速率匹配运算方法和速率匹配装置 技术领域
本发明涉及数字移动通信方式的适用于基站装置和移动台装置的速率匹
配运算方法和速率匹配装置。
背景技术
在作为第三代数字移动通信的标准机构的3rdGeneration Partnership
Project(3GPP)的规格TS25.212 Ver.3.1.0中，有与速率匹配装置有关的规
定，其中包含式(1)的运算。
![]()
其中，RMi：TrCH#i的速率匹配属性
Ni，j：TrCH#i的平均1帧的比特数
Ndata，j：CCTrCH上的比特数
ΔNi，j：TrCH#i的增减比特数
这里，说明式(1)的重要性。
如果简单地将每个TrCH中要发送的数据数本身放置在1帧中，那么比
特可能溢出，有可能变为少于可用1帧发送的数据数。例如，使用平均1帧
的数据数为1200bit的帧，假设传送在1帧中要传送的比特数为700bit的
TrCH#0，以及传送在1帧中要传送的比特数为600bit的TrCH#1。
如果不实施任何的处理就传送Trch#0、1，那么会剩余100bit的数据(不
能发送)。因此，用于计算每个TrCH的增减比特数的公式变为式(1)，以便
TrCH#0和TrCH#1可收敛在1帧内(1200bit)。
在该式(1)中，由于考虑所谓的Rmi的每个TrCH的加权，所以按照
TrCH#0和TrCH#1的‘用Rmi表现的重要度’，来进行数据的增减数的操作。
即，式(1)是根据同时要发送的所有TrCH的每一个的重要度来计算每个TrCH
的增减比特数，使所有TrCH的数据合计数收敛到平均1帧的比特数中的公
式。
这里，如果该式(1)的运算结果、即每个TrCH的增减比特数在基站或
移动台中不同，那么1帧的数据上的TrCH的缝隙不能正确地求出。此外，
根据用式(1)求出的增减比特数计算的速率匹配参数(在一边内插数据一边
重复进行速率匹配处理时使用的参数)也变得异常，结果，即使进行纠错也
不能进行数据的解码。于是，式(1)在数据的发送接收双方上起到重要的作
用。
速率匹配装置用式(1)的运算结果来计算平均1帧的发送数据数，用其
结果和速率匹配前的比特数的差分、以及根据这些值算出的参数来进行速率
匹配。然后，将进行了速率匹配的一个或多个信道的数据连结并进行发送。
图1是Ni，j、Ndata，j、Zi，j、ΔNi，j的概念图。在该图中，1帧的信
道数为‘3’。
由于信道1(TrCH#1)和信道2(TrCH#2)都低于规定的比特数，所以
进行重复。由于信道3(TrCH#3)在规定的比特数以上，所以进行删截。即，
在信道1中仅进行ΔN1，j的重复，在信道2中仅进行ΔN2，j的重复，而在
信道3中仅进行ΔN3，j的删截。
这里，示出Zi，j的计算例。这种情况下，作为条件，设Ndata，j为240bits，
信道数为‘4’。而各信道中的Rmi和速率匹配前比特数设为图2所示的值。
增减比特数ΔNi，j用式(2)表示。
ΔNij＝Zij-Zi-1j-Nij 所有i＝1…I (2)
(分母的计算)
式(1)的分母的解如式(3)所示变为‘491220’。
Σ m = 1 4 RM m · N mj = ( 256 × 270 ) + ( 250 × 690 ) + ( 240 × 540 ) + ( 200 × 600 ) = 491220 - - - ( 3 ) ]]>
(ΔNi，j的计算)
对于TrCH#1来说，Z1，j如式(4)所示变为‘337’。
Z 1 j = [ Σ m = 1 1 R M m · N mj 491220 · N dataj ] = [ 256 × 270 491220 × 2400 ] = 337 - - - - - - ( 4 ) ]]>
由此，ΔN1，j如式(5)所示为‘67’。
ΔN1j＝Z2j-Z0j-N1j＝337-0-270＝67 (5)
同样，对于TrCH#2来说，Z2，j如式(6)所示变为‘1180’。
Z 2 j = [ Σ m = 1 2 RM m · N mj 491220 · N dataj ] = [ 256 × 270 + 250 × 690 491220 × 2400 ] = 1180 - - - - - - ( 6 ) ]]>
而ΔN2，j如式(7)所示为‘153’。
ΔN2j＝Z2j-Z1j-N2j＝1180-337-690＝153 (7)
