CN101897142A - 用于ofdma系统的基于编码块的harq组合方案 - Google Patents
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Abstract
提供在正交频分复用(OFDM)/正交频分多址(OFDMA)接收机中将分成编码块的重发混合自动重复请求(HARQ)消息组合起来的一种方法和设备。根据基于编码块的这种HARQ组合方案,可以将每个编码块的质量与阈值进行比较以确定对于每个编码块是应当保存解码比特还是HARQ组合信号以供后续HARQ迭代之用。在与常规HARQ组合技术相比时,除了减小所需HARQ缓冲器大小同时保持组合增益之外,基于编码块的HARQ组合还能提供快速解码和更小的功率消耗。
Description
技术领域
本公开的实施例大体涉及数据通信,更具体而言,涉及用于无线通信的混合自动重复请求(HARQ)组合方案。
背景技术
为了提高数据传输的可靠性,一些无线系统采用了HARQ方案,其中给传输增加了差错检测(ED)比特和前向纠错(FEC)比特。接收机可以使用这些ED和FEC比特来判断分组是否被正确解码。如果不是,接收机可以通过否定确认(NAK)通知发射机,提醒发射机重发分组。
在一些应用中,可以采用Chase组合,其中在接收机处(在HARQ缓冲器中)存储不正确地接收到的编码数据块而不是丢弃它们。在接收到重发块时,将重发块与先前接收的块组合,这样能够提高解码成功的概率。不同类型的组合技术可能对误码率性能和所需的缓冲器大小有影响,具体情况取决于传输参数。令人遗憾的是,传输参数常常变化,尤其是在无线信道之间,使得在接收机中实施的组合方案类型并非总是最佳的。
发明内容
总的来说,本公开的实施例涉及在用于无线通信的接收机中检验混合自动重复请求(HARQ)消息的每个编码块的解码数据的质量,以确定应当保存HARQ组合信号数据还是解码数据以供后续的HARQ传输使用。
本公开的某些实施例提供一种用于具有HARQ机制的无线通信的接收机。接收机一般包括:至少一个缓冲器,用于存储针对先前接收的HARQ传输的数据,所述HARQ传输被分成多个编码块并具有不正确的解码消息,针对所述多个编码块的每一个的数据为HARQ组合信号数据或解码比特;至少一个组合器,用于基于针对当前和先前接收的HARQ传输的信号数据为每个编码块产生HARQ组合信号数据;用于基于所述HARQ组合信号数据为每个编码块生成解码比特的解码器;以及用于基于选择标准在将用于每个编码块的所述HARQ组合信号数据或所述解码比特保存到所述至少一个缓冲器之间进行选择的控制逻辑。
本公开的某些实施例提供了一种用于具有HARQ机制的无线通信的设备。该设备大致包括:用于存储针对先前接收的HARQ传输的数据的模块,所述HARQ传输被分成多个编码块并具有不正确的解码消息,针对所述多个编码块的每一个的数据为HARQ组合信号数据或解码数据;用于针对沿接收处理路径的第一位置的每个编码块产生所述HARQ组合信号数据的第一模块,所述HARQ组合信号数据基于针对当前HARQ传输的信号数据和针对先前接收的HARQ传输的信号数据;用于基于所述HARQ组合信号数据为每个编码块生成解码数据的模块;以及用于基于选择标准在将用于每个编码块的所述HARQ组合信号数据或所述解码数据保存到所述用于存储数据的模块之间进行选择的模块。
本公开的某些实施例提供了一种用于具有HARQ机制的无线通信的处理器。处理器上执行的操作大致包括:接收具有多个编码块的当前HARQ传输;基于针对当前HARQ传输的信号数据和用于先前接收的具有不正确的解码消息的HARQ传输的信号数据为每个编码块产生HARQ组合信号数据;对针对每个编码块的所述HARQ组合信号数据解码;以及对于每个编码块,基于选择标准保存所述HARQ组合信号数据或所述解码数据。
本公开的某些实施例提供了一种用于具有HARQ机制的无线通信的计算机程序产品。计算机程序产品大致包括:用于存储针对先前接收的HARQ传输的数据的指令,所述HARQ传输被分成多个编码块并具有不正确的解码消息,针对所述多个编码块的每一个的数据为HARQ组合信号数据或解码数据;用于针对沿接收处理路径的第一位置的每个编码块产生所述HARQ组合信号数据的第一指令,所述HARQ组合信号数据基于针对当前HARQ传输的信号数据和针对先前接收的HARQ传输的信号数据;用于基于所述HARQ组合信号数据为每个编码块生成解码数据的指令;以及用于基于选择标准在将用于每个编码块的所述HARQ组合信号数据或所述解码数据保存到所述用于存储数据的指令之间进行选择的指令。
本公开的某些实施例提供了一种移动装置。移动装置大致包括:用于接收当前的HARQ传输的接收机前端;至少一个缓冲器,用于存储针对先前接收的HARQ传输的数据,所述HARQ传输被分成多个编码块并具有不正确的解码消息,针对所述多个编码块的每一个的数据为HARQ组合信号数据或解码比特;至少一个组合器,用于基于针对当前和先前接收的HARQ传输的信号数据为每个编码块产生HARQ组合信号数据;用于基于所述HARQ组合信号数据为每个编码块生成解码比特的解码器;以及用于基于选择标准在将用于每个编码块的所述HARQ组合信号数据或所述解码比特保存到所述至少一个缓冲器之间进行选择的控制逻辑。
本公开的某些实施例提供了一种用于解译无线通信系统中的HARQ传输的方法。该方法大致包括:接收具有多个编码块的当前HARQ传输;基于针对当前HARQ传输的信号数据和用于先前接收的具有不正确的解码消息的HARQ传输的信号数据为每个编码块产生HARQ组合信号数据;对针对每个编码块的所述HARQ组合信号数据解码;以及对于每个编码块,基于选择标准保存所述HARQ组合信号数据或所述解码数据。
附图说明
因此通过参考实施例,能够获得能够详细理解本公开上述特征的方式,在前面简要概述的更具体的描述,在附图中示出了一些实施例。不过要指出的是,附图仅例示了本公开的一些典型实施例,因此不应认为限制其范围,因为描述可以许可其它等效实施例。
图1示出了根据本公开某些实施例的实例无线通信系统。
图2示出了根据本公开某些实施例的无线装置中可以使用的各种部件。
图3示出了根据本公开某些实施例可用于利用正交频分复用和正交频分多址(OFDM/OFDMA)技术的无线通信系统之内的实例发射机和实例接收机。
图3A示出了根据本公开某些实施例的混合自动重复请求(HARQ)传输。
图4A示出了根据本公开某些实施例的用于HARQ传输的实例发射机。
图4B示出了根据本公开某些实施例的用于HARQ传输的实例接收机。
图5示出了根据本公开某些实施例图4B的接收机的一个实例。
图6A~6C示出了根据本公开某些实施例选择了不同组合方案的图5的接收机。
图7是根据本公开某些实施例用于选择性HARQ(S-HARQ)组合的实例操作流程图。
图8示出了根据本公开某些实施例在接收机中信号解映射之前的HARQ组合。
图9示出了根据本公开某些实施例在接收机中信号解映射之后的HARQ组合。
图10示出了根据本公开某些实施例在接收机中信道解码之前的HARQ组合。
图11示出了根据本公开某些实施例将HARQ消息分解成编码块。
图12是根据本公开某些实施例用于基于编码块的S-HARQ组合的接收机的方框图。
图13示出了根据本公开某些实施例用于基于编码块的HARQ组合的解码质量检查。
图14示出了根据本公开某些实施例在基于编码块的HARQ组合的实例迭代期间HARQ缓冲器内容。
图15是根据本公开某些实施例用于基于编码块的HARQ组合的实例操作流程图。
图16示出了根据本公开某些实施例图10中用于在基于编码块的信道解码之前进行HARQ组合的接收机的一个实例。
图17是根据本公开某些实施例用于基于编码块的HARQ组合的实例操作流程图。
图17A是根据本公开某些实施例,与用于图17的基于编码块的HARQ组合的实例操作对应的模块方框图。
具体实施方式
本公开的实施例提供用于在接收机之内不同类型的组合器之间进行选择的技术和系统,以便将所发射的/重发的混合自动重复请求(HARQ)消息组合起来。对于某些实施例而言,可以将不同类型的HARQ组合器的组合设计到接收机中(不同的处理级上)并针对每个信道进行选择。
在任何给定时间选择用于特定信道的组合器的类型可能取决于若干选择标准,例如所发射的信号的调制阶数、组合信号所需的比特数量以及HARQ缓冲器中剩余的空间量(净空)。与使用单个组合器的常规HARQ组合技术相比,适当地选择HARQ组合方案能够减少需要的HARQ缓冲器大小,并能够提高组合增益。
以下描述提供了选择性HARQ(S-HARQ)组合的某些实施例,这些实施例利用Chase组合作为特定而非限制性方案。在Chase组合中,重发是原始发射的副本。不过,本领域的技术人员会会认识到,可以将这里描述的选择性组合概念用于其它组合方案来获得类似的优点,这里的其它组合方案有例如递增的冗余度(IR),其中的重发包括来自信道编码器的新奇偶校验位。
示例性无线通信系统
可以在宽带无线通信系统中使用本公开的方法和设备。术语“宽带无线”是指在给定区域提供无线、语音、因特网和/或数据网络接入的技术。
