CN103354480B - 在蜂窝网络上使用上行链路状态标志信息的方法 - Google Patents
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Abstract
提供了用于在蜂窝网络中发送和接收上行链路状态标志(USF)的系统和方法。基站可以将USF发送到共享同一频道的多个移动台站,并且每个移动台站可以利用USF来判断该移动台站是否可以在即将到来的上行链路时段中发送数据。基站可以将USF比特编码为多个经编码的USF符号,其中,经编码的USF符号可以是从QAM信号星座集中的角信号点或者从邻近QAM信号星座集的角的信号点中选出的。基站可以交织经编码的USF符号,并且利用信号星座集调制经编码的USF符号以供发送。可与基站通信的移动台站可以包括相对应的接收器、去交织器和解码器。
Description
本申请是国际申请日为2008年3月21日(进入中国国家阶段日为2009年9月21日)、申请号为200880009242.X、发明名称为"USF编码”专利申请的分案申请。
相差申请的交叉引用
本申请在35 U.S.C.§119(e)下要求以下美国临时申请的优先权:2007年3月21提交的No.60/896,023、2007年3月21日提交的No.60/896,1 15、2007年4月18日提交的No.60/912,560以及2007年6月14日提交的No.60/943,960,这些申请通过引用整体结合于此。
背景技术
所公开的技术一般涉及蜂窝网络,并且更具体地涉及利用蜂窝网络发送和接收上行链路状态标志(USF)。
蜂窝电话已成为越来越流行的通信工具。为了支持蜂窝通信,蜂窝网络提供了多个基站,每个基站都可以通过无线信道向多个蜂窝电话发送信息并从多个蜂窝电话接收信息。然而,可用物理通信资源可能是有限的,因此,多个蜂窝电话可能需要利用同一频道与基站通信。已开发出了多种蜂窝协议以允许多个蜂窝电话共享物理资源。在一些协议中,由基站发送来的上行链路状态标志(USF)被用来调度从特定移动台站到基站的上行链路流量。传统上,USF被较强地编码并且采用基于Hamming距离的编码方案来确保可靠性。
发明内容
提供了用于将上行链路状态标志(USF)形式的调度信息从基站发送到移动台站并且在移动台站处理USF的系统和方法。
蜂窝网络可以包括多个基站和多个移动台站。每个基站可以在固定位置处,并且可以与该基站的无线通信范围内的移动台站通信。蜂窝电话是一种类型的移动台站。无线电覆盖区域可被称作无线电小区。无线电小区中的每个移动台站可以被指派一无线信道来与基站通信。
同一无线电小区中的一些移动台站可被基站指派同一无线信道,并且蜂窝网络在任意给定时刻向移动台站之一授予访问共享信道的权利。基站可以将上行链路调度信息作为下行链路传输的一部分以上行链路状态标志(USF)的形式发送给所有移动台站。USF例如可以是可与移动台站之一的三比特标识码相对应的三比特。可以将USF与其它数据(例如,任何合适类型的分组数据)一起发送,其它数据可以或可以不是预定用于与三比特标识码相关联的同一移动台站的。利用三比特标识码,基站可以允许七个移动台站共享同一无线信道,留下可以用来使得任何移动台站能够发送未经调度的请求的另一码。这种未经调度的选项可以称为随机接入配置。
为了将包括USF比特的网络信息发送到移动台站,基站可以包括编码器、调制器和发送器(例如,网络接口和/或无线天线)。在一些实施例中,基站还可以包括交织器。编码器可以包括USF编码器,USF编码器被配置来将USF比特转换为多个经编码的USF符号,有时亦称为USF码字。例如,USF编码器可以将三个USF比特编码为12或16个经编码的符号。每个符号可以是M比特,其中,M可以大于一。
USF编码器可以采用USF码本(codebook)。码本可以指定通过对特定USF编码得到的特定USF码字。码本中的每个USF码字可以包括多个符号,其中,任何可能USF码字中的每个符号都可以与位于具有2M个信号点的正交幅度调制(QAM)信号星座集(constellationset)的角处的信号点或邻近角的信号点相对应。QAM信号星座集例如可以是分别具有16个或32个信号点的16QAM或32QAM信号集。USF码本所采用的角信号点或接近角的信号点可以是从QAM星座集中的可用角信号点和/或接近角的信号点的任何合适的子集或集合中选出的。例如,USF编码器可以利用两个或更多个(例如,4个等)角信号点和/或两个或更多个(例如,4,8,16个等)邻近角的信号点的符号值来对USF编码。如下面更详细描述 的,利用角信号点或接近角的信号点可以在USF码字被发送时提供对噪声的更好的弹性。
