專利名稱：Wcdma系統(tǒng)基帶多用戶編碼及優(yōu)先級調(diào)度的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動通信系統(tǒng)，具體涉及一種用于WCDMA(寬帶碼分多址)移動通信系統(tǒng)基帶多用戶編碼和優(yōu)先級調(diào)度的實(shí)現(xiàn)裝置和方法。
在移動通信系統(tǒng)中，高層的數(shù)據(jù)通過傳輸信道映射到物理信道上。傳輸信道能夠把多種業(yè)務(wù)復(fù)用到同一個(gè)連接中，并且完成對數(shù)字信息的差錯(cuò)控制編碼(無線信道編碼)。
在WCDMA系統(tǒng)中高層傳到物理層的數(shù)據(jù)是以傳輸時(shí)間間隔(TTI)為單位進(jìn)行傳送，TTI的大小根據(jù)業(yè)務(wù)的不同可以采用10ms、20ms、40ms、80ms。經(jīng)過傳輸信道一系列的處理CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn))校驗(yàn)、信道編碼、速率匹配、交織、傳輸信道復(fù)用等，再通過物理信道的處理發(fā)送。
一個(gè)物理信道可能由多個(gè)傳輸信道復(fù)用構(gòu)成，每一個(gè)傳輸信道需要經(jīng)過一系列處理過程，因此每個(gè)傳輸信道需要有一套的裝置完成傳輸信道映射到物理信道的過程。如專利申請?zhí)枮?0801160.5、發(fā)明名稱為“在碼分多址通信系統(tǒng)中信道編碼和多路復(fù)用的設(shè)備和方法”所公開的信道編碼和多路復(fù)用設(shè)備，包含多個(gè)無線電幀匹配器(數(shù)目等于或大于傳輸信道數(shù))，其每一個(gè)含有無線電幀分段器，并將可以具有不同發(fā)送時(shí)間間隔的傳輸信道幀的每一個(gè)分段成無線電幀。一個(gè)多路復(fù)用器多路復(fù)用無線電幀以形成串行數(shù)據(jù)幀。
因此，按照現(xiàn)有的技術(shù)，每個(gè)傳輸信道需要一套編碼器及相關(guān)的設(shè)備，而如果希望提高通信系統(tǒng)的容量，多個(gè)用戶同時(shí)傳輸?shù)那闆r下，勢必需要更多的硬件設(shè)備。相反，如果在設(shè)備不增加的情況下(一套編碼器級相關(guān)設(shè)備)，不采用最優(yōu)的調(diào)度機(jī)制，而按照傳統(tǒng)的方法，比如先進(jìn)先出的規(guī)則，即編碼器工作是依據(jù)傳輸信道的數(shù)據(jù)到達(dá)順序進(jìn)行，在多個(gè)業(yè)務(wù)到達(dá)編碼器時(shí)，由于業(yè)務(wù)的時(shí)間緊迫性不同(因?yàn)門TI的大小不同)，自然排在后面的較緊迫的任務(wù)會在后面進(jìn)行。由于編碼器的吞吐量有限，而使得在下一個(gè)TTI數(shù)據(jù)到來時(shí)前面的TTI數(shù)據(jù)還沒有來得及處理，導(dǎo)致數(shù)據(jù)包的丟失，增加系統(tǒng)的延遲，造成整個(gè)系統(tǒng)性能的下降，甚至無法正常工作。
第一，本發(fā)明所提供的WCDMA系統(tǒng)基帶多用戶編碼及優(yōu)先級調(diào)度的方法，包括下列步驟接收高層發(fā)送的數(shù)據(jù)和控制信息；依據(jù)“最終期限”方式，處理不同業(yè)務(wù)的編碼任務(wù)優(yōu)先級計(jì)算；根據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級進(jìn)行排序，利用兩級快速排序法，進(jìn)行隊(duì)列的排序和控制，所述的兩級的快速排序法即第一級是堆內(nèi)排序，根據(jù)優(yōu)先級進(jìn)行粗略排序；第二級是隊(duì)列排