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CN101889399A - 在移动通信系统中交织数据的方法和装置 - Google Patents

在移动通信系统中交织数据的方法和装置 Download PDF

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CN101889399A CN2008801193324A CN200880119332A CN101889399A CN 101889399 A CN101889399 A CN 101889399A CN 2008801193324 A CN2008801193324 A CN 2008801193324A CN 200880119332 A CN200880119332 A CN 200880119332A CN 101889399 A CN101889399 A CN 101889399A
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Abstract

提供一种在移动通信系统中，考虑调制方案，对多个经信道编码和速率匹配的码块的应用时间优先映射的交织方法。所述交织方法包括：确定交织器存储器的水平区域和垂直区域的尺寸；根据调制方案在同一码块中选择规定数量的相邻的编码后符号；按垂直方向产生调制组；以逐行为基础顺序地将调制组写入水平区域；以及以逐列为基础顺序地读取被写入交织器存储器中的符号。

Description

在移动通信系统中交织数据的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种在下一代移动通信系统中发送数据的方法和装置。更具体地，本发明涉及一种用于在移动通信系统中交织数据的方法和装置。
背景技术
关于移动通信系统，作为用于无线信道中高速数据传输的方案，正交频分多址(OFDMA)和单载波-频分多址(SC-FDMA)正在被深入研究。
目前，第三代合作伙伴计划(3GPP)、即异步蜂窝移动通信的标准化组织正在基于上述多址方案研究作为下一代移动通信系统的长期演进(LTE)系统或者演进型通用陆地无线接入(E-UTRA)系统。
多址方案通常分配和管理将分别携带每个用户的数据或控制信息的时频资源，以使得它们不会彼此交叠，即，它们保持正交，从而区分每个用户的数据或控制信息。对于控制信道来说，多址方案可以另外地分配码资源，从而区分每个用户的控制信息。
图1是示出在传统3GPP LTE系统中用于在上行链路上发送数据或控制信息的时频资源和子帧结构的图。在图1中，横轴表示时域，且纵轴表示频域。
参考图1，时域中的最小传输单元是SC-FDMA符号。Nsymb个SC-FDMA符号102组成一个时隙106，且2个时隙组成一个子帧100。SC-FDMA符号的个数Nsymb根据为了防止符号间干扰而添加到每个SC-FDMA符号中的循环前缀(CP)的长度而变化。例如，对于正常CP，Nsymb＝7，对于扩展CP，Nsymb＝6。
时隙的长度为0.5ms，而子帧的长度为1.0ms。频域中的最小传输单元是子载波，且整个系统传输波段(band)由总共NBW个子载波104组成。NBW是与系统传输波段成比例的值。例如，对于10MHz的传输波段，NBW＝600。
在时频域中，资源的基本单元是资源元素(RE)112，它可以由子载波索引k和SC-FDMA符号索引1来指示，其中，1具有0114和Nsymb-1116之间的值。资源块(RB)108是由时域中的Nsymb个连续SC-FDMA符号102和频域中的NRB个连续子载波110定义的。因此，一个RB 108包括Nsymb×NRB个RE 112。用于数据传输的资源在时域上由演进节点B(ENB)、也被称为基站(BS)以2个连续RB为单位来调度。
图2是示出在传统3GPP LTE系统中的对于Nsymb＝7的子帧结构的图。
参考图2，作为上行链路的基本传输单元的子帧202的长度为1ms，并且一个子帧包括2个0.5ms的时隙204和206。时隙204和206的每个包括多个SC-FDMA符号211～224。在图2的示例中，在一个子帧202中，在由参考数字211、212、213、215、216、217、218、219、220、222、223和224所指示的SC-FDMA符号中发送数据，并且在由参考数字214和221所指示的SC-FDMA符号中发送导频(也被称为参考信号(RS))。因此，对于一个子帧来说，总共有12个SC-FDMA符号用于数据传输。由预定序列所组成的导频被用于对于接收器处的相干解调的信道估计。这里以示例的方式给出了用于控制信息传输的SC-FDMA符号的数量、用于RS传输的SC-FDMA符号的数量、以及它们在子帧中的位置，并且可以根据系统操作来改变它们。
