CN102823156B - 使用基于alamouti的码在mimo环境中的符号的传输 - Google Patents

Abstract

呈现一种用于使用空时块编码来在多输入多输出无线通信中传输或者重传数据的方法，其中映射表将多个符号映射到天线和可以是时隙或者OFDM子频带的传输资源。映射表包括Alamouti编码的主要分段的嵌套；即，在可以包括主要分段的Alamouti编码的次级分段内的符号级的Alamouti编码。

Description

使用基于ALAMOUTI的码在MIMO环境中的符号的传输

技术领域

本申请大体涉及无线通信技术并且更具体地涉及使用Alamouti码的MIMO方案中的符号传输。

背景技术

对其中经由无线连接来递送数据的服务的需求近年来已经增长并且有望继续增长。包括如下应用，在这些应用中经由蜂窝移动电话或者其他移动电话、个人通信系统（PCS）和数字或者高清晰度电视（HDTV）递送数据。尽管对这些服务的需求在增长，但是可以用来递送数据的信道带宽有限。因此希望以高效以及成本有效方式通过这一有限带宽高速递送数据。

一种用于通过信道高效递送高速数据的已知方式是通过使用正交频分复用（OFDM）。高速数据信号划分成通过射频（RF）信号内的称为子载波频率（“子载波”）的相应频率并行传输的数十或者数百个较低速度的信号。子载波的频谱重叠，使得最小化它们之间的间距。子载波也相互正交，使得它们在统计上独立并且未产生串扰或者否则相互干扰。因而比在常规单载波传输方案（诸如AM/FM（调幅或者调频））中高效得多地使用信道带宽。

空时传输分集（STTD）可以实现明显改进链路性能的符号级分集。STTD代码因此在它实现全空时编码速率（空时编码速率=1，也称为速率-1）并且它为正交的意义上被视为“完美”。然而当传输天线数量多于2时，速率-1正交码不存在。

一种用于提供信道带宽的更高效使用的方式是使用具有多个天线的基站来传输数据，并且然后使用具有多个接收天线的远程站来接收传输的数据，称为多输入多输出（MIMO）。已经针对下一代无线蜂窝系统（诸如第三代伙伴项目（3GPP）标准）提出MIMO技术。由于多个天线部署于发射器和接收器中，所以可以实现更高容量或者传输速率。

当使用MIMO系统来传输分组时，如果接收的分组具有差错，则接收器可能需要重传相同分组。已知如下系统，这些系统提供与原始传输不同地映射的分组符号。

已经在标有公开号WO2006/076787的PCT国际专利申请号PCT/CA2005/001976中描述了用于在MIMO环境中传输符号的方法。这一申请通过引用结合于此。

在闭环系统中，分组接收器也可以向发射器指示重传格式的最佳映射。

在已知系统中，对于某些符号映射而言存在在克服干扰时无效的可能性。

因此存在对用于促进MIMO重传的改进方式的需要。

发明内容

根据第一广义方面，提供一种用于在多输入多输出空时变编码通信中传输数据的方法。该方法包括：根据映射表通过共同多个天线和相应传输资源来传输多个符号集，映射表将定义通信的多个符号映射到来自多个传输天线之中的相应天线和至少一个其他传输资源。传输包括传输符号，这些符号形成映射表中的分段级Alamouti码的至少部分。

根据第二广义方面，提供一种用于在多输入多输出空时编码通信中传输数据的方法。该方法包括定义映射表，该映射表用于将定义通信的多个符号映射到来自多个传输天线之中的相应天线和至少一个其他传输资源。该方法还包括通过以下操作来填充映射表：定义映射表的多个主要分段，多个主要分段中的每个包括与个别符号传输对应的多个分量，符号传输一起定义符号级Alamouti码；并且定义映射表的次级分段，次级分段包括多个主要分段，主要分段一起定义分段级Alamouti码。该方法还包括根据映射表用多个天线传输映射表中的符号。

本申请的方面和特征将在察阅结合附图和附录对公开的具体实施例的下文描述时变得为本领域普通技术人员所清楚。

附图说明

现在将参照附图仅通过示例来描述本申请的实施例，在附图中：

图1是蜂窝通信系统的框图；

图2是可能用来实施本申请一些实施例的示例基站的框图；

图3是可能用来实施本申请一些实施例的示例无线终端的框图；

图4是可能用来实施本申请一些实施例的示例中继站的框图；

图5是可能用来实施本申请一些实施例的示例OFDM发射器架构的逻辑分解的框图；

图6是可能用来实施本申请一些实施例的示例OFDM接收器架构的逻辑分解的框图；

图7是IEEE802.16m-08/003rl的图1，总体网络架构的示例；

图8是IEEE802.16m-08/003rl的图2，在总体网络架构中的中继站；

图9是IEEE802.16m-08/003rl的图3，系统参考模型；

图10是IEEE802.16m-08/003rl的图4，IEEE802.16m协议结构；

图11是IEEE802.16m-08/003r1的图5，IEEE802.16mMS/BS数据平面处理流程；

图12是IEEE802.16m-08/003rl的图6，IEEE802.16mMS/BS控制平面处理流程；

图13是IEEE802.16m-08/003rl的图7，用于支持多载波系统的通用协议架构；

图14是图示了符号级Alamouti码的映射表的图形图示；

图15是图示了两个符号级Alamouti码的映射表的图形图示；

图16是图示了两个符号级Alamouti码的映射表的图形图示；

图17A是图示了分段级Alamouti码的映射表的图形图示；

图17B是图示了分段级Alamouti码和符号级Alamouti码的映射表的图形图示；

图17C是图示了分段级Alamouti码和符号级Alamouti码的映射表的图形图示；

图18是图示了分段级Alamouti码和符号级Alamouti码的两级的映射表的图形图示；

图19是图示了部分分段级Alamouti码的映射表的图形图示；并且

图20是图示了符号级和分段级Alamouti码的映射表的图形图示。

相同标号在不同图中用来表示相似单元。

具体实施方式

参照附图，图1示出了控制多个小区12内的无线通信的基站控制器（BSC）10，这些小区由对应基站（BS）14服务。在一些配置中，每个小区进一步划分成多个扇区13或者区域（未示出）。一般而言，每个BS14促进使用OFDM来与订户站（SS）16通信，订户站（SS）16可以是能够与基站通信的任何实体并且可以包括移动和/或无线终端或固定终端，它们在与对应BS14关联的小区12内。如果SS16相对于BS14移动，则该移动造成信道条件的明显波动。如图所示，BS14和SS16可以包括用于为通信提供空间分集的多个天线。在一些配置中，中继站15可以辅助在BS14与无线终端16之间的通信。SS16可以从任何小区12、扇区13、区域（未示出）、BS14或者中继15向其他小区12、扇区13、区域（未示出）、BS14或者中继15切换18。在一些配置中，BS14通过回程网络11来与每个通信以及与另一网络（诸如核心网络或者因特网（均未示出））通信。在一些配置中，无需基站控制器10。