序，利用堆內(nèi)排序的結(jié)果作為隊(duì)列排序的輸入，進(jìn)行最終的排序；根據(jù)排好序的隊(duì)列進(jìn)行隊(duì)列的業(yè)務(wù)參數(shù)計(jì)算，計(jì)算多個(gè)編碼任務(wù)編碼時(shí)需要的參數(shù)；根據(jù)上述參數(shù)和隊(duì)列來控制調(diào)度編碼，包括控制編碼任務(wù)打斷后現(xiàn)場維護(hù)，以及打斷任務(wù)的重新調(diào)用；對數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)編碼，包括循環(huán)冗余校驗(yàn)、信道編碼及速率匹配。
第二，本發(fā)明所提供的WCDMA系統(tǒng)基帶多用戶編碼及優(yōu)先級調(diào)度的裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)存儲器，存儲從高層發(fā)送的多用戶數(shù)據(jù)以及信道相關(guān)的信息；優(yōu)先級計(jì)算、排序單元，與數(shù)據(jù)存儲器相連，根據(jù)傳輸信道的信息參數(shù)，計(jì)算出對應(yīng)的優(yōu)先級數(shù)，由軟件完成堆、隊(duì)列的兩級排序，即第一級是堆內(nèi)排序，根據(jù)優(yōu)先級進(jìn)行粗略排序；第二級是隊(duì)列排序，利用堆內(nèi)排序的結(jié)果作為隊(duì)列排序的輸入，進(jìn)行最終的排序；隊(duì)列控制器，與優(yōu)先級計(jì)算、排序單元相連，根據(jù)軟隊(duì)列的結(jié)果，向其內(nèi)的硬隊(duì)列里輸送數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)對應(yīng)需要處理的編碼任務(wù)，并根據(jù)軟隊(duì)列的指示，定時(shí)更新編碼任務(wù)；參數(shù)計(jì)算單元，分別與數(shù)據(jù)存儲器和優(yōu)先級計(jì)算、排序單元相連，接受傳輸信道的信息參數(shù)，在隊(duì)列排序的過程中，軟隊(duì)列每排一個(gè)任務(wù)后，進(jìn)行編碼所需要的所有參數(shù)的計(jì)算，輸出是傳輸信道編碼處理時(shí)需要的參數(shù)；主控制器，分別與隊(duì)列控制器和參數(shù)計(jì)算單元相連，根據(jù)隊(duì)列控制器的控制參數(shù)，對所述的參數(shù)計(jì)算單元內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇，并輸出編碼參數(shù)，當(dāng)隊(duì)列控制器的控制數(shù)據(jù)為打斷請求時(shí)，完成優(yōu)先級搶段的處理，保存當(dāng)前狀態(tài)，等待下次激活該編碼任務(wù)時(shí)恢復(fù)狀態(tài)并發(fā)送打斷信息，同時(shí)輸出打斷信息，以及完成打斷任務(wù)重新調(diào)用時(shí)的恢復(fù)處理；CRC器，分別與數(shù)據(jù)存儲器、主控制器和隊(duì)列控制器相連，根據(jù)主控制器提供的參數(shù)及輸入的數(shù)據(jù)完成數(shù)據(jù)的循環(huán)冗余校驗(yàn)，輸出校驗(yàn)后的數(shù)據(jù)；編碼器，分別與主控制器和CRC器相連，根據(jù)主控制器提供的編碼參數(shù)和CRC器輸出的校驗(yàn)后數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼(卷積編碼或Turbo編碼)，輸出編碼后的數(shù)據(jù)；速率匹配器，分別與編碼器和主控制器相連，根據(jù)主控制器提供的參數(shù)，對編碼后的數(shù)據(jù)完成速率匹配即重復(fù)和鑿孔，以達(dá)到物理信道所要求的速率，同時(shí)還根據(jù)主控制器提供的參數(shù)將數(shù)據(jù)存儲到存儲器的相應(yīng)地址。