WiMAX表示微波接入的全球互操作(Worldwide Interoperability forMicrowave Access),是一种在长距离上提供高吞吐量宽带连接的基于标准的宽带无线技术。当前WiMAX主要有两种应用:固定WiMAX和移动WiMAX。固定WiMAX应用是点到多点的,例如实现对家庭和单位的宽带接入。移动WiMAX在宽带速度上提供蜂窝网络的完全移动性。
移动WiMAX基于OFDM(正交频分复用)和OFDMA(正交频分多址)技术。OFDM是一种数字多载波调制技术,近来在各种高数据速率通信系统中被广泛采用。利用OFDM,将发射比特流分成多个较低速率的子流。每个子流都利用多个正交子载波之一进行调制并在多个平行子信道之一上发送。OFDMA是一种多址技术,其中,在不同时隙中为用户分配子载波。OFDMA是一种灵活的多址技术,能够适应应用、数据率和服务质量要求变化范围很宽的很多用户。
无线互联网和通信的快速发展导致对无线通信服务领域中的高数据率的需求越来越大。当前OFDM/OFDMA系统被认为是最有前途的研究领域之一并且是下一代无线通信的关键技术。这是因为相对于常规单载波调制方案,OFDM/OFDMA调制方案能够提供很多优点,例如调制效率、谱效率、灵活性和很强的对抗多径的能力。
IEEE 802.16x是为固定和移动宽带无线接入(BWA)系统定义空中接口的一个新兴标准组织。IEEE 802.16x在2004年5月为固定BWA系统通过了“IEEE P802.16-REVd/D5-2004”,并在2005年10月为移动BWA系统发布了“IEEE P802.16e/D12 Oct.2005”。这两个标准定义了四个不同的物理层(PHY)和一个媒体接入控制(MAC)层。四个物理层中的OFDM和OFDMA物理层分别是固定和移动BWA领域中最常用的。
图1示出了无线通信系统100的实例。无线通信系统100可以是宽带无线通信网络。无线通信系统100可以为若干小区102提供通信,每个小区由基站104服务。基站104可以是与用户终端106通信的固定站。也可以将基站104称为接入点、节点B或某个其它术语。
图1示出了散布于整个系统100中的多个用户终端106。用户终端106可以是固定的(即静止的)或移动的。也可以将用户终端106称为远程站、接入终端、终端、用户单元、移动站、站、用户设备等。用户终端106可以是无线装置,例如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、手持装置、无线调制调解器、膝上型计算机、个人计算机等。
可以使用多种算法和方法在无线通信系统100中基站104和用户终端106之间进行传输。例如,可以依照OFDM/OFDMA技术在基站104和用户终端106之间发送和接收信号。如果是这种情况,就可以将无线通信系统100称为OFDM/OFDMA系统。
可以将辅助从基站104向用户终端106传输的通信链路称为下行链路108,可以将辅助从用户终端106向基站104传输的通信链路称为上行链路110。或者,可以将下行链路108称为正向链路或正向信道,可以将上行链路110称为反向链路或反向信道。
可以将小区102分成多个扇区112。扇区112是小区102之内的物理覆盖区。无线通信系统100之内的基站104可以使用天线在小区102的特定扇区112之内集中功率流。可以将这种天线称为定向天线。
图2示出了无线装置202中可以使用的各种部件。无线装置202是可以用于实施这里所述的各种方法的装置实例。无线装置202可以是基站104或用户终端106。
无线装置202可以包括控制无线装置202的运行的处理器204。也可以将处理器204称为中央处理单元(CPU)。存储器206可以包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM),向处理器204提供指令和数据。存储器206的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。处理器204通常基于存储器206之内存储的程序指令执行逻辑和算术运算。可以执行存储器206中的指令以实施这里所述的方法。
无线装置202还可以包括外壳208,外壳208可以包括发射机210和接收机212,以允许在无线装置202和远程位置之间发射和接收数据。可以将发射机210和接收机212组合成收发信机214。可以将天线216附着到外壳208并电耦合至收发信机214。无线装置202也可以包括(未示出)多个发射机、多个接收机、多个收发信机和/或多个天线。
无线装置202还可以包括信号检测器218,可以将其用于检测和量化收发信机214接收的信号电平。信号检测器218可以将这种信号作为总能量、每伪噪声(PN)码片的导频能量、功率谱密度和其它信号来加以检测。无线装置202还可以包括用于处理信号的数字信号处理器(DSP)220。
可以通过总线系统222将无线装置202的各部件耦合在一起,总线系统222除包括数据总线之外,可以包括电源总线、控制信号总线和状态信号总线。
图3示出了可以用于利用OFDM/OFDMA的无线通信系统100中的发射机302的实例。可以在无线装置202的发射机210中实施发射机302的部分。可以在基站104中实施发射机302,以在下行链路108上向用户终端106发射数据306。也可以在用户终端106中实施发射机302,以在上行链路110上向基站104发射数据306。
图中示出提供要发射的数据306作为对串行到并行(S/P)转换器308的输入。S/P转换器308可以将传输数据分成N个并行数据流310。
然后可以将N个并行数据流310作为输入提供给映射器312。映射器312可以将N个并行数据流310映射到N个星座点。可以利用一些调制星座,例如二相移键控(BPSK)、四相移键控(QPSK)、8相移键控(8PSK)、正交调幅(QAM)等来实现映射。于是,映射器312可以输出N个并行符号流316,每个符号流316与快速傅里叶逆变换(IFFT)320的N个正交子载波之一对应。在频域中表示这N个并行符号流316并可以通过IFFT部件320将它们转换成N个并行时域样本流318。
现在将提供关于术语的简要说明。频域中的N个并行调制等于频域中的N个调制符号,等于频域中的N个映射加N点IFFT,等于时域中的一个(有用)OFDM符号,等于时域中的N个样本。时域中的一个OFDM符号,Ns,等于Ncp(每OFDM符号的保护样本数量)+N(每OFDM符号的有用样本数量)。
可以通过并行到串行(P/S)转换器324将N个并行时域样本流318转换成OFDM/OFDMA符号流322。保护插入部件326可以在OFDM/OFDMA符号流322中的相继OFDM/OFDMA符号之间插入保护时段。然后可以由射频(RF)前端328将保护插入部件326的输出上变频到期望的发射频带。然后天线330可以发射所得信号332。
图3还示出了可以用于利用OFDM/OFDMA的无线通信系统100中的接收机304的实例。可以在无线装置202的接收机212中实施接收机304的一些部分。可以在用户终端106中实施接收机304,以在下行链路108上从基站104接收数据306。也可以在基站104中实施接收机304,以在上行链路110上从用户终端106接收数据306。
发射的信号332被图示为通过无线信道334行进。在天线330′接收到信号332′时,可以由RF前端328′将接收的信号332′下变频到基带信号。保护去除部件326′可以去除保护插入部件326在OFDM/OFDMA符号之间插入的保护时段。
可以将保护去除部件326′的输出提供给S/P转换器324′。S/P转换器324′可以将OFDM/OFDMA符号流322′分成N个并行时域符号流318′,每个符号流与N个正交子载波之一对应。快速傅里叶变换(FFT)部件320′可以将N个并行时域符号流318′转换到频域中并输出N个并行频域符号流316′。
解映射器312′可以执行映射器312执行的符号映射操作的逆操作,由此输出N个并行数据流310′。P/S转换器308′可以将N个并行数据流310′组合成单个数据流306′。理想情况下,这个数据流306′与作为发射机302的输入而提供的数据306对应。
示例性HARQ传输
为了提高基站104和用户终端106之间通信的可靠性,系统100的一个或多个小区102可以利用HARQ差错控制方法。图3A示出了HARQ传输的基本序列。诸如基站104的发射机(TX)302通过天线330广播包含HARQ消息的第一信号s(1,t)。诸如用户终端106的无线装置202之内包含的接收机(RX)304的天线330′接收广播的第一信号,作为具有特定功率的接收信号r(1,t)。
可以由接收机304对第一接收信号r(1,t)进行处理和解码。在对消息解码期间,可以将为数据净荷产生的纠错比特(例如校验和)与消息中发送的纠错比特进行比较。产生的和发射的纠错比特之间匹配表明解码的消息正确,而失配表明解码消息中一个或多个比特是不正确的。
如果解码消息不正确,接收机304向发射机302发回否定确认(NAK)信号。假设采用Chase组合,发射机302在接收到NAK信号时,为第q次迭代(在图示例例中q=2)再次重新发射包含HARQ消息的同一信号s(q,t)。重复这个过程直到(在q=Nq处)解码消息正确,接收机304向发射机302发射ACK信号,表示成功接收并解码得到正确的HARQ消息。