基站可以包括对编码器产生的经编码网络信息进行交织的交织器。经编码网络信息可以被成组为突发,并且交织器可以将USF码字的多个经编码USF符号均匀地分布在突发之间。例如,交织器可以分布12个经编码USF符号,以使得四个突发中的每个突发包括经编码USF符号中的三个。
经交织的USF符号随后可以被调制器调制为能够被发送到移动台站的无线电信号。调制器可以基于USF编码器使用的具有2M个信号点的QAM调制方案来调制经交织的USF符号。由于角信号点或邻近角的信号点被选来供如上所述那样使用,因此,由USF编码器用来对USF编码的符号值可以与信号星座集中与QAM信号集中的其它对信号点相比被较大Euclidean距离分开的信号点相对应。在一些实施例中,符号值可以与QAM信号星座集中位于对跖位置处的信号点相对应,这些信号点可以是QAM信号星座集中彼此尽可能相距最远的信号点。因此,如上所述,利用这种大的Euclidean距离分离这些信号值,信号值可以更容易地被接收无线电信号的移动台站区分并解析,因此对传输期间可能出现的任何噪声更有弹性。
一个或多个移动台站可以接收基站发送的无线电信号。移动台站可以解析信号以获得包括在传输中的上行链路调度信息等。为了解析从基站接收的无线电信号,移动台站可以包括接收器、解码器,并且有时包括去交织器。这些组件的每个都可以匹配到基站中它们的对应组件。例如,接收器可以被匹配到发送器和/或调制器,并且可以被配置为基于相同的信号星座集和调制方案来接收并解调无线电信号。在一些实施例中,接收器可以以例如每个符号的对数似然比(LLR)形式提供针对发送来的比特或符号的软信息。去交织器可以对得到的软信息重新排序以使符号回到它们的原始顺序。解码器可以包括USF解码器,该USF解码器可以基于USF编码器所使用的相同码本来恢复USF的估计。即,USF解码器可以采用由相同QAM星座集中的符号值的子集定义的USF码本,其中,子集是从各自与位于QAM星座集的角处的信号点或邻近角的信号点相对应的符号值中选 出的。
每个移动台站可以使用由其USF解码器产生的USF估计来判断该移动台站是否被授予在即将到来的上行链路时段中使用共享信道的权利。移动台站可以包括将USF估计与蜂窝网络指派给移动台站的临时标识(temporary identification)相比较的基于硬件、软件或固件的计算逻辑。如果USF估计与临时标识相匹配,则移动台站可以在下一上行链路时段上发送数据。否则,移动台站不在下一上行链路时段上发送数据,并且改为允许使用同一信道的另一移动台站向基站发送信息。
附图说明
当结合附图考虑了下面的详细描述后将清楚本发明的上述以及其它方面和优点,在附图中,相似的标号指相似的部分,并且其中:
图1是包括具有采用所公开的技术的USF编码器的基站的蜂窝网络的一个无线电小区的简化示意图;
图2是可以包括USF信息并且可以利用基于星座角的编码方案被编码的网络信息的简化示意图;
图3是可以发送包括星座角编码的USF信息的图2的网络信息的说明性基站发送器的简化框图;
图4A是示出了根据本发明的实施例利用星座角编码方案将USF编码为12个符号的说明性码本的表;
图4B是示出了根据本发明的实施例利用星座角编码方案将USF编码为16个符号的说明性码本的表;
图5A是示出了根据本发明的实施例利用星座角编码方案将USF编码为12个符号的说明性码本的表;
图5B是示出了根据本发明的实施例利用星座角编码方案将USF编码为16个符号的说明性码本的表;
图6A和6B是示出了根据本发明各个实施例针对各种协议和符号大小的经编码USF符号的说明性符号位置的表;
图7A是示出了根据本发明各个实施例可以用来发送经编码USF符号 的各种说明性符号值的16QAM信号星座集;
图7B是示出了根据本发明各个实施例可以用来发送经编码USF符号的各种说明性符号值的32QAM信号星座集;
图8A是示出了根据本发明各个实施例可以用来发送经编码USF符号的各种说明性符号值的16QAM信号星座集;
图8B是示出了根据本发明各个实施例可以用来发送经编码USF符号的各种说明性符号值的32QAM信号星座集;
图9是移动台站接收器的简化框图;