采用了上述的技術(shù)解決方法，利用業(yè)務(wù)的隨意性及時(shí)間的緊迫性不同，根據(jù)業(yè)務(wù)的性質(zhì)，采用優(yōu)先級調(diào)度機(jī)制，合理的調(diào)度和分配傳輸信道編碼任務(wù)，達(dá)到最大的利用率，使數(shù)據(jù)保證在下一個(gè)TTI數(shù)據(jù)到來之前發(fā)送出去，同時(shí)為了減少處理調(diào)度的延遲，采用有效且快速的算法。另外，多個(gè)用戶，變速率下不同的業(yè)務(wù)(話音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù))在WCDMA系統(tǒng)的裝置中采用最少的硬件開銷(僅用一套編碼設(shè)備)。因此，本發(fā)明解決了對于WCDMA復(fù)雜的多用戶、變速率的業(yè)務(wù)要求，提高了編碼器的吞吐效率，降低了系統(tǒng)的處理時(shí)延，增加系統(tǒng)的容量，同時(shí)降低了系統(tǒng)的成本。
如圖2所示，本發(fā)明，一種碼分多址系統(tǒng)基帶多用戶編碼及優(yōu)先級調(diào)度的裝置，包括數(shù)據(jù)存儲器301、優(yōu)先級計(jì)算、排序單元302、隊(duì)列控制器305、參數(shù)計(jì)算單元303、主控制器306、CRC器304、編碼器307和速率匹配器308。其中優(yōu)先級計(jì)算、排序單元302與數(shù)據(jù)存儲器301相連；隊(duì)列控制器305與優(yōu)先級計(jì)算、排序單元302相連；參數(shù)計(jì)算單元303分別與數(shù)據(jù)存儲器301和優(yōu)先級計(jì)算、排序單元302相連；主控制器306分別與隊(duì)列控制器305和參數(shù)計(jì)算單元303相連；CRC器304分別與數(shù)據(jù)存儲器301、隊(duì)列控制器305和主控制器306相連；編碼器307分別與主控制器306和CRC器304相連；速率匹配器308分別與編碼器307和主控制器306相連。
數(shù)據(jù)存儲器301，按順序存儲從高層到物理層的數(shù)據(jù)和信息，并按照傳輸信道進(jìn)行發(fā)送。即存儲從MAC(媒體接入控制)層到傳輸信道的數(shù)據(jù)和信息，數(shù)據(jù)以TTI為時(shí)間間隔發(fā)送，以傳輸塊為單位進(jìn)行封裝。
優(yōu)先級計(jì)算、排序單元302，根據(jù)傳輸信道的信息參數(shù)，計(jì)算出對應(yīng)的優(yōu)先級數(shù)，即每個(gè)傳輸信道每個(gè)TTI編碼數(shù)據(jù)任務(wù)的的優(yōu)先級數(shù)，并根據(jù)計(jì)算出優(yōu)先級數(shù)進(jìn)行排序。
排序的實(shí)現(xiàn)是由DSP(數(shù)字信號處理器)來完成，考慮到DSP的速度，以及隊(duì)列排序的復(fù)雜性，采用一種快速排序的方法，二級排序法。如圖3所示，首先預(yù)先排序，對從高層來的需編碼任務(wù)隊(duì)列201按堆進(jìn)行分割，進(jìn)行堆內(nèi)202排序，每個(gè)堆內(nèi)的排序采用快速排序法，堆內(nèi)按優(yōu)先級由高到低排序，保證堆頭的任務(wù)是在本堆內(nèi)優(yōu)先級最高的任務(wù)；然后再進(jìn)行每個(gè)堆頭的比較，每次排序找出最高優(yōu)先級的堆頭，與軟隊(duì)列里的任務(wù)，進(jìn)行比較，插入到軟隊(duì)列203里；完成當(dāng)前所有待編碼任務(wù)的排序。