LTE系统使用turbo编码作为纠错编码或信道编码方法来增加数据的接收可靠性。为了最优实现，turbo码的输入比特流(此后被称为“码块”)的最大尺寸Z不能超过6144比特。因此，当所希望的传输数据的量大于6144比特时，LTE系统将所希望的传输数据分段为多个码块，并且然后单独对码块进行信道编码。其特征在于码块尺寸为8的倍数。每个信道编码后的码块以码块为基础进行关于码块的速率匹配，以使得它们的尺寸被调整为与所分配的资源量相匹配。存在对于下述的额外需要：交织操作，用于使码块对无线传输路径上的突发错误(error)具有鲁棒性；以及调制操作，用于增加频谱效率。交织操作将多个码块组合在一起并处理它们，而调制操作是对码块单独执行的，从而防止了不同码块的符号构成一个调制符号的可能情况。
然而，在LTE系统中没有给出详细的交织操作的定义。
发明内容
本发明的一个方面是解决至少上述问题和/或缺点，并且提供至少下述的优点。因此，本发明的一个方面是提供一种用于增加LTE系统中的传输数据的接收可靠性的交织方法和装置。
根据本发明的一个方面，提供了一种在移动通信系统中考虑调制方案、对多个经信道编码和速率匹配的码块的应用时间优先映射(time-first-mapping)的交织方法。所述交织方法包括：确定交织器存储器的水平区域和垂直区域的尺寸；根据调制方案在同一码块中选择规定(defined)数量的相邻的编码后符号；按垂直方向产生调制组；以逐行为基础将调制组顺序地写入水平区域中；以及以逐列为基础顺序地读取被写入交织器存储器中的符号。
根据本发明的另一个方面，提供了一种在移动通信系统中考虑调制方案、对多个经信道编码和速率匹配的码块的应用时间优先映射的解交织方法。所述解交织方法包括：确定解交织器存储器的水平区域和垂直区域的尺寸；以逐列为基础顺序地写入解交织器的输入信号；根据调制方案，利用相邻行中的规定数量的符号来产生调制组，将其写入解交织器存储器；以及以逐行为基础顺序地读取调制组。
根据本发明的另一个方面，提供了一种在移动通信系统中考虑调制方案、对多个经信道编码和速率匹配的码块的应用时间优先映射的交织装置。所述交织装置包括：交织器存储器；控制器，确定交织器存储器的水平区域和垂直区域的尺寸，并确定调制组产生方法；写入器，从控制器接收调制组产生方法，根据调制方案在同一码块中选择规定数量的相邻的编码后符号，按垂直方向产生调制组，以及以逐行为基础将调制组写入交织器存储器中的水平区域中；以及读取器，以逐列为基础顺序地读取被写入交织器存储器中的符号。
根据本发明的另一个方面，提供了一种在移动通信系统中考虑调制方案、对多个经信道编码和速率匹配的码块的应用时间优先映射的解交织装置。所述解交织装置包括：解交织器存储器；控制器，确定解交织器存储器的水平区域和垂直区域的尺寸，以及确定调制组产生方法；写入器，以逐列为基础将输入信号顺序地写入解交织器存储器中；以及读取器，从控制器接收调制组产生方法，根据调制方案在同一码块中选择规定数量的相邻的编码后符号，按垂直方向产生调制组，以及以逐行为基础顺序地读取调制组。
通过结合本发明附图和公开实施例的以下详细描述，本发明的其它方面、优点和突出特点对于本领域技术人员将是显而易见的。
附图说明
从结合附图的以下描述中，本发明一些示例实施例的以上和其它方面、特点和优点将变得更加显而易见，其中：
图1是示出在传统LTE系统中的时频资源和子帧结构的图；
图2是示出在传统LTE系统中的子帧结构的示例的图；
图3是应用频率优先映射(frenquency-first-mapping)方法的数据发送框图；
图4是应用时间优先映射(time-first-mapping)方法的数据发送框图；
图5是示出本发明第一示例实施例的操作原理的图；
图6是示出根据本发明第一示例实施例的在发送器中的交织过程的图；
图7是示出根据本发明第一示例实施例的在接收器中的解交织过程的图；
图8A和图8B是示出根据本发明第一和第二示例实施例的数据发送装置的图；
图9是示出根据本发明第一和第二示例实施例的交织器的内部结构的图；
图10A和图10B是示出根据本发明第一和第二示例实施例的数据接收装置的图；
图11是示出本发明第二示例实施例的操作原理的图；
图12是示出根据本发明第二示例实施例的在发送器中的交织过程的图；
图13是示出根据本发明第二示例实施例的在接收器中的解交织过程的图；
图14是示出本发明第三示例实施例的操作原理的图；
图15是示出根据本发明第三示例实施例的在发送器中的交织过程的图；
图16是示出根据本发明第三示例实施例的在接收器中的解交织过程的图；
图17A和图17B是示出根据本发明第三示例实施例的数据发送装置的图；并且
图18A和图18B是示出根据本发明第三示例实施例的数据接收装置的图。
在所有图中，相同的参考数字应当被理解为表示相同的部分、组件和结构。
具体实施方式
提供参考附图的以下描述，以帮助对由权利要求书极其等价物所定义的本发明示例实施例的全面理解。它包括各种特定细节以便助于理解，但这些被认为仅仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所描述的实施例进行各种改变和修改。另外，为了清楚和简明，省略了对公知功能和结构的描述。这里所使用的术语是基于在本发明示例实施例中的功能来定义的，并且可以根据用户、操作者的意图或者通常的实践来改变。因此，应当基于整个说明书的内容做出对术语的定义。
虽然这里是在假定用户设备(UE)、也被称为移动台(MS)在基于LTE系统的蜂窝通信系统中的上行链路上发送数据的情况下，描述本发明的示例实施例，但应当注意，本发明并不限于特定的传输系统或数据传输方向(上行链路或下行链路)。