图10是可以采用所公开的技术的说明性蜂窝电话的框图;以及
图11是用于对接收到的包括USF的网络信息进行解码,并且基于USF在即将到来的上行链路时段上发送数据的说明性处理的流程图。
具体实施方式
图1示出了说明性蜂窝系统100。蜂窝系统100可以包括被互相连接以形成移动或蜂窝网络的多个基站。例如,蜂窝系统100可以包括基站102。基站102可以被配置为通过无线电信号与在其无线通信范围内的移动台站通信。无线电小区101可以表示位于基站102的无线通信范围内的物理区域。
基站102可能能够与都位于无线电小区101内的移动台站104(“MS1”)和移动台站106(“MS2”),以及也在无线电小区101内的其它移动台站(未示出)通信。例如,基站102可以将信息广播到移动台站104和106两者,以及范围内的其它移动台站,并且每个移动台站都可以操作来向基站102发送信息。从基站102到移动台站104和106的传输有时可称为下行链路传输,而从移动台站104和106到基站102的传输有时可称为上行链路传输。
移动台站104和移动台站106可以是与蜂窝系统100的移动网络兼容的任何合适类型的蜂窝电话。例如,移动台站104和106可以基于与基站102兼容的协议或通信标准进行操作。在一些实施例中,移动网络可以使用EGPRS2下行链路(“DL”)协议。EGPRS2DL协议例如可以定义允 许蜂窝通信以高数据率且可靠地发生的各种编码和调制特性。在一些实施例中,利用有时称为EGPRS2下行链路级A(“EGPRS2-A DL”)的EGPRS2DL协议版本,基站102与移动台站104和106之间的通信可以以270.8千符号/秒(ksym/sec)的数据率(例如,EGPRS2DL协议的传统符号率(LSR))发生。在其它实施例中,移动网络可以利用有时称为EGPRS2下行链路级B(“EGPRS2-B DL”)的不同版本的EGPRS2下行链路协议进行操作,该协议指定以325ksym/sec(或1.2倍的传统速率)进行蜂窝传输。这种较高的数据率可以称为EGPRS2DL协议的高符号率(HSR)。
在其它实施例中,图1所示的移动网络可以采用除EGPRS2DL协议之外的协议,例如经修改形式的EGPRS2DL协议。例如,移动网络可以采用有时可称为缩短符号持续时间、较高阶调制和涡轮(turbo)码(REDHOT)协议的经修改的协议。与EGPRS2DL协议类似,RED HOT可以具有两个版本,即RED HOT A和RED HOT B,它们分别利用上述的传统符号率和较高符号率进行操作。
为了与移动网络通信,移动台站104和106都可能需要将信息发送到基站102。然而,移动台站104和106可以利用如移动网络所分配的同一通信信道进行操作。例如,移动台站104和106可以将占用相同频率范围的无线电信号发送到基站102。根据一些蜂窝电话通信协议,为了使基站102能够解析包含在该共享频率范围内的信息,在给定时间时这些移动台站中仅一个可以发送数据。
因此,移动网络可以在共享同一信道的移动台站(例如,移动台站104和106)间调度上行链路传输,以使得在任意给定时间时仅准许移动台站中的一个向基站102发送数据。移动网络可以将传输时间划分为时间块/段,并且将各个上行链路时间块分配给这些移动台站之一,从而允许一个移动台站在上行链路时间块期间向基站102发送数据。在一些实施例中,为了在各个移动台站之间进行区分,移动网络可以向各个移动台站指派不同的临时标识。在每个时间块时,移动网络可以指导基站102向共享相同物理资源(例如,频道)的范围内的所有移动台站广播临时标识之 一。与所发送的临时标识相匹配的移动台站随后可以在下一时间块中或者在预定顺序的即将到来时间块中通过上行链路向基站102发送数据。从基站102发送来的与移动台站的临时标识相对应的标志可以称为上行链路状态标志(USF),并且指示了对即将到来的上行链路的调度。
基站102可以将USF与预定用于特定移动台站的其它数据一起发送。可以将数据和USF彼此去耦合。即,数据可能是预定用于一个移动台站的,而USF准予另一移动台站在即将到来的上行链路块/段中访问共享资源。对于图1所示的示例,在当前的下行链路传输中,基站102可以广播移动台站104和移动台站106两者(以及无线电小区101中的任何其它移动台站)接收到的信号,其中,数据是预定用于移动台站106的,而上行链路状态标志对应于移动台站(MS1)的临时标识。