参照图2，图示了BS14的示例。BS14一般包括控制系统20、基带处理器22、发射电路24、接收电路26、多个天线28和网络接口30。接收电路26从SS16（图3中所示）和中继站15（图4中所示）提供的一个或者多个远程发射器接收承载信息的射频信号。低噪放大器和滤波器（未示出）可以配合放大信号并且从信号去除宽带干扰以便处理。下变频和数字化电路（未示出）然后将把滤波的接收信号下变频成中间或者基带频率信号，该信号然后被数字化成一个或者多个数字流。

基带处理器22处理数字化的接收信号以提取接收的信号中传送的信息或者数据位。这一处理通常包括解调、解码和纠错操作。这样，基带处理器22一般实施于一个或者多个数字信号处理器（DSP）或者专用集成电路（ASIC）中。然后经由网络接口30跨无线网络发送接收的信息，或者直接或者借助中继15向BS14服务的另一SS16传输该接收的信息。

在传输侧上，基带处理器22在控制系统20的控制之下从网络接口30接收可以代表语音、数据或者控制信息的数字化数据并且对数据编码用于传输。向发射电路24输出编码数据，它在该发射电路由具有一个或者多个所需发射频率的一个或者多个载波信号调制。功率放大器（未示出）将把调制的载波信号放大至适合于传输的电平并且通过匹配网络（未示出）向天线28递送调制的载波信号。下文更详细描述调制和处理细节。

参照图3，图示了订户站（SS）16的示例。SS16例如可以是移动台。与BS14相似，SS16将包括控制系统32、基带处理器34、发射电路36、接收电路38、多个天线40和用户接口电路42。接收电路38从一个或者多个BS14和中继15接收承载信息的射频信号。低噪放大器和滤波器（未示出）可以配合以放大信号并且从信号去除基带干扰用于处理。下变频和数字化电路（未示出）然后将把滤波的接收信号下变频成中间或者基带频率信号，该信号然后被数字化成一个或者多个数字流。

基带处理器34处理数字化的接收信号以提取在接收的信号中传送的信息或者数据位。这一处理通常包括解调、解码和纠错操作。基带处理器34一般实施于一个或者多个数字信号处理器（DSP）和专用集成电路（ASIC）中。

为了传输，基带处理器34从控制系统32接收可以代表语音、视频、数据或者控制信息的数字化数据，它对该数据编码用于传输。向发射电路36输出编码的数据，该数据由调制器用来调制处于一个或者多个所需发射频率的一个或者多个载波信号。功率放大器（未示出）将把调制的载波信号放大至适合于传输的电平并且通过匹配网络（未示出）向天线40递送调制的载波信号。本领域技术人员可用的各种调制和处理技术用于直接或者经由中继站的在SS与基站之间的信号传输。

在OFDM调制中，传输频带被划分成多个正交子载波。根据待传输的数字数据来调制每个子载波。由于OFDM将传输频带划分成多个子载波，所以每个载波的带宽减少并且每个载波的调制时间增加。由于并行传输多个子载波，所以用于数字数据或者符号（稍后讨论）或者任何给定子载波的传携带速率低于使用单个载波时。

OFDM调制利用对待传输的信息执行快速傅里叶逆变换（IFFT）。为了解调，对接收的信号执行快速傅里叶变换（FFT）恢复传输的信息。在实践中，IFFT和FFT由分别执行离散傅里叶逆变换（IDFT）和离散傅里叶变换（DFT）的数字信号处理提供。因而将OFDM调制的特征表征为针对传输信道内的多个频带生成正交子载波。调制信号是具有相对低的传输速率并且能够保持在它们的相应频带内的数字信号。个别子载波未直接由数字信号调制。代之以通过IFFT处理来一次调制所有子载波。

在操作中，OFDM优选地至少用于从BS14向SS16的下行链路传输。每个BS14配备有“n”个发射天线28（n>=1），而每个SS16配备有“m”个接收天线40（m>=1）。注意相应天线可以用于使用适当双工器或者开关的接收和传输并且这样标注仅为求清楚。

当使用中继站15时，OFDM优选地用于从BS14到中继15和从中继站15到SS16的下行链路传输。

参照图4，图示了中继站15的示例。与BS14和SS16相似，中继站15将包括控制系统132、基带处理器134、发射电路136、接收电路138、多个天线130和中继电路142。中继电路142使中继14能够辅助在基站16与SS16之间的通信。接收电路138从一个或者多个BS14和SS16接收承载信息的射频信号。低噪放大器和滤波器（未示出）可以配合放大信号并且从信号去除宽带干扰用于处理。下变频和数字化电路（未示出）然后将把滤波的接收信号下变频成中间或者基带频率信号，该信号然后被数字化成一个或者多个数字流。

基带处理器134处理数字化的接收信号以提取在接收的信号中传送的信息或者数据位。这一处理通常包括解调、解码和纠错操作。基带处理器134一般实施于一个或者多个数字信号处理器（DSP）和专用集成电路（ASIC）中。