图4A示出了用于采用HARQ传输的一些实施例的发射机302的实例方框图。假设利用OFDM或OFDMA,可以由编码器402对HARQ消息编码,可以利用例如星座图根据期望的数字调制方案在信号映射块404中映射编码比特。
在子载波分配块406中,可以根据被映射信号在星座图中的位置将它们分配到分配的子载波中。通常,分配的子载波包括可以沿时间轴跨越几个符号分布的多个子载波以及跨越频率轴的几个子载波。可以利用IFFT块408中的快速傅里叶逆变换(IFFT)将子载波信号变换到时域中,可以利用发射电路410和天线330将变换的信号发射到无线信道334中。
图4B示出了在某些实施例中能够接收被发射信号的接收机304的方框图。天线330′可以从发射机302接收被发射信号并将它们发送到RF前端412。RF前端412可以包括用于接收被发射信号并为数字信号处理准备它们的任何适当电路,例如自动增益控制(AGC)、快速傅里叶变换(FFT)块、信道估计器以及载波与干扰和噪声之比(CINR)估计器。
然后可以将来自RF前端412的信号发送到信号处理块414以对信号进行解调并执行可能需要为重发的消息进行的任何HARQ组合。于是,信号处理块414可以包含用于子载波解分配、信号解映射、HARQ组合和信号加权的任何适当电路。可以将处理的信号从信号处理块414发送到信道解码器416,信道解码器416可以对解映射的经HARQ组合的编码比特进行解码,输出解码的HARQ消息并检查差错比特以查看是否正确对消息解码。
对于一些实施例而言,可以在数字信号处理器(DSP)中实施RF前端412、信号处理块414和/或信道解码器416的部分。DSP可以包括用于执行上述任何适当功能的逻辑,例如信号解映射、HARQ组合和信道解码。
示例性选择性HARQ组合方案
如前所述,本公开的某些实施例可以在例如在不同HARQ组合器之间做出选择,这些不同HARQ组合器由接收机的信号处理块414的不同处理级实现。例如,一种组合器可以位于信号解映射器之前,并可以将其指定为A型组合器。另一种组合器可以位于信号解映射器之后并可以被视为B型组合器。第三种组合器可以刚好位于信道解码器416之前,并可以被称为C型组合器。根据具体实施例,用于HARQ传输的OFDM/OFDMA接收机可以包括A型、B型和/或C型组合器的组合,下面更详细地描述每种组合器。
接收机304将包括逻辑用来选择在一些情况下为给定无线信道将使用哪种组合器。在这种选择性HARQ(S-HARQ)组合方案中,HARQ组合器中的一个或多个可以共享HARQ缓冲器,或者每个HARQ组合器可以具有其自己的缓冲器。例如,可以通过用备选信号通路绕过未被选择的组合器来有效地禁用该组合器。
为特定HARQ信道选择组合器可以取决于各种标准,例如被发射信号的调制阶数和HARQ缓冲器中的净空。例如,如果HARQ传输采用高调制阶数(例如256点正交调幅(256-QAM)、64-QAM或16-QAM),可以选择A型组合器。如果HARQ传输使用中等调制阶数(例如16-QAM或四相移键控(QPSK)),可以选择B型组合器。如果HARQ信道与低调制阶数传输(例如QPSK或二相移键控(BPSK))相关联,可以选择B型或C型组合器。
如所提供的实例所示,对于特定调制阶数而言,不同类型的HARQ组合器之间可能有一些交迭。用于组合器选择的另一个标准可以是针对每种组合器的组合信号需要的比特数目,这影响到缓冲器空间的消耗。在与常规组合方案相比时,S-HARQ组合方案可以显著减小所需的HARQ缓冲器大小,同时仍然提供改善的组合增益。
图5是根据本公开某些实施例的接收机的方框图500,该接收机具有位于不同处理级,能够执行S-HARQ组合的多个组合器。不同实施例可以具有不同处理级的不同类型组合器的不同组合,它们可以共享单个HARQ缓冲器或具有多个HARQ缓冲器。
在图示的实施例中,接收机包括A型组合器502、B型组合器504、C型组合器506和所有三个组合器共用的单一HARQ缓冲器508。在图示的实例中,A型组合器502位于信号解映射器510之前,而B型组合器504位于信号解映射器510之后。C型组合器506可以恰好位于信道解码器416之前。
下面针对S-HARQ组合方案的描述假设接收机304正在接收第q个HARQ消息,并在接收第q个HARQ消息之前已经接收到q-1个HARQ消息。对于第q个HARQ消息,发射机302广播信号s(q,t),用于通过在时域中具有性质h(q,t)的无线信道h进行传输。接收机304接收被发射信号,它可以具有信号幅度其中p(q)是第q次接收的实测功率,是加性噪声项。
接收机304的RF前端412可以包括用于接收信号增益的AGC 512,使得AGC 512输出处的所有信号具有相同幅度。作为对AGC 512的反馈和控制,RF前端412可以包含功率测量电路514以测量来自AGC 512输出的p(q)。可以将AGC 512的调节后输出视为归一化信号r(q,t)。
RF前端412还可以包括FFT块516,用于将归一化的接收信号r(q,t)从时域变换到频域中。FFT块516的输出是Rfft(q,i,n)=fft(r(q,i,t)),其中Nfft是FFT点的数量,i=...,sym(i-1),sym(i),sym(i+1),...;ith OFDM symbol,n=1,2,...,Nfft,且t=1,2,...,Nfft。如图5所示,FFT块516可以包括子载波解分配块,以从变换的信号解除子载波的分配,形成信号Rsc(q,u),其中u=1,2,...Nu且Nu是所有被分配子载波的数量。
此外,可以将Rfft(q,i,n)信号或Rsc(q,u)信号发送到信道估计器(CE)518,信道估计器可以为对应的子载波和符号估计信道。CE 518的输出可以是Hp(q,i,n),或者,如果CE 518包括子载波解分配块,可以是如图所示的Hsc(q,u)。可以将Rfft(q,i,n)信号或Rsc(q,u)信号发送到载波与干扰加噪声比(CINR)估计器520。CINR估计器520可以估计第q个接收信号的信号功率(Psignal(q))、噪声功率(Pinterference(q))、噪声功率(Pnoise(q))以及CINR(q)。CINR估计器520还可以如图所示计算组合的CINRc(q)。
加权计算器522可以基于例如功率测量电路514测量的功率p(q)或CINR估计器520测量的CINR(q)计算第q个HARQ信号的加权因子F(q)。如果要计算功率加权因子,F(q)可以是第q个HARQ信号与第一个HARQ信号的功率p(1)或预定功率ppd之比。作为数学等式,可以将加权因子表示为:
如果要计算CINR加权因子,F(q)可以是第q个HARQ信号的CINR与第一个HARQ信号的CINR CINR(1)或预定载波与干扰和噪声比CINRpd的比值。作为数学等式,可以将加权因子表示为:
加权计算器522计算的加权因子的目的可以是在组合之前使第q个接收到的HARQ信号的功率或CINR与另一先前接收的HARQ信号相等。利用加权因子,可能会影响接收信号的功率的重发之间无线信道中的噪声或变化将不会影响到HARQ组合。下面更详细地描述加权因子的使用。
对于给定的接收机304而言,可能有多达Nharqch个HARQ信道,每个HARQ信道可以被重发多达Nharqrt次。如果Nharqrt大且选择了不适当类型的组合器,HARQ缓冲器508可能迅速耗尽空间。用于选择组合器方案的算法可以被设计成在试图节省缓冲器空间时考虑这种状况。
例如,HARQ消息/信道管理器524可以确定正被解码的HARQ信道(例如通过信道编号)和与信道相关联的调制阶数Nmod,并可以将这些输出到与HARQ缓冲器508耦合的S-HARQ缓冲器控制器526。调制阶数Nmod对于BPSK而言可以等于1,对于QPSK可以等于2,对于16-QAM可以等于4,对于64-QAM可以等于6,对于256-QAM可以等于8。S-HARQ缓冲器控制器526可以使用信道编号和调制阶数来确定HARQ缓冲器508中的净空,并基于这些,根据下文所述选择适当类型的HARQ组合器。
在S-HARQ组合方案中所选的组合器类型可以依据信道。于是,对于任何给定信道,一旦已经选择了一种组合器,任何后续的重发消息都可以使用相同组合器类型。
在不同类型的HARQ组合器之间做出选择可以取决于若干选择标准,并可能涉及所需缓冲器大小和性能之间的折衷。通过考虑与每个HARQ信道对应的调制阶数和每个HARQ组合器类型的位宽度,可以减小所需的缓冲器大小。
通常,对于较低的调制阶数,例如BPSK,所需缓冲器大小往往是从C型到B型到A型依次增大,A型需要的缓冲器比B型显著大(即ReqBufSizeType-C<ReqBufSizeType-B<<ReqBufSizeType-A)。对于更高的调制阶数,例如256-QAM,所需的缓冲器大小一般会从A型到B型到C型依次增大(即,ReqBufSizeType-A<ReqBufSizeType-B<ReqBufSizeType-C)。
