CN102882665A

CN102882665A - Ofdm系统中用于信道交织的方法和装置

Info

Publication number: CN102882665A
Application number: CN2012103051877A
Authority: CN
Inventors: 法罗克.坎; 皮周月; 蔡建安
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2007-06-08
Filing date: 2008-06-09
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2028-06-09
Also published as: JP2012209955A; EP2174421A4; US20130107845A1; WO2008150144A3; AU2008260798B2; US9444591B2; US20150131611A1; JP5064560B2; US20080307427A1; KR20100029751A; CN101682335A; AU2008260798A1; US8908632B2; EP2720377B1; JP2010529772A; JP2014027668A; CA2688534C; US8937919B2; CN102882665B; WO2008150144A2

Abstract

一种OFDM系统中用于信道交织的方法和装置。一种用于在通信系统中通过发射机进行资源分配的方法，所述方法包含以下步骤：把要传送的信息比特分割为多个码块；和在每个码块中编码信息比特；通过N，N_seq和L的函数向至少一个码块的每一个分派若干资源，其中N是可用于数据传输的资源的总数量，N_seq是码块的数量，并且L是发射分集参数；以及基于分派的资源经由一个或多个天线向接收机传送编码的信息。

Description

OFDM系统中用于信道交织的方法和装置

本申请是申请日为2008年6月9日、申请号为200880019367.0、发明名称为“OFDM系统中用于信道交织的方法和装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于在OFDM系统中信道交织的方法和装置。

背景技术

远程通讯实现了发射机和接收机之间在一定距离上以通信为目的的数据传输。数据通常由无线电波携带，并使用有限的传输资源传送。即，使用有限的频率范围在一个时间周期上发射无线电波。

在当前的通信系统中，要传送的信息首先被编码，然后被调制，以便产生多个调制码元。这些码元随后被映射到可用于数据传输的时频资源块。通常，所述时间和频率资源块被分割为多个相等持续时间的资源元素（resourceelements）。

在第三代合作伙伴计划长期演进（Third(3rd)Generation PartnershipProject Long Term Evolution,3GPP LTE）系统中，某些资源元素被分配用于控制信号传输。因此，数据码元可以被映射到未被分配用于控制信号传输的资源元素中。每个数据传输携带一个或多个传输块的信息比特。当传输块大于最大的码块尺寸时，传输块中的信息比特可以被分割为多个码块。把传输块中的信息比特划分为多个码块的过程被称作码块分割（code blocksegmentation）。由于对码块尺寸有限的选择以及在码块分割期间试图使填充效率最大，传输块的多个码块可能具有不同的尺寸。每个码块将被编码、交织、速率匹配和调制。因此，用于传输的数据码元可能由多个码块的调制码元组成。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供用于使用有限的传输资源有效地传送数据的方法和装置。

本发明的另一个目的是提供使时间分集和频率分集最大的方法和装置。

本发明的又一个目的是提供使不同码块之间的干扰最小的方法和装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于资源分配的方法。根据所述方法，把时频资源块在时频域中划分为多个相等持续时间的资源元素。所述多个资源块的子集是可用于数据传输的数据资源元素。把要传送的数据块分割为多个码块。给所述多个码块分派基本相等数量的数据资源元素。

分派给码块的数据资源元素的数量可以由

确定，其中，M_j是分派给具有索引j的码块的数据资源元素的数量，N是时频资源块中的数据资源元素的数量，并且N_seg是时频资源块中的码块的数量。

或者，分派给码块的数据资源元素的数量可以由

又或者，分派给码块的数据资源元素的数量由

根据本发明的又一个方面，提供了一种用于资源分配的方法。根据所述方法，把时频资源块在频域中划分为多个相等持续时间的频率资源单元，并把所述时频资源块在时域中划分为多个相等持续时间的时间资源单元。一个时间资源单元中的一个频率资源单元是一个资源元素。所述时频资源块内的资源元素的子集是可用于数据传输的数据资源元素。把要传送的数据块分割为多个码块。所述数据资源元素是被分派给所述多个码块的元素。至少一个数据块对应于连续的时间资源单元集合中的所述数据资源元素。

可以给所述方法提供索引方案。首先，给每个时间资源单元内的每个数据资源元素分派时间资源单元内索引。具有索引i的时间资源单元中的数据资源元素的所述时间资源单元内索引是I_i(x)，其中，x是所述时间资源单元i内的所述数据资源元素的自然顺序索引，x=0,1,...,N_i-1，N_i是所述时间资源单元i内的数据资源元素的数量，i＝1,2,...,i_T，并且i_T是所述时频资源块内的时间资源单元的总数量。然后，给所述时频资源块内的每个数据资源元素分派分派内索引。具有时间资源单元内索引I_i(x)的数据资源元素的所述分派内索引是I_A(x,i)，并且：

I_{A} (x, i) = I_{i} (x) + Σ_{k = 1}^{i - 1} N_{k}, i = 1,2, . . ., i_{T}

并且x=0,1,...,N_i-1，

其中I_A(x,i)=0,1,…,N-1，N是所述时频资源块中的数据资源元素的数量，并且

数据资源元素的所述时间资源单元内索引I_i(x)可以等于具有索引j的时间资源单元内的所述数据资源元素的自然顺序索引x。

或者，数据资源元素的所述时间资源单元内索引I_i(x)根据交织函数可以和具有索引j的时间资源单元内的所述数据资源元素的自然顺序索引x相关联。

根据所述索引方案，可以把具有分派内索引I_A(x,i)的数据资源元素分派给具有索引j的码块，以使：

其中，j=0,1,...,N_seg-1，并且N_seg是所述时频资源块中的码块的数量。

或者，可以把具有分派内索引I_A(x,i)的数据资源元素分派给具有索引j的码块，以使：

如果0≤j<(N mod N_seg)，并且

如果(N mod N_seg)≤j<N_seg

又或者，可以把具有分派内索引I_A(x,i)的数据资源元素分派给具有索引j的码块，以使：

如果0≤j<(N mod N_seg)，并且如果(N mod N_seg)≤j<N_seg

根据本发明的又一个方面，提供了一种用于资源分派的方法。根据所述方法，至少一个时间资源单元对应于所有的所述码块。

使用上述索引方案，可以把具有分派内索引I_A(x,i)的数据资源元素分派给具有索引j的码块，以使：

j=I_A(x,i)mod N_seg，I_A(x,i)=0,1,…,N-1，

根据本发明的又一个方面，提供了一种用于资源分配的方法。根据所述方案，当所述码块的数量大于某个阈值时，所述多个码块中至少一个可以被分派可用于数据传输的连续时间资源单元的子集。当所述码块的数量小于所述某个阈值时，所述多个码块中至少一个可以被分派所有的所述可用于数据传输的时间资源单元。