对于TrCH#3来说，Z3，j如式(8)所示变为‘1813’。
Z 3 j = [ Σ m = 1 3 RM m · N mj 491220 · N dataj ] = [ 256 × 270 + 250 × 690 + 240 × 540 491220 × 2400 ] = 1813 ]]>
(8)
而ΔN3，j如式(9)所示为‘93’。
ΔN3j＝Z3j-Z2j-N3j＝1813-1180-540＝93 (9)
对于Trch#4来说，Z4，j如式(10)所示变为‘2400’。
Z 4 j = [ Σ m = 1 4 RM m · N mj 491220 · N dataj ] - - - - - - ( 10 ) ]]>
= [ 256 × 270 + 250 × 690 + 240 × 540 + 200 × 600 491220 × 2400 ] = 2400 ]]>
ΔN4，j如式(11)所示为‘-13’。
ΔN4j＝Z4j-Z3j-N4j＝2400-1813-600＝-13 (11)
由以上可知，各信道的增减比特数ΔNi，j变为图3所示。在TrCH#1中
为+67(Repetition)，在TrCH#2时为+153(Repetition)，在TrCH#3时为+93
(Repetition)，在TrCH#4时为-13(Puncture)。
该速率匹配参数的运算在移动台装置和基站装置的各发送接收系统的信
道编码部中进行。
图4是表示移动台装置的接收系统的信道编码部的结构方框图。图5是
表示基站装置的接收系统的信道编码部的结构方框图。图6是表示移动台装
置的发送系统的信道编码部的结构方框图。图7是表示基站装置的发送系统
的信道编码部的结构方框图。
在这些图中，标号1、2、3、4是进行速率匹配参数运算的速率匹配参数
运算器。从发送系统的速率匹配参数运算器1分别输出速率匹配参数Xi、eini、
eplus、eminus，根据这些速率匹配参数用速率匹配处理器5进行速率匹配处
理。从发送系统的速率匹配参数运算器2分别输出速率匹配参数Xi、eini、
eplus、eminus。然后，根据这些速率匹配参数用速率匹配处理器6进行速率
匹配处理。
另一方面，从接收系统的速率匹配参数运算器3分别输出速率匹配参数
Xi、eini、eplus、eminus。然后，根据这些速率匹配参数用速率匹配处理器7
进行速率匹配处理。
从接收系统的速率匹配参数运算器4分别输出速率匹配参数Xi、eini、
eplus、eminus。然后，根据这些速率匹配参数用速率匹配处理器8来进行速
率匹配处理。
各速率匹配参数运算器1、2、3、4的操作是图8～图12所示的流程图的
情况。图8是表示速率匹配参数运算器1的操作的流程图，图9、图10和图
11是表示速率匹配参数运算器2的操作的流程图，图12是表示速率匹配参
数运算器4的操作的流程图。由于速率匹配参数运算器3的操作与速率匹配
参数运算器2的操作相同，所以省略表示其操作的流程图。
速率匹配参数运算器1在根据数据的种类或信道数决定了Ndata，j(步
骤1)后，决定各信道的增减比特数(步骤2)。在决定了各信道的增减比特
数后，通过计算分别求速率匹配参数Xi、eini、eplus、eminus(步骤3)。
速率匹配参数运算器2首先输入CCTrCH上的信道数(步骤10)。接着，
判定速率匹配的种类(步骤11)。这种情况下，速率匹配为Fixed Position和
Flexible Position两种。在Fixed Position的情况下进入步骤12。在步骤12中
进行Ni，*的计算。
在进行了Ni，*的计算后，进行是否是正常模式或SF/2(Spreading factor
reduction)的压缩模式(Compressed mode)的判定(步骤13)。在Fixed Position
并且是正常模式或SF/2的压缩模式的情况下，进行步骤14的处理。即，计
算在各TrCH的平均1帧的比特数内进行重复或删截的比特数的计算，接着
计算在各TrCH的平均TTI的比特数内进行重复或删截的比特数。在计算各
比特数后，进行速率匹配参数Xi、eini、eplus、eminus的计算。
在Fixed Position内并且by puncturing产生的压缩模式的情况下，在步骤
12中进行Ni，*的计算后，进行步骤15的处理。即，计算在各TrCH的平均1