不过,对于较低和较高的调制阶数而言,误码率(BER)性能通常都是A型最好,接着是B型,最后是C型HARQ组合器。换言之,对于A型HARQ组合器,BER,或由于电噪声导致的比特错误解译似然最低(即BERType-A<BERType-B<BERType-C)。考虑所有这些趋势,HARQ缓冲器控制器526一般可以为高调制阶数传输选择A型组合器502,为中等调制阶数传输选择B型组合器504,为低调制阶数传输选择C型组合器506。
可用的缓冲器净空也可以是根据S-HARQ组合方案用于确定使用哪种HARQ组合器的选择标准中的因素。例如,HARQ缓冲器控制器526可以考虑被支持HARQ信道的总数和缓冲器508中剩余净空量来为给定信道选择适当的HARQ组合器。
图6A~6C示出了选择不同类型组合器时通过接收机304的信号处理流。在图6A中选择A型组合器502,在图6B中选择B型组合器504,在图6C中选择C型组合器506。图6A~6C还示出了在用于存储组合的HARQ信号所需的缓冲器大小方面不同类型组合器之间的相对差异。
如图6A所示,如果为特定信道选择了A型组合器502,可以在解映射之前在符号水平上发生HARQ组合。对于第q个接收信号,可以将Rsc(q,u)与来自先前HARQ接收的解分配的子载波信号RA(q-1,u)组合,其中解码的消息不正确,以图生成HARQ组合信号RA(q,u)。还可以将CE 518的输出Hsc(q,u)与来自先前HARQ接收的信道估计信号CA(q-1,u)组合,以图生成HARQ组合信道估计信号CA(q,u)。下面将更详细地描述A型组合器502。
如果未给这一特定信道选择A型组合器502,那么FFT块516和CE 518的输出很有可能未与缓冲器中存储的来自A型HARQ组合的先前HARQ接收的信号RA(q-1,u)和CA(q-1,u)组合。相反,如图6B和6C所示,FFT块516和CE 518的输出可以绕过A型组合器502或被其无变化地传递,使得RA(q,u)=Rsc(q,u)且CA(q,u)=Hsc(q,u)。
在第q次迭代的解码HARQ消息不正确的情况下,可以将组合的信号RA(q,u)和CA(q,u)保存到HARQ缓冲器508,由此意味着另一次重发。对于一些实施例而言,组合的信号RA(q,u)和CA(q,u)可以替换先前存储的信号,以便节省HARQ缓冲器508中的存储空间。如果未给这一特定信道选择A型组合器502,就不需要将组合的信号RA(q,u)和CA(q,u)保存在HARQ缓冲器508中。
RA(q,u)和CA(q,u)信号可以进入解调/LLR(对数似然比)块528。在信号解映射器510中,可以根据星座图,例如用于与特定信道相关联的调制类型,对RA(q,u)信号解映射。信号解映射器510的输出可以是解映射的信号Rm(q,b),其中b=1,2,…Nb,Nb是HARQ消息的编码的比特数,且Nb=NuNmod。可以根据发生在用于特定信道的信号解映射器510中的对应信号解映射,在CSI布置器530中布置信道状态信息(CSI)。CSI布置器530可以接受CA(q,u)作为输入,并输出被布置的CSI信号Cm(q,b)。
如图6B所示,如果为特定信道选择了B型组合器504,可以在解映射之后在已解调信号水平上发生HARQ组合。对于第q个接收信号,可以将Rm(q,b)与来自先前HARQ接收的解映射的信号RB(q-1,b)组合,其中解码的消息不正确,以图生成HARQ组合信号RB(q,b)。CSI布置器530的输出Cm(q,b)也可以与来自先前HARQ接收的CSI信号CB(q-1,b)组合,以图生成HARQ组合CSI信号CB(q,b)。下面将更详细地描述B型组合器504。
如果未给这一特定信道选择B型组合器504,那么信号解映射器510和CSI布置器530的输出很有可能未与缓冲器中存储的来自B型HARQ组合的先前HARQ接收的信号RB(q-1,b)和CB(q-1,b)组合。相反,如图6A和6C所示,信号解映射器510和CSI布置器530的输出可以绕过B型组合器504或被其无变化地传递,使得RB(q,b)=Rm(q,b)且CB(q,b)=Cm(q,b)。
在第q次迭代的解码HARQ消息不正确的情况下,可以将组合的信号RB(q,b)和CB(q,b)保存到HARQ缓冲器508,由此意味着另一次重发。对于一些实施例而言,组合的信号RB(q,b)和CB(q,b)可以替换先前存储的信号,以便节省HARQ缓冲器508中的存储空间。如果未给这一特定信道选择B型组合器504,则不需要将组合的信号RB(q,b)和CB(q,b)保存在HARQ缓冲器508中。
如图所示,可以将组合的信号RB(q,b)和CB(q,b)信号输入到信号加权块532中。在信号加权块532中,可以至少由对应的CSI信号CB(q,b)对解调的接收信号RB(q,b)进行调节或加权,以形成输出的加权信号Rw(q,b)。对于一些实施例而言,调节可以包括将解调的接收信号RB(q,b)与对应的CSI信号CB(q,b)相乘。同样,对于一些实施例而言,在对已解调信号RB(q,b)加权时可以采用CINRc(q)和/或调谐因子Ftune。调谐因子可以是调制类型、调制对称性的比特位置和CINRc的函数,并可以具有默认值1。于是,加权的信号Rw(q,b)可以表示为Rw(q,b)=RB(q,b)×CB(q,b)×2×CINRc(q)×Ftune。
如图6C所示,如果为特定信道选择了C型组合器506,可以恰在信道解码之前在LLR或软比特水平上发生HARQ组合。对于第q个接收信号,可以将Rw(q,b)与来自先前HARQ接收的加权信号Rw(q-1,b)组合,其中解码的消息不正确,以图生成HARQ组合信号RC(q,b)。
通过在信号处理块414中信号加权之后组合,可以将加权的信号Rw(q,b)与先前信号组合,不必处理CSI信号。通过这种方式,HARQ缓冲器508无需存储CSI信息,在利用C型HARQ组合时,尤其是为具有低调制阶数的调制方案(例如BPSK)的HARQ信道使用时,可以减小所需的缓冲器大小。在选择C型HARQ组合器506时,HARQ缓冲器508还可以存储用于第q个HARQ信号的加权因子F(q),以达到归一化的目的。下面将更详细地描述C型组合器506。
如果未给这一特定信道选择C型组合器506,那么信号加权块532的输出很可能未与缓冲器508中存储的来自针对C型HARQ组合的先前HARQ接收的加权信号RC(q-1,b)组合。相反,如图6A和6B所示,信号加权块532的输出可以绕过C型组合器506或被其无变化地传递,使得RC(q,b)=Rw(q,b)。
可以将组合的信号RC(q,b)保存到HARQ缓冲器508,其中针对第q次迭代的解码HARQ消息不正确,由此意味着另一次重发。对于一些实施例而言,组合的信号RC(q,b)可以替换先前存储的信号,以便节省HARQ缓冲器508中的存储空间。如果未给这一特定信道选择C型组合器506,就不需要将组合的信号RC(q,b)保存在HARQ缓冲器508中。
可以将组合的信号RC(q,b)从信号处理块414发送到信道解码器416,信道解码器可以对解映射的、HARQ组合的解码比特解码并输出针对第q次迭代的解译HARQ消息。基于第q个HARQ消息的正确性,接收机304可以如上所述向发射机302发射ACK或NAK信号。
图7示出了用于选择性混合自动重复请求(S-HARQ)的实例操作600的流程图。操作开始于602,通过某无线信道接收HARQ消息。在604,可以检查HARQ缓冲器508的状态以确定净空。如果在606有足够的净空,可以在608为无线信道选择HARQ组合器的类型。HARQ组合类型可以取决于上述一个或多个选择标准。然而,如果没有足够的空间,可以如图所示自动选择C型组合器506。
当然,如果这是HARQ信号的第一次发射(q=1),则不必执行HARQ组合,因此在这种情况下HARQ组合类型的选择不重要。然而,如果因为解码的消息不正确而需要重发时,HARQ信号的第一次发射很有可能遵循用于特定信道的期望类型的HARQ组合器,以便将适当接收级的信号保存到HARQ缓冲器508,以在后续迭代中进行HARQ组合。
如果在608选择了A型组合器502,那么可以在610访问上次保存到HARQ缓冲器508的先前组合信号。在612,可以将访问的信号与接收的HARQ信号组合。可以在614将新组合的信号保存到HARQ缓冲器508,并在616对其进行归一化。可以在618根据用于特定信道的星座图对归一化信号进行解映射。在620,可以利用CSI对解映射的信号加权并发送到信道解码器416。
如果在608选择了B型组合器504,那么可以在622对HARQ消息进行均衡。在624,可以根据用于特定信道的星座图对均衡信号进行解映射。在626可以访问上次保存到HARQ缓冲器508的前一组合信号。在628,可以将访问的信号与解映射的HARQ信号组合。可以在630将新组合的信号保存到HARQ缓冲器508,并在632对其进行归一化。在634,可以利用CSI对归一化信号加权并可以发送到信道解码器416。
如果在608选择了C型组合器506,那么可以在636对HARQ信号进行均衡。在638,可以根据用于特定信道的星座图对均衡信号进行解映射,并可以在640利用CSI对解映射信号加权。在642可以访问上次保存到HARQ缓冲器508的前一组合信号。在644,可以将访问的信号与加权的HARQ信号组合。可以在646将新组合的信号保存到HARQ缓冲器508,并在648对其进行归一化。可以将归一化信号发送到信道解码器416。