为了传输，基带处理器134从控制系统132接收可以代表语音、视频、数据或者控制信息的数字化数据，它对该数据编码用于发送。向发射电路136输出编码数据，它在该发射电路由调制器用来调制处于一个或者多个所需发射频率的一个或者多个载波信号。功率放大器（未示出）将把调制的载波信号放大至适合于传输的电平并且通过匹配网络（未示出）向天线130递送调制的载波信号。如上文描述的那样，本领域技术人员可用的各种调制和处理技术用于直接或者经由中继站间接的在SS与基站之间的信号传输。

参照图5，将描述逻辑OFDM传输架构。起初，基站控制器10将直接或者借助中继站15向BS14发送将向各种SS16传输的数据。BS14可以使用关于与SS关联的信道质量的信息来调度数据用于传输以及选择用于传输调度数据的适当编码和调制。如下文更详细地描述的那样，使用控制信号发现信道的质量。然而，一般而言，用于每个SS16的信道质量是信道幅度（或者响应）跨OFDM频带变化的程度的函数。

使用数据加扰逻辑46以减少与调度数据44（该数据为位流）关联的峰均功率比的方式对该数据加扰。可以确定并且使用CRC添加逻辑48向加扰数据附加用于加扰数据的循环冗余校验（CRC）。接着使用信道编码器逻辑50来执行信道编码以向数据有效添加冗余性来促进在SS16处的恢复和纠错。同样，用于特定SS16的信道编码可以基于信道质量。在一些实施方式中，信道编码器逻辑50使用已知的Turbo编码技术。编码数据然后由速率匹配逻辑52处理以补偿与编码关联的数据扩展。

位交织器逻辑54对编码数据中的位系统地重新排序以使连续数据位的损失最小。映射逻辑56根据所选调制方案将所得数据位系统地映射成对应符号。调制方案例如可以是正交调幅（QAM）或者正交相移键控（QPSK）或差分相移键控调制。对于传输数据，可以基于用于特定SS的信道质量来选择调制程度。可以系统地重排序符号以使用符号交织器逻辑58来进一步支持（bolster）传输信号对频率选择性衰落引起的周期数据损失的抗扰性。

在这一点，已经将位组映射成代表幅度和相位星座中的位置的符号。当需要空间分集时，符号块然后由空间-时间块码（STC）编码器逻辑60处理，该逻辑以使传输信号更耐受干扰并且在SS16更容易解码的方式修改符号。STC编码器逻辑60将处理传入符号并且提供与用于BS14的发射天线28的数量对应的“n”个输出。如上文参照图5描述的控制系统20和/或基带处理器22将提供用于控制STC编码的映射控制信号。在这一点，假设用于“n”个输出的符号代表待传输的数据并且能够由SS16恢复。

对于本例，假设BS14具有两个天线28（n=2）并且STC编码器逻辑60提供两个输出符号流。因而向对应IFFT处理器62发送STC编码器逻辑60输出的每个符号流（为了易于理解而单独图示）。本领域技术人员将认识到一个或者多个处理器可以用来独自或者与这里描述的其他处理组合地提供这样的数字信号处理。IFFT处理器62将优选地对相应符号操作以提供傅里叶逆变换。IFFT处理器62的输出提供时域中的符号。将时域符号分组成帧，前缀插入逻辑64将这些帧与前缀关联。每个所得信号经由对应数字上变频（DUC）和数模（D/A）转换电路66在数字域中上变频至中间频率并且转换成模拟信号。然后经由RF电路68和天线28同时在所需RF频率调制、放大和传输所得（模拟）信号。注意既定SS16已知的导频信号分散于子载波之中。SS16可以将导频信号用于信道估计。

现在参照图6以说明SS16直接从BS14或者借助中继15接收传输的信号。在传输信号到达SS16的每个天线40时，相应信号由对应RF电路70解调和放大。为求简洁和清楚，仅详细描述和图示两个接收路径之一。模数（A/D）转换器和下变频电路72数字化和下变频模拟信号用于数字处理。所得数字化信号可以由自动增益控制电路（AGC）74用来基于接收信号电平来控制RF电路70中的放大器的增益。

起初向包括粗同步逻辑78的同步逻辑76提供数字化信号，该粗同步逻辑78缓冲若干OFDM符号并且计算在两个相继OFDM符号之间的自相关。与相关性结果的最大值对应的所得时间索引确定精细同步搜索窗，该搜索窗由精细同步逻辑80用来基于报头来确定精确成帧起始位置。精细同步逻辑80的输出促进帧对准逻辑84的帧获取。恰当成帧对准是重要的，使得后续FFT处理提供从时域向频域的准确转换。精细同步算法基于在报头携带的接收导频信号与已知导频数据的本地副本之间的相关性。一旦出现帧对准获取，就用前缀去除逻辑86去除OFDM符号的前缀并且向频率偏移校正逻辑88发送所得采样，该频率偏移校正逻辑88补偿发射器和接收器中的未匹配本地振荡器引起的系统频率偏移。优选地，同步逻辑76包括频率偏移和时钟估计逻辑82，该逻辑82基于报头来帮助估计这样的对传输信号的影响并且向校正逻辑88提供那些估计以恰当处理OFDM符号。

在这一点，时域中的OFDM符号准备好使用FFT处理逻辑90来转换至频域。结果是向处理逻辑92发送的频域符号。处理逻辑92使用分散导频提取逻辑94来提取分散导频信号、使用信道估计逻辑96基于提取的导频信号来确定信道估计并且使用信道重建逻辑98来为所有子载波提供信道响应。为了确定用于每个子载波的信道响应，导频信号实质上是多个导频符号，该多个导频符号在时间和频率两者上以已知图案遍及OFDM子载波内分散于数据符号之中。继续图6，处理逻辑比较接收的导频符号与在某些时间在某些子载波期望的导频符号以针对其中传输导频符号的子载波确定信道响应。对结果插值以针对如果并非所有则为多数如下剩余子载波估计信道响应，未为这些子载波提供导频符号。实际和插值信道响应用来估计总体信道响应，该响应包括用于OFDM信道中的如果并非所有则为多数子载波的信道响应。

向STC解码器100提供根据用于每个接收路径的信道响应导出的频域符号和信道重建信息，该STC解码器100提供对两个接收路径的STC解码以恢复传输符号。信道重建信息向STC解码器100提供足以在处理相应频域符号时去除传输信道的影响的均衡信息。