帧的比特数内进行重复或删截的比特数，接着计算在各TrCH的平均TTI的
比特数内进行重复或删截的比特数。根据作为计算对象的所有TrCH中的最
大的TTI来进行该计算。作为一例，在TrCH#1和TrCH#2作为计算对象的
TrCH中，TrCH#1的TTI是20ms，TrCH#2的TTI＝40ms。此时，最大的TTI
是40ms。由于TrCH#1的TTI是20ms，在40ms中包含两个TrCH#1的TTI，
所以将进行上述的重复或删截的比特数的计算进行两次。另一方面，由于
TrCH#2的TTI是40ms，所以上述计算进行1次。
接着，进入步骤16，计算作为用于使压缩模式用的Gap(不进行数据发
送的部分)空出的比特Pbit。将平均1帧的Pbit数用各TrCH的Rmi或基站
发送速率匹配前(或移动台接收速率匹配后)的平均1帧的比特数分配给各
TrCH。然后，在步骤17中，计算各TrCH的各TTI内的Pbit的合计比特数。
接着，在步骤18中，通过从上述求出的增减比特数中减去Pbit的合计比特数，
来求各TrCH的各TTI中的最终的增减比特数。然后，进行速率匹配参数Xi、
eini、eplus、eminus的计算。
另一方面，在步骤11的判定中，在Flexible Position的情况下，进入步
骤19，进行被映射到CCTrCH上的所有TrCH的所有TF中的Ni，j的计算。
然后，在进行了所有TrCH的所有TF中的Ni，j的计算后，计算在各TrCH
的平均TTI的比特数内进行重复或删截的比特数暂定值(步骤20)。接着，
计算在所有的TF组合中的D，调查D是否未超过Ndata，j(步骤21)。这里，
D是TFCj时的CCTrCH上的比特数。在D超过了Ndata，j的情况下，再计
算在各TrCH的平均TTI的比特数内进行重复或删截的比特数值。相反，在D
未超过Ndata，j的情况下不进行该计算。在进行了这些比特数的计算后，分
别计算速率匹配参数Xi、eini、eplus、eminus。
速率匹配参数运算器3进行与上述的速率匹配参数运算器2相同的操作。
速率匹配参数运算器4根据数据的种类或信道数来决定ΔNi，j(步骤30)，
然后，通过计算分别求速率匹配参数Xi、eini、eplus、eminus(步骤31)。
但是，在现有的速率匹配运算方法中，在将多个信道的数据以连结的状
态来发送的情况下，如果在接收端不进行以发送端连结各信道的位置来正确
地切换每个Trch的数据，那么数据位置完全错位，存在不能解码的问题。
即，为了计算各信道的比特数，使用上述的式(1)，但进行该式的运算
时，有因除法的精度限制而不能获得正确的结果的情况。在这样的情况下，
有发送端的计算结果和接收端的计算结果不同的危险，如果产生这样的情况，
那么如上所述，在接收端不能进行解码，从而不能进行通信。
为了解决运算精度的问题，考虑先进行式(1)的b×c的运算的方法，但
在3GPP的规格上，由于该值超过32比特，所以比特在已有的32比特运算
器的除法器中不能实现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种速率匹配运算方法和速率匹配装置，能够在
发送端和接收端两方经常进行正确的比特数的计算。
该目的如下实现：用平均1帧的CCTrch上的数据数、在1帧中同时发
送的各Trch的速率匹配前的比特数和用于对每个信道附加加权的值，对于求
每个信道的数据增减数量的式(1)中的b/a的运算结果将校正值、b/a的结果
与1/c2相加。
![]()
在式(1)中，将b/a的结果乘以c，但对于b/a的运算精度来说，由于
存在计算比真正的除法运算结果小的运算结果的情况，所以作为式(1)的结
果，可获得比真正值小的值。为了防止这样的情况，将b/a的运算结果与校
正值相加。但是，如果校正值的值过大，那么相反地式(1)计算比真正值大
的值。因此，如式(12)所示，在乘以c时附加1/c2，以便使相对于式(1)
整体的加法值不超过1。
X = [ ( b a + 1 C 2 ) × c ] - - ( 12 ) ]]>
如式(12)那样，如果将除法结果与1/c2相加，将只比除法结果大的结
果乘以c，那么该结果比式(1)的结果大。在式(1)中，由于将最后的小数
点以下截断来进行运算，所以如果变大的部分收敛到小数点以下，那么将式
(1)的最后进行的小数点以下截断，从而增加的部分被截断。