在650,可以在信道解码器416中对来自所选类型的HARQ组合器的HARQ组合信号解码。如果HARQ消息的指定比特——例如差错检测(ED)比特,可以包括循环冗余校验(CRC)比特和前向纠错(FEC)比特——是正确的,那么可以将消息解译为发射和接收成功。在654可以从HARQ缓冲器508去除特定的HARQ信道,对于在602从不同无线信道接收新的HARQ消息可以重复这些操作。不过,如果HARQ消息的任何指定比特不正确,接收机304可以向发射机302发送请求,请求重发上述HARQ消息,可以针对同一信道从602开始重复操作。
示例性A型组合器
现在参考图8,示出了用于在信号解映射之前组合多个HARQ信号的实例A型组合器。图8的方框图700可以被视为固定的A型HARQ组合方案。然而,图8的虚线之内的A型HARQ组合器702的细节可以包括在针对一些实施例在图5所示的S-HARQ组合方案的A型组合器502中。
在星座解映射之前执行组合的这种方案可以使用最大比值组合(MRC)方案,以便提供更大的分集组合增益。可以通过将进入的HARQ信号与加权因子相加来递归地执行这种操作。对于每次HARQ接收,加权因子可以不同,并可以从每次接收的输入HARQ信号的CINR(或功率)来提取加权因子。对于加权因子而言,可以将第一次接收的CINR(或功率)或预定CINR(或功率)视为参考,可以由参考对每次接收的CINR(或功率)进行归一化。为了避免噪声增加,可以在接近每次接收的最后组合级时对所有组合的HARQ信号进行幅度均衡。可以在信道解码之前利用组合的CSI和CINR对所得信号加权。
图8的方框图700中的很多块类似于图5的方框图500,将不再赘述。类似于图5,下面针对A型HARQ组合方案的描述假设接收机304正在接收第q个HARQ消息,并在接收第q个HARQ消息之前已经接收到q-1个HARQ消息。
可以将FFT块516的输出Rfft(q,i,n)发送到第一子载波解分配块704,以图从变换的信号对子载波进行解分配,以形成信号Rsc(q,u),其中u=1,2,…Nu,Nu为分配的所有子载波数量。可以基于与发射HARQ消息时使用的相同置换来执行子载波解分配。此外,可以将信号Rfft(q,i,n)发送到信道估计器(CE)518,信道估计器可以针对对应的子载波和符号估计信道。可以将CE 518的输出Hp(q,i,n)发送到第二子载波解分配块706,以图从信道估计解分配子载波,以形成如图所示的信号Hsc(q,u)。
可以将解分配的Rsc(q,u)和Hsc(q,u)信号发送到A型HARQ组合器702。在信号均衡器/组合器708中,可以基于由加权计算器522计算的加权因子,在组合之前使Rsc(q,u)的功率或CINR与另一先前接收的HARQ信号相等。利用加权因子,可能会影响接收信号的功率的重发之间无线信道中的噪声或变化将不会影响到HARQ组合。可以将信号均衡器/组合器708的输出Rae(q,u)计算为Rae(q,u)=F(q)Rsc(q,u)Hsc(q,u)*,其中Hsc(q,u)*是Hsc(q,u)的复共轭,且F(q)是如上所述的加权因子。在CSI估计器/组合器710中,可以基于由加权计算器522计算的加权因子,在组合之前使Hsc(q,u)的功率或CINR与另一先前信道估计的相等。可以将CSI估计器/组合器710的输出Cae(q,u)计算为Cae(q,u)=F(q)|Hsc(q,u)|2。
对于第q个接收信号,可以将均衡的信号Rae(q,u)与来自先前HARQ接收的A型组合信号Rah(q-1,u)组合,其中解码消息不正确,以便在信号HARQ组合器和缓冲块712中根据方程Rah(q,u)=Rae(q,u)+Rah(q-1,u)生成HARQ组合信号Rah(q,u)。在CSI HARQ组合器和缓冲块714中,也可以将CSI估计器/组合器710的输出Cae(q,u)与来自先前HARQ接收的组合CSI信号Cah(q-1,u)组合,以图根据方程Cah(q,u)=Cae(q,u)+Cah(q-1,u)生成HARQ组合的CSI信号Cah(q,u)。
可以在信号HARQ归一化器716中通过适当的归一化因子将信号HARQ组合器和缓冲器712的输出Rah(q,u)进行归一化,以形成归一化信号Ran(q,u)。对于一些实施例而言,归一化因子可以是针对第q次迭代的组合CSI信号Cah(q,u),从而可以根据方程Ran(q,u)=Rah(q,u)/Cah(q,u)计算归一化信号。可以在CSI HARQ归一化器718中通过适当的归一化因子将CSIHARQ组合器和缓冲器714的输出Cah(q,u)进行归一化,以形成归一化信号Can(q,u)。对于一些实施例而言,归一化因子可以是HARQ序号q,从而可以根据方程计算归一化信号Can(q,u)=Cah(q,u)/q。对于其它实施例,用于组合的CSI归一化的归一化因子可以是第q次迭代的功率p(q)。
因此,为了概括A型HARQ组合器702的信号输出,可以根据以下方程从针对任何第q次迭代的信号输入Rsc(q,u)、信道估计输入Hsc(q,u)和加权因子F(q)计算归一化的输出信号Ran(q,u):
或
A型HARQ组合器702的其余块可以类似于图5的方框图中的对应块工作,其中RA(q,u)=Ran(q,u),CA(q,u)=Can(q,u),绕过其它类型的HARQ组合器。
示例性B型组合器
现在参考图9,示出了用于OFDM/OFDMA系统的B型HARQ分集组合方案,其中在信号解映射之后进行多个HARQ信号的组合。图9的方框图800可以被视为固定的B型HARQ组合方案。然而,图9的虚线之内的B型HARQ组合器802的细节可以包括在针对一些实施例的图5所示的S-HARQ组合方案的B型组合器504中。在星座解映射之后执行组合的这种方案可以使用MRC方案,以便提供更大的分集组合增益。可以通过如上所述将输入的HARQ信号与加权因子相加来递归地执行这种操作。对于每次HARQ接收,加权因子可以不同,并可以从每次接收的输入HARQ信号的CINR(或功率)来提取加权因子。可以对输入的HARQ信号进行均衡、解映射、利用加权因子加权以及递归地增加。可以通过每次接收最后级附近的组合CSI对所得信号进行归一化,并在信道解码之前利用组合的CSI和CINR进行加权。
图9的方框图800中的很多块分别类似于图5和图8的方框图500和700,下面将不再赘述。类似于图5,下面针对B型HARQ组合方案的描述假设接收机304正在接收第q个HARQ消息,并在接收第q个HARQ消息之前已经接收到q-1个HARQ消息。
要指出的是,CSI估计器/组合器块710的输出Cbe(q,u)可能不取决于加权因子F(q),并可以被计算为Cbe(q,u)=|Hsc(q,u)|2。可以在均衡第一子载波解分配块704的输出Rsc(q,u)时使用Cbe(q,u)。在信号均衡器/组合器804中,可以在HARQ组合之前通过CSI对Rsc(q,u)进行均衡。可以将信号均衡器/组合器804的输出Rbe(q,u)计算为
其中Hsc(q,u)*是Hsc(q,u)的复共轭。信号均衡器/组合器804的输出可以在信号解映射器510中经历信号解映射,以形成信号Rbm(q,b),可以在CSI布置器530中以类似方式处理估计的CSI Cbe(q,u)以形成信号Cbm(q,b)。
可以将解调输出的Rbm(q,b)和Cbm(q,b)信号发送到B型HARQ组合器802。对于第q个接收信号,可以将解调的CSI信号Cbm(q,b)乘以加权因子F(q)并与来自先前HARQ接收的B型组合信号Cbh(q-1,b)组合,以图在CSIHARQ组合器和缓冲块806中根据方程Cbh(q,b)=F(q)Cbm(q,b)+Cbh(q-1,b)生成HARQ组合CSI信号Cbh(q,b)。
可以将解调输出Rbm(q,b)乘以加权因子F(q)和解调CSI信号Cbm(q,b)并与来自先前HARQ接收的组合B型组合信号Rbh(q-1,b)组合(其中解码消息不正确),以图根据方程Rbh(q,b)=F(q)Cbm(q,b)Rbm(q,b)+Rbh(q-1,b)生成HARQ组合信号Rbh(q,b)。可以在信号HARQ组合器和缓冲块808中执行Rbh(q,b)的计算。
可以在CSI HARQ归一化器810中通过适当的归一化因子将CSIHARQ组合器和缓冲器806的输出Cbh(q,b)进行归一化,以形成归一化信号Cbn(q,b)。对于一些实施例而言,归一化因子可以是HARQ序号q,从而可以根据方程Cbn(q,b)=Cbh(q,b)/q计算归一化信号。对于其它实施例,用于组合的CSI归一化的归一化因子可以是第q次迭代的功率p(q)。也可以在信号HARQ归一化器812中通过适当的归一化因子将信号HARQ组合器和缓冲器808的输出Rbh(q,b)进行归一化,以形成归一化信号Rbn(q,b)。对于一些实施例而言,归一化因子可以是针对第q次迭代的组合的CSI信号Cbh(q,b),从而可以根据方程Rbn(q,b)=Rbh(q,b)/Cbh(q,b)计算归一化信号。