将参考图3和图4来描述本发明示例实施例的操作原理。当由于对于所希望的传输数据的大量信息而形成数量N个码块时，可以将对码块单独进行信道编码和速率匹配、然后将码块映射到所分配的时频资源的方法分类为频率优先映射(frequency-first-mapping)方法和时间优先映射(time-first-mapping)方法。
现在将参考图3的数据发送框图来描述频率优先映射方法。
图3示出了其中从ENB对UE分配的时频资源300的量由频域中的参考数字302和时域中的参考数字304所定义的示例。
ENB可以以逐子帧为基础分配时频资源。频率优先映射方法以这样的方式将任意码块中的符号映射到所分配的时频资源中：即在时域索引固定的情况下顺序改变频域索引。当在给定的时域索引中频域索引全部被耗尽时，频率优先映射方法顺序地增加时域索引，然后优选地在频域中再次执行符号映射。
参考图3，利用频率优先映射方法，码块(0)306被映射到子帧304中的第一SC-FDMA符号，并且利用频率优先映射方法，码块(1)308被映射到子帧中的第二SC-FDMA符号。最后，利用频率优先映射方法，码块(N-2)310被映射到子帧中的倒数第二个SC-FDMA符号，并且码块(N-1)312被映射到子帧中的最后一个SC-FDMA符号。
在以下的发送过程中，数据在经历离散傅里叶变换(DFT)块314、资源元素映射器316以及逆快速傅里叶变换(IFFT)块318中的信号处理之后被发送。
DFT块314以SC-FDMA符号为单位读取输入数据，并且通过DFT信号处理输出频域信号。资源元素映射器316将从DFT块314接收的信号映射到在整个系统传输波段中由ENB所分配的频域资源上。资源元素映射器316的输出信号在IFFT块318中通过IFFT信号处理被变换为时域信号，然后通过并串(P/S)转换器320被转换为串行信号。CP添加器(或者，CP插入器)322将用于防止符号间干扰的CP添加到串行信号，然后经由发送天线324发送经过CP添加的数据。
然而，在前面的频率优先映射方法中，当发送数据的信道环境在一个子帧内遭受到突然地依赖于时间的改变时，特定码块可能因为其遭遇到恶劣的信道环境而被损失。信道编码是其中即使码块中的部分数据损失，接收器也能够利用所增加的冗余信息的纠错能力而无差错地接收码块的技术。然而，如果码块的全部或大部分遭到损失，则损失可能超过纠错能力的极限，以致使数据不可能从差错中恢复出来。在这种情况下，出现了混合自动重复请求(HARQ)重发，导致不可避免的无线资源的浪费。
接下来将参照图4的数据发送框图来描述时间优先映射方法。
图4示出了其中从ENB对UE分配的时频资源400的量由频域中的参考数字402和时域中的参考数字404来定义的示例。ENB可以以逐子帧为基础分配时频资源。
时间优先映射方法以这样的方式将任意码块中的符号映射到所分配的时频资源中：即在频域索引固定的情况下顺序地改变时域索引。当在给定的频域索引中时域索引被全部耗尽时，时间优先映射方法顺序地增加频域索引，然后优选地在时域中再次执行符号映射。
参考图4，利用时间优先映射方法，码块(0)406被映射到所分配的频域资源中的第一子载波，并且利用时间优先映射方法，码块(1)408被映射到所分配的频域资源中的第二子载波。最后，利用时间优先映射方法，码块(N-2)410被映射到所分配的频域资源中的倒数第二个子载波，且码块(N-1)412被映射到所分配的频域资源中的最后一个子载波。在下面的发送过程中，数据在经历DFT块414、资源元素映射器416和IFFT块418中的信号处理之后被发送。因为DFT块414之后的信号处理过程与图3中的相同，所以这里将省略对它们的描述。
即使发送数据的信道环境在一个子帧内遭受突然地依赖于时间的改变，前述的时间优先映射方法也能够显著地减小当特定码块经历恶劣信道环境时可能被完全损失的可能性。也就是说，即使信道环境在一个子帧内的特定时段很差，从任意码块的观点来看，其也被限制在纠错能力的极限之下，从而接收器能够无差错地恢复数据。因此，在这种情况下，所有N个码块遭受纠错能力的极限之内的损失，从而使得可以无差错地恢复数据。因此，与频率优先映射方法相比，优选时间优先映射方法将N个码块映射到时频资源。
在定义映射方法的过程中，本发明示例实施例考虑了正应用到所希望的传输数据的调制方案，从而防止了其中不同码块的符号构成一个调制符号的可能情况。也就是说，在本发明示例实施例中，构成一个调制符号的符号变为同一码块中的符号。映射操作可以被同等地用交织操作来实现。
现在将描述其中考虑调制方案的时间优先映射方法或交织方法的示例实施例。
第一示例实施例
第一示例实施例提供了考虑调制方案、对于经历信道编码和速率匹配的N个码块的应用时间优先映射方法的详细的映射操作或交织操作。
图5是示出本发明第一示例实施例的操作原理的图。