隊(duì)列控制器305，其包含一個(gè)硬隊(duì)列，硬隊(duì)列的長度固定，硬隊(duì)列從軟隊(duì)列讀入數(shù)據(jù)，軟隊(duì)列定時(shí)查詢并讀回硬隊(duì)列當(dāng)前的狀態(tài)后，硬隊(duì)列清空其內(nèi)的數(shù)據(jù)，重新從軟隊(duì)列讀入數(shù)據(jù)。并發(fā)送數(shù)據(jù)到主控制器306和控制信號到CRC器304，順序發(fā)起編碼請求，并在在編碼任務(wù)高優(yōu)先級搶斷時(shí)，發(fā)送中斷到主控制器。
參數(shù)計(jì)算單元303，在隊(duì)列排序的過程中，軟隊(duì)列每排一個(gè)任務(wù)后，參數(shù)計(jì)算單元計(jì)算該編碼任務(wù)編碼時(shí)需要的所有參數(shù)，包括CRC的參數(shù)、編碼器的參數(shù)、速率匹配器的參數(shù)。
主控制器306，根據(jù)隊(duì)列控制器的控制參數(shù)，選擇參數(shù)計(jì)算單元里對應(yīng)編碼任務(wù)的參數(shù)輸送到CRC器304、編碼器307、速率匹配器308，并當(dāng)隊(duì)列控制器305的控制數(shù)據(jù)為打斷請求時(shí)，完成優(yōu)先級搶段的處理。
CRC器304，根據(jù)主控制器306提供的參數(shù)及輸入的數(shù)據(jù)完成數(shù)據(jù)的循環(huán)冗余校驗(yàn)，在優(yōu)先級高搶段的情況下，該CRC器繼續(xù)完成當(dāng)前的傳輸塊的校驗(yàn)，然后立即轉(zhuǎn)向新的高優(yōu)先級任務(wù)，并根據(jù)主控制器306的棧指針信號，把當(dāng)前的參數(shù)壓入其內(nèi)的堆棧。在恢復(fù)打斷的編碼任務(wù)時(shí)，根據(jù)主控制器306的棧指針信號，彈出堆棧里的參數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)。
編碼器307，根據(jù)主控制器306提供的編碼參數(shù)及CRC器304的輸出校驗(yàn)后數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼(卷積編碼或Turbo編碼)，編碼器的工作是流水進(jìn)行，編碼器是以編碼塊為單位進(jìn)行編碼，并在優(yōu)先級高搶段的情況下，該編碼器繼續(xù)完成當(dāng)前的編碼塊的編碼，然后立即轉(zhuǎn)向新的高優(yōu)先級任務(wù)，并根據(jù)主控制器306的棧指針信號，把當(dāng)前的參數(shù)壓入其內(nèi)的堆棧。在恢復(fù)打斷的編碼任務(wù)時(shí)，根據(jù)主控制器306的棧指針信號，彈出堆棧里的參數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)。
速率匹配器308，根據(jù)主控制器306提供的參數(shù)，對于編碼后的數(shù)據(jù)完成速率匹配即重復(fù)和鑿孔，以達(dá)到物理信道所要求的速率，同時(shí)還根據(jù)主控制器提供的參數(shù)將數(shù)據(jù)存儲到存儲器的相應(yīng)地址；交織和傳輸信道復(fù)用通過地址變化完成，因此速率匹配器在輸出的過程中完成了交織和傳輸信道的復(fù)用。在優(yōu)先級高搶段的情況下速率匹配器繼續(xù)完成當(dāng)前的編碼塊編碼后數(shù)據(jù)的速率匹配，然后立即轉(zhuǎn)向新的高優(yōu)先級任務(wù)。并根據(jù)主控制器306的棧指針信號，把當(dāng)前的參數(shù)壓入其內(nèi)的堆棧。在恢復(fù)打斷的編碼任務(wù)時(shí)，根據(jù)主控制器306的棧指針信號，彈出堆棧里的參數(shù)進(jìn)行速率匹配。