所述某个阈值对于不同的用户设备单元可以是不同的。

或者，所述某个阈值对于不同的用户设备单元可以是恒定的。

根据本发明的又一个方面，提供了一种用于资源分配的方法。根据所述方法，当所述数据块的尺寸大于某个阈值时，所述多个码块中至少一个可以被分派可用于数据传输的连续时间资源单元的子集。当所述数据块的尺寸小于所述某个阈值时，所述多个码块中至少一个可以被分派所有的所述可用于数据传输的时间资源单元。

根据本发明的又一个方面，提供了一种用于通信的方法。根据所述方法，分割要被传送的数据块以产生多个传输块。把所述多个传输块中的每个分割为多个码块。所述多个传输块中的至少两个包含相同数量的码块。

所述至少两个传输块内的所述码块的数量可以依据所述至少两个传输块中具有较大信息比特数量的一个被确定。

根据本发明的又一个方面，提供了一种用于通信的方法。根据所述方法，被分派给第一传输块内的至少第一码块的传输资源可以包括被分派给第二传输块内的第二码块的传输资源。

根据本发明的又一个方面，提供了一种用于通信的方法。根据所述方法，被分派给第一传输块内的至少第一码块的传输资源和被分派给第二传输块内的第二码块的传输资源可以相同。

根据本发明的又一个方面，提供了一种通信系统中的无线终端。所述无线终端可以利用存储器单元、码块产生单元、资源映射单元和至少一个发射天线构成。所述存储器单元存储时频域中被划分为多个相等持续时间资源元素的时频资源块的资源网格结构。所述多个资源元素的子集是可用于数据传输的数据资源元素。码块产生单元把要传送的数据块分割为多个码块。资源映射单元把大致相等数量的数据资源元素分派给所述多个码块。至少一个发射天线通过使用所述数据资源元素发射所述多个码块。

根据本发明的又一个方面，提供了一种通信系统中的无线终端。所述无线终端可以利用存储器单元、码块产生单元、资源映射单元和至少一个发射天线构成。存储器单元存储包括多个在频域中相等持续时间的频率资源单元和多个在时域中相等持续时间的时间资源单元的时频资源块的资源网格结构。一个时间资源单元中的一个频率资源单元可以是一个资源元素，并且所述时频资源块内的资源元素的子集可以是可用于数据传输的数据资源元素。码块产生单元把要传送的数据块分割为多个码块。资源映射单元把数据资源元素分派给所述多个码块，其中至少一个数据块被分派了在连续的时间资源单元集合中的所述数据资源元素。至少一个发射天线通过使用所述数据资源元素发射所述多个码块。

根据本发明的又一个方面，提供了一种通信系统中的无线终端。所述无线终端可以利用存储器单元、码块产生单元、资源映射单元和至少一个发射天线构成。资源映射单元把数据资源元素分派给多个码块，至少一个时间资源单元对应于所有的所述码块。

根据本发明的又一个方面，提供了一种通信系统中的无线终端。所述无线终端可以利用存储器单元、码块产生单元、资源映射单元和至少一个发射天线构成。资源映射单元把数据资源元素分配给多个码块，以便当所述码块的数量大于某个阈值时，所述多个码块中至少一个对应于可用于数据传输的连续时间资源单元的子集；并且，当所述码块的数量小于所述某个阈值时，所述多个码块中至少一个对应于所有的所述可用于数据传输的时间资源单元。

根据本发明的又一个方面，提供了一种通信系统中的无线终端。所述无线终端可以利用存储器单元、码块产生单元、资源映射单元和至少一个发射天线构成。资源映射单元把数据资源元素分配给多个码块，以便当所述数据块的尺寸大于某个阈值时，所述多个码块中至少一个对应于可用于数据传输的连续时间资源单元的子集；并且，当所述数据块的尺寸小于所述某个阈值时，所述多个码块中至少一个对应于所有的所述可用于数据传输的时间资源单元。

根据本发明的又一个方面，提供了一种通信系统中的无线终端。所述无线终端可以利用传输块产生单元和码块产生单元构成。传输块产生单元分割要被传送的数据块以产生多个传输块。码块产生单元把所述多个传输块中的每个分割为多个码块。所述多个传输块中的至少两个包含相同数量的码块。

根据本发明的又一个方面，提供了一种通信系统中的无线终端。所述无线终端可以利用传输块产生单元、码块产生单元和把传输资源分派给多个码块的资源映射单元构成。被分派给第一传输块内的至少第一码块的传输资源可以包括被分派给第二传输块内的第二码块的传输资源。

根据本发明的又一个方面，提供了一种通信系统中的无线终端。所述无线终端可以利用传输块产生单元、码块产生单元和把传输资源分派给多个码块的资源映射单元构成。被分派给第一传输块内的至少第一码块的传输资源可以和被分派给第二传输块内的第二码块的传输资源相同。

更具体地，涉及一种用于在通信系统中通过发射机进行资源分配的方法，所述方法包含以下步骤：把要传送的信息比特分割为多个码块；和在每个码块中编码信息比特；通过N，N_seq和L的函数向至少一个码块的每一个分派若干资源，其中N是可用于数据传输的资源的总数量，N_seq是码块的数量，并且L是发射分集参数；以及基于分派的资源经由一个或多个天线向接收机传送编码的信息。

