二校验比特流序列P₂(p₀ ²，p₁ ²，…p_S-1 ²)。

分离出的系统比特流序列S、第一校验比特流序列P₁和第二校验比特流序列P₂分别进行子块交织，子块交织后的系统比特流序列S_I(s₀ ^I，s₁ ^I，…，s_S-1 ^I)，子块交织后的第一校验比特流序列P1_I(p1₀ ¹，p1₁ ^I，…，p1_S-1 ^I)，子块交织后的第二校验比特流序列P2_I(p2₀ ^I，p2₁ ^I，…，p2_S-1 ^I)。设π_sys、π_p1和π_p2分别表示分离出的系统比特流、第一校验比特流和第二校验比特流的子块交织处理函数，δ为第二校验比特流序列相对于第一校验比特流序列的子块交织偏移，则系统比特流子块交织分别和第一校验比特流子块交织、第二校验比特流子块交织有如下关系：

π_p2(i)＝(π_sys(i)+δ)％S    (0≤i≤S-1)

π_p1(i)＝π_sys(i)            (0≤i≤S-1)

经子块交织处理后的系统比特流S_I，经子块交织处理后的第一校验比特流序列P1_I和第二校验比特流序列P2_I进行比特收集处理，组成虚拟循环缓存CB(cb₀，cb₁，…，cb_3×S-1)，具体比特收集处理如下：

cb_k＝s_k′            k＝0，1，…S-1

cb_S+2×k＝p1_k′      k＝0，1，…S-1

cb_S+2×k+1＝p2_k′    k＝0，1，…S-1

根据冗余版本取值和虚拟循环缓存大小确定发送HARQ数据包在虚拟循环缓存中读取的起点位置j(0≤j≤3×S-1)，从虚拟循环缓存中起点位置j开始循环读取大小为N_data的发送HARQ包的比特数据。具体在虚拟循环缓存中读取发送数据包数据时，对读取比特数据在虚拟循环缓存中的位置k进行判断，当0≤k≤S-1时，读取的比特数据为系统比特，读取的比特数据顺序写到输出系统比特流中；当S≤k≤3×S-1时，读取的比特数据为校验比特，读出的比特数据顺序写到输出校验比特流中。

速率匹配输出的系统比特流和校验比特流，在16QAM、64QAM或256QAM调制方式下，利用星座图中高可靠性比特来传送系统比特流中的数据，实现比特优先映射调制。

(二)实施例二

若信息块比特数据向量I(i₁，i₂，…，i_K)，其中K为信息块比特数据长度，i_k(1≤k≤K)为二进制比特数据。

由于Turbo编码器内的QPP交织不支持连续长度信息块的交织，因此当信息块比特数据长度不满足QPP交织长度要求时，需要在信息块比特数据前进行“填充”(padding)操作，填入“0”比特。“填充”后的信息块比特数据向量X(x₁，x₂，…，x_S)，其中S为“填充”后信息块比特数据长度。“填充”后信息块比特数据向量X中比特(x₁，x₂，…x_S-K)为“填充”的“0”比特数据。

“填充”后的信息块比特数据X输入基于QPP交织的Turbo编码器进行编码，分为如下五个子步骤：(1)“填充”后的信息块比特数据X输入第一成员编码器进行编码，输出第一校验比特流向量Z(z₁，z₂，…z_S)；(2)“填充”后的信息块比特数据X输入QPP交织器进行交织，输出QPP交织后的“填充”信息块比特数据X′(x₁′，x₂′，…x_S′)。(3)QPP交织后的“填充”信息块比特数据X′输入第二成员编码器进行编码，输出第二校验比特流向量Z′(z₁′，z₂′…z_S′)。(4)输出第一成员编码器和第二成员编码器产生的尾比特，尾比特序列为：x_S+1，z_S+1，x_S+2，z_S+2，x_S+3，z_S+3，x_S+1′，z_S+1′，x_S+2′，z_S+2′，x_S+3′，z_S+3′。(5)对“填充”后的信息块比特数据X、第一校验比特流序列Z、第二校验比特流序列Z′和尾比特序列进行复用，形成基于QPP交织的Turbo编码后码字比特流序列，具体序列为：

x₁，z₁，z₁′，x₂，z₂，z₂′，…，x_S，z_S，z_S′，x_S+1，z_S+1，x_S+2，z_S+2，x_S+3，z_S+3，x_S+1′，z_S+1′，x_S+2′，z_S+2′，x_S+3′，z_S+3′码字比特流序列长度为3×S+12。