本發(fā)明由一套編碼器完成多用戶編碼，所有需要編碼的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是串行的進(jìn)行，優(yōu)先級排序根據(jù)編碼任務(wù)的優(yōu)先級數(shù)排列編碼的順序，控制器調(diào)度編碼器的工作，在編碼器工作的過程中，如果有某業(yè)務(wù)的優(yōu)先級比當(dāng)前編碼業(yè)務(wù)的優(yōu)先級高，在確保數(shù)據(jù)不丟失的情況下，則存在編碼器工作打斷的問題，以及對編碼器工作現(xiàn)場的保護(hù)。在WCDMA中編碼器是以編碼塊為單位進(jìn)行工作，考慮實(shí)現(xiàn)的可行性，CRC的打斷是以傳輸塊為單位打斷，編碼器和速率匹配器是以編碼塊為單位打斷。
當(dāng)隊(duì)列控制器305的控制參數(shù)為打斷請求時(shí)，由主控制器完成打斷處理，保存當(dāng)前狀態(tài)及改變棧指針，并發(fā)送棧指針控制CRC器304、編碼器307、速率匹配器308把當(dāng)前的參數(shù)壓入堆棧；在打斷任務(wù)恢復(fù)編碼時(shí)，主控制器恢復(fù)保存的狀態(tài)，并發(fā)送控制信號及棧指針給CRC器304、編碼器307、速率匹配器308彈出堆棧保存的參數(shù)繼續(xù)編碼。
權(quán)利要求
1.一種寬帶碼分多址系統(tǒng)基帶多用戶編碼及優(yōu)先級調(diào)度的方法，包括下列步驟接收高層發(fā)送的數(shù)據(jù)和控制信息；依據(jù)“最終期限”方式，處理不同業(yè)務(wù)的編碼任務(wù)優(yōu)先級計(jì)算；根據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級進(jìn)行排序，利用兩級快速排序法，進(jìn)行隊(duì)列的排序和控制，所述的兩級的快速排序法即第一級是堆內(nèi)排序，根據(jù)優(yōu)先級進(jìn)行粗略排序；第二級是隊(duì)列排序，利用堆內(nèi)排序的結(jié)果作為隊(duì)列排序的輸入，進(jìn)行最終的排序；根據(jù)排好序的隊(duì)列進(jìn)行隊(duì)列的業(yè)務(wù)參數(shù)計(jì)算，計(jì)算多個(gè)編碼任務(wù)編碼時(shí)需要的參數(shù)；根據(jù)上述參數(shù)和隊(duì)列來控制調(diào)度編碼，包括控制編碼任務(wù)打斷后現(xiàn)場維護(hù)，以及打斷任務(wù)的重新調(diào)用；對數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)編碼，包括循環(huán)冗余校驗(yàn)、信道編碼及速率匹配。
2.一種寬帶碼分多址系統(tǒng)基帶多用戶編碼及優(yōu)先級調(diào)度的裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)存儲器，存儲從高層發(fā)送的多用戶數(shù)據(jù)以及信道相關(guān)的信息；優(yōu)先級計(jì)算、排序單元，與數(shù)據(jù)存儲器相連，根據(jù)傳輸信道的信息參數(shù)，計(jì)算出對應(yīng)的優(yōu)先級數(shù)，由軟件完成堆、隊(duì)列的兩級排序，即第一級是堆內(nèi)排序，根據(jù)優(yōu)先級進(jìn)行粗略排序；第二級是隊(duì)列排序，利用堆內(nèi)排序的結(jié)果作為隊(duì)列排序的輸入，進(jìn)行最終的排序；隊(duì)列控制器，與優(yōu)先級計(jì)算、排序單元相連，根據(jù)軟隊(duì)列的結(jié)果，向其內(nèi)的硬隊(duì)列里輸送數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