附图说明
图1是速率匹配装置中有关规定的运算式中的各种参数的概念图；
图2表示各Trch中的Rmi和平均1帧的速率匹配前的比特数的示例图；
图3表示图2所示的比特数时的各Trch的ΔNi，j的图；
图4表示现有的移动台装置和基站装置中的接收系统的信道编码部的结
构方框图；
图5表示现有的移动台装置和基站装置中的接收系统的信道编码部的结
构方框图；
图6表示现有的移动台装置和基站装置中的发送系统的信道编码部的结
构方框图；
图7表示现有的移动台装置和基站装置中的发送系统的信道编码部的结
构方框图；
图8是说明现有的移动台装置的发送系统的信道编码部中的速率匹配参
数运算器的操作流程图；
图9是说明现有的基站装置的发送系统的信道编码部中的速率匹配参数
运算器的操作流程图；
图10是说明现有的基站装置的发送系统的信道编码部中的速率匹配参
数运算器的操作流程图；
图11是说明现有的基站装置的发送系统的信道编码部中的速率匹配参
数运算器的操作流程图；
图12是说明现有的移动台装置的接收系统的信道编码部中的速率匹配
参数运算器的操作流程图；
图13是说明本发明实施例1的速率匹配装置的操作流程图；
图14是说明本发明实施例2的速率匹配装置的速率匹配运算部分的结构
方框图；
图15是说明本发明实施例4的速率匹配装置的操作流程图；
图16是说明本发明实施例4的速率匹配装置的操作流程图；
图17是说明本发明实施例4的速率匹配装置的操作流程图；以及
图18是说明本发明实施例4的速率匹配装置的操作的存储器概念图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明用于实施发明的最佳实施例。
(实施例1)
图13是表示本发明实施例1的速率匹配装置中的式(1)的运算过程的
流程图。实施例1的速率匹配装置例如包括上述的图6的速率匹配参数运算
器1和速率匹配处理器5。以下，作为实施例1的速率匹配装置，假设引用
图6的速率匹配装置100。
速率匹配装置100在式(1)的运算中首先进行b/a的运算(步骤50)，
然后将该运算结果与1/c2相加(步骤51)。在与1/c2相加后，再将其结果乘以
c。如上所述，通过将b/a的结果与1/c2相加，如果将比b/a的结果大的结果
乘以c，那么该结果比式(1)的结果大。即，由于在式(1)中进行将最后小
数点以下截断的Floor运算，所以如果变大的部分收敛到小数点以下，那么增
加的部分被截断。
因此，如式(12)所示，通过将除法运算的结果附加1/c2，将其结果乘
以c来获得正确的运算结果。由此，可以在发送端和接收端双方进行正确的
比特数的计算，可以进行良好的通信。
X = [ ( b a + 1 C 2 ) × c ] - - - ( 12 ) ]]>
(实施例2)
图14表示本发明实施例2的速率匹配装置的进行式(1)运算的部分的
结构方框图。
如图14所示，进行式(1)的运算部分包括abc组合判定部20、存储表
21、以及校正值附加运算部22。
实施例2在即使使用上述实施例1的方法也不能获得正确的结果情况下
特别有效。在存储表21中，预先写入不能获得正确的解的a、b、c的组合和
其正确的运算结果，在组合判定部20判定输入的a、b、c为不能获得正确的
结果的组合的情况时，从存储表21中读出并输出与该组合对应的运算结果。
相反，在判断输入的a、b、c为可获得正确的结果的组合时，将该a、b、c
的各值输入到进行与实施例1相同的处理的校正值附加运算部22，输出正确
的运算结果。因此，即使在实施例2中，也可以在发送端和接收端双方进行
正确的比特数的计算。其结果，可进行良好的通信。
(实施例3)
本发明实施例3的速率匹配装置采用使式(1)中的运算顺序先进行如式
(13)所示的分子的乘法运算b×c，然后将其结果除以a的方法。
X = [ ( b × c ) a ] - - - ( 13 ) ]]>
通过最先进行分子的乘法运算，然后对其结果进行除法运算，与相反进
行的情况(即将b/a的结果乘以c的情况)相比，可获得正确的运算结果。
因此，即使在实施例3中也可以在发送端和接收端双方进行正确的比特
数的计算，可以进行良好的通信。
(实施例4)
可是，在上述实施例1的式(1)的运算方法中，分子的乘法运算结果超
过32比特(最大43比特)，在3GPP规格上，难以通过已有的32比特运算
器来实现除法运算。