使用与发射器的符号交织器逻辑58对应的符号解交织器逻辑102来按顺序放回恢复的符号。然后使用解映射逻辑104将解交织符号解调或者解映射成对应位流。然后使用与发射器架构的位交织器逻辑54对应的位解交织器逻辑106来解交织位。解交织位然后由速率解匹配逻辑108处理并且呈现给信道解码器逻辑110以恢复初始加扰的数据和CRC校验和。因而CRC逻辑112去除CRC校验和、以传统方式校验加扰数据并且将它提供给解扰逻辑114用于使用已知基站解扰码来解扰以恢复原先传输的数据116。

与恢复数据116并行，确定并且向BS14传输包括信道质量的指示的CQI信号或者至少足以在BS14导出信道质量的某些知识的信息。将在下文更详细地描述CQI信号的传输。如上文所言，CQI可以是载干比（CR）以及信道响应跨OFDM频带中的各种子载波变化的程度的函数。例如，用于OFDM频带中的用来传输信息的每个子载波的信道增益可以相互比较以确定信道增益跨OFDM频带变化的程度。虽然诸多技术可用于测量变化程度，但是一种技术是计算用于整个OFDM频带的用来传输数据的每个子载波的信道增益的标准偏差。在一些实施例中，中继站可以仅使用一个无线电或者代之以包括多个无线电以时分方式操作。

图1至图6提供可以用来实施本申请的实施例的通信系统的一个具体示例。将理解可以用具有如下架构的通信系统实施本申请的实施例，这些架构与具体示例不同、但是以与如这里描述的实施例的实施一致的方式操作。

现在参照图7，示出了根据本发明一个非限制实施例的示例网络参考模型，该网络参考模型是支持在前述BS14、SS16和中继站（RS）15之间无线通信的网络的逻辑表示。网络参考模型标识功能实体和通过其在这些功能实体之间实现互操作性的参考点。具体而言，网络参考模型可以包括SS16、访问服务网络（ASN）和连接服务网络（CSN）。

ASN可以被定义为向订户（例如IEEE802.16e/m订户）提供无线电接入而需要的完整网络功能集。ASN可以包括网元（诸如一个或者多个BS14和一个或者多个ASN网关）。ASN可以由不止一个CSN共享。ASN可以提供以下功能：

□与SS16的第1层和第2层连接；

□向订户的归属网络服务提供商（H-NSP）传送AAA消息用于针对订户会话的认证、授权和会话记账；

□订户的优选NSP的网络发现和选择；

□用于与SS16建立第3层（L3）连接的中继功能（例如IP地址分配）；

□无线电资源管理。

除了上述功能之外，对于便携和移动环境，ASN还可以支持以下功能：

□ASN锚定移动性；

□CSN锚定移动性；

□寻呼；

□ASN-CSN隧穿。

CSN对于它的部分而言可以被定义为向订户提供IP连接服务的网络功能集。CSN可以提供以下功能：

□用于用户会话的MSIP地址和端点参数分配；

□AAA代理或者服务器；

□基于用户预订简档的策略和准入控制；

□ASN-CSN隧穿支持；

□订户计费和运营商间结算；

□用于漫游的CSN间隧穿；

□ASN间移动性。

CSN可以提供服务（诸如基于位置的服务、用于对等服务的连接、提供、授权和/或到IP多媒体服务的连接）。CSN还可以包括网元（诸如路由器、AAA代理/服务器、用户数据库和相互作用网关MS）。在IEEE802.16m的背景中，CSN可以被部署为IEEE802.16mNSP的部分或者为现任（incumbent）IEEE802.16eNSP的部分。

此外，RS15可以被部署成提供改进的覆盖和/或容量。参照图8，能够支持旧有RS的BS14与“旧有区域”中的旧有RS通信。无需BS14在“16m区域”中提供旧有协议支持。中继协议设计可以基于IEEE802-16j的设计，尽管它可以不同于在“旧有区域”中使用的IEEE802-16j协议。

现在参照图9，示出了系统参考模型，该模型适用于SS16和BS14并且包括各种功能块，包括介质访问控制（MAC）共同部分子层、汇聚子层、安全子层和物理（PHY）层。

汇聚子层执行将通过CSSAP接收的外部网络数据到MACCPS通过MACSAP接收的MACSDU中的映射、对外部网络SDU分类并且将它们关联到MACSFID和CID、净荷报头抑制/压缩（PHS）。

安全性子层执行认证和安全密钥交换和加密。

物理层执行物理层协议和功能。

现在更详细地描述MAC共同部分子层。首先将理解介质访问控制（MAC）是面向连接的。也就是说，出于映射到SS16上的服务并且关联可变QoS水平的目的，在“连接”背景中执行数据通信。具体而言，可以在SS16安装于系统中时提供“服务流程”。在注册SS16之后不久，连接与这些服务流程关联（每个服务流程一个连接）以提供针对其请求带宽的参考。此外，可以在客户的服务需要改变时建立新连接。连接定义在利用MAC的对等汇聚过程之间的映射以及服务流程两者。服务流程定义用于在连接上交换的MAC协议数据单元（PDU）的QoS参数。因此，服务流程与带宽分配过程集成。具体而言，SS16在每个连接的基础上请求上行链路带宽（隐含地标识服务流程）。可以响应于来自MS的每个连接请求由BS向MS准予带宽作为许可的聚合。

另外参照图10，将MAC共同部分子层（CPS）分类成无线电资源控制和管理（RRCM）功能以及介质访问控制（MAC）功能。

RRCM功能包括与诸如以下内容的无线电资源功能有关的若干功能块：

□无线电资源管理

□移动性管理

□入网管理

□位置管理

□空闲模式管理

□安全性管理

□系统配置管理

□MBS（多播和广播服务）

□服务流程和连接管理

□中继功能

□自组织

□多载波。

无线电资源管理

无线电资源管理块基于业务负荷调整无线电网络参数并且也包括负荷控制（负荷平衡）、准入控制和干扰控制功能。

移动性管理

移动性管理块支持与RAT内/RAT间切换有关的功能。移动性管理块操纵包括通报和测量的RAT内/RAT间网络拓扑获取、管理候选邻居目标BS/RS并且也判决MS是否执行RAT内/RAT间切换操作。