附图说明

通过结合附图参考下面的详细描述，对本发明更全面的理解以及其伴随的许多优点将容易清晰，并被更好地理解。在附图中，相同的参考符号指示相同或者类似的部件，其中：

图1示意性地示出了适于实践本发明原理的正交频分复用（OFDM）收发机链；

图2示出了两个OFDM子载波的坐标图，所述坐标图示出了作为频率的函数的幅度；

图3是在时域中OFDM码元被发射和接收的波形的图示；

图4是单载波频分多址收发机链的图示；

图5示意性地示出了混合自动重复请求（Hybrid Automatic Repeatrequest，HARQ）收发机链；

图6示意性地示出了四信道同步HARQ传输方案；

图7示意性地示出了多输入多输出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）系统；

图8示意性地示出了预编码MIMO系统；

图9示意性地示出了在高速下行链路分组接入（High Speed DownlinkPacket Access，HSDPA）系统中用于高速数据共享信道（High Speed DataShared Channel，HS-DSCH）的码链；

图10示意性地示出了高速数据共享信道（HS-DSCH）混合ARQ功能；

图11示意性地示出了长期演进（LTE）下行链路子帧结构；

图12示意性地示出了LTE上行链路子帧结构；

图13示意性地示出了根据本发明原理的一个实施例的信道交织方案；

图14示意性地示出了根据本发明原理的另一个实施例的信道交织方案；

图15示意性地示出了根据本发明原理的又一个实施例的信道交织方案；

图16示意性地示出了根据本发明原理的又一个实施例的信道交织方案。

具体实施方式

正交频分复用（OFDM）是一种在频域中复用数据的技术。在频率子载波上携带调制码元。图1示出了正交频分复用（OFDM）收发机链。在使用OFDM技术的通信系统中，在发射机链110处，控制信号或数据111被调制器112调制为一系列调制码元，所述调制码元随后被串行/并行（Serial/Parallel，S/P）转换器113进行串并转换。使用快速傅里叶逆变换（Inverse Fast Fourier Transform,IFFT）单元114把信号从频域到时域转移为多个OFDM码元。循环前缀（Cyclic prefix，CP）或零前缀（zero prefix，ZP）被CP插入单元116添加到每个OFDM码元以避免或者缓和因多径衰落所致的影响。随后，信号被发射机（Tx）前端处理单元117例如天线（未示出）发射，或者，通过固定电线或电缆传送。在接收机链120处，假设获得了理想的时频同步，则接收机（Rx）前端处理单元121接收到的信号被CP去除单元122处理。快速傅里叶变换（FFT）单元124把接收到的信号从时域转移到频域供进一步处理。

在OFDM系统中，每个OFDM码元由多个子载波组成。每个OFDM码元内子载波均携带调制码元。图2示出了使用子载波1、子载波2和子载波3的OFDM传输方案。因为每个OFDM码元在时域中具有有限的持续时间，所以子载波在频域中彼此重叠。但是，假设发射机和接收机具有理想的频率同步，则在采样频率保持了正交性，如图2中所示。在因非理想频率同步或者高移动性所致的频率漂移情况中，在采样频率，子载波的正交性被破坏，导致载波间干扰（inter-carrier-interference，ICI）。

图3中示出了被发射和接收的OFDM码元的时域图示。因多径衰落所致，接收到的信号的CP部分经常被先前的OFDM码元损坏。只要CP足够长，则接收到的无CP的OFDM码元应该只包含其自己的被多径衰落信道卷积的信号。一般来说，在接收机侧取快速傅里叶变换（FFT）以便允许进一步处理频域。OFDM相对于其他传输方案的优点是其对多径衰落的稳健性。时域中的多径衰落转化为频域中的频率选择性衰落。伴随添加循环前缀或者零前缀，相邻OFDM码元之间的码元间干扰被避免或者被大大地减轻了。而且，因为每个调制码元被在窄带宽上携带，其经历单路径衰落。可以使用简单的均衡方案来对抗频率选择衰落。

利用单载波调制和频域均衡的单载波频分多址（SC-FDMA）是一种具有和OFDMA系统类似的性能和复杂度的技术。SC-FDMA的一个优点是SC-FDMA信号因为其固有的单载波结构而具有较低的峰值平均功率比（peak-to-average power ratio，PAPR）。低PARR通常导致功率放大器的高效率，这在上行链路传输中对于移动台来说尤其重要。在3GPP长期演进（LTE）中，SC-FDMA被选择作为上行链路多址方案。在图4中示出了SC-FDMA接收机链的例子。在发射机侧，数据或控制信号被S/P转换器181进行串并（S/P）转换。在时域数据被子载波映射单元183映射到子载波集合之前，DFT变换器182将离散傅里叶变换（DFT）施加于时域数据或控制信号。为了确保低PAPR，一般在频域中的DFT输出将被映射到连续子载波集合。然后，由IFFT变换器184施加一般具有比DFT更大尺寸的IFFT，以便把信号变换回时域。在P/S转换器185的并串（parallel to serial，P/S）转换之后，在数据或控制信号被传送到发射前端处理单元187之前，循环前缀（CP）将被CP插入单元186添加到所述数据或控制信号。经处理的添加了循环前缀的信号经常被称为SC-FDMA块。在该信号通过通信信道188，例如无线通信系统中的多径衰落信道之后，接收机将通过接收机前端处理单元191执行接收机前端处理，利用CP去除单元192去除CP，利用FFT变换器194施加FFT和频域均衡。在被均衡的信号在频域中被解除映射195之后，将施加离散傅里叶逆变换（IDFT）196。IDFT的输出将被传递供进一步的时域处理，例如解调和解码。

在基于分组的无线数据通信系统中，通过控制信道传送的控制信号，即控制信道传输，一般伴随通过数据信道传送的数据信号，即数据传输。包括控制信道格式指示符（control channel format indicator，CCFI）、确认信号（ACK）、分组数据控制信道（packet data control channel，PDCCH）信号的控制信道信息携带用于数据信号的传输格式信息，例如用户ID、资源分派信息、有效载荷尺寸、调制、混合自动重复请求（HARQ）信息、MIMO相关信息。

在通信系统中广泛地使用混合自动重复请求（HARQ）来对抗解码故障和提高可靠性。每个数据分组被使用某种前向纠错（forward error correction，FEC）方案编码。每个子分组可以只包含编码比特的一部分。如果如反馈确认信道中的NAK所指示的那样，子分组k的传输失败，则重传输子分组（子分组k+1）被传送以帮助接收机解码分组。重传输子分组可以包含不同于先前的子分组的编码比特。接收机可以适度地（softly）组合或者联合地解码所有接收到的子分组以提高解码的机会。一般地，考虑到可靠性、分组延迟以及实施复杂度，配置了最大的传输次数。