为了高效地将上行链路状态标志发送到无线电小区101中的移动台站(例如,MS1和MS2),基站102可以包括USF编码器103。USF编码器103可以在传输USF之前向USF实施基站102执行的编码。为了确保传输的可靠性,USF编码器103可以对USF进行较强的编码。为了提供与现有蜂窝系统相比的附加可靠性,USF编码器103可以根据基于星座角的编码(constellation-corner-based encoding)方案而非传统的基于Hamming距离的方案来进行操作。下面结合图7A、7B、8A和8B更详细描述可由基站102采用的基于星座角的编码方案的示例。
图2示出了基站(例如,基站102)可以在下行链路上发送的信息的说明性示意图。基站所发送的信息有时可称为网络信息。网络信息200可以包括数据208、USF206和头部。数据208可以是预定用于一个或多个移动台站的任何合适的信息,例如来自另一电话的分组数据。头部可以包括允许一个或多个移动台站解析数据208的任何必要信息。例如,头部可以包括无线电链路控制/媒体访问控制(RLC/MAC)头部202以及其它头部信息204。RLC/MAC头部202例如可以设置用于下行链路传输的通信协议。
USF206可以是经图1的USF编码器103编码的上行链路状态标志。即,USF206可以是授予无线电小区101中的移动台站之一(例如,移动 台站104或106)在一个或多个即将到来的上行链路时段上进行发送的许可的标志。下行链路传输中的USF206可以或可以不预定用于数据208所预定用于的同一移动台站。在一些实施例中,USF206可以包括三个比特。在这种情形中,每个移动台站可以具有三比特的临时标识,该临时标识允许特定无线电小区中的23-1=7个移动台站共享同一信道(例如,频道),其中,剩余USF组合可以保留用于随机接入网络配置。
图3示出了可操作来发送网络信息302的说明性基站发送器300的简化框图。基站发送器300可以是图1中的基站102的一部分的更详细表示。网络信息302可以包括上面针对包括三比特USF(例如,USF206)的图2的网络信息200所描述的任何信息。基站发送器300可以包括编码器304、交织器306和调制器308。
编码器304可以基于任何合适的编码方案对网络信息302编码,以产生经编码的网络信息。例如,编码器304可以利用EGPRS2-A DL或EGPRS2-B DL协议所指定的Turbo码来对网络信息302编码。编码器304可以将网络信息302转换为符号块,其中,块中的每个符号可以为M比特大小。这里,M可以是任意合适的正整数(例如,2,3,4,5等)。因此,由编码器304产生的每个符号可以具有2M符号值(例如,4,8,16,32等)之一。块中的符号可以被聚合为称为突发(burst)的多个组,它们在不同的下行链路传输中被发送。例如,对于EGPRS2-A DL,网络信息302的一个分组可以被转换为具有四个突发的块,每个突发有148个符号。
在一些实施例中,编码器304可以包括对网络信息302中的USF比特编码的USF编码器305。USF编码器305可以具有与图1的USF编码器103类似的特征和功能。得到的由USF编码器305产生的经编码USF符号可以分布(spread)不同突发上。例如,USF编码器305可以将三比特USF转换为十二个符号,其中,块中的四个突发的每个可以包括十二个经编码USF符号中的三个。
编码器304的USF编码器305可以基于码本对网络信息302内的USF比特编码。用于USF编码器305的码本可以指定可由USF编码器305生 成的所有不同的可能USF码字。具体地,码本可以针对USF比特的每个可能组合指定得到的USF编码符号的组合。码本可以以表格格式来表示,如图4A的表1A、图4B的表1B、图5A的表2A、图5B的表2B所示。表1A示出了例如可以在RED HOT A LSR传输中使用的、将3比特USF转换为分布在4个突发上的12符号USF码字的说明性码本400的编码方案,并且表1B示出了例如可以在RED HOT B HSR传输中使用的、将3比特USF转换为分布在4个突发上的16符号USF码字的说明性码本450的编码方案。表2A示出了例如可以在EGPRS2-A LSR传输中使用的、将3比特USF转换为12符号USF码字的说明性码本500的编码方案,并且表2B示出了例如可以在EGPRS2-B HSR传输中使用的、将3比特USF转换为16符号USF码字的说明性码本550的编码方案。