基于QPP交织的Turbo编码输出的码字比特流序列输入基于循环缓存的速率匹配模块进行处理，处理主要包括如下子步骤：

(1)对速率匹配模块输入的码字比特流序列C(c₁，c₂，…c_3×S+12)进行比特分离操作，分离出系统比特流序列S(s₁，s₂，…s_S+4)，第一校验比特流序列P₁(p₁ ¹，p₂ ¹，…p_S+4 ¹)和第二校验比特流序列P₂(p₁ ²，p₂ ²，…p_S+4 ²)，每路比特流长度为S+4。输入码字比特流序列C和系统比特流序列S、第一校验比特流序列P₁和第二校验比特流序列P₂有如下关系：

s_k＝c_3×(k-1)+1             k＝1，2，…S+4

$p_k^1=c_{3\×(k-1)+2},k=\mathrm{1,2},\·\·\·S+4$

$p_k^2=c_{3\×(k-1)+3},k=\mathrm{1,2},\·\·\·S+4$

(2)对系统比特流序列S、第一校验比特流序列P₁和第二校验比特流序列P₂进行速率匹配处理，在速率匹配输出中，去系统比特流S和第一校验比特流P₁中的“填充”比特和速率匹配中假想添加的“虚比特”处理，输出某个HARQ包的系统比特流和校验比特流两部分。步骤(2)具体又包括下面两个子步骤(2a)(2b1)或(2a)(2b2)

(一)当设计者考虑在速率匹配算法中将“虚比特”添加在系统比特流序列S、第一校验比特流序列P1和第二校验比特流序列P2前面时，执行子步骤(2a)(2b1)，算法流程如图6所示；

(二)当设计者考虑在速率匹配算法中将“虚比特”添加在系统比特流序列S、第一校验比特流序列P1和第二校验比特流序列P₂后面时，执行子步骤(2a)(2b2)，算法流程如图7所示。

(2a)设置读出总比特计数器n＝0，读出系统比特计数器n_sys＝0，读出校验比特计数器n_par＝0，用来分别对速率匹配输出总比特数、系统比特数和校验比特数进行计数。速率匹配子块交织过程中假想填充“虚比特”个数为D＝32*ceil((S+4)/32)-(S+4)。虚拟循环缓存读取起始行号c＝σ+RV×(96/nRV)，其中σ为起始读取行偏移，RV为冗余版本取值，nRV为冗余版本数目。发送HARQ子包比特数为N_data。

(2b1)当读出总比特计数器n值小于N_data时，循环进行子步骤(I)(II)(III)的速率匹配操作。

(I)行号c对虚拟循环缓存总列数96进行取模运算。

(II)当满足行号c小于32时，根据循环缓存速率匹配算法，当前输出比特为系统比特，循环进行子步骤①②③操作。

①计算当前选择系统比特在输入系统比特流序列S中的比特位置A，A＝ColPerm(c)-D。其中ColPerm为速率匹配子块交织的列置换向量，ColPerm＝[0，16，8，24，4，20，12，28，2，18，10，26，6，22，14，30，1，17，9，25，5，21，13，29，3，19，11，27，7，23，15，31]。

②当满足地址A小于S+4，循环执行(i)(ii)操作：(i)当地址A大于等于S-K时，读出系统比特流序列S中系统比特s_A+1，再将该比特写到输出系统比特流第n_sys比特位置去，总比特计数器n和系统比特计数器n_sys分别加1。判断n是否等于N_data，若相等，则速率匹配算法结束，否则，继续执行速率匹配算法。(ii)地址A加上子块交织列数32。

③行号c加1。

(III)当行号c大于等于32时，根据循环缓存速率匹配算法，当前输出比特为校验比特，循环进行子步骤①②③操作。

①计算当前选择校验比特在输入第一校验比特流序列P₁中的比特位置B(用“B”替换“A”是为了与技术方案前后一致，并避免混淆，以下一样)，B＝ColPerm(c/2-16)-D。

②当地址B满足小于S+4，循环执行(i)(ii)(iii)(iv)(v)操作：(i)当地址B大于等于S-K时，读出第一校验比特流序列P₁中校验比特p_B+1 ¹，再将该比特写到输出校验比特流第n_par比特位置去，读出总比特计数器n和读出校验比特计数器n_par分别加1。判断n是否等于N_data，若相等，则速率匹配算法结束，否则，继续执行速率匹配算法。(ii)计算当前选择校验比特在输入第二校验比特流序列P₂中的比特位置B2，B2＝B+δ，其中δ为第二校验比特流序列相对于第一校验比特流序列的子块交织偏移。(iii)当B2大于等于S+4时，B2减去S+4+D。(iv)当B2大于等于0时，读出第二校验比特流序列P₂中校验比特p_B2+1 ²，再将该比特写到输出校验比特流第n_par比特位置去，读出总比特计数器n和读出校验比特计数器n_par分别加1。判断n是否等于N_data，若相等，则速率匹配算法结束，否则，继续执行速率匹配算法。(v)地址B加上子块交织列数32。