因此,为了概括B型HARQ组合器802对于第q次迭代的递归信号输出,可以根据以下方程从解映射的信号输入Rbm(q,b)、CSI信号输入Cbm(q,b)和加权因子F(q)计算归一化的输出信号Rbn(q,b):
通过类似方式,对于一些实施例而言,可以根据以下方程从针对任何第q次迭代的CSI信号输入Cbm(q,b)和加权因子F(q)计算B型HARQ组合器802的递归CSI输出:
或
B型HARQ组合器802的其余块可以类似于图5的方框图中的对应块工作,其中RB(q,b)=Rbn(q,b),CB(q,b)=Cbn(q,b),绕过其它类型的HARQ组合器。
示例性C型组合器
现在参考图10,示出了用于OFDM/OFDMA系统的C型HARQ分集组合方案,其中在信道解码之前进行多个HARQ信号的组合。图10的方框图900可以被视为固定的C型HARQ组合方案。然而,图10的虚线之内的C型HARQ组合器902的细节可以包括在针对一些实施例的图5所示的S-HARQ组合方案的C型组合器506中。
可以通过如上所述将输入的HARQ信号与加权因子相加来实现C型组合方案。对于每次HARQ接收,加权因子可以不同,并可以从每次接收的输入HARQ信号的CINR(或功率)来提取加权因子。可以对输入的HARQ信号进行均衡、解映射、利用每次接收的CSI和CINR加权。所得信号可以在信道解码之前被加权因子调节,被递归增加并被组合权重因子归一化。
图10的方框图900中的很多块分别类似于图5和图9的方框图500和800,下面将不再赘述。类似于图5,下面针对C型HARQ组合方案的描述假设接收机304正在接收第q个HARQ消息,并在接收第q个HARQ消息之前已经接收到q-1个HARQ消息。
对于图10的C型HARQ组合方案而言,可以将信号均衡器/组合器804的输出Rcm(q,b)=Rbm(q,b)和CSI布置器530的输出Ccm(q,b)=Cbm(q,b)发送到信号加权块532,而不是发送这些信号以进行组合。在信号加权块532中,可以至少由对应的CSI信号Ccm(q,b)对解调的接收信号Rcm(q,b)进行调节,以形成输出的加权信号Rcc(q,b)。对于一些实施例而言,调节可以包括根据表达式Rcc(q,b)=Rcm(q,b)×Ccm(q,b)×2×CINR(q)×Ftune将解调的接收信号Rcm(q,b)与对应的CSI信号Ccm(q,b)、CINR(q)和调谐因子Ftune相乘。
可以将加权的输出信号Rcc(q,b)发送到C型HARQ组合器902。对于第q个接收信号,可以将Rcc(q,b)乘以加权因子F(q)并与来自先前HARQ接收的C型组合信号Rcc(q-1,b)组合,以图在信号HARQ组合器和缓冲块904中根据方程Rch(q,b)=F(q)Rcc(q,b)+Rch(q-1,b)生成HARQ组合信号Rch(q,b)。可以将加权因子F(q)与来自先前HARQ接收的C型组合CSI信号Cch(q-1,b)组合(其中解码消息不正确),以图根据方程Cch(q,b)=F(q)+Cch(q-1,b)生成HARQ组合CSI信号Cch(q,b)。可以在CSI HARQ组合器和缓冲块906中执行Cch(q,b)的计算。
可以在信号HARQ归一化器908中通过适当的归一化因子将信号HARQ组合器和缓冲器904的输出Rch(q,b)进行归一化,以形成归一化信号Rcn(q,b)。对于一些实施例而言,归一化因子可以是针对第q次迭代的组合的CSI信号Cch(q,b),从而可以根据方程Rcn(q,b)=Rch(q,b)/Cch(q,b)计算归一化信号。
因此,为了概括C型HARQ组合器902对于第q次迭代的递归信号输出,可以根据以下方程从加权信号输入Rcc(q,b)和加权因子F(q)计算归一化的输出信号Rcn(q,b):
C型HARQ组合器902的其余块可以类似于图5的方框图中的对应块工作,其中RC(q,b)=Rcn(q,b)。
示例性的基于编码块的HARQ组合方案
如上所述,可以针对每个HARQ信道的每次接收执行HARQ组合和信道解码。通过检查每个HARQ信道的CRC比特,如果解码结果是正确的,接收机304可以向发射机302发射ACK。不过,如果解码结果不正确,接收机304可以向发射机发射NAK,HARQ缓冲器508可以保存HARQ组合的结果,以在将来迭代期间用于后续的HARQ信道组合。
图11是典型HARQ消息1100的实例。HARQ消息可以包括消息主体1102和循环冗余校验(CRC)部分1104。可以将HARQ消息1100划分成若干编码块1106(Ncb),对于每个HARQ信道而言Ncb可以是不同的。每个编码块1106可以由若干比特1108(Ni)构成,对于每个编码块1106,即使是同一HARQ信道中的编码块而言Ni可以是不同的。例如,消息1100中的第一编码块11061可以包括16比特,而第二编码块11062可以包括20比特。这样划分成编码块1106可以允许进一步减小HARQ缓冲器508的存储器大小,而不会牺牲任何HARQ性能或组合增益。
根据这种基于编码块的HARQ组合方案,在解码的HARQ消息1100有差错时,可以检查一些标准,例如每个编码块1106的质量,以决定是否应当保存该特定编码块以供组合。如果在信道解码之后编码块未通过标准,可以保存每个编码块1106的对应HARQ组合信号以在后续迭代中进行组合。不过,如果在信道解码之后有任何编码块1106通过标准,将在HARQ缓冲器508中保存每个通过的编码块的解码比特而不是HARQ组合信号。
可以以编码块为基础检查确定通过还是失败的标准。例如,如果解码的编码块的似然(或距离)大于(或小于)特定阈值,编码块1106可能通过标准,如果似然(或距离)小于(或大于)或等于阈值,编码块1106将不会通过标准。对于一些实施例而言,在判断编码块1106是通过还是未通过标准时也可以考虑其它因素。这些因素可以包括信道调制阶数、编码速率、信道状态信息(CSI)、信道质量、用于信道的HARQ传输次数和每个HARQ信道的解码结果的任意组合。通过除似然(或距离)之外还考虑其它因素,可以提高判断是否应当为了组合来保存特定编码块1106的可靠性。
通常,任何HARQ组合信号的位宽都显著大于对应的解码比特。于是,利用这里公开的基于编码块的HARQ组合可以大大减少对存储器的需求(即,所需的HARQ缓冲器大小)。除了减小所需HARQ缓冲器大小同时保持组合增益之外,基于编码块的HARQ组合还可以提供快速解码和更小的功率消耗,因为在下一次HARQ接收期间不需要对已通过的编码块再次解码。
在编码块基础上进行HARQ组合的某些实施例可以采用单个HARQ组合器或在多个HARQ组合器之间进行选择,如上文针对S-HARQ组合所述那样。可以基于每个HARQ信道的每个编码块1106的状态,将HARQ组合器耦合到一个共用HARQ缓冲器或多个HARQ缓冲器以及控制HARQ组合器的HARQ控制器和缓冲器。可以独立地对每个编码块1106编码,即使是特定HARQ信道的编码块也是如此。
图12是用于基于编码块的HARQ组合的接收机的方框图1200,该接收机具有位于不同处理级,能够执行S-HARQ组合的多个组合器,类似于图5的方框图。不同实施例可以具有不同处理级的不同类型组合器的不同组合。在图示的实施例中,接收机包括A型组合器502、B型组合器504、C型组合器506和所有三个组合器共用的单一HARQ缓冲器508。在图示的实例中,A型组合器502位于信号解映射器510之前,而B型组合器504位于信号解映射器510之后。C型组合器506可以位于信道解码器416之前。
除了上文针对图5的方框图500所述的部件之外,图12的方框图1200增加了基于编码块的质量检查器1202和CRC检查器1204。对于给定HARQ信道而言,可以独立地对每个编码块1106解码。对于每个编码块1106而言,信道解码器416可以向基于编码块的质量检查器1202输出累积的似然(或累积的距离)La(c),其中c是编码块号码。基于编码块的质量检查器1202可以针对每个编码块c判断编码块状态CBstatus(c),并向S-HARQ缓冲器控制器526输出该信息。对于一些实施例而言,在判断是否应该为了组合保存每个编码块1106时,质量检查器1202或缓冲器控制器526可以考虑上述其它因素,例如CSI和/或编码速率,并可以相应地针对每个编码块c更新CBstatus(c)。信道解码器416还可以向CRC检查器1204输出解码的HARQ消息Rdata(q)以进行第q次迭代。CRC检查器1204可以判断解码的HARQ消息是否正确并向S-HARQ缓冲器控制器526输出CRCstatus。
图13示出了解码后用于判断CBstatus(c)的质量检查实例过程1300。对于每个解码的编码块DEC(c)1302,信道解码器416可以如上所述输出累积的似然La(c)。如果HARQ信道的CRC失败(即,CRCstatus=“失败”),那么可以由对应编码块c的长度对每个累积的似然La(c)1304进行归一化,并可以将其与归一化阈值LTHR 1306进行比较。如果La(c)大于阈值LTHR,那么基于编码块的质量检查器1202可以针对编码块c输出CBstatus(c)=“通过”,表示针对该编码块1106的解码消息是正确的。否则,基于编码块的质量检查器1202可以针对编码块c输出CBstatus(c)=“失败”,表示针对该编码块1106的解码消息是不正确的。然后可以在系统设计期间基于系统工作点确定似然阈值LTHR 1306作为先验信息。