参考图5，首先，定义具有R×C尺寸的矩形交织器，由ENB所分配的频域资源的尺寸Nsc_alloc来确定交织器的行尺寸R 502(R＝Nsc_alloc)。由构成一个子帧的SC-FDMA符号的数量Nsymb以及调制阶数(order)M来确定交织器的列尺寸C 504。也就是说，C＝Nsymb×log2M。关于调制阶数M，根据调制方案，对于四相相移键控(QPSK)，M＝4；对于16进制正交幅度调制(16QAM)，M＝16；并且对于64QAM，M＝64。对于N个码块，码块(0)512由总共K(0)个经信道编码和速率匹配的符号#0到#K(0)-1所组成，码块(1)514由总共K(1)个经信道编码和速率匹配的符号#0到#K(1)-1所组成，码块(2)516由总共K(2)个经信道编码和速率匹配的符号#0到#K(2)-1所组成，码块(N-2)518由总共K(N-2)个经信道编码和速率匹配的符号#0到#K(N-2)-1所组成，且码块(N-1)520由总共K(N-1)个经信道编码和速率匹配的符号#0到#K(N-1)-1所组成。
通过时间优先映射方法，以交织器的水平区域被优选填满的方式，在R×C交织器中顺序地映射N个码块。这被称为逐行映射方案。如果将交织器中垂直区域的第r位置和水平区域的第c位置之间的交点表示为(r，c)，则映射操作从位置(0，0)开始。例如，第一示例实施例将码块(0)512的第一个符号映射到交织器的位置(0，0)，将第二个符号映射到交织器的位置(0，1)，以及通过重复操作执行到水平区域的最后一个位置(0，C-1)的符号映射。此后，下一个符号被映射到位置(1，0)，它是交织器的垂直区域被增加1的位置和水平区域的第一个位置之间的交点，并且通过重复操作将最后一个符号映射到交织器的位置(1，C-1)。在交织器中布置码块的符号的操作也被称为写入操作506。码块(1)514的第一个符号被映射到位置(2，0)，该位置(2，0)是布置码块(0)的最后一个符号的位置(1，C-1)的下一个位置，将第二个符号映射到交织器的位置(2，1)，并且通过重复操作将最后一个符号映射到位置(3，3)。通过重复以上处理，将最后一个码块(N-1)520的第一个符号映射到位置(R-2，2)，该位置(R-2，2)是布置码块(N-2)的最后一个符号的位置(R-2，1)的下一个位置，将第二个符号映射到交织器的位置(R-2，3)，并且通过重复操作将最后一个符号映射到位置(R-1，C-1)。
在N个码块全部被布置到交织器中之后，执行列间置换522(对交织器的列进行置换的操作)，从而确保了对可能的时域突发错误的鲁棒性。
当读取在交织器中被映射之后经历列间置换的码块时，通过考虑调制方案以log2M为单位对相邻列进行分组来产生调制组510，然后执行逐列读取，以便从垂直区域中顺序地读取调制组。读取操作508从交织器的位置(0，0)开始。从交织器读取码块的符号的操作也被称为读取操作。
图5示出其中应用QPSK调制方案的示例，在此示例中，根据QPSK调制阶数M＝4，相邻列以log2M为单位组成调制组。从交织器读取的第一调制组由被布置在交织器的位置(0，0)和(0，1)中的符号所组成，且第二调制组由被布置在位置(1，0)和(1，1)中的符号所组成，其垂直区域索引是从第一调制组的垂直区域索引增加1得到的。类似地，从交织器读取的最后一个调制组由被布置在位置(R-1，C-2)和(R-1，C-1)中的符号所组成。
图6是示出根据本发明示例实施例的在发送器中的交织过程的图。
参考图6，在步骤602中，发送器确定交织器的水平和垂直尺寸。考虑构成一个子帧的SC-FDMA符号的数量以及调制方案，发送器将水平尺寸确定为C＝Nsymb×log2M，并将垂直尺寸R确定为由ENB所分配的频域资源的尺寸Nsc_alloc。在步骤604中，发送器以逐行为基础将每个码块中的编码后符号顺序地写入尺寸已确定的交织器中。在完成了对所有码块的写入操作之后，在步骤606中，发送器对已写入的编码后符号执行列间置换操作。定义列间置换操作以使得相邻列彼此间隔尽可能的远。然而，发送器对构成一个调制组的列执行单列置换(single-column permutation)操作，从而防止在后续的步骤中出现来自不同码块的符号组成一个调制符号的可能情况。
在步骤608中，发送器通过在同一码块中选择沿列方向彼此相邻的log2M个编码后符号来产生调制组，并且在步骤610中以逐列为基础顺序地读取调制组，从而完成交织操作。
图7是示出根据本发明第一示例实施例的在接收器中的解交织过程的图。
参考图7，在步骤702中，接收器确定解交织器的水平和垂直尺寸。考虑到构成一个子帧的SC-FDMA符号的数量以及调制方案，接收器将水平尺寸确定为C＝Nsymb×log2M，并将垂直尺寸R确定为ENB分配的频域资源的尺寸Nsc_alloc。在步骤704中，对于所接收的信号，接收器通过以逐行为基础对构成一个调制符号的log2M个编码后符号进行分组来产生调制组。在步骤706中，接收器以逐列为基础将调制组顺序地写入尺寸已确定的解交织器。在步骤708中，接收器对写入的编码后符号执行与在交织过程中所使用的列间置换操作的逆操作相对应的列间逆置换操作。接下来，在步骤710中，接收器以逐行为基础顺序地读取编码后符号，从而完成解交织操作。
图8A和图8B示出了应用本发明第一和第二示例实施例的数据发送装置。