在无线通信中广泛使用经常被称为多输入多输出（MMO）的多天线通信系统来提高系统性能。在图6中所示的MIMO系统中，发射机具有多个能够发射独立信号的天线，并且接收机配备有多个接收天线。如果只有一个发射天线，或者如果只有一个被发射的数据流，则MIMO系统蜕化为单输入多输出（single input multiple output，SIMO）。如果只有一个接收天线，则MIMO系统蜕化为多输入单输出（multiple input signle output，MISO）。如果只有一个发射天线和一个接收天线，则MIMO系统蜕化为单输入单输出（single input single output，SISO）。MIMO技术能够显著提高吞吐率和系统的范围而毫不增大带宽或者总的发射功率。一般来说，MIMO技术通过利用因多天线所致的空间域中的额外的自由度提高了无线通信系统的频谱效率。存在很多类别的MIMO技术。例如，空间复用方案通过允许在多个天线上发射的多个数据流，提高了传输速率。例如空间-时间编码的发射分集方法利用了因多发射天线所致的空间分集。接收机分集方法利用了因多接收天线所致的空间分集。波束成型（Beamforming）技术提高了接收到的信号增益并减小了对其他用户的干扰。空分多址（Spatial division multiple access，SDMA）允许来自或去往多个用户的信号流在相同的时间频率资源上被传送。接收机可以通过这些数据流的空间特征（spatial signature）把多个数据流分离。注意，这些MIMO传输技术不是相互排斥的。实际上，很多的MIMO方案经常在先进的无线系统中被使用。

当信道是有利的时，例如移动速度较低时，有可能使用闭环的MIMO方案来提高系统性能。在闭环的MIMO系统中，接收机反馈信道状况和/或优选Tx MIMO处理方案。发射机利用这个反馈信息以及例如调度优先权、数据和资源可用性的其他考虑，联合地优化传输方案。一种流行的闭环MIMO方案被称作MIMO预编码。利用预编码，发射数据流在被传递到多个发射天线之前被预先乘以矩阵。如图7中所示，假设存在Nt个发射天线和Nr个接收天线。将Nt个发射天线和Nr个接收天线之间的信道表示为H。因此，H是个Nt×Nr的矩阵。如果发射机具有关于H的知识，则发射机可以根据H选择最有益的传输方案。例如，如果目标是使吞吐率最大，则如果在发射机可获得H的知识，可以把预编码矩阵选择为H的右奇异矩阵。通过这么做，在接收机侧用于多个数据流的有效信道可以被对角化，消除多个数据流之间的干扰。但是，反馈Ｈ的精确值所需的开销经常令人望而生畏。为了降低反馈开销，定义预编码矩阵集合以量化H可能具有的可能值的空间。利用量化，接收机反馈优选的预编码方案，一般是以优选的预编码矩阵的指数、秩和优选的预编码向量的索引的形式。接收机也可以反馈优选的预编码方案的相关联的CQI值。

MIMO系统的另一个方面是，供传输的多个数据流被单独地编码还是被一起编码。如果供传输的所有层被一起编码，则称其为单码字（singlecodeword，SCW）MIMO系统。否则称其为多码字（multiple codeword，MCW）MIMO系统。在LTE下行链路系统中，当使用单用户MIMO（single userMIMO，SU-MIMO）时，可以把多达两个码字传送到单个UE。在两个码字被传送到一个UE的情况下，该UE需要分别地确认这两个码字。另一种MIMO技术被称为空分多址（spatial division multiple access，SDMA），有时候其也被称作多用户MIMO（multi-user MIMO，MU-MIMO）。在SDMA中，多个数据流被单独地编码，并在相同的时间频率资源上传送到不同的预期接收机。通过使用不同的空间特征，例如天线、虚拟天线或预编码向量，接收机将能够区分这多个数据流。而且，通过调度适当的接收机群并基于信道状态信息为每个数据流选择适当的空间特征，感兴趣的信号可以被增强，同时其他信号可以被针对多个接收机同时增强。因此，系统容量可以被提高。在LTE下行链路中既采用单用户MIMO（SU-MIMO），也采用多用户MIMO（MU-MIMO）。在LTE的上行链路中也采用MU-MIMO，而用于LTE上行链路的SU-MIMO仍旧在讨论之中。

在LTE系统中，当传输块大（例如超过6144比特）时，传输块被分割为多个码块，以便能够产生多个被编码的分组，这因为例如实现了并行处理或流水线实施方案以及功耗与硬件复杂度之间的灵活折中的好处而是有益的。使用增强码编码每个码块以产生多个编码比特。针对每个传输通过速率匹配算法选择编码比特。如下的传输块被作为一个MIMO码字传送：该传输块包括这个传输块的所有码块中的所有被选择的编码比特。每个MIMO码字可以在一个或多个MIMO层上被携带。产生多个码块的过程与图9中所示的高速下行链路分组接入（HSDPA）系统中的高速数据共享信道（HS-DSCH）的编码过程类似。在当前的HS-DSCH设计中，针对整个传输块，只产生一个24比特循环冗余校验（CRC），用于该块的错误检验目的。如果多个码块被产生并在一个传输时间间隔（transmission time interval，TTI）中被传送，则接收机可以正确地解码码块中的一些，但是不能正确地解码其他的码块。在这种情况下，接收机将把非确认（non-acknowledgement，NAK）反馈到发射机，因为该传输块的CRC将不检查。

混和ARQ功能把信道编码器的输出处的比特数与高速物理下行链路共享信道（HS-PDSCH）集合的总比特数进行匹配，高速数据共享信道（HS-DSCH）被映射到高速物理下行链路共享信道（HS-PDSCH）集合。混和ARQ功能由冗余版本（redundancy version，RV）参数控制。混和ARQ功能的输出处的比特的精确集合依赖于输入比特的数量、输出比特的数量和RV参数。混和ARQ功能由两个速率匹配级231和232以及虚拟缓冲器240组成，如图10所示。第一速率匹配级231把输入比特的数量与虚拟IR缓冲器240匹配，关于虚拟IR缓冲器240的信息由较高层提供。注意，如果输入比特的数量不超过虚拟IR缓冲容量，则第一速率匹配级231是透明的。第二速率匹配级232把第一速率匹配级231的输出处的比特数量与TTI中在HS-PDSCH集合中可用的物理信道比特数量进行匹配。

