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lte上行编码方式 CN102299770A-Lte上行控制信息的统一编码方法及系统-GooglePatents

2018年07月05日 来源:lte上行编码方式 大字体小字体

  [0024]图7码长为20的两级穿孔TBCC和分组码的译码复杂度比较

  [0021]图4为两级穿孔TBCC方案;

  [0007]上行控制信息(UCI)包括CQI、HARQ应答、SR和RI等。HARQ应答从高层获得,包含1个或2个比特,每个肯定应答(ACK)编码成比特“1”,每个否定应答编码成比特“0”;SR和RI等也编码成1个或2个比特;CQI则需要编码成20或32个码字比特。

  试采用上行两载波聚合技术,为某个载波聚合终端分配最多40MHz的上行带宽,将同频带或不同频带的两个载波进行聚合来提供更多的带宽,提高UE业务质量。

  一、计算MCS、调制阶数、编码速率、频谱效率关系表格

  [0012]一种LTE上行控制信息的统一编码方法,该方法通过一个码率为1/5的TBCC的两级穿孔来完成上行控制信息在不同长度下的信道编码,具体包括如下步骤:第一级穿孔步骤,使用TBCC生成器对上行控制信息进行编码;所述使用生成器的个数按如下方法确定:对TBCC码进行编码时,使用的生成器为LTE卷积码的三个生成器;对分组码进行编码时,当对00,Α)分组码进行编码时,TBCC码编码后的比特数为大于等于20的最小整数;当对(32,0)分组码进行编码时,TBCC码编码后的比特数为大于等于32的最小整数,根据TBCC码编码后的比特数的取值确定生成器的个数;第二级穿孔步骤,当对TBCC码进行第二级穿孔时,保留第一级穿孔步骤中所述的所有的TBCC码编码后的比特数;当对分组码进行第二级穿孔时,第一级穿孔步骤中所述编码比特的一部分需要删除,删除的比特数由下式确定:当TBCC码编码后的比特数大于20时,删除的比特数为TBCC码编码后的比特数减去20;当TBCC码编码后的比特数大于32时,删除的比特数为TBCC码编码后的比特数减去32。

  [0002]UE^M^^iJ]MinMM(UniversalMobileTelecommunicationsSystem,UMTS)的长期演进项目,是目前最具影响力的超3G(Bey0nd3G,B3G)系统,能提供更高的数据速率、更低的延迟以及更大的系统容量和覆盖范围。

  [0037]下面结合附图对本发明的方法加以详细说明。

  [0009]UCI在PUCCH上传输时采用一个00,A)分组码进行编码,在PUSCH中传输时则根据CQI比特的数目分别采用(32,0)分组码和咬尾卷积码(Tail-BitingConvolutionalCode,TBCC)进行信道编码。可以看出,根据UCI传输的信道以及传输的比特数目,用户设备需要在三个编码方法之间进行选择,而不同的编码方案也对应不同的译码方案,所以基站接收机也需要选择相应的译码方案进行译码,系统的复杂度较高。

  发明内容

  [0013]一种LTE上行控制信息的统一编码系统,该系统通过一个码率为1/5的TBCC的两级穿孔来完成上行控制信息在不同长度下的信道编码,具体包括:第一级穿孔模块,用于使用TBCC生成器对上行控制信息进行编码;所述使用生成器的个数按如下方法确定:对TBCC码进行编码时,使用的生成器为LTE卷积码的三个生成器;对分组码进行编码时,当对(20,Α)分组码进行编码时,TBCC码编码后的比特数为大于等于20的最小整数;当对(32,0)分组码进行编码时,TBCC码编码后的比特数为大于等于32的最小整数,根据TBCC码编码后的比特数的取值确定生成器的个数;第二级穿孔模块,用于当对TBCC码进行第二级穿孔时,保留第一级穿孔步骤中所述的所有的TBCC码编码后的比特数;当对分组码进行第二级穿孔时,第一级穿孔步骤中所述编码比特的一部分需要删除,删除的比特数由下式确定:当TBCC码编码后的比特数大于20时,删除的比特数为TBCC码编码后的比特数减去20;当TBCC码编码后的比特数大于32时,删除的比特数为TBCC码编码后的比特数减去32。