参考图8A，当数据信息的尺寸大于所限定的比特数时，由数据产生器802所产生的数据在码块分段器804中被分段为多个码块，并且通过编码器806对码块进行信道编码。信道编码后的码块在速率匹配块808中被调整尺寸以适应于所分配的时频资源，然后被输入到交织器810。如上所述，交织器810通过时间优先映射方案以逐行为基础顺序地写入输入码块，对其执行列间置换操作，然后以逐列为基础顺序地读取以同一码块形成的调制组。扰码器812以调制组为单位对从交织器810接收的信号执行置换操作，以用于用户间的随机化，并且调制映射器814对输入信号执行调制操作。经调制的信号在图8B的串并(S/P)转换器818中被转换为并行信号，所述串并(S/P)转换器818将并行信号输出到DFT块820。DFT块820以SC-FDMA符号为单位读取输入数据，并通过DFT信号处理将其输出为频域信号。资源元素映射器822将从DFT块820所接收的信号映射到在整个系统传输波段中由ENB所分配的频域资源上。资源元素映射器822的输出信号在IFFT块824中通过IFFT信号处理被变换为时域信号，然后通过P/S转换器826被转换为串行信号。CP添加器828将用于防止符号间干扰的CP添加到串行信号中，然后经由发送天线830发送添加了CP的数据。
图9是示出根据本发明第一和第二示例实施例的交织器的内部结构的图。
参考图9，交织器包括交织器控制器904、写入器906、交织器存储器908、和读取器910。交织器控制器904从调度分配信息912中获得用于数据传输的时频资源的尺寸、以及调制方案，并且依赖于所获得的信息而确定交织器存储器908的尺寸。写入器906通过时间优先映射方案以逐行为基础将正被输入到交织器的信号流902写入到交织器存储器908中。读取器910对写入交织器存储器908中的信号流执行列间置换，以逐列为基础顺序地读取所产生的调制组，并且提供输出914。交织器控制器904向写入器906提供诸如每个码块的尺寸和写入次序、以及交织器存储器908的尺寸的信息，以控制写入器906的操作，并且向读取器910提供诸如列间置换操作的定义(definition)、调制组产生方法、交织器存储器908的尺寸和读取次序的信息，以控制读取器910的操作。
图10A和图10B示出了应用本发明第一和第二示例实施例的数据接收装置。
参考图10A，经由天线1002接收的信号通过CP去除器1004去除CP，S/P转换器1006将已去除CP的信号转换为并行信号，然后输入到快速傅里叶变换(FFT)块1008。FFT块1008通过FFT变换将输入信号变换为频域信号。资源元素解映射器1010从频域信号中提取所希望的数据映射到其的频域信号，并且对所提取的信号应用于逆离散傅立叶变换(IDFT)块1012。通过IDFT信号处理将输入到IDFT块1012中的信号变换为时域信号，然后通过P/S转换器1014将其转换为串行信号。串行信号被图10B中的调制解映射器1018解调，并且解扰器1020利用在发送器中使用的扰码操作的逆操作来对已解调信号执行解扰，然后将解扰信号输出到解交织器1022。图9示出了示例解交织器1022的详细结构。如上所述，解交织器1022根据发送器的调制方案，利用输入信号流，以逐行为基础产生调制组，然后逐列顺序地写入调制组。此后，解交织器1022对其执行列间逆置换操作，并且逐行顺序地读取编码后符号。对于每个码块，输出信号被输入到速率解匹配块1024，其中其尺寸调整为原始的码块尺寸。速率解匹配信号被解码器1026解码，然后被码块连接器1028连接成一个数据流，从而完成信息1030的数据获取。
同时，也可以通过定义通过将第一示例实施例中所定义的R×C矩形交织器和解交织器旋转90度而给出的交织器，来获得与前述操作相似的效果。在这种情况下，将交织器和解交织器的水平尺寸确定为由ENB所分配的频域资源的尺寸Nsc_alloc，以及根据构成一个子帧的SC-FDMA符号的数量Nsymb和调制阶数M，将垂直尺寸确定为Nsymb×log2M。因此，应当根据新定义的交织器和解交织器的水平/垂直轴的定义来改变诸如逐行写入、调制组产生方法、列间置换操作、逐列读取的前述操作。
第二示例实施例
本发明第二示例实施例提供了考虑调制方案、对于经历信道编码和速率匹配的N个码块的应用时间优先映射方法的另一个详细的映射操作或交织操作。
下面将参考图11描述第二示例实施例的详细操作。
首先，定义具有R×C尺寸的矩形交织器。由ENB所分配的频域资源的尺寸Nsc_alloc和调制阶数M来确定交织器的行尺寸R 1102。也就是说，R＝Nsc_alloc×log2M。关于调制阶数M，根据调制方案，对于QPSK，M＝4；对于16QAM，M＝16；对于64QAM，M＝64。由构成一个子帧的SC-FDMA符号的数量Nsymb来确定交织器的列尺寸C 1104。对于N个码块，码块(0)1112由总共K(0)个经信道编码和速率匹配的符号#0到#K(0)-1组成；码块(1)1114由总共K(1)个经信道编码和速率匹配的符号#0到#K(1)-1组成；码块(2)1116由总共K(2)个经信道编码和速率匹配的符号#0到#K(2)-1组成；码块(N-2)1118由总共K(N-2)个经信道编码和速率匹配的符号#0到#K(N-2)-1组成；并且码块(N-1)1120由总共K(N-1)个经信道编码和速率匹配的符号#0到#K(N-1)-1组成。
在第二示例实施例中，通过考虑调制方案以log2M为单位对每个码块中的符号分组而按垂直方向产生调制组1110，以便相邻行组成一个调制符号，然后执行逐行映射，以用于顺序地将调制组映射到水平区域。读取操作1108从交织器的位置(0，0)开始，且映射操作从交织器的位置(0，0)开始。