入网管理

入网管理块负责初始化和访问程序。入网管理块可以生成在接入程序（即测距、基本能力协商、注册等）期间需要的管理消息。

位置管理

位置管理块负责支持基于位置的服务（LBS）。位置管理块可以生成包括LBS信息的消息。

空闲模式管理

空闲模式管理块管理在空闲模式期间的位置更新操作。空闲模式管理块控制空闲模式操作并且基于来自核心网络侧中的寻呼控制器的寻呼消息生成寻呼通报消息。

安全性管理

安全性管理块负责用于安全通信的认证/授权和密钥管理。

系统配置管理

系统配置管理块管理系统配置参数以及用于向MS传输的系统参数和系统配置信息。

MBS（多播和广播服务）

MBS（多播广播服务）块控制与广播和/或多播服务关联的管理消息和数据。

服务流程和连接管理

服务流程和连接管理块在访问/切换/服务流程创建程序期间分配“MS标识符”（或者站标识符-STID）和“流程标识符”（FID）。下文将进一步讨论MS标识符和FID。

中继功能

中继功能块包括用于支持多跳中继机制的功能。这些功能包括用于维持在BS与接入RS之间的中继路径的程序。

自组织

自组织块执行用于支持自配置和自优化机制的功能。功能包括用于向RS/MS请求报告用于自配置和自优化的测量并且从RS/MS接收测量的程序。

多载波

多载波（MC）块使共同MAC实体能够控制多个频率信道之上的PHY跨越。信道可以有不同带宽（例如5、10和20MHz）、可以在邻接或者非邻接频带上。信道可以是相同或者不同双工模式（例如FDD、TDD或者双向和仅广播载波的混合）。对于邻接频率信道，重叠的防护子载波在频域中对准以便用于数据传输。

介质访问控制（MAC）包括与以下物理层和链路控制有关的功能块，诸如：

□PHY控制

□控制信令

□睡眠模式管理

□QoS

□调度和资源复用

□ARQ

□分割/封装

□MACPDU形成

□多无线电共存

□数据转发

□干扰管理

□BS间协调。

PHY控制

PHY控制块操纵PHY信令（诸如测距、测量/反馈（CQI）和HARQACK/NACK）。基于CQI和HARQACK/NACK，PHY控制块估计如MS所见的信道质量并且经由调整调制和编码方案（MCS）和/或功率电平来执行链路适配。在测距过程中，PHY控制块利用功率调整、频率偏移和时序偏移估计来完成上行链路同步。

控制信令

控制信令块生成资源分配消息。

睡眠模式管理

睡眠模式管理块操纵睡眠模式操作。睡眠模式管理块也可以生成与睡眠操作有关的MAC信令，并且可以与调度和资源复用块通信以便根据睡眠时段恰当操作。

QoS

QoS块基于来自服务流程和连接管理块针对每个连接的QoS参数输入来操纵QoS管理。

调度和资源复用

调度和资源复用块基于连接的性质来调度和复用分组。为了反映连接的性质，调度和资源复用块从QoS块接收用于每个连接的QoS信息。

ARQ

ARQ块操纵MACARQ功能。对于实现ARQ的连接。ARQ块在逻辑上将MACSDU拆分成ARQ块并且对每个逻辑ARQ块编号。ARQ块也可以生成ARQ管理消息（诸如反馈消息（ACK/NACK信息））。

分割/封装

分割/封装块基于来自调度和资源复用块的调度结果来执行分割或者封装MSDU。

MACPDU形成

MACPDU形成块构造MACPDU，使得BS/MS可以向PHY信道中传输用户业务或者管理消息。MACPDU形成块添加MAC报头并且可以添加子报头。

多无线电共存

多无线电共存块执行用于支持对并置于相同移动台上的IEEE802.16m和非IEEE802.16m无线电的并发操作的功能。

数据转发

数据转发块在RS存在于BS与MS之间的路径上时执行转发功能。数据转发块可以与其他块（诸如调度和资源复用块以及MACPDU形成块）配合。

干扰管理

干扰管理块执行用于管理小区/扇区间干扰的功能。操作可以包括：

□MAC层操作

□经由MAC信令发送的干扰测量/评估报告

□通过调度和灵活频率重用的干扰减轻

□PHY层操作

□传输功率控制

□干扰随机化

□干扰消除

□干扰测量

□Tx波束形成/预编码。

BS间协调

BS间协调块执行用于通过交换信息（例如干扰管理）来协调多个BS的动作的功能。功能包括用于通过主干信令并且通过MSMAC消息接发在BS之间交换例如用于干扰管理的信息的程序。信息可以包括例如干扰测量结果等干扰特性。

现在参照图11，该图示出了在BS14和SS16的用户业务数据流程和处理。虚线箭头示出了从网络层到物理层以及相反的用户业务数据流程。在传输侧上，网络层分组由汇聚子层、ARQ功能（如果存在）、分割/封装功能和MACPDU形成功能处理以形成将向物理层发送的（一个或多个）MACPDU。在接收侧上，物理层SDU由MACPDU形成功能、分割/封装功能、ARQ功能（如果存在）和汇聚子层功能处理以形成网络层分组。实线箭头示出了在CPS功能之间和在CPS与PHY之间的与用户业务数据的处理有关的控制原语。

现在参照图12，该图示出了在BS16和MS14的CPS控制平面信令流程和处理。在传输侧上，虚线箭头示出了从控制平面功能到数据平面功能的控制平面信令和数据平面功能为了形成将通过空中传输的对应MAC信令（例如MAC管理消息、MAC报头/子报头）而对控制平面信令的处理的流程。在接收侧上，虚线箭头示出了数据平面功能对接收的空中MAC信令的处理和控制平面功能对对应控制平面信令的接收。实线箭头示出了在CPS功能之间和在CPS与PHY之间的与控制平面信令的处理有关的控制原语。在M_SAP/C_SAP与MAC功能块之间的实线箭头示出了去往/来自网络控制和管理系统（NCMS）的控制和管理原语。去往/来自M_SAP/C_SAP的原语定义诸如BS间干扰管理、RAT间/内移动性管理等涉及到网络的功能和诸如位置管理、系统配置等与管理有关的功能。