图11中示出了LTE的下行链路子帧结构。在一种典型的配置中，每个子帧是1毫秒长，包含14个OFDM码元（即时间资源单元）。假设子帧中的OFDM码元被从0到13索引。天线0和1的基准码元（Reference symbols，RS）位于OFDM码元0、4、7和11中。如果存在，则天线2和3的基准码元（RS）位于OFDM码元2和8中。包括控制信道格式指示符（CCFI）、确认信道（ACK）、分组数据控制信道（packet data control channel，PDCCH）的控制信道在最前面的一个或两个或三个OFDM码元中被传送。用于控制信道的OFDM码元的数量由CCFI指示。例如，控制信道可以占据第一个OFDM码元，或者最前面的两个OFDM码元，或者最前面的三个OFDM码元。数据信道、即物理下行链路共享信道（PDSCH）在其他的OFDM码元中被传送。

图12中示出了上行链路子帧结构（用于数据传输）。注意，LTE上行链路是基于SC-FDMA的系统，其非常类似于OFDMA系统，具有一些差别。和OFDM码元类似，每个SC-FDMA块具有循环前缀（CP）。对于数据传输，基准信号（RS）位于第4SC-FDMA块和第11SC-FDMA块，而剩余的SC-FDMA块携带数据。注意，图13只示出了上行链路子帧的时域结构。对于每个单独的UE，其传输可以只占据频域中整个带宽的一部分。不同的用户和控制信号通过SC-FDMA在频域中被复用。

在本发明中，我们提出了用于OFDM系统中信道交织的方法和装置。注意，在OFDMA系统或单载波FDMA系统的上下文中，信道交织经常被称作调制码元到资源映射。在本发明中，信道交织和调制码元到资源映射是可互换的。

通过示出许多具体的实施例和实施方案，包括为实施本发明所构思的最佳模式，从下面的详细描述，本发明的方面、特征和益处将容易清晰。本发明也可以有其他的不同的实施例，并且其几个细节可以在各个明显的方面被修改，而全都不偏离本发明的精神和范围。因此，附图和描述要被视为本质上是说明性的而非限制性的。在附图的图中，通过举例而非限制示出了本发明。在下面的图示中，我们主要地使用3GPP LTE系统中的下行链路OFDMA系统作为例子。但是，这里示出的技术当然能够被应用于上行链路SC-FDMA系统，以及应用于其他可应用的系统。

在根据本发明原理的第一实施例中，提出了一种实现资源分派内的资源元素（RE）的简便寻址的索引方案。多个资源块（RB）可以被分派给数据传输。这个资源分派分派了多个OFDM码元中的多个子载波用于数据传输。假设在OFDM码元i中存在N_i个可用于数据传输的RE。使用LTE下行链路作为例子，在子帧中可用于数据传输的RE的总数是：

N = Σ_{i = 1}^{14} N_{i} . - - - (1)

注意，并非传输间隔中所有的OFDM码元都是携带数据的。例如，如图13中所示，如果传输间隔被定义为子帧，并且控制信道占据了前三个OFDM码元，则只有OFDM码元4-14是数据携带OFDM码元。所以，对于i＝1,2,3，N_i＝0。我们可以从0到N-1索引数据RE。这种索引方案的一个例子被描述如下。

首先，我们确定在OFDM码元i，i=1,2，...,14中的用于数据RE的OFDM码元内索引。对于给定的OFDM码元，我们通过简单地分派较小的索引给位于较低频率的RE并分派较高的索引给较高频率中的RE来定义自然顺序索引。所以，在第一OFDM码元中的数据RE被分派了从0到N₁-1的自然顺序索引，在第二OFDM码元中的数据RE被分派了从0到N₂-1的自然顺序索引，依此类推。可以使分派给数据RE的OFDM码元内索引和该数据RE的自然顺序索引相等。尽管如此，注意，在OFDM码元i中的频域交织可以通过改变OFDM码元i中的数据RE的OFDM码元内索引实现。例如，频域交织器可以被施加于OFDM码元中的自然索引数据RE。假设交织函数是y=I_i(x)，其中对于码元i，x,y∈{0,1,…,N_i-1}。频域交织可以通过把OFDM码元内索引I_i(x)分派给OFDM码元i中具有自然顺序索引x的数据RE来实现。交织函数I_i(x)可以被选择为任意的交织或映射而不偏离本发明的范围。注意，等效地，频域交织也可以通过把交织函数施I_i(x)加于调制码元，然后把经过交织的调制码元映射到自然顺序的RE来实现。

接着，在时域中，所述索引方案按自然顺序或者由其他设计考虑规定的其他顺序经历OFDM码元，以便产生分派内索引。为了说明的目的，我们假设所述索引方案按自然顺序经历OFDM码元。因此，在第一OFDM码元中的数据RE被分派了从0到N₁-1的分派内索引，在第二OFDM码元中的数据RE被分派了从N₁到N₁+N₂-1的分派内索引，依此类推。假设所述索引方案按自然顺序经历OFDM码元，则在OFDM码元i内的具有OFDM码元内索引I_i(x)的数据RE的分派内索引I_A(x,i)由

I_{A} (x, i) = I_{i} (x) + Σ_{k = 1}^{i - 1} N_{k}, i = 1,2, . . ., 14,

并且x=0,1,…,N_i-1(2)给出。

在根据本发明原理的第二实施例中，总的可用资源元素根据公式被分派给多个码块，以使分派给每个码块的资源量尽可能相等。为了说明的目的，我们假设每个调制码元，或者每个资源元素（RE）只包含来自一个码块的编码比特。但是，本发明中的实施例显然适用于调制码元可以包含来自多个码块的编码比特的情况。假设存在N_seg个码块。定义