图11示出了其中应用QPSK调制方案的示例，并且在这个例子中，根据QPSK调制方案M＝4，相邻行以log2M＝2为单位构成调制组。被映射到R×C交织器中的第一调制组被布置在交织器的位置(0，0)和(1，0)，而第二调制组被布置在位置(0，1)和(1，1)，它的水平区域索引是从第一调制组的水平区域索引增加了1。类似地，被映射到交织器中的最后一个调制组被布置在位置(R-2，C-1)和(R-1，C-1)。布置操作也被称为写入操作1106。
在N个码块全部被布置在交织器中之后，执行列间置换1122(置换交织器的列的操作)，以确保对可能的时域突发错误的鲁棒性。
在读取在被映射到交织器中之后经历过列间置换的码块时，执行逐列的顺序读取。读取操作从交织器的位置(0，0)开始。从交织器中读取的第一个符号是被布置在交织器的位置(0，0)的符号；从交织器中读取的第二个符号是被布置在位置(1，0)的符号；以及从交织器中读取的第三个符号是被布置在位置(2，0)的符号。以这种方式，从交织器中读取的最后一个符号是被布置在位置(R-1，C-1)的符号。
图12是示出根据本发明第二示例实施例的在发送器中的交织过程的图。
参考图12，在步骤1202中，发送器确定交织器的水平和垂直尺寸。发送器考虑到构成一个子帧的SC-FDMA符号的数量而将水平尺寸确定为C＝Nsymb，并且根据由ENB所分配的频域资源的尺寸Nsc_alloc以及调制阶数M，将垂直尺寸R确定为R＝Nsc_alloc×log2M。在步骤1204中，发送器在同一码块中选择log2M个相邻的编码后符号，并且按垂直方向产生调制组，以便相邻的行组成一个调制符号。在步骤1206中，发送器以逐行为基础将调制组顺序地写入水平区域。在完成对所有码块的写入操作之后，在步骤1208中，发送器对写入的编码后符号执行列间置换操作。定义列间置换操作以使得相邻列彼此间隔尽可能远。在步骤1210中，发送器以逐列为基础顺序地读取被映射到交织器中的符号，从而完成交织操作。
图13是示出根据本发明第二示例实施例的在接收器中的解交织过程的图。
参考图13，在步骤1302中，接收器确定解交织器的水平和垂直尺寸。接收器考虑到组成一个子帧的SC-FDMA符号的数量而将水平尺寸确定为C＝Nsymb，并根据由ENB所分配的频域资源的尺寸Nsc_alloc以及调制阶数M，将垂直尺寸R确定为R＝Nsc_alloc×log2M。在步骤1304中，接收器以逐列为基础将输入符号顺序地写入解交织器中。在步骤1306中，接收器对写入的编码后符号执行与在交织过程中所执行的列间置换操作的逆操作相对应的列间逆置换操作。接下来，在步骤1308中，考虑调制方案，接收器通过将相邻行中的log2M个符号分组来产生调制组。在步骤1310中，接收器逐行顺序地读取调制组，从而完成解交织操作。
由于第二个示例实施例所应用的数据发送装置、交织器的内部装置、以及数据接收装置与第一个示例实施例的那些类似，所以为了简便起见，将省略对它的描述。然而，其详细的交织/解交织操作遵循第二示例实施例的描述。
也可以通过定义通过将第二示例实施例中所定义的R×C矩形交织器和解交织器旋转90度而给出的交织器，来获得与前述操作相似的效果。在这种情况下，根据由ENB所分配的频域资源的尺寸Nsc_alloc和调制阶数M，将交织器和解交织器的水平尺寸确定为Nsc_alloc×log2M，并将垂直尺寸确定为组成一个子帧的SC-FDMA符号的数量Nsymb。因此，应当根据新定义的交织器和解交织器的水平/垂直轴的定义来改变诸如逐行写入、调制组产生方法、列间置换操作和逐列读取的前述操作。
第三示例实施例
第三示例实施例提供了对N个已调制码块的应用时间优先映射方法的详细映射操作或交织操作。
第一示例实施例和第二示例实施例提供考虑调制方案、对N个经信道编码和速率匹配的码块的应用时间优先映射方法的操作，而第三示例实施例提供对信道编码和速率匹配之后经历调制的N个码块的应用时间优先映射方法的操作。
下面将参考图14描述第三示例实施例的详细操作。
参考图14，首先，定义具有R×C尺寸的矩形交织器。由ENB所分配的频域资源的尺寸Nsc_alloc来确定交织器中的行的尺寸R 1402。由组成一个子帧的SC-FDMA符号的数量Nsymb来确定交织器中的列的尺寸C 1404。对于N个码块来说，码块(0)1410由总共K(0)个经信道编码/速率匹配/调制的符号#0到#K(0)-1组成；码块(1)1412由总共K(1)个经信道编码/速率匹配/调制的符号#0到#K(1)-1组成；码块(2)1414由总共K(2)个经信道编码/速率匹配/调制的符号#0到#K(2)-1组成；码块(N-2)1416由总共K(N-2)个经信道编码/速率匹配/调制的符号#0到#K(N-2)-1组成；码块(N-1)1418由总共K(N-1)个经信道编码/速率匹配/调制的符号#0到#K(N-1)-1组成。
执行逐行映射，以用于将每个码块中的符号顺序地映射到交织器的水平区域中。映射操作从交织器的位置(0，0)开始。将正被映射到R×C交织器中的第一个符号布置在交织器的位置(0，0)，并将第二个符号布置在位置(0，1)，它的水平区域索引是从第一符号的水平区域索引增加了1。类似地，将正被映射到交织器中的最后一个符号布置在位置(R-1，C-1)。布置操作也被称为写入操作1406。