现在参照图13，该图示出了用于支持多载波系统的通用协议架构。共同MAC实体可以控制多个频率信道之上的PHY跨越。在一个载波上发送的一些MAC消息也可以适用于其他载波。信道可以有不同带宽（例如5、10和20MHz）、在邻接或者非邻接频带上。信道可以有不同双工模式（例如FDD、TDD或者双向和仅广播载波的混合）。

共同MAC实体可以支持具有不同能力的MS16的同时存在（诸如一次仅在一个信道之上操作或者跨邻接或者非邻接信道的聚集）。

参照MIMO通信系统描述本发明的实施例。MIMO通信系统可以实施可以用于根据IEEE802.16(e)和IEEE802.11(n)标准使用的分组重传方案。下文描述的分组重传方案可以适用于其他无线环境（诸如但不限于根据第三代伙伴项目（3GPP）和3GPP2标准操作的无线环境）。

在下文描述中，术语“STC代码映射”用来表示符号到天线的映射。在这样的映射中的每个符号可以替换为它的共轭（例如S1*）或者旋转（例如jS1、-S1和-jS1）或者它的共轭与旋转的组合（例如jS1*）。在一些实施例中，映射也包括用于每个天线的信号加权。

Alamouti码可以用于STC码映射。图14图示了用于Alamouti码的编码矩阵1400。

图14中的Tx-1和Tx-2分别代表第一和第二传输天线。广而言之，Alamouti码需要在发射器处的两个天线并且为两个天线提供最大传输分集增益。在图14中表示两个天线Tx-1和Tx-2（每个天线由相应列代表）。这一传统四符号Alamouti码可以被视为符号级Alamouti码。

图14中的Trans.1和传输Trans.2分别代表第一和第二传输资源，通过该第一和第二传输资源，每个天线传输单个符号。每个传输资源Trans.1与在传输资源Trans.i的行中定义的符号集关联。图14中的两个传输Trans.1和Trans.2由相应行代表。可以用任何适当方式定义通过其发送符号的传输资源，尽管一般每个天线将每个传输资源Trans.i传输一个符号。例如不同传输资源Trans.1、Trans.2等可以代表不同时间间隔。在这样的情况下，根据图14，天线Tx-1在第一时间间隔Trans.1传输符号A，而天线Tx-2在相同时间间隔Trans.1中传输符号B。在后续时间间隔Trans.2，天线Tx-1传输符号-B2*，而在相同时间间隔Trans.2中，天线Tx-2传输符号A1*。

因此，传输资源Trans.i可以代表时间单位。然而在其他示例中，传输资源Trans.i可以指代其他物理或者逻辑性质，这些性质允许区分符号的单独出现。例如个别符号在映射中被映射到的传输资源Trans.i可以代表单独子载波、扩频序列、OFDM间隔或者其适当组合。实际上可以使用任何适当的分离传输模式。

表中的单元中的每个落在行和列的交点并且代表个别天线上的个别符号的传输。具有两列和两行的映射表1400形成具有四个分量1411、1412、1413、1414的方形分段1405，每个分量是映射表1400中的单个单元并且对应于一个符号。四个分量一起形成Alamouti码。在这一示例中，分量1411、1412、1413、1414是方形分段1405的象限。将理解：根据标记，由此星号“*”指示共轭的符号表示，A*代表A的共轭，而-B*代表B的负共轭。

在一些情况下，一个或者多个传输可以出现于相同符号或者帧内和/或可以是相同HARQ分组传输的部分。在其他情况下，每个传输可以对应于单独HARQ传输。

在图15中示出了用于在使用四个传输天线并且使用根据Alamouti码导出的两个这样的映射来重传MIMO分组时使用的方案，该图15图示了映射表1500，该映射表1500示出了用于传输方案的符号映射，由此通过四个天线和两个传输来传输四个符号。如图15中所示，使用“双STTD”STC码映射来进行MIMO分组的第一和第二重传。

更具体而言，映射表可以划分成两个分段1505、1510，每个分段具有四个分量，每个分量为单符号分量。每个分段1505和1510定义Alamouti编码。在图15中，第一分段1505落在天线Tx-1、Tx-2以及传输Trans.1和Trans.2的共轭。第一分段1505包括每个与一个符号对应的四个分量1506、1507、1508、1509。在这四个分量1506、1507、1508、1509中，映射以与映射表1400中相似的方式采用Alamouti码的形式。在处于Tx-3、Tx-4和Trans.1、Trans.2的共轭的第二分段1510中，四个分量同样对应于符号并且以与图14中所示方式相似的方式采用Alamouti码的形式。

虽然图15中所示分段为邻接，但是应当理解情况无需如此。实际上，分段的四个分量可以用非相邻方式布置于映射表1500中。例如分段1505和1510可以水平不连续并且在如图16中所示在非相邻天线上（在表格表示中或者在物理现实中）。在图16中所示的映射表1600中，与图15中的布置相似、但是具有在非相邻天线列之上拆分的分段。这里，与天线Tx-1对应的分量1606、1608以及天线Tx-3的分量1607和1609属于第一分段1605，而与天线Tx-2对应的分量1611和1613以及天线Tx-4的分量1612和1614属于第二分段1610。另外，分段1605和1610也在传输资源方向上不连续。更具体而言，在第一分段1605的情况下，分量1606和1607对应于传输资源Trans.1，而1608和1609对应于传输资源Trans.3，而没有第一分段1605的分量出现于传输资源Trans.2。对于第二分量1610而言相似，分量1611和1612对应于传输资源Trans.1，而1613和1614对应于传输资源Trans.3，而没有第一分段1605的分量出现于传输资源Trans.2。在替代示例中，各种符号S1、S2、S3、S4也可以不位于相同传输Trans.1上、但是可以在不同传输之间扩展。同样地，它们的相应共轭或者负共轭可以同样并未都位于相同传输Trans.3上。在这样的情况下，符号S1、S2、S3、S4应当在不同传输和天线Trans.I作为它们的共轭或者负共轭以保证传输（例如时间）和空间分集。