表1A、1B、2A和2B的每行表示八个可能USF值(例如,从“000”到“111”)之一的USF码字。例如,每个表的第一行示出了当USF值为“000”时得到的由USF编码器305产生的每个突发的三个或四个经编码USF符号,并且第二行示出了当USF值为“001”时的经编码USF符号。这些码本中的每个USF码字的每个符号可以具有M比特符号值。虽然每个符号值实际上可以具有M个二进制比特(例如,4比特、5比特等),然而在表1A、1B、2A和2B中,USF编码器305所使用的不同符号值由十进制值,即0,1,2或3来表示。这种表示仅为了防止在示出全部M比特符号值时使得表过于复杂。
码本400、450和550(图4A、4B和5B)仅利用每个经编码USF符号的两个符号值中的一个来产生经编码USF符号。即,表1A、1B和2B中的所有符号条目是两个十进制数中的一个,例如,0或1。如果M=4,则在这些表中,十进制数一可以表示“1111”符号值,并且十进制数零可以表示“0011”符号值。或者,十进制数零和一可以表示另一对的符号值。由于仅两个符号值用于USF编码,因此,表1A、1B和2B所示的用于编码方案的码本有时可称为二进制码本。
如图5A所示,在一些实施例中,USF编码器305可以采用非二进制码本。图5A的码本500可以指定具有从四个不同符号值而非仅两个符号 值取出的符号的USF码字。这四个不同符号值在表2A中通过四个不同十进制数(例如0,1,2和3)来表示。在一些实施例中,如果M=4,则表2A中的十进制数零可以表示“0011”符号值,十进制数一可以表示“0111”符号值,十进制数二可以表示“1111”符号值,并且十进制数三可以表示“1011”符号值。然而,这些符号值仅仅是说明性的,并且码本500也可以基于不同集合的四个符号值。
表1A、1B、2A和2B仅使用了两个或四个不同符号值,尽管更多的符号值可供编码器304使用。即,码本400、450、500和550可以仅使用可用M比特符号值的子集。符号值的该子集可以包括与角信号点或邻近信号星座集(用来生成无线电信号310)的角的信号点相关联的一些或所有符号值。下面将结合图7A、7B、8A和8B描述可由USF编码器305使用的符号值的不同子集及其码本。
应当明白,图4A、4B、5A和5B的码本仅仅是说明性的。在其它实施例中,例如,可以从不同数目的符号值(例如,8个符号值等)中选择每个USF码字中的符号,或者可以调节/修改这些表中的特定十进制数。
虽然USF编码器305可以利用可用2M符号值的子集来对网络信息302的USF编码,然而整体上,编码器304可以基于任意或所有2M可用符号值对网络信息302编码。例如,编码器304可以利用可用2M符号值中的任意符号值对网络信息302的剩余段(例如,RLC/MAC头部或数据)进行编码。
USF编码器305可以利用任何合适的方法来实现码本,例如码本400(图4A)、码本450(图4B)、码本500(图5A)、或码本550(图5B)。在一些实施例中,USF编码器305可以包括查找表,该查找表存储针对USF比特的每种可能组合的符号组合(例如,表1A、1B、2A和2B的每行),并且通过USF比特进行寻址。查找表可以是任何合适类型的存储器设备,例如ROM或RAM。在这些实施例中,编码器304可以包括:从网络信息302获取USF的输入接口,以及与查找表相接口连接以获取并计算/输出当前USF的适当USF码字的计算电路。计算逻辑可以是任何合适类型或组合的基于硬件、基于固件以及基于软件的逻辑。在其它实施例 中,编码器305可以利用诸如组合逻辑和寄存器之类的通用逻辑元件来实现码本。
返回图3,包括USF编码器305产生的经编码USF符号的编码器304所产生的经编码符号可以由交织器306进行交织。例如,交织器306可以交换符号的顺序,以使得相邻的经编码USF符号可以被彼此分开,或者经编码USF符号中的一些可以被移到不同的突发中。在一些实施例中,经编码USF符号可能因交织器306执行的交织而被均匀地分布在不同突发中。