③行号c加2。

(2b2)当读出总比特计数器n值小于N_data时，循环进行子步骤(I)(II)(III)的速率匹配操作。

(I)行号c对虚拟循环缓存总列数96进行取模运算。

(II)当行号c小于32时，根据循环缓存速率匹配算法，当前输出比特为系统比特，循环进行子步骤①②③④操作。

①计算当前选择系统比特在输入系统比特流序列S中的比特位置A，A＝ColPerm(c)。其中ColPerm为速率匹配子块交织的列置换向量，ColPerm＝[0，16，8，24，4，20，12，28，2，18，10，26，6，22，14，30，1，17，9，25，5，21，13，29，3，19，11，27，7，23，15，31]。

②当满足地址A小于S-K时，地址A循环加上子块交织列数32。

③当地址A小于S+4时，循环执行(i)(ii)操作：(i)读出系统比特流序列S中系统比特d_A+1，再将该比特写到输出系统比特流第n_sys比特位置去，读出总比特计数器n和读出系统比特计数器n_sys分别加1。判断n是否等于N_data，若相等，则速率匹配算法结束，否则，继续执行速率匹配算法。(ii)地址A加上子块交织列数32。

④行号c加1。

(III)当行号c大于等于32时，根据循环缓存速率匹配算法，当前输出比特为校验比特，循环进行子步骤①②③④操作。

①计算当前选择校验比特在输入第一校验比特流序列P₁中的比特位置B，B＝ColPerm(c/2-16)。

②当地址B小于S-K时，循环执行(i)(ii)操作：读出第二校验比特流序列P₂中校验比特p_B+δ+1 ²，再将该比特写到输出校验比特流第n_par比特位置去，读出总比特计数器n和读出校验比特计数器n_par分别加1。判断n是否等于N_data，若相等，则速率匹配算法结束，否则，继续执行速率匹配算法。(ii)地址B加上子块交织列数32。

③当地址B小于S+4，循环执行(i)(ii)(iii)操作：(i)读出第一校验比特流序列P₁中校验比特p_B+1 ¹，再将该比特写到输出校验比特流第n_par比特位置去，读出总比特计数器n和读出校验比特计数器n_par分别加1。判断n是否等于N_data，若相等，则速率匹配算法2b)结束，否则，继续执行速率匹配算法2b)。(ii)读出第二校验比特流序列P₂中校验比特p_{mod(B+δ，S+4)+1} ²，再将该比特写到输出校验比特流第n_par比特位置去，读出总比特计数器n和读出校验比特计数器n_par分别加1。判断n是否等于N_data，若相等，则速率匹配算法结束，否则，继续执行速率匹配算法。(iii)地址B加上子块交织列数32。

④行号c加2。

基于循环缓存的速率匹配输出的系统比特流和校验比特流，在16QAM、64QAM或256QAM调制方式下，利用星座图中高可靠性比特来传送系统比特流中的数据，实现比特优先映射调制。

Claims (10)

1.一种无线物理层信道编码链路处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1.1)对信息块比特数据进行Turbo编码；

1.2)对Turbo编码后的码字比特基于循环缓存进行速率匹配；

1.3)对速率匹配后输出的系统比特流、校验比特流进行比特优先映射调制；

实现比特优先映射的方式为：对速率匹配后输出的系统比特流和校验比特流，在高阶调制方式下，利用星座图中高可靠性比特来发送系统比特流中的数据。

2.根据权利要求1所述处理方法，其特征在于，所述步骤1.1)中的Turbo编码是基于QPP交织器的Turbo编码，所述步骤1.1)包括必要填充：在编码前首先判断所述信息块比特数据大小是否满足QPP交织器比特数据大小要求，若不满足，则在所述信息块比特数据前填充一定数量的“填充”比特，否则，不需要在所述信息块比特数据前进行填充。