返回图12,对于给定的HARQ信道,如果CRCstatus=“通过”,表示解码的消息是正确的,那么可以从HARQ缓冲器508移除HARQ信道。不过,如果CRCstatus=“失败”,S-HARQ缓冲器控制器526可以执行基于编码块的HARQ缓冲控制。缓冲器控制器526可以检查用于每个编码块1106的编码块状态CBstatus(c)。如果对于特定编码块1106而言CBstatus(c)=“失败”,那么可以为该编码块保存来自所选类型的HARQ组合器的HARQ组合信号的软比特。
不过,如果对于特定编码块1106而言CBstatus(c)=“通过”,将该编码块的解码比特保存到HARQ缓冲器508而非保存更多的软比特,并且在后续的HARQ接收中无需对该编码块再次解码。通过这样做,基于编码块的HARQ组合方案可以减小存储器,提供快速解码并减少功耗。相对于HARQ信道中其余部分中的其它编码块,用高度减小的分配存储空间在图12的HARQ缓冲器508中示出了用于特定HARQ信道的成功解码编码块,其它编码块需要多很多的空间来存储HARQ组合信号的软比特。
因为未编码(即解码的)和编码的情况之间存储要求通常差异很大,所以会出现存储器减小或HARQ缓冲器大小减小。例如,对于编码速率和BPSK调制而言,A型、B型和C型HARQ组合器502、504、506的存储要求分别是96比特、48比特和16比特。不过,解码情况下的存储要求仅为一个比特。作为另一实例,对于编码速率r=3/4和16-QAM调制而言,A型、B型和C型HARQ组合器502、504、506的存储要求分别为16比特、20比特和10.5比特,而解码的情况下同样仅为1比特。因此,可以通过保存解码比特而非编码的软比特来显著减小存储要求。
图14示出了在基于编码块的HARQ组合的实例迭代期间HARQ缓冲器508的内容。在第一次HARQ接收期间,CRC状态指出解码的HARQ消息是不正确的(CRCstatus=“失败”)。第五编码块通过(CBstatus(5)=“通过”)了标准,因为在HARQ缓冲器508中保存第五编码块的解码比特,而将HARQ组合信号保存到另一失败的编码块。
在第二次重发之后,CRC状态仍然指明解码的HARQ消息不正确。第四和第六编码块已经通过(CBstatus(4),CBstatus(6)=“通过”),因此将第四和第六编码块的解码比特保存到HARQ缓冲器508。第四和第六编码块的解码比特可以用来自先前HARQ传输的这两个编码块替换HARQ缓冲器508中存储的HARQ组合信号数据。不对第五编码块再次解码,由此导致更快的解码和功耗降低。在第三次迭代期间,CRC状态仍然指出解码的HARQ消息不正确,但第三编码块已经通过了(CBstatus(3)=“通过”)标准。因此,如图12和14针对HARQ信道6(Ch6)所示,将第三编码块的解码比特保存到HARQ缓冲器508。
图15示出了用于基于编码块的HARQ组合的实例操作1500的流程图。操作开始于1502,通过某无线信道接收HARQ消息。在1504,可以检查HARQ缓冲器508的状态。如果接收机包括用于选择性HARQ组合的特征,那么可以检查缓冲器状态以图确定净空并选择适当种类的HARQ组合器。
在1506,可以针对HARQ信道中的所有编码块(c=1:Ncb)执行一系列操作。可以在1508检查某一编码块c的状态,如果CBstatus(c)=“通过”,那么可以在1508检查另一编码块。如果CBstatus(c)≠“通过”,那么可以在1510执行用于编码块c的HARQ组合。例如,可以在信号解映射之前、信号解映射之后或如上所述在信道解码之前进行HARQ组合。在1512,例如,可以由信道解码器416对HARQ组合信号解码,并可以在1514检查编码块的质量。
如果在1516编码块质量未通过,(例如,小于或等于似然阈值,或大于或等于距离阈值,可能考虑到如上所述的其它参数),那么可以在1518为该特定编码块保存编码的软比特。如果编码块质量通过(例如,大于似然阈值或小于距离阈值),那么可以在1520为该特定编码块保存解码比特。
在将编码的软比特或解码的比特保存到HARQ缓冲器508之后,可以在1522判断是否处理了所有编码块c=1:Ncb,以进行1506的操作。如果没有处理所有编码块,那么可以从1508开始重复1506的处理操作。如果要在1522结束1506的处理操作,那么可以在1524检查HARQ CRC。
如果HARQ消息1100的指定比特是正确的,那么可以将消息解译为发射和接收成功。在1526可以从HARQ缓冲器508去除特定的HARQ信道,对于在1502从不同无线信道接收新的HARQ消息可以重复这些操作。不过,如果HARQ消息的任何指定比特不正确,接收机304可以向发射机302发送请求,请求重发上述HARQ消息1100,可以针对同一信道从1502开始重复操作。在针对同一信道的下一HARQ迭代期间,不需要再次对HARQ缓冲器508中存储的具有解码比特的编码块1106再次解码,由此节省时间和功耗。
现在参考图16的方框图1600,利用基于编码块的HARQ组合的接收机的一些实施例可以仅具有单个HARQ组合器而不是多种类型的HARQ组合器。例如,如图16所示,可以将基于编码块的质量检查器1202、CRC检查器1204和缓冲器控制器526种的基于编码块的HARQ控制增加到图10的固定C型HARQ组合器。其它实施例可以使用固定的A型或B的HARQ组合器。无论选择哪种类型的HARQ组合器,都可以如上所述应用基于编码块的HARQ组合方案的技术。
基于编码块的HARQ组合概况
图17示出了用于基于编码块的HARQ组合的实例操作1700的流程图。操作可以开始于1702,通过某无线信道接收HARQ消息。HARQ消息可以包括如上所述的多个编码块。
在1704,可以针对HARQ信道中的所有编码块执行一系列操作。对于每个编码块,可以在步骤1706进行HARQ组合,以图基于来自当前HARQ传输的信号数据和具有不正确解码消息的先前HARQ传输生成HARQ组合信号数据。在1708,可以针对每个编码块对HARQ组合信号数据解码。基于如上所述的选择标准,可以在1710为每个编码块保存HARQ组合信号数据或解码数据。
可以由与图17A所示的模块加功能块1700A的各种硬件和/或软件部件和/或模块(例如代码、指令等)执行上述图17的方法1700。换言之,图17所示的块1702到1710与图17A所示的模块加功能块1702A到1710A对应。
如这里使用的,术语“确定”包含各种动作。例如,“确定”可以包括核算、计算、处理、导出、研究、查找(例如在表格、数据库或另一种数据结构中查找)、查明等。而且,“确定‘可以包括接收(例如接收信息)、访问(例如访问存储器中的数据)等。而且,“确定”可以包括解析、选择、挑选、建立等。
可以使用多种不同技术和方法的任何一种来表示信息和信号。例如,可以用电压、电流、电磁波、磁场或磁性颗粒、光场或光学颗粒或其任意组合来表示整个以上描述中提到的数据、指令、命令、信息、信号等。
可以利用被设计成执行这里所述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件(PLD)、分立栅极或晶体管逻辑、离散硬件部件或其任意组合来实施或执行结合本公开描述的各种例示性逻辑块、模块和电路。通用处理器可以是微处理器,但在备选方案中,处理器可以是任何市场上可买到的处理器、控制器、微控制器或状态机。可以将处理器实现为计算装置的组合,例如DSP和微处理器、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP内核的组合或任何其它这种配置。
可以将结合本公开描述的方法或算法步骤直接实现于硬件中、实现于由处理器执行的软件模块中或实现于两者的组合中。软件模块(即代码、指令等)可以存在于任何形式的现有技术已知的存储介质中。可以使用的存储介质的一些实例包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪速存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、活动磁盘、CD-ROM等。软件模块可以包括单条指令或代码,或很多指令或线程/代码组,可以分布于若干不同代码段或指令系统上、分布于不同程序之间以及分布于多个存储介质上。可以将存储介质耦合到处理器,使得处理器能够从存储介质读取信息以及向存储介质写入信息。在备选方案中,存储介质可以与处理器是一体的。
这里公开的方法包括用于实现所述方法的一个或多个步骤或动作。可以彼此互换方法步骤和/或动作而不脱离权利要求的范围。换言之,除非指定步骤或动作的具体次序,可以改变具体步骤和/或动作的次序和/或用途而不脱离权利要求的范围。