交织器306还可以将经编码USF符号放置在每个突发中的特定符号位置。例如,图6A的表3A提供了可以用于不同RED HOT实施方式的说明性符号位置,并且图6B的表3B提供了可以用于不同EGPRS2DL实施方式的说明性符号位置。首先参考图6A的表3A,第一行表示当基站发送器300通过12符号USF编码实现RED HOT A时每个突发的经编码USF符号的符号位置。RED HOT A传输的每个突发可以包括148个符号,并且可以通过从0至147的符号位置来引用每个位置。因此,表3A的第一行示出了交织器306可以将每个突发中的三个经编码USF符号放置在突发的符号位置59,60和88处。
图6A中的表3A的第二行和第三行图示出了RED HOT B协议的符号位置。RED HOT B传输的突发可以包括177个符号。因此,如表3A的第二行所示,当使用12符号编码时,三个经编码USF符号的符号位置可以在位置70,71和103处。如表3A的第三行所示,当使用16符号编码时,四个经编码USF符号的符号位置可以在位置70,71,103和104处。
现在参考图6B中的表3B的EGPRS2DL示例,图6B的表3B的第一行表示当基站发送器300通过12符号USF编码实现EGPRS2-A DL时每个突发的经编码USF符号的符号位置。EGPRS2-A DL传输的每个突发可以包括148个符号,并且可以通过从0至147的符号位置来引用突发中的每个位置。因此,在一个实施例中,表3B的第一行示出了交织器306可以将每个突发中的三个经编码USF符号放置在突发的符号位置87,88和89中。
图6B的表3B的第二行图示出了16符号USF编码时的EGPRS2-B DL协议的符号位置。EGPRS2-B DL传输的突发可以包括177个符号。因此,当基站发送器300实现EGPRS2-B DL协议时,四个经编码USF符号的USF符号位置可以为位置104,105,106和107。
应当明白,表3A和3B所示的符号位置仅仅是说明性的,并且在交织器306的各个实施例中可以利用任何其它合适的位置。在其它实施例中,基站发送器300完全可以不包括交织器。
再次参考图3,基站发送器300可以包括调制器308。调制器308可以将交织器306产生的经交织的符号转换为适合于下行链路传输的无线电信号310。调制器308可以利用任何合适的调制方案进行操作,例如EGPRS2DL协议所支持的方案中的任何方案。在一些实施例中,调制器308可以利用正交幅度调制(QAM)或相移键控(PSK)对符号进行调制。例如,对于EGPRS2-A DL,调制器308可以基于16QAM、32QAM、GMSK或8PSK对经交织的符号进行调制,并且对于EGPRS2-B DL,调制器308可以基于16QAM、32QAM、8PSK或QPSK进行调制。调制器308所使用的调制方案的大小或维数可以对应于符号大小M。例如,如果M=4,则调制器308可以使用具有2M=16个信号星座点的调制方案(例如,16QAM)。
如上所述,USF编码器305可以产生由具有从2M可用符号值的子集中选出的符号值的符号组成的USF码字。因此,调制器308利用所实现调制方案的信号星座集中的可用信号星座点的子集来对经编码且经交织的USF符号进行调制。在一些实施例中,用来生成所有经编码USF符号的符号值的子集可以与信号星座集中的角信号星座点相对应。下面结合图7A和8A描述这些实施例的示例。在其它实施例中,用来生成所有经编码USF符号的符号值的子集可以与邻近信号星座集的角的信号星座点相对应。下面结合图7B和8B描述这些其它实施例的示例。由于USF编码器305生成的并经调制器308调制的所选符号值是基于信号星座集的角或接近角的位置的,因此基站发送器300(并且更具体地说是USF编码器305)所使用的编码方案可以称为基于星座角的编码方案。
图7A和7B图示出了可由调制器308实现的两种QAM调制方案的 QAM信号星座集,以及当USF编码器305采用二进制码本时可用来发送USF码字的信号点。将参考图3的基站发送器300的组件(例如,调制器308、USF编码器305)来描述这些图。首先参考图7A,信号星座集700被示出用于M=4的QAM调制方案(例如,16QAM调制方案)。这种16QAM信号星座集可由调制器308按EGPRS2-B DL协议或RED HOT实施方式来实现。信号星座集700(或者图7B、8A和8B中的信号星座集)中的每个信号点可以与特定M-比特符号相关联。具体地,在图7A中,信号星座集700包括16个信号星座点,其中,每个信号点与不同的四-比特符号相关联。可以在复数平面中图示出信号星座集700,其中,各个信号点以及相关联的符号值在复数平面中用“+”表示。在复数平面中,水平轴为实轴,并且垂直轴为虚轴。因此,信号星座集700中的信号点可以图示出当调制器308发送不同符号值时无线电信号310可以具有的大小和相位。