因此，在实施例4中，通过将b×c的值分成高28比特和低15比特来进
行运算，就可以用32比特运算器来进行运算。即，将b×c的值分成高28比
特和低15比特，进行从高28比特中减去a的运算。在减去的情况下产生‘1’，
而在未减去的情况下产生‘0’。而且，如果一次减法结束，那么高28比特向
左移动1比特，使低比特的最高比特与α相加。通过将这种处理重复进行17
次来结束除法运算。
图15～图17所示的流程是表示实施例4的运算方法的流程。图18是存
储器概念图。以下，参照这些图来详细说明实施例4的运算方法。
首先，输入a，将其向左移动2比特(步骤60、61)。接着，输入b，将
其向左移动2比特(步骤62、63)。接着，将b的高16比特输入到b_up(步
骤64)，接着将b的低16比特输入到b_low(步骤65)。接着，输入c，将其
向左移动14比特(步骤66、67)。接着，将c的高16比特输入到c_up(步
骤68)，将c的低16比特输入到c_low(步骤69)。
接着，进行b和c的乘法运算。b和c的乘法运用以下求出的α和β来计
算。首先求β(步骤70)。将b_up中输入的b的高16比特和c_low中输入的
c的低16比特相乘所得的结果与b_low中输入的b的低16比特和c_up中输
入的c的高16比特相乘所得的结果相加，并且将该加法结果与将b_low中输
入的b的低16比特和c_low中输入的c的低16比特相乘所得的结果向右移
动16比特所得的数据相加来求β。
在求出β后，求α(步骤71)。这种情况下，在求α时，将b-up中输入的b
的高16比特和c_up中输入的c的高16比特相乘所得的结果与β的高16比特
相加(由于最高比特为符号比特，所以通过与向右移动了15比特的数据相加，
来进行高16比特加法)。由于β的最高比特是符号比特，所以正确地说是从第
2高比特到第17高比特。
接着，将β的低15比特输入到bc_lowest。这种情况下，不是将β的低15
比特原封不动输入到bc_lowest，而是输入向左移动了1比特的数据。这是用
于将b×c的小数点位置保持在bc_lowest的第1低比特和第2低比特之间的
操作。该小数点位置与步骤61的‘将a向左移动2比特’点有关系。这是用
于将a的小数点位置保持在第2低比特和第3低比特之间的操作，由此，a
和b×c的小数点位置的差变为17比特。
接着，用除法环一边将表示b×c的值移动1比特一边进行计算(步骤73)。
这种情况下，根据a和b×c的小数点位置的差是17比特，通过将该步骤17
的处理重复进行17次，进行解正好为整数的除法运算。而且，α中剩余的比
特表示除法运算的余数。
在除法运算后，如果本处理是Floor(截断)运算，则将Z作为运算结果
输出。相反，如果是Ceil(四舍五入)运算，则在有余数的情况下将Z+1作
为运算结果输出。如果没有余数，则将Z作为运算结果输出。
于是，根据实施例4，在b×c的运算结果超过32比特的情况下，在3GPP
规格上，难以通过已有的32比特运算器来实现除法运算，但通过将b×c的值
分成高28比特和低15比特来进行运算，就可以用32比特运算器进行运算。
因此，即使在实施例3中，由于在发送端和接收端双方都可以进行正确的比
特数的计算，所以也可以进行良好的通信。
由于一边使b×c的的高28比特的值移动1比特一边仅使计算重复进行
17次即可，所以与不将b×c的值分成高比特和低比特的运算情况下相比，运
算量少。由此，可以缩短速率匹配的时间。
将上述流程进行编程并作为数据预先存储在存储器等存储部件中，未图
示的控制部件根据该存储部件中存储的程序来进行式(1)的运算。当然可设
置基站装置和移动台装置双方的速率匹配装置。这种速率匹配装置在基站装
置中例如分别设置在图5所示的接收系统的信道编码部和图7所示的发送系
统的信道编码部中。而在移动台装置中，例如可分别设置在图4所示的接收
系统的信道编码部和图6所示的发送系统的信道编码部中。
实施例4的运算方法除了速率匹配装置以外当然也可以应用于进行除法
运算和乘法运算的装置，其通用性广。
如以上说明，根据本发明，由于在发送端和接收端可以经常进行正确的
比特数的计算，所以能够进行良好的通信。
本说明书基于2000年3月31日申请的(日本)2000-099510专利申请。
其内容全部包含于此。
产业上的可利用性
本发明适用于携带电话等移动通信系统。