可以将所述的功能实施于硬件、软件、固件或其任意组合中。如果实施于软件中,可以将功能作为一个或多个指令在计算机可读介质上存储。存储介质可以是能够被计算机访问的任何可用介质。作为实例而非限制,这种计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁性存储装置,或可用于以数据结构的形式承载或存储期望的程序代码并可以被计算机访问的任何其它介质。如这里所使用的,盘和盘片包括紧致盘(CD)、激光盘、光盘、数字多用盘(DVD)、软盘和盘,其中盘通常以磁性方式再现数据,而盘片利用激光以光学方式再现数据。
也可以通过传输介质传送软件或指令。例如,如果利用同轴电缆、光缆、双绞线、数字用户线路(DSL)或诸如红外、无线电和微波的无线技术从网站、服务器或其它远程源传输软件,那么将同轴电缆、光缆、双绞线、DSL或诸如红外、无线电和微波的无线技术归入介质的定义中。
此外,应当认识到,如果适用的话,可以由用户终端和/或基站下载和/或以其它方式获得用于执行这里所述的方法和技术的模块和/或其它适当模块,例如图7、13A~B、16A~B和17(A)所示的那些。例如,可以将这种装置耦合到服务器以辅助传送用于执行这里所述方法的模块。或者,可以通过存储模块(例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、诸如紧致盘(CD)或软盘的物理存储介质等)提供这里所述的各种方法,使得用户终端和/或基站可以在将存储模块耦合到或提供给装置时获得各种方法。此外,可以使用任何其它用于向装置提供这里所述的方法和技术的适当技术。
显然,权利要求不限于上文例示的精确配置和部件。可以对上文所述系统、方法和设备的布置、操作和细节做出各种修改、变化和变更而不脱离权利要求的范围。
Claims (25)
1.一种用于具有混合自动重复请求(HARQ)机制的无线通信的接收机,包括:
至少一个缓冲器,用于存储先前接收的HARQ传输的数据,所述先前接收的HARQ传输被分成多个编码块并具有不正确的解码消息,所述多个编码块中的每一个的数据是HARQ组合信号数据或解码比特;
至少一个组合器,配置成基于当前HARQ传输的信号数据和所述先前接收的HARQ传输的信号数据来为每个编码块产生所述HARQ组合信号数据;
解码器,配置成基于所述HARQ组合信号数据为每个编码块生成所述解码比特;以及
控制逻辑,配置成基于选择标准来选择对于每个编码块,将所述HARQ组合信号数据或所述解码比特保存到所述至少一个缓冲器。
2.根据权利要求1所述的接收机,其中所述至少一个组合器包括第一位置处的第一组合器以及在接收处理路径上位于所述第一位置下游的第二位置处的第二组合器,所述控制逻辑被配置成选择所述第一组合器和所述第二组合器之一来生成所述HARQ组合信号数据。
3.根据权利要求1所述的接收机,其中所述选择标准是每个编码块的累积似然。
4.根据权利要求3所述的接收机,其中所述控制逻辑被配置成如果所述多个编码块中的至少一个的所述累积似然大于阈值似然,就保存所述多个编码块中的所述至少一个的所述解码比特。
5.根据权利要求1所述的接收机,其中在保存到所述至少一个缓冲器时,所述解码比特替换来自所述先前接收的HARQ传输的HARQ组合信号数据。
6.根据权利要求1所述的接收机,其中所述至少一个组合器被配置成利用Chase组合产生所述HARQ组合信号数据。
7.一种用于具有混合自动重复请求(HARQ)机制的无线通信的设备,包括:
数据存储模块,用于存储先前接收的HARQ传输的数据,所述先前接收的HARQ传输被分成多个编码块并具有不正确的解码消息,所述多个编码块中的每一个的数据是HARQ组合信号数据或解码数据;
第一模块,用于在接收处理路径上的第一位置处为每个编码块产生所述HARQ组合信号数据,所述HARQ组合信号数据基于当前HARQ传输的信号数据和所述先前接收的HARQ传输的信号数据;
解码数据生成模块,用于基于所述HARQ组合信号数据为每个编码块生成所述解码数据;以及
选择模块,用于基于选择标准来选择对于每个编码块,将所述HARQ组合信号数据或所述解码数据存储到所述数据存储模块。
8.根据权利要求7所述的设备,还包括第二模块,用于在所述接收处理路径上位于所述第一位置下游的第二位置处产生所述HARQ组合信号数据,其中所述选择模块被配置成选择所述第一模块和所述第二模块之一。
9.根据权利要求7所述的设备,其中所述选择标准是每个编码块的累积距离。
10.根据权利要求9所述的设备,其中所述选择模块被配置成如果所述多个编码块中的至少一个的所述累积距离小于阈值距离,就存储所述多个编码块中的所述至少一个的所述解码数据。
11.一种用于具有混合自动重复请求(HARQ)机制的无线通信的处理器,所述处理器执行包括如下步骤的操作:
接收具有多个编码块的当前HARQ传输;
基于所述当前HARQ传输的信号数据和具有不正确的解码消息的先前接收的HARQ传输的信号数据来为每个编码块产生HARQ组合信号数据;
对每个编码块的所述HARQ组合信号数据进行解码;以及
对于每个编码块,基于选择标准来保存所述HARQ组合信号数据或所述解码数据。
12.根据权利要求11所述的处理器,其中所述选择标准是每个编码块的累积距离。
13.根据权利要求12所述的处理器,其中如果所述多个编码块中的至少一个的所述累积距离小于阈值距离,就为所述多个编码块中的所述至少一个保存所述解码数据。
14.一种计算机程序产品,用于对具有混合自动重复请求(HARQ)机制的无线通信的数据进行处理,所述计算机程序产品包括其上存储有一组指令的计算机可读介质,所述一组指令由一个或多个处理器执行,并且所述一组指令包括:
数据存储指令,用于存储先前接收的HARQ传输的数据,所述先前接收的HARQ传输被分成多个编码块并具有不正确的解码消息,所述多个编码块中的每一个的数据是HARQ组合信号数据或解码数据;
第一指令,用于在接收处理路径上的第一位置处为每个编码块产生所述HARQ组合信号数据,所述HARQ组合信号数据基于当前HARQ传输的信号数据和所述先前接收的HARQ传输的信号数据;
解码数据生成指令,用于基于所述HARQ组合信号数据为每个编码块生成所述解码数据;以及
选择指令,用于基于选择标准来选择对于每个编码块,将所述HARQ组合信号数据或所述解码数据存储到所述数据存储指令。
15.根据权利要求14所述的计算机程序产品,还包括第二指令,用于在所述接收处理路径上位于所述第一位置下游的第二位置处产生所述HARQ组合信号数据,其中所述选择指令用于选择所述第一指令和所述第二指令之一。
16.根据权利要求14所述的计算机程序产品,其中所述选择标准是每个编码块的累积距离。
17.根据权利要求16所述的计算机程序产品,其中所述选择指令被配置成如果所述多个编码块中的至少一个的所述累积距离小于阈值距离,就存储所述多个编码块中的所述至少一个的所述解码数据。
18.一种移动装置,包括:
接收机前端,用于接收当前混合自动重复请求(HARQ)传输;
至少一个缓冲器,用于存储先前接收的HARQ传输的数据,所述先前接收的HARQ传输被分成多个编码块并具有不正确的解码消息,所述多个编码块中的每一个的数据是HARQ组合信号数据或解码比特;
至少一个组合器,配置成基于所述当前HARQ传输和所述先前接收的HARQ传输的信号数据来为每个编码块产生所述HARQ组合信号数据;
解码器,配置成基于所述HARQ组合信号数据为每个编码块生成所述解码比特;以及
控制逻辑,配置成基于选择标准来选择对于每个编码块,将所述HARQ组合信号数据或所述解码比特保存到所述至少一个缓冲器。
19.根据权利要求18所述的移动装置,其中所述选择标准是每个编码块的累积似然。
20.一种用于在无线通信系统中解译混合自动重复请求(HARQ)传输的方法,所述方法包括:
接收具有多个编码块的当前HARQ传输;
基于所述当前HARQ传输的信号数据和具有不正确的解码消息的先前接收的HARQ传输的信号数据来为每个编码块产生HARQ组合信号数据;
对每个编码块的所述HARQ组合信号数据进行解码;以及
对于每个编码块,基于选择标准来保存所述HARQ组合信号数据或所述解码数据。
21.根据权利要求20所述的方法,其中所述选择标准是每个编码块的累积似然。
22.根据权利要求21所述的方法,其中如果所述多个编码块中的至少一个的所述累积似然大于阈值似然,就为所述多个编码块中的所述至少一个保存所述解码数据。
23.根据权利要求20所述的方法,其中保存所述解码数据替换来自所述先前接收的HARQ传输的HARQ组合信号数据。
24.根据权利要求20所述的方法,其中为每个编码块产生HARQ组合信号数据包括选择第一组合器和第二组合器之一用于为每个编码块产生所述HARQ组合信号数据,其中所述第二组合器在接收处理路径上位于所述第一组合器的下游。
25.根据权利要求20所述的方法,其中所述当前HARQ传输是在信道中接收的,且其中保存所述HARQ组合信号数据或所述解码数据是基于所述信道的调制阶数、编码速率、信道状态信息(CSI)、信道质量、所述当前HARQ传输的数量或者它们的任何组合。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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