为大于或等于x的最小整数。定义为小于或等于x的最大整数。例如，分派给码块j的数据RE的数量M_j可以由

给出。

信道交织算法需要考虑到多个码块在一个传输块内的情景，这可能在传输块尺寸大于最大可允许码块尺寸的时发生。图13中示出了一个例子。为了说明的目的，我们假设每个调制码元或者每个资源元素（RE）只包含来自一个码块的编码比特。但是，本发明中的实施例显然适用于调制码元可以包含来自多个码块的编码比特的情况。在图13中所示的例子中，有四个码块。携带码块A的编码比特的调制码元被映射到OFDM码元4、5和6中的RE；携带码块B的编码比特的调制码元被映射到OFDM码元6、7、8和9中的RE；携带码块C的编码比特的调制码元被映射到OFDM码元9、10、11和12中的RE；携带码块D的编码比特的调制码元被映射到OFDM码元12、13和14中的RE。为了方便的目的，我们称试图按顺序方式复用码块的这种类型的信道交织为时域复用优先（time-domain-multiplexing-first，TDM-first）方法。显然，如图13中所示，在例如OFDM码元6、9和12中，仍存在码块的频域复用。当数据速率较高或者码块的数量大时，尝试对这多个码块进行TDM是有益的，因为其允许接收机在接收整个子帧之前开始处理一些码块，因而降低了接收机的复杂度和成本。

把具有分派内索引I_A(x,i)的RE被分派到的码块的索引定义为I_C(x,i)。在根据本发明原理的第三实施例中，根据前述的资源元素索引方案，我们可以把具有分派内索引I_A(x,i)的RE分派到码块j，以使：

I_C(x,i)=j,如果

等同地，我们可以把具有分派内索引I_A(x，i)的RE分派到码块j，以使：

如果0≤j<(N mod N_seg) (5)

我们也可以把具有分派内索引I_A(x,i)的RE分派到码块j，以使：

如果(N mod N_seg)≤j<N_seg (6)

在这么做时，我们也可以实现如图13中所示的信道交织效果。

额外的考虑可以导致先前实施例的进一步的改进。例如，为了容纳例如空间频率块码（space frequency block code，SFBC）的发射分集方案，我们可以把调制码元映射到位于相同OFDM码元中并且彼此相邻的两个数据RE。注意，在相邻的数据RE之间，有可能存在被开销信道（例如基准码元）占用或者保留的RE。为了实现它，例如，所述索引方案可以确保两个相邻的数据RE的OFDM码元内索引I_i(x)是连续的。不失一般性，我们假设N是偶数。然后，根据本发明原理的第四个实施例，被分派给码块j的数据RE的数量M_j可以由

给出。

因此，我们把具有分派内索引I_A(x,i)的RE分派给码块j，以使：

等同地，我们可以把具有分派内索引I_A(x，i)的RE分派给码块j，以使：

如果0≤j<(N mod N_seg);

(9)

我们也可以把具有分派内索引I_A(x,i)的RE分派给码块j，以使：

如果(N mod N_seg)≤j<N_seg (10)

在这么做时，我们也可以实现如图14中所示的信道交织效果。如果N是奇数，则一个数据RE需要被丢弃，因为SFBC对于每个SFBC操作要求两个数据RE。换句话说，我们可以把N减小1，以使上面所示的算法变得适用。

在另一方面，当数据速率较低或者码块的数量小时，TDM-first方法的益处对于给定的UE容量不那么重要，因为UE被建造为能够接收大量的码块。在这种情况下，我们将优选通过允许每个码块利用尽可能多的时间分集来使传输的性能最大化。为了方便的目的，我们称试图在频率中复用多个码块的这种类型的信道交织为频域复用优先（frequency-domain-multiplexing-first，FDM-first）方法。根据本发明原理的第五实施例，在图15中示出了这种方法的一个例子。在这个例子中，有两个码块。为了使时间分集最大化，每个码块的调制码元存在于每个OFDM码元中。同时，为了使频率分集最大化，每个码块的调制码元被在每个OFDM码元中交织。以这种方式，每个码块捕获了分派给这个传输的资源内的频率和时间分集的大多数，因而给每个码块提供了相等的保护，因此使传输的总体性能最大化。

在根据本发明原理的第六实施例中，我们可以把具有分派内索引

的RE分派给码块j。

j=I_A(x,i)mod N_seg,I_A(x,i)=0,1,…,N-1 (12)

在这么做时，我们可以实现如图15中所示的信道交织效果。

额外的考虑可以导致先前实施例的进一步的改进。例如，为了容纳例如空间频率块码（SFBC）的发射分集方案，我们可以把调制码元映射到位于相同OFDM码元中并且彼此相邻的两个数据RE。同样，在这些两个相邻的数据RE之间，也有可能存在被开销信道（例如基准码元）占用或者保留的RE。为了实现它，例如，所述索引方案可以确保两个相邻的数据RE的OFDM码元内索引I_i(x)是连续的。不失一般性，我们假设N是偶数。根据本发明原理的第七个实施例，被分派给码块j的数据RE的数量M_j可以由

给出。

因此，我们可用把具有分派内索引I_A(x,i)的RE分派给码块j，以使：

在这么做时，我们也可以实现如图16中所示的信道交织效果。如果N是奇数，则一个数据RE需要被丢弃，因为SFBC对于每个SFBC操作要求两个数据RE。换句话说，我们可以把N减小1，以使上面所示的算法变得适用。

比较TDM-first和FDM-first类型的信道交织方案，我们观察到针对高数据速率传输应用TDM-first类型的信道交织方法并且针对低数据速率传输应用FDM-first类型的信道交织方法是有益的。切换点可以被定义为码块数量的函数，或者传输块尺寸的函数，或者数据速率的函数。对于一个小区或者系统，切换点可以是常数。

在根据本发明原理的第八实施例中，如果在传输间隔中要被传送的码块的数量大，则多个码块中至少一个的数据只在许多个连续的数据携带OFDM码元中被传送，以使连续的数据携带OFDM码元的数量小于传输间隔中的数据携带OFDM码元的总数量；如果码块的数量小，则多个码块中至少一个的数据被在传输间隔中所有的数据携带OFDM码元中传送。实施这个实施例的一种方式是定义码块数量的阈值N_thresh。如果码块的数量N_seg大于N_thresh，则使用TDM-first信道交织；否则，使用FDM-first信道交织。注意，传输间隔可以被定义为子帧、时隙或子帧内多个连续的OFDM码元，但不限于此。而且，注意在连续的数据携带OFDM码元间可能存在非数据携带OFDM码元。例如，如果OFDM码元2和4携带数据，但是OFDM码元3中的所有RE被控制占用或者保留用于其他目的，则OFDM码元2和4仍旧被定义成连续的数据携带OFDM码元。例如，如果码块的数量大，例如N_seg=4，则我们可以根据等式（4）或等式（8）或其等价形式把RE分派给码块。在这么做时，我们可以实现如图13或图14中所示的信道交织效果。如果码块的数量小，例如N_seg=2，则我们可以根据等式（11）或等式（14）或其等价形式把RE分派给码块。在这么做时，我们可以实现如图15或图16中所示的信道交织效果。