如上所述,调制器308可以选择信号星座集中的角信号点用于调制USF码字。例如,当USF编码器305采用二进制码本时,在每个USF码字中使用的两个符号值可以是“0011”和“1111”,它们分别与16QAM信号星座集700的右上角信号点和左下角信号点相对应。为了强调,信号星座集700中的对应信号点被圈起来。继续本示例,如果USF编码器305基于由图4A、4B和5B的表1A、1B或2B定义的二进制码本进行操作,则这些表中每个十进制数零可以表示“0011”符号值,并且每个十进制数一可以表示“1111”符号值。在使用二进制码本的其它实施例中,调制器308可以使用信号星座集700中的其它两个角信号点,即对应于符号值“1011”的左上信号点和对应于符号值“0111”的右下信号点,来例如表示表1和2中的各个一条目和零条目。为了强调,用三角形将这两个信号点围起来。
现在参考图7B,信号星座集750被示出用于32QAM方案,该方案是可由调制器308实现的另一调制方案。图7B图示出了当使用32QAM方案和二进制码本时可以选择的信号点。图7B的信号星座集750可以包括32个信号星座点,每个信号星座点与5-比特符号值相关联。如上所述,调制 器308可以选择邻近信号星座集(例如,集750)的角的信号点用来发送USF符号。邻近角的信号点可以用于诸如信号星座集750之类的星座集,其中,集的结构是使得角本身不与任何信号点相对应的结构。当USF编码器305采用二进制码本时可由调制器308使用的信号星座集750中的信号点的一个可能子集对应于信号值“00000”和“10010”。为了强调这两个信号点在图7B中被圈起来,并且这两个信号点分别邻近于(逆时针方向上)信号星座集750的左上角和右上角。因此,USF编码器305可以仅利用符号值“00000”和“10010”来生成经编码USF符号集。例如,如果USF编码器305基于图4A、4B和5B的表1A、1B或2B进行操作,则每个十进制数零可以表示“0000”符号值,并且每个十进制数一可以表示“10010”符号值(或与之相反)。当USF编码器采用二进制码本时,调制器308可以改为使用邻近于相对的角的不同对的符号值。在图7B中用相同的形状(例如,圆圈、方形、六边形或三角形)将每个这种对围起来。
基于星座角的编码可以用在利用非二进制码本操作的编码器实施方式中。例如,还可以将另外的信号点包括在编码方案中,而非仅是选择信号星座集700和750中的两个角或接近角的信号点。图8A示出了与图7A的集700类似的信号星座集800,该集800是16QAM星座集。但是,图8A意图示出利用四个角信号点的基于星座角的编码。USF编码器305可以产生基于任何被圈起来的符号值的USF码字。在一些实施例中,这四个符号值可以与图5A的EGPRS-A DL和码本500一起使用,其中,例如,码本500中的每个十进制数零表示“0011”符号值,每个十进制数一表示“0111”符号值,每个十进制数二表示“1111”符号值,并且每个十进制数三表示“1011”符号值。在其它实施例中,码本500中的每个十进制数可以表示这四个符号值中的不同的一个。
现在参考图8B,所示出的32QAM信号星座集850可以图示出使用四个接近角的信号点的基于星座角的编码。图8B可以图示出当通过32QAM调制方案实现EGPRS-A协议时分别由USF编码器305和调制器308执行的编码和调制。在一些实施例中,USF编码器305可以利用与集850中被 圈起来的信号星座点相对应的符号值来产生USF码字。这些被圈起来的信号星座点邻近信号星座角850的四个角,其中,这些被圈起来的点的每个从其各自的角起被逆时钟位移。如果USF编码器305采用诸如图5A的码本500之类的非二进制码本,则码本500中的每个十进制数零可以表示“00000”符号值,每个十进制数一可以表示“00110”符号值,等等。然而,这仅仅是说明性的,并且可以使用任何其它的映射。或者,USF编码器305和调制器308可以利用被三角形围起来的四个符号值/信号点来操作。
应当明白,结合图7A、7B、8A和8B所描述的基于星座角的编码方案仅仅是说明性的。例如,可以使用任何其它合适的调制,或者可以使用任何其它组合的和/或数目的角或接近角的星座点。因此,应当明白,本发明不限于利用角或邻近角的信号点的特定子集来发送USF码字,本发明也不限于特定大小的子集。