根据图15中所示映射表1500，在第一重传之外，表1中定义的两个STC码映射可以交替地用来重传直至在接收器处对数据分组成功解码。例如符号S1、S2、S3、S4可以包含HARQ重传（以及可能的其他信息）。

图17A示出了划分成四个分段1705、1710、1715、1720的映射表1700，这些分段在这一示例中为四个单元（未示出个别单元）的四个象限。如下文将更详细描述的那样，每个分段1705、1710、1715、1720由按照Alamouti码图案、但是在每个分段级应用的符号填充。

图17B示出了映射表1700，该映射表具有所示每个分段1705、1710、1715、1720的内容。如图所示，每个分段1705、1710、1715、1720包括四个分量。例如分段1705包括四个单符号分量1706、1707、1708和1709。

分段1705、1710、1715、1720一起可以被视为组成较大分段1725。为了在较小分段1705、1710、1715、1720与由较小分段组成的较大分段1725之间进行区分，分段1705、1710、1715、1720可以称为主要分段，而分段1725可以称为次级分段。在这一示例中，次级分段1725组成映射表1700的全部内容，然而在其他示例中，可以有每个包括主要分段的若干次级分段。

次级分段1725由在这一情况下为主要分段1705、1710、1715、1720的四个子分段组成。这些是次级分段1725的多符号分量。在这一示例中，主要分段1705、1710、1715、1720为次级分段1725的象限。映射表1700由符号填充。（为求简化，这里将符号表示为A、B、C、D、E、F、G、H及其负共轭。然而下文将参照图17进一步提供每个主要分段中的符号的更具体描述，其中占位符标记A、B、C、…已经替换为更具体符号标记）。更具体而言，以诸如形成主要分段1705、1710、1715、1720的分段级Alamouti码这样的方式填充映射表1700。任何将Alamouti码的图案应用于分段的适当方式可以用来导出用于分段级Alamouti码的图案。在这一示例中，分段级Alamouti码的图案使得主要分段1715的符号为主要分段1710的符号的负共轭，而主要分段1720的符号与主要分段1705的符号相同。

在这一示例中，通过保证次级分段1725中的符号遵循某一图案来在分段级上实施Alamouti码。应当理解也可以使用根据Alamouti码导出的其他图案。例如主要分段1720的符号可以是主要分段1705的符号的共轭而不是复制主要分段1705。替代地，一些主要分段的符号可以代表对其他主要分段的矩阵操作（诸如转置操作（共轭转置）或者其他变换）的结果。也应当理解可以反转共轭或者负共轭相对于它们的基底而言的位置。也将理解可以在符号和分段级两者使用基于Alamouti图案的任何基于Alamouti的码。

出于描述在主要分段1705、1710、1715、1720之间的关系的目的，已经将它们的符号表示为A、B、C、D、E、F、G、H及其负共轭。然而每个主要分段1705、1710、1715、1720的实际内容本身可以如图17C中所示遵循Alamouti码的图案。在图17C中，标记A、B、C、D、E、F、G、H已经分别替换为S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7和S8。如图所示，主要分段1705、1710、1715、1720可以组成Alamouti码。例如主要分段1705包括分量1706中的S1、分量1707中的S2、分量1708中的-S2*和分量1709中的S1*、因此形成Alamouti码。将理解Alamouti码图案也存在于其他主要分段中。

因此，定义分段级Alamouti码的次级分段1725包括如下子分段，这些子分段本身定义Alamouti码。这产生嵌套Alamouti码的图案。

将理解映射表1700中的符号因此形成（在分段1705、1710、1715和1720中定义的）符号级Alamouti码和（在分段1725中定义的）分段级Alamouti码的部分并且在分段级开始偏离符号级Alamouti码方案。

因此，映射表1700可以用于四个符号S1、S2、S3、S4的可靠传输。映射表1700定义的传输方案可以用任何适当方式来传输符号S1、S2、S3、S4。例如每个传输资源Trans.1、Trans.2、Trans.3、Trans.4可以被视为可以出现或者可以未必出现的单独传输。例如，如果传输资源Trans.1、Trans.2、Trans.3、Trans.4为单独时间间隔，则用于传输符号S1、S2、S3和S4的方案可以涉及到在它们的相应时间相继经历图17C中所示的所有四次传输。

替代地，映射表17C可以用作在传输失败的情况下遵循的重传方案。在这样的情况下，可以使用传输资源Trans.1来出现第一传输。如果传输成功，则在映射表中指示的剩余传输可以丝毫不出现。如果第一传输未成功，或者如果不可能确认它成功，则第二传输可以按照用于传输资源Trans.2的映射而发生。这也可以一次完成若干传输，由此通过若干传输资源的若干传输根据映射表而发生，并且如果这若干传输未成功则才有根据映射表执行的通过附加传输资源的附加传输。这一图案可以重复它本身直至传输成功或者直至到达表的底部，在这一点可以通过从表的顶部再次开始来进行进一步尝试或者可以确定传输失败。由于传输资源可以是除了时间之外的资源，所以有可能的是后续传输/重传出现于另一个或者多个帧中。

可选地，可以通过提供传输资源的附加行并且利用传输图案的重复填充它们来将重复预设的传输图案构建到表中。图20图示了映射表2000，该映射表2000包括两个相同分段2025、2035的块2040。在传输资源为时间间隔的示例中，分段2025跟随有它本身的相同副本，分段2030。

在图17A-17C的示例中，映射表包括单个次级分段1725。将理解映射表可以包括若干次级分段1725。另外如下文将更完全描述的那样，映射表可以包括嵌套Alamouti码的附加层。

虽然映射表1700包括根据四个符号S1、S2、S3、S4导出的与天线Tx-1、Tx-2、Tx-3、Tx-4的数量匹配的符号，但是应当理解符号和天线数量的这样的匹配并非必需。例如映射表可以根据数量比天线低的符号构建。附加天线可以用来发送传输的符号的附加或者修改（例如共轭和/或负共轭）副本。