在根据本发明原理的第九实施例中，如果在传输间隔中要被传送的传输块的尺寸大，则多个码块中至少一个的数据只在许多个连续的数据携带OFDM码元中被传送，以使连续的数据携带OFDM码元的数量小于该传输间隔中的数据携带OFDM码元的总数量；如果传输块的尺寸小，则多个码块中至少一个的数据被在所述传输间隔中所有的数据携带OFDM码元中传送。注意，传输间隔可以被定义为子帧、时隙或子帧内多个连续的OFDM码元，但不限于此。而且，注意在连续的数据携带OFDM码元间可能存在非数据携带OFDM码元。例如，如果OFDM码元2和4携带数据，但是OFDM码元3中的所有RE被控制占用或者保留用于其他目的，则OFDM码元2和4仍旧被定义成连续的数据携带OFDM码元。实施这个实施例的一种方式是定义传输块尺寸的阈值L_thresh。如果传输块尺寸L_TB大于L_thresh，则使用TDM-first信道交织；否则，使用FDM-first信道交织。

在根据本发明原理的第十实施例中，TDM-first或者FDM-first信道交织算法的切换所依赖的码块数量的阈值或者传输块尺寸的阈值可以以每用户设备（UE）为基础被配置。如早先指出的那样，阈值可以是系统范围或者小区范围的常数或者配置。但是，系统中的多个用户设备可以具有不同的UE容量配置。在那种情况下，根据每个UE的状况，例如但不限于UE容量，设置切换阈值是有益的。

在根据本发明原理的第十一实施例中，多个MIMO码字中至少两个的码块分割被同步，以使两个MIMO码字具有相同数量的码块。在多码字MIMO传输（multi-codeword MIMO，MCW MIMO）中，每个码字可以携带多个码块。具有相同数量的码块能够使接收机设计受益，并允许更有效的干扰抵消。码块的数量最好被基于较大信息比特数的码字确定。

在根据本发明原理的第十二实施例中，多个MIMO码字中至少两个的信道交织被同步，以使分派给第一MIMO码字中的至少第一码块的资源包括所有分派给第二MIMO码字中的第二码块的资源。这个实施例使得接收机能够在第一MIMO码字中所有码块的解码被完成之前抵消从第一MIMO码字中的第一码块到第二MIMO码字中的第二码块的干扰。

在根据本发明原理的第十三实施例中，多个MIMO码字中至少两个的信道交织被同步，以使分派给第一MIMO码字中的至少第一码块的资源和分派给第二MIMO码字中的第二码块的资源相同。和先前的实施例类似，这个实施例使得接收机能够在第一MIMO码字中所有码块的解码被完成之前抵消从第一MIMO码字中的第一码块到第二MIMO码字中的第二码块的干扰。

在根据本发明原理的第十四实施例中，提出了一种在SC-FDMA系统中实现资源分派内的资源元素的简便寻址的索引方案。在这种情况下，资源元素可以在图4中发射机DFT的输入处被定义，或者在接收机IDFT的输出处被定义。假设在SC-FDMA块i中存在个N_i个RE可用于数据传输。在时隙中可用于数据传输的RE的总数是：

N = Σ_{i = 1}^{7} N_{i} . - - - (16)

注意，并非传输间隔中所有的SC-FDMA块都是携带数据的。例如，如果传输间隔被定义为时隙，并且控制信道占据了第4SC-FDMA块，只有SC-FDMA块1、2、3、5、6、7是数据携带SC-FDMA块。于是，对于i＝4，N_i＝0。在SC-FDMA传输中，通常，如果在SC-FDMA块内的控制和数据之间不存在复用，则SC-FDMA块内的数据RE的数量是相等的。但是，SC-FDMA块内的某些RE可以被其他的上行链路开销信道，例如上行链路确认（uplink acknowledgement，UL ACK）或上行链路信道质量指示（uplinkchannel quality indication，UL CQI）反馈所使用。在那种情况下，每个SC-FDMA块的数据RE的数量N_i对于所有的数据携带SC-FDMA块可能不相等。则我们可以从0到N-1索引数据RE。这种索引方案的一个例子被描述如下。

首先，我们确定在SC-FDMA块i，i=1,2,…,7中的用于数据RE的SC-FDMA块内索引。对于给定的SC-FDMA块，我们通过简单地分派较小的索引给具有较低的DFT输入索引的RE来获取自然顺序索引。因此，在第一SC-FDMA块中的数据RE被分派了从0到N₁-1的自然顺序索引，在第二OFDM码元中的数据RE被分派了从0到N₂-1的自然顺序索引，依此类推。可以使分派给数据RE的SC-FDMA块内索引和该数据RE的自然顺序索引相等。尽管如此，注意，在SC-FDMA块i中的时域交织可以通过改变SC-FDMA块i中的数据RE的SC-FDMA块内索引实现。例如，时域交织器可以被施加于SC-FDMA块中的自然索引数据RE。假设交织函数是y=I_i(x)，其中对于SC-FDMA块i，x,y∈{0,1,…,N_i-1}。时域交织可以通过把SC-FDMA块内索引I_i(x)分派给SC-FDMA块i中具有自然顺序索引x的数据RE来实现。交织函数I_i(x)可以被选择为任意的交织或映射，而不偏离本发明的范围。

接着，在传输间隔内，所述索引方案按自然顺序或者由其他设计考虑规定的其他顺序经历SC-FDMA块，以便产生分派内索引。为了说明的目的，我们假设所述索引方案按自然顺序经历SC-FDMA块。因此，在第一SC-FDMA块中的数据RE被分派了从0到N₁-1的分派内索引，在第二SC-FDMA块中的数据RE被分派了从N₁到N₁+N₂-1的分派内索引，依此类推。假设所述索引方案按自然顺序经历SC-FDMA块，则在SC-FDMA块i内的具有SC-FDMA块内索引I_i(x)的数据RE的分派内索引I_A(x,i)由