在N个码块被布置在交织器之后，执行列间置换1420(置换交织器的列的操作)，从而确保对可能的时域突发错误的鲁棒性。
当读取在被映射到交织器之后经历过列间置换的码块时，执行逐列的顺序读取。读取操作1408从交织器的位置(0，0)开始。从交织器中所读取的第一个符号是被布置在交织器的位置(0，0)的符号；从交织器中所读取的第二个符号是被布置在位置(1，0)的符号；从交织器中所读取的第三个符号是被布置在位置(2，0)的符号，并且以这种方式，从交织器中所读取的最后一个符号是被布置在位置(R-1，C-1)的符号。
图15是示出根据本发明第三示例实施例的在发送器中的交织过程的图。
参考图15，在步骤1502中，发送器确定交织器的水平和垂直尺寸。发送器考虑构成一个子帧的SC-FDMA符号的数量而将水平尺寸确定为C＝Nsymb，并将垂直尺寸R确定为由ENB所分配的频域资源的尺寸Nsc_alloc。在步骤1504中，发送器以逐行为基础，将码块中的符号顺序地写入水平区域中。在完成对所有码块的写入操作之后，在步骤1506中，发送器对写入的符号执行列间置换操作。定义列间置换操作以使得相邻列彼此间隔得尽可能远。在步骤1508中，发送器以逐列为基础顺序地读取在交织器中所映射的符号，从而完成交织操作。
图16是示出根据本发明第三示例实施例的在接收器中的解交织操作的图。
参考图16，在步骤1602中，接收器确定解交织器的水平和垂直尺寸。接收器考虑组成一个子帧的SC-FDMA符号的数量而将水平尺寸确定为C＝Nsymb，并且将垂直尺寸R确定为由ENB所分配的频域资源的尺寸Nsc_alloc。在步骤1604中，接收器以逐列为基础将输入的调制符号顺序地写入解交织器中。在步骤1606中，接收器对写入的编码后信号执行与在交织过程中所执行的列间置换操作的逆操作相对应的列间逆置换操作。接下来，在步骤1608中，接收器以逐行为基础顺序地读取解交织器中的符号，从而完成解交织操作。
图17A和图17B示出应用本发明第三示例实施例的数据发送装置。
参考图17A，当数据信息的尺寸大于所定义的比特数时，由数据产生器1702所产生的数据在码块分段器1704中被分段为多个码块，并且通过编码器1706对码块进行信道编码。经信道编码的码块在速率匹配块1708中被调整尺寸以便适合于所分配的频资源的尺寸。调制映射器1710对码块执行调制操作，并且将结果输出到交织器1712。如上所述，交织器1712通过时间优先映射方案以逐行为基础顺序地写入输入码块，对其执行列间置换操作，然后以逐列为基础顺序地读取它们。为了用户间随机化，扰码器1714对从交织器1712所接收的信号执行置换操作。经扰码的信号在图17B中的S/P转换器1718中被转换为并行信号，然后该并行信号被输出到DFT块1720。DFT块1720以SC-FDMA符号为单位读取输入数据，并且通过DFT信号处理输出频域信号。资源元素映射器1722将从DFT块1720所接收的信号映射到在整个系统传输波段中由ENB所分配的频域资源。资源元素映射器1722的输出信号在IFFT块1724中通过IFFT信号处理被变换为时域信号，然后通过P/S转换器1726被转换为串行信号。CP添加器1728将用于防止符号间干扰的CP添加到串行信号中，然后经由发送天线1730发送已添加CP的数据。
交织器1712的内部结构遵循图9的描述。然而，在第三示例实施例中，不需要在交织器中考虑调制方案。
图18A和图18B示出应用本发明第三示例实施例的数据接收装置。
参考图18A，经由天线1802所接收的信号通过CP去除器1804被去除了CP，已去除CP的信号通过S/P转换器1806被转换为并行信号，然后被输入到FFT块1808。FFT块1808通过FFT变换将输入信号变换为频域信号。资源元素解映射器1810从频域信号中提取出所希望的数据映射到其的频域信号，并且将所提取信号应用到IDFT块1812。通过IDFT信号处理将输入到IDFT块1812的信号变换为时域信号，然后通过P/S转换器1814转换为串行信号。至于串行信号，图18B中的解扰码器1818对串行信号执行在发送器中所使用的扰码操作的逆操作，然后将解扰码信号输入到解交织器1820中。如上所述，解交织器1820以逐列为基础顺序地写入输入信号流，然后在执行列间逆置换操作之后，以逐行为基础顺序地读取符号。调制解映射器1822解调从解交织器1820所接收的信号，然后对每个码块将结果输出到速率解匹配块1824，在速率解匹配块1824中每个块的尺寸被调整为原始的码块尺寸。解码器1826对经速率解匹配的信号进行解码，然后通过码块连接器1828将其连接为一个数据流，从而完成信息1830的数据获取。
同时，也可以通过定义通过将在第二实施例中所定义的R×C矩形交织器和解交织器旋转90度所给出的交织器，来获得与前面操作相似的效果。在这种情况下，将交织器和解交织器的水平尺寸确定为由ENB所分配的频域资源的尺寸Nsc_alloc，并且将垂直尺寸确定为构成一个子帧的SC-FDMA符号的数量Nsymb。因此，应当根据新定义的交织器和解交织器的水平/垂直轴的定义来改变诸如逐行写入、列间置换操作以及逐列读取的前述操作。