图18示出了用于通过8个天线Tx-1、…、Tx-8传输的传输方案的映射表1800。在这一示例中，映射表1800中的符号都是根据四个符号S1、S2、S3、S4导出的。如图所示，在这一示例中，映射表包括由次级分段1825、1830、1835、1840组成的三级分段1850。

如图所示，次级分段由与图17C的示例的次级分段1725相同的符号组成。换而言之，与次级分段1725相似，次级分段1825包括四个主要分段1805、1810、1815、1820，每个分段具有四个单符号分量并且组成Alamouti码。如同次级分段1725中的主要分段1705、1710、1715、1720，次级分段1825内的主要分段1805、1810、1815、1820一起形成分段级Alamouti码。由于有八个天线，所以可以每个传输资源传输八个符号。因而每个传输资源Trans.i有八个符号单元。通过向映射表提供次级单元1830（该单元是次级单元1825的副本）来填充这八个单元。因此，次级单元1830也包括布置于分段级Alamouti码（这些码本身为Alamouti码）中的主要分段。

次级分段1835和1840使得次级分段1825、1830、1835、1840本身组成（次级）分段级Alamouti码。这样，三级（tertiary）分段1850本身定义分段级Alamouti码（在次级分段级别）。因此有三层嵌套Alamouti码：主要分段为Alamouti码，次级分段为分段级Alamouti码（在主要级别），而三级分段为分段级Alamouti码（在次级级别）。将注意次级分段1835和1840也为分段级Alamouti码并且它们可以被划分成本身为Alamouti码的四单元主要分段。因此，嵌套Alamouti码可以保留更低层的Alamouti码。

在上述示例中，映射表1800中的符号都是根据四个符号S1、S2、S3、S4导出的。将理解也可以用其他数量的符号完成Alamouti码的这样三重嵌套。例如八个符号S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8可以已经组成第一传输资源Trans.1而映射表的其余符号遵循上文描述的Alamouti码图案。在这样的情况下，次级分段1830将不与次级分段1825相同而是将包括符号S5、S6、S7、S8及其共轭和/或负共轭。

将理解：如上文关于主要分段描述的那样，次级分段也无需邻接。另外，分段无需相邻。另外可以修建Alamouti码和分段级Alamouti码以去除其某些部分。例如参照图17A，虽然次级分段1725以它们的整体包括所有四个主要分段1705、1710、1715、1720，它们一起形成分段级Alamouti码，但是应当理解次级分段可以仅包括全部分段级Alamouti码的子集。可以从次级分段去除或者否则省略完整分段级Alamouti码的一些符号以例如创建如图19中所示部分填充的矩阵。在这一示例中，已经去除分段1710和1715以创建部分填充的矩阵。如图所示，图19的映射表1900包括次级分段1925中的这样的部分填充的矩阵，该分段定义分段级Alamouti码，该代码为部分分段级Alamouti码。虽然次级分段1925的部分填充的矩阵包括空单元，但是将理解：在替代实施例中，这些单元可以由其他如下符号填充，这些符号未形成部分Alamouti码的部分。将理解：例如在重传（其中已经恰当接收而无需重传先前传输的符号中的一些符号）的情况下也可以使用其中已经省略某些符号的部分符号级Alamouti码。

本申请的上述实施例旨在于仅为举例。本领域技术人员可以实现对特定实施例的变更、修改和变化而未脱离本申请的范围。

Claims (10)

1.一种用于在多输入多输出基于Alamouti的编码通信中传输数据的方法，包括：

根据映射表通过多个天线和相应传输资源传输多个符号集，所述映射表将定义所述通信的所述多个符号映射到来自多个传输天线之中的相应天线及它们的相应传输资源；

其中所述传输包括传输符号，所述符号形成所述映射表中的分段级基于Alamouti的码的至少一部分；

其中所述映射表包括多个分段，其中所述多个分段中的一个或多个在非相邻天线上并且在传输资源方向上不连续。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述传输还包括传输符号，所述符号形成符号级基于Alamouti的码的部分。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述传输包括传输符号，所述符号形成所述符号级基于Alamouti的码和所述分段级基于Alamouti的码两者的部分。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述映射表包括：

a.多个主要分段，每个分段包括与个别符号对应的多个分量，所述符号一起定义符号级基于Alamouti的码；并且

b.至少一个次级分段，包括多个主要分段，所述主要分段一起定义分段级基于Alamouti的码。

5.根据权利要求4所述的方法，其中至少一个次级分段中的每个包括四个主要分量。

6.根据权利要求4所述的方法，其中至少一个次级分段定义的所述分段级基于Alamouti的码是部分的基于Alamouti的码。

7.根据权利要求4所述的方法，其中所述至少一个次级分段中的每个包括多个主要分段，所述主要分段一起定义在主要分段级别的分段级基于Alamouti的码，所述映射表还包括至少一个三级分段，所述三级分段包括多个次级分段，所述次级分段一起形成在第二分段级别的分段级基于Alamouti的码。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述传输包括通过所述多个天线和第一传输资源传输第一符号集并且确认是否已经成功传输所述第一符号集。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：如果未确认已经成功传输所述第一符号集，则通过所述多个天线和第二传输资源传输第二符号集。

10.一种用于在多输入多输出基于Alamouti的编码通信中传输数据的方法，包括：

a.定义映射表，所述映射表用于将定义所述通信的多个符号映射到来自多个传输天线之中的相应天线和相应传输资源；

b.通过以下操作来填充所述映射表：

i.定义所述映射表的多个主要分段，所述多个主要分段中的每个包括与个别符号传输对应的多个分量，所述符号传输一起定义符号级基于Alamouti的码；并且

ii.定义所述映射表的次级分段，所述次级分段包括多个主要分段，所述主要分段一起定义分段级基于Alamouti的码的至少一部分，其中已从所述映射表中省略所述多个主要分段中的一个或多个，其中所述多个主要分段中的一个或多个在非相邻天线上并且在传输资源方向上不连续；并且

c.根据所述映射表用所述多个天线传输所述映射表中的所述符号。