I_{A} (x, i) = I_{i} (x) + Σ_{k = 1}^{i - 1} N_{k}, i = 1,2, . . ., 14,

并且x=0,1,…,N_i-1(17)给出。

在根据本发明原理的第十五实施例中，总的可用资源元素被根据公式分派给多个码块，以使分派给每个码块的资源量尽可能相等。为了说明的目的，我们假设每个调制码元，或者每个资源元素（RE）只包含来自一个码块的编码比特。但是，本发明中的实施例显然适用于调制码元可以包含来自多个码块的编码比特的情况。假设存在N_seg个码块。定义

为大于或等于x的最小整数。定义

为小于或等于x的最大整数。例如，分派给码块j的数据RE的数量M_j可以由

给出。

显然，如针对OFDMA系统所示的确定哪个数据RE被分派给哪个码块的映射方案或算法在SC-FDMA系统中也适用。例如，等式（4）可被用于TDM-first映射方案，并且等式（11）可被用于FDM-first映射方案。还要注意，在这个例子中我们使用时隙作为传输间隔。在数据传输跨越一个子帧，即两个时隙的情况下，本实施例中的映射方案可被应用于两个时隙。或者，子帧可以被用作传输间隔，并且本实施例中的映射方案可以被应用于整个子帧，而不偏离本发明的范围。

在根据本发明原理的第十六实施例中，如果码块的数量大，则多个码块中至少一个的数据只在许多个连续的数据携带SC-FDMA块中被传送，所述连续的数据携带SC-FDMA块的数量小于所述传输间隔中的数据携带SC-FDMA块的总数量；如果码块的数量小，则多个码块中至少一个的数据被在所述传输间隔中所有的数据携带SC-FDMA块中传送。注意，传输间隔可以被定义为子帧、时隙或子帧内多个连续的SC-FDMA块，但不限于此。而且，注意在连续的数据携带SC-FDMA块间可能存在非数据携带SC-FDMA块。例如，如果SC-FDMA块2和4携带数据，但是SC-FDMA块3被控制占用或者保留用于其他目的，则SC-FDMA块2和4仍旧被定义成连续的数据携带SC-FDMA块。

在根据本发明原理的第十七实施例中，如果传输块的尺寸大，则多个码块中至少一个的数据只在许多个连续的数据携带SC-FDMA块中被传送，所述连续的数据携带SC-FDMA块的数量小于所述传输间隔中的数据携带SC-FDMA块的总数量；如果传输块的尺寸小，则多个码块中至少一个的数据被在所述传输间隔中所有的数据携带SC-FDMA块中传送。注意，传输间隔可以被定义为子帧、时隙或子帧内多个连续的SC-FDMA块，但不限于此。而且，注意在连续的数据携带SC-FDMA块间可能存在非数据携带SC-FDMA块。例如，如果SC-FDMA块2和4携带数据，但是SC-FDMA块3被控制占用或者保留用于其他目的，则SC-FDMA块2和4仍旧被定义成连续的数据携带SC-FDMA块。

如描述中所说明的那样，在实践本发明的原理时，数据首先被按传输块组织。基本上，一个传输块（即TB）是一个分组。当TB真的很大时（超过6144比特），TB被分割为多个码块（CB）。每个CB将被使用增强码编码。针对每个传输，编码比特被速率匹配算法选择。一个TB（包括用于这个TB的所有码块的所有被选择的编码比特）被作为一个MIMO码字传送。每个MIMO码字可以被在一个或多个MIMO层上携带。

基本上，数据传输块首先被分割为多个码块，然后以码块为基础被编码。但是一个传输块的所有码块的所有被选择的编码比特被在一个MIMO码字中传送。

把大传输块分割为较小的码块的优点是在接收机/解码器处减小的复杂度和缓冲器尺寸。

信道编码不应与MIMO处理混淆。术语“码字块（codeword block）”无关紧要，因为存在“码块”和“MIMO码字”。传输块（即TB）和码块（即CB）构成了这样的码块的编码方面，即，这些码块构成了信道编码处理的一部分。然而MIMO码字是MIMO处理的一部分。

传输块首先被分割为多个码块。每个码块被前向纠错（即FEC）码编码。这两个步骤是信道编码处理的一部分。然后，输出（也就是被编码的比特）被MIMO处理进行处理，这生成了多个MIMO码字。通常，一个传输块对应于一个MIMO码字，并且该MIMO码字可以由一个或多个MIMO层携带。

Claims

1.一种用于在通信系统中通过发射机进行资源分配的方法，所述方法包含以下步骤：

把要传送的信息比特分割为多个码块；和

在每个码块中编码信息比特；

通过N，N_seq和L的函数向至少一个码块的每一个分派若干资源，其中N是可用于数据传输的资源的总数量，N_seg是码块的数量，并且L是发射分集参数；以及

基于分派的资源经由一个或多个天线向接收机传送编码的信息。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述函数是：

其中j=0,1,…,N_seg-1

其中，M_j是分派给具有索引j的码块的资源的数量，并且当施加发射分集时L是2。

3.如权利要求1所述的方法，其中，还包含以下步骤：

按资源索引升序将从第一码块到最后码块的编码的信息比特映射到分派的资源。

4.一种用于通信系统的发射机，包含：

存储器单元，被安排为存储时频域中被划分为多个相等持续时间资源元素的时频资源块的资源网格结构，所述多个资源元素的子集是可用于数据传输的数据资源元素；

码块产生单元，被安排为把要传送的信息比特分割为多个码块；

编码器，在每个码块中编码信息比特；

资源映射单元，被安排为通过N，N_seq和L的函数向至少一个码块的每一个分派若干资源，其中N是可用于数据传输的资源的总数量，N_seg是码块的数量，并且L是发射分集参数；以及

至少一个发射天线，被安排为基于分派的资源向接收机传送编码的信息。

5.如权利要求4所述的发射机，其中，所述函数是：

其中j=0,1,…,N_seg-1

6.如权利要求4所述的发射机，其中，还所述资源映射单元按资源索引升序将从第一码块到最后码块的编码的信息比特映射到分派的资源。