从前面的描述可以看出，本发明示例实施例定义了用于移动通信系统中的所希望的传输数据的详细交织操作，从而减小了数据的比特误差率或块误差率，并且增加了接收可靠性。
虽然已经参考某些示例实施例说明和描述了本发明，但本领域技术人员应当理解，在不脱离由所附权利要求书及其等价物所定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种修改。

Claims (21)

1.一种在移动通信系统中，考虑调制方案，对多个经信道编码和速率匹配的码块的应用时间优先映射的交织方法，所述方法包括：
确定交织器存储器的水平区域和垂直区域的尺寸；
根据调制方案在同一码块中选择规定数量的相邻的编码后符号；
按垂直方向产生调制组；
以逐行为基础将调制组顺序地写入水平区域中；以及
以逐列为基础顺序地读取被写入交织器存储器中的符号。
2.如权利要求1所述的方法，其中，水平区域的尺寸与构成一个子帧的符号的数量相对应。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述符号包括单载波-频分多址(SC-FDMA)符号。
4.如权利要求2所述的方法，其中，垂直区域的尺寸被定义为如下等式：
R＝Nsc_alloc×log2M
其中，R表示垂直区域的尺寸，Nsc_alloc表示由演进节点B(ENB)所分配的频域资源的尺寸，并且M表示调制阶数。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
执行列间置换，以使得所写入的编码后符号的相邻列之间的间隔最大。
6.如权利要求1所述的方法，其中，规定数量为log2M，其中M表示调制阶数。
7.一种在移动通信系统中，考虑调制方案，对多个经信道编码和速率匹配的码块的应用时间优先映射的解交织方法，所述方法包括：
确定解交织器存储器的水平区域和垂直区域的尺寸；
以逐列为基础顺序地写入解交织器的输入信号；
根据调制方案，利用相邻行中的规定数量的符号来产生调制组，将其写入解交织器存储器；以及
以逐行为基础顺序地读取调制组。
8.如权利要求7所述的方法，其中，水平区域的尺寸与构成一个子帧的符号的数量相对应。
9.如权利要求8所述的方法，其中，垂直区域的尺寸被定义为如下等式：
R＝Nsc_alloc×log2M
其中，R表示垂直区域的尺寸，Nsc_alloc表示由演进节点B(ENB)所分配的频域资源的尺寸，并且M表示调制阶数。
10.如权利要求7所述的方法，进一步包括：
当输入信号经历过列间置换交织时，执行列间逆置换，以使得编码后符号的相邻列之间的间隔最大化。
11.如权利要求7所述的方法，其中，所述规定数量为log2M，其中M表示调制阶数。
12.一种在移动通信系统中，考虑调制方案，对多个经信道编码和速率匹配的码块的应用时间优先映射的交织装置，所述装置包括：
交织器存储器；
控制器，确定交织器存储器的水平区域和垂直区域的尺寸，并确定调制组产生方法；
写入器，从控制器接收调制组产生方法，根据调制方案在同一码块中选择规定数量的相邻的编码后符号，按垂直方向产生调制组，并以逐行为基础将调制组写入交织器存储器中的水平区域中；以及
读取器，以逐列为基础顺序地读取被写入交织器存储器中的符号。
13.如权利要求12所述的装置，其中，水平区域的尺寸与构成一个子帧的符号的数量相对应。
14.如权利要求13所述的装置，其中，垂直区域的尺寸被定义为如下等式：
R＝Nsc_alloc×log2M
其中，R表示垂直区域的尺寸，Nsc_alloc表示由演进节点B(ENB)所分配的频域资源的尺寸，并且M表示调制阶数。
15.如权利要求12所述的装置，其中，读取器执行列间置换操作，以使得所写入的编码后符号的相邻列的间隔最大化。
16.如权利要求12所述的装置，其中，所述规定数量为log2M，其中M表示调制阶数。
17.一种在移动通信系统中，考虑调制方案，对多个经信道编码和速率匹配的码块的应用时间优先映射的解交织装置，所述装置包括：
解交织器存储器；
控制器，确定解交织器存储器的水平区域和垂直区域的尺寸，并确定调制组产生方法；
写入器，以逐列为基础将输入信号顺序地写入解交织器存储器中；以及
读取器，从控制器接收调制组产生方法，根据调制方案在同一码块中选择规定数量的相邻的编码后符号，按垂直方向产生调制组，并以逐行为基础顺序地读取调制组。
18.如权利要求17所述的装置，其中，水平区域的尺寸与构成一个子帧的符号的数量相对应。
19.如权利要求18所述的装置，其中，垂直区域的尺寸被定义为如下等式：
R＝Nsc_alloc×log2M
其中，R表示垂直区域的尺寸，Nsc_alloc表示由演进节点B(ENB)所分配的频域资源的尺寸，并且M表示调制阶数。
20.如权利要求17所述的装置，其中，当输入信号经历过列间置换交织时，写入器执行列间逆置换，以使得编码后符号的相邻列之间的间隔最大化。
21.如权利要求17所述的装置，其中，所述规定数量为log2M，其中M表示调制阶数。
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