  [0001]本发明涉及一种LTE上行控制信息的统一编码方法及系统,属于长期演进(LongTermEvolution,LTE)信道编码技术领域。

  [0027]图10为(32,0)分组码的基序列;

  [0026]图9为00,A)分组码的基序列;

  [0028]图11为两级穿孔TBCC在码长为20时的穿孔图样;

  [0004]LTE的上行控制信息(UplinkControlInformation,UCI)包括对下行数据包的HARQ应答(ACK/NACK)、信道质量指示(ChannelQualityIndicator,CQI)和调度请求SchedulingRequest,SR),此外还包括用于下行链路传输的秩指示(RankIndicator,RI)、预编码矩阵指示(PrecodingMatrixIndicator,PMI)等与ΜΙΜΟ相关的反馈信息。

  具体实施方式

  [0019]图2为PUCCH上行控制结构;

  背景技术

  [0030]图13为归一化QPSK星座图;

  [0022]图5(a)〜图5(g)码长为20的两级穿孔TBCC和LTE分组码在UCI为7到13比特下的FER性能;

  [0020]图3为LTE标准中的R=1/3卷积码;

  [0016]2)从性能方面来说,两级穿孔TBCC方案的误帧率(FrameErrorRate,FER)性能接近或好于LTE分组码,而且译码复杂度低得多。

  [0010]为了解决上述技术问题,本发明提出了一种LTE上行控制信息的统一编码方法及系统,该方法用统一的编码方法代替O0,A)分组码、(32,0)分组码以及TBCC码,通过一个码率为1/5的基本TBCC的两级穿孔来代替原LTE三种信道编码,避免了用户端在多种编码方法之间的选择,基站端因此只需要TBCC译码方案,不需要选择,简化了系统的编/译码结构,并且其性能接近或好于LTE分组码,降低了译码复杂度,提高了系统的性能。

  [0025]图8码长为32的两级穿孔TBCC和分组码的译码复杂度比较

  [0008]UCI的CQI有三种格式,分别用于宽带报告、高层配置的子带报告和UE选择的子带报告。UE需先检测物理下行共享信道(PhysicalDownlinkSharedChannel,PDSCH)中的CQI后再报告给基站,因此不同的PDSCH传输模式下CQI的格式不同。每一种CQI格式均包含多个域,将各个域的比特宽度相加即得到CQI比特的数目。

  [0034]本发明提供了一种LTE上行控制信息的统一编码方法,该方法使用的码率为1/5的基本TBCC的其中三个生成器与LTE的卷积码相同,以保证与LTE原编码方案兼容,具体包括两级穿孔步骤。第一级穿孔中,在码率为1/5的基本TBCC生成器中,选择几个或全部的生成器进行可变速率的TBCC编码。选择了与原LTE的卷积码相同的三个生成器时,与LTE原TBCC编码一致;代替LTE原分组码时,根据UCI具体的比特数目,选择生成器的个数,从而到不同编码速率的TBCC,选择生成器的个数要满足不同情况下的UCI通过TBCC编码后得到的比特数为大于/等于20(代替00,A)分组码时)或32(代替(32,0)分组码时)的最小整数,尽量使得第二级删除码字的比特最少。第二级穿孔中,对第一级穿孔后输出的码字比特进行删除,得到原LTE规定的码字比特长度。代替LTE原TBCC码时,删除比特数目为零,代替LTE原分组码时,为了得到长度为20或32的码字,删除超出所需码长的比特,第二级穿孔中采用了两种方法:第一种方法是对编码比特进行均勻穿孔;第二种方法是利用LTETBCC速率匹配(RateMatching,RM)中的循环缓存器,从末尾开始删除最后一个生成器输出流中的比特,即循环删除。第一级和第二级穿孔中所使用的生成器和穿孔图样是通过搜索得到的,计算出所有可能的穿孔图样下的译码错误概率,选择使错误性能最好的穿孔图样。

  [0014]相对于现有技术而言,本发明具有以下优点:

  [0033]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

  [0032]图15为码长为32的LTE分组码和两级穿孔TBCC在FER=10-4时的性能。

  [0005]UCI主要在物理上行控制信道(PhysicalUplinkControlChannel,PUCCH)上传输。LTE采用了频率分集的方式传输PUCCH:第1个时隙在系统带宽边缘的一个RB内传送,第2个时隙则在系统带宽相反边缘的另一个RB内传送,两个RB—起称为一个PUCCH域,如图2所示。根据传输的控制信息的种类,PUCCH分成7种格式:格式1只传送SR;格式Ia传送1比特ACK/NACK;格式Ib传送2比特ACK/NACK;格式2只传送CQI(20个编码比特);格式加传送CQI和1比特ACK/NACKQ0+1个编码比特);格式沘传送CQI和2比特ACK/NACK(20+2个编码比特)。