3.根据权利要求2所述处理方法，其特征在于，所述步骤1.1)还包括：

3.1)对所述必要填充处理后的信息块比特数据进行Turbo码第一成员编码器的编码，输出第一校验比特流；

3.2)对所述必要填充处理后的信息块比特数据进行基于QPP交织器的交织处理；

3.3)对交织处理后输出的信息块比特数据进行Turbo码第二成员编码器的编码，输出第二校验比特流；

3.4)输出所述Turbo码第一成员编码器和第二成员编码器产生的尾比特序列；

3.5)将所述必要填充处理后的信息块比特数据、所述第一校验比特流、第二校验比特流和尾比特序列进行复用，形成基于QPP交织的Turbo编码后码字比特流。

4.根据权利要求1所述处理方法，其特征在于，所述步骤1.2)包括：

4.1)对Turbo编码输出的码字比特流进行比特分离输出系统比特流、第一校验比特流和第二校验比特流；

4.2)对分离输出的系统比特流、第一校验比特流和第二校验比特流分别进行子块交织处理；

4.3)子块交织处理后的系统比特流、第一校验比特流和第二校验比特流进行比特收集处理，组成虚拟循环缓存输出；

4.4)根据冗余版本取值和发送HARQ数据包的长度确定并从虚拟循环缓存中开始位置循环读取速率匹配输出的发送数据包比特，根据具体读取位置进行判断，若为系统比特，则顺序写到速率匹配输出系统比特流中，否则顺序写到速率匹配输出校验比特流中。

5.根据权利要求1所述处理方法，其特征在于，所述步骤1.2)包括：

5.1)对Turbo编码输出的码字比特流进行比特分离输出系统比特流、第一校验比特流和第二校验比特流；

5.2)根据冗余版本取值和发送HARQ数据包的长度确定并从分离输出的系统比特流、第一校验比特流和第二校验比特流中选择读取速率匹配输出的发送HARQ数据包比特，根据具体读取位置进行判断，若为系统比特，则顺序写到速率匹配输出系统比特流中，否则，顺序写到速率匹配输出校验比特流中。

6.根据权利要求5所述处理方法，其特征在于，所述步骤1.2)包括：

6.1)对Turbo编码后的码字比特进行比特分离，输出长度均为L的系统比特流、第一校验比特流和第二校验比特流；

6.2)计算分离的系统比特流、第一校验比特流和第二校验比特流在每路数据比特流上虚拟添加D＝32*ceil(L/32)-L个“虚比特”，其中，ceil表示向上取整；

6.3)对添加“虚比特”的系统比特流、第一校验比特流和第二校验比特流进行速率匹配处理并从中进行比特选择，生成对应发送HARQ数据包的系统比特流和校验比特流，若有填充比特，对分离的系统比特流和第一校验比特流进行去填充比特处理。

7.根据权利要求6所述处理方法，其特征在于，所述步骤6.3)包括：

7.1)设置读出总比特计数器n＝0，读出系统比特计数器n_sys＝0，读出校验比特计数器n_par＝0；

7.2)根据循环缓存速率匹配算法，判断当前输出第n+1个比特是否是系统比特，若输出比特是系统比特，则按输入的系统比特流中的地址A的计算公式确定并根据当前选择比特在输入的系统比特流中的地址A读出非“填充”比特，再将该比特写到输出系统比特流第n_sys比特位置去，同时读出总比特计数器n和系统比特计数器n_sys分别加1；判断比特计数器n是否达到当前生成HARQ数据包比特总数要求，若是，速率匹配算法结束，否则，继续速率匹配算法；

7.3)根据循环缓存速率匹配算法，判断当前输出第n+1个比特是否是校验比特，若输出比特是校验比特，交替地从分离的第一校验比特流和第二校验比特流中读取，并按对应公式确定并根据当前选择比特在输入的第一校验比特流或者第二校验比特流中的地址B读出非第二校验比特流中填充比特，再将该比特写到输出校验比特流第n_par比特位置去，同时读出总比特计数器n和校验比特计数器n_par分别加1；判断读出总比特计数器n是否达到当前生成HARQ数据包比特总数要求，若是，速率匹配算法结束，否则，继续速率匹配算法。

8.根据权利要求7所述处理方法，其特征在于，所述步骤6.2)中“虚比特”虚拟放置在分离的系统比特流、第一校验比特流和第二校验比特流前面时，所述步骤7.2)中在输入的系统比特流中的地址A表示为A＝ColPerm(c)-D，所述步骤7.3)中在输入第一校验比特流或者第二校验比特流中的地址B表示为B＝ColPerm(c/2-16)-D；其中：ColPerm为速率匹配子块交织的列置换向量，c为行号。

9.根据权利要求7所述处理方法，其特征在于，所述步骤6.2)中“虚比特”虚拟放置在分离的系统比特流、第一校验比特流和第二校验比特流后面时，所述步骤7.2)中在输入的系统比特流中的地址A表示为A＝ColPerm(c)，所述步骤7.3)中在输入的第一校验比特流或者第二校验比特流中的地址B表示为B＝ColPerm(c/2-16)；其中：ColPerm为速率匹配子块交织的列置换向量，c为行号。

10.根据权利要求1所述处理方法，其特征在于，所述实现采用比特收集交织方法或比特交错方法。

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