)對應(yīng)需要處理的編碼任務(wù)，并根據(jù)軟隊(duì)列的指示，定時(shí)更新編碼任務(wù)；參數(shù)計(jì)算單元，分別與數(shù)據(jù)存儲器和優(yōu)先級計(jì)算、排序單元相連，接受傳輸信道的信息參數(shù)，在隊(duì)列排序的過程中，軟隊(duì)列每排一個(gè)任務(wù)后，進(jìn)行編碼所需要的所有參數(shù)的計(jì)算，輸出是傳輸信道編碼處理時(shí)需要的參數(shù)；主控制器，分別與隊(duì)列控制器和參數(shù)計(jì)算單元相連，根據(jù)隊(duì)列控制器的控制參數(shù)，對所述的參數(shù)計(jì)算單元內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇，并輸出編碼參數(shù)，當(dāng)隊(duì)列控制器的控制數(shù)據(jù)為打斷請求時(shí)，完成優(yōu)先級搶段的處理，保存當(dāng)前狀態(tài)，等待下次激活該編碼任務(wù)時(shí)恢復(fù)狀態(tài)并發(fā)送打斷信息，同時(shí)輸出打斷信息，以及完成打斷任務(wù)重新調(diào)用時(shí)的恢復(fù)處理；CRC器，分別與數(shù)據(jù)存儲器、主控制器和隊(duì)列控制器相連，根據(jù)主控制器提供的參數(shù)及輸入的數(shù)據(jù)完成數(shù)據(jù)的循環(huán)冗余校驗(yàn)，輸出校驗(yàn)后的數(shù)據(jù)；編碼器，分別與主控制器和CRC器相連，根據(jù)主控制器提供的編碼參數(shù)和CRC器輸出的校驗(yàn)后數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼(卷積編碼或Turbo編碼)，輸出編碼后的數(shù)據(jù)；速率匹配器，分別與編碼器和主控制器相連，根據(jù)主控制器提供的參數(shù)，對編碼后的數(shù)據(jù)完成速率匹配即重復(fù)和鑿孔，以達(dá)到物理信道所要求的速率，同時(shí)還根據(jù)主控制器提供的參數(shù)將數(shù)據(jù)存儲到存儲器的相應(yīng)地址。
全文摘要
本發(fā)明涉及WCDMA系統(tǒng)基帶多用戶編碼及優(yōu)先級調(diào)度的方法和裝置，其方法為接收高層發(fā)送的數(shù)據(jù)和控制信息，處理不同業(yè)務(wù)的編碼任務(wù)，對編碼任務(wù)進(jìn)行優(yōu)先級計(jì)算；根據(jù)編碼任務(wù)的優(yōu)先級進(jìn)行排序，利用兩級快速排序法，進(jìn)行隊(duì)列的排序和控制；根據(jù)排好序的隊(duì)列進(jìn)行編碼任務(wù)參數(shù)計(jì)算，計(jì)算多個(gè)編碼任務(wù)編碼時(shí)需要的參數(shù)；根據(jù)上述參數(shù)和隊(duì)列來控制調(diào)度編碼；對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行差錯(cuò)編碼。本發(fā)明解決了對于WCDMA復(fù)雜的多用戶、變速率的業(yè)務(wù)要求，提高了編碼器的吞吐效率，降低了系統(tǒng)的處理時(shí)延，增加系統(tǒng)的容量。同時(shí)，通過采用軟件和硬件結(jié)合的方法，通過軟、硬件協(xié)同工作的方法，降低了系統(tǒng)的成本。
文檔編號H04W74/04GK1464656SQ0211192
公開日2003年12月31日 申請日期2002年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月3日
發(fā)明者徐建瑩, 吳素芳, 劉斌, 王瓊, 曹鵬志 申請人:上海貝爾有限公司