  LTE上行控制信息的统一编码方法及系统

  [0031]图14为码长为20的LTE分组码和两级穿孔TBCC在FER=10-4时的性能;

  [0017]3)提出的两级穿孔TBCC方案可以用一种统一的方法对PUCCH和PUSCH上的UCI进行编/译码,避免了用户端和基站端在多种编码和译码方法之间进行选择,简化了系统的编/译码结构。

  [0029]图12为两级穿孔TBCC在码长为32时的穿孔图样;

  [0015]1)本发明提出的码率1/5基本TBCC中的三个生成器与LTE的TBCC相同,因此可以保持与LTE的后向兼容性。

  [0011]本发明采取了如下技术方案:

  [0018]图1为LTE上行链路的基本时频资源结构;

  a)上行增益高:8根天线接收分集增益比2根天线接收增益高。理论接收增益:8天线10lg8=9dB,2天线为10lg2=3dB,相差6dB

  [0003]LTE的上行链路采用了单载波频分多址(Single-CarrierFrequencyDivisionMultipleAccess,SC-FDMA)作为物理层的基本传输技术。SC-FDMA将传输带宽分成多个并行的正交子载波,使用循环前缀(CyclicPrefix,CP)来保持子载波在频率选择性信道中的正交性。根据持续时间的不同,CP可分为常规CP和扩展CP两种类型。基于SC-FDMA传输技术,LTE从时域和频域两个维度来定义上行传输资源:从时域上来说,最大的单位是10毫秒(ms)的无线帧,每个无线帧分成10个Ims的子帧,每个子帧又分成2个时隙(slot),每个时隙在常规CP下包含7个SC-FDMA符号,在扩展CP下只包含6个SC-FDMA符号;从频域上来说则以12个子载波为一个单元。LTE上行链路的时频结构可以用资源块(ResourceBlock,RB)来描述,一个RB是指1个时隙中的12个子载波,RB可以继续分割成资源粒子(ResourceElement,RE),1个RE是一个SC-FDMA符号时间内的一个子载波。LTE上行链路的基本时频资源结构如图1所示。

  技术领域

  [0036]实施例:

  [0035]本发明通过一个码率为1/5的基本TBCC的两级穿孔来完成UCI在不同长度下的信道编码,码率为1/5的基本TBCC的其中三个生成器与LTE的卷积码相同,能够保持与LTE的后向兼容性:代替LTE原TBCC码时,在第一级穿孔中选择原LTE卷积码的三个生成器,第二级中不用删除码字;代替LTE原分组码时,在第一级穿孔中,根据UCI的比特数选择TBCC生成器的个数,进行TBCC编码,在第二级穿孔中,删除第一级编码后多余的比特,得到码长为20或32的码字。TBCC码的接收机可以采用高效的(WrapAroundViterbiAlgorithm,WAVA)进行译码,复杂度比分组码的最大似然(MaximumLikelihood,ML)译码低得多,因此从性能和复杂度两方面获得了接近甚至好于LTE原编码方案的性能,且降低了系统的复杂度。因此,UCI在不同长度下都可采用如上两级穿孔TBCC方案统一进行编码,不需要在00,A)分组码、(32,0)分组码和率1/3TBCC之间进行选择。基站端也只需对TBCC码进行WAVA译码,比原LTE分组码ML译码复杂度低得多。

  [0023]图6(a)〜图6(e)码长为32的两级穿孔TBCC和LTE分组码在UCI为7到11比特下的FER性能;

  [0006]UCI有时也会在物理上行共享信道(PhysicalUplinkSharedChannel,PUSCH)上传输。由于一个用户设备(UserEquipment,UE)不能在同一个子帧内同时传输PUCCH和PUSCH。因此,当一个子帧已用于传输PUSCH时,不能再利用PUCCH传输控制信息。此时,CQI、ACK/NACK等控制信息必须与数据复用后在PUSCH上传输。

  附图说明

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