注意,在图7A、7B、8A和8B的各个示例中,选择了与其它对信号点之间的Euclidean(欧几里德)距离相比具有较大Euclidean距离的信号点的子集。这可以适用于任何类似的基于星座角的编码方案。用来表示USF信息的大的Euclidean距离可以使USF信息的下行链路传输能够更可靠地被发送。具体地,大的Euclidean距离可以提供对可能在下行链路传输期间出现的任何噪声的更好弹性,这是因为使移动台站(例如,图1的移动台站104和106)将一个角信号点或邻近角信号点误认为完全不同角中的信号点将会需要更多的噪声。在一些情形中,调制器308(图3)所使用的角信号点或邻近角的信号点可能是位于信号星座集中对跖位置(antipodal position)处的信号点。对跖信号点是指在特定调制方案的信号星座集中相隔该调制方案中可能的最大Euclidean距离的信号点。
由调制器308产生的无线电信号310可以表示每个时隙中来自基站发送器300的数据突发,并且可以通过下行链路传输被发送到一个或多个移动台站。图9示出了可以操作来接收并解析无线电信号902的说明性移动台站接收器900的框图。在一些实施例中,无线电信号902可以与从基站发送器300发送来的无线电信号310相同或类似,并且移动台站接收器 900可以是图1的移动台站104或移动台站106的一部分的更详细表示。移动台站接收器900可以包括接收器904、去交织器906以及解码器908。这些组件的操作可以分别对应于图3的调制器308、交织器306和编码器304,其中,移动台站接收器900的各个组件实质上可以撤销其相对应的基站组件的处理。
具体地,接收器904可以从与当前块的信息的突发相对应的信道(例如,特定频率的无线电信道)接收无线电信号902。接收器904可以具有解析无线电信号902的任何必要组件,并且可以对与无线电信号902相对应的比特和/或符号进行估计。例如,接收器904可以包括基于相对应的基站调制器(例如,图3的调制器308)使用的调制方案进行操作的均衡器、解调器以及量化器。调制方案例如可以是16QAM、32QAM、GMSK或8PSK。接收器904可以产生对发送来的M-比特编码符号的估计作为硬信息(例如,一和零的硬组)或软信息(例如,对数似然比(LLR)形式的)。例如,接收器904可以针对在无线电信号902中接收的每个比特或每个M-比特符号产生LLR。
接收器904产生的比特级或M-比特符号级估计可由去交织器906进行处理。去交织器906可以反转例如由图3的交织器306执行的交织功能,由此使经交织的符号回为它们的原始顺序。例如,去交织器906可以将所接收的符号的符号位置改变为解码器908所希望的位置。这例如可以产生原始顺序的USF码字的各个比特或符号的LLR。解码器908随后可以将所接收符号的比特级或符号级估计解码为网络信息的估计910(例如,图2的网络信息200)。为了获得估计910,解码器908可以是纠错码(ECC)解码器(例如,卷积码解码器),该解码器利用例如与图3的编码器304的码相同或兼容的ECC码进行操作。
解码器908可以包括计算对发送来的USF的估计的USF解码器909。USF解码器909可以使用与基站的码本相同的码本来存储和/或获取原始USF的比特估计(例如,图4A、4B、5A和5B的表1A、1B、2A和2B中的码本)。例如,为了计算USF估计,USF解码器909可以将去交织器906产生的硬信息或软信息与码本中的USF码字进行匹配。由于每个USF 码字与特定USF相关联,因此,USF解码器909可以识别出最有可能与硬信息或软信息相匹配的USF码字所对应的USF,并且可以将识别出的USF用作USF估计。
如上所述,USF解码器909所使用的码本可以仅包括具有与QAM信号星座集中的角信号点或邻近角的信号点相对应的符号值的符号。因此,由于与调制方案中的其它可能的信号点对相比,这些角信号点或邻近角的信号点可以相隔较大的Euclidean距离,因此,USF解码器909可以更可靠地解析USF码字中的每个符号的真实符号值。如果移动台站接收器900成功地接收并解析了当前接收到的块,则网络信息的估计910内的USF估计可以与基站所发送的原始USF相匹配。移动台站接收器900随后可以根据USF估计来判断移动台站接收器900是否可以被调度来在一个或多个接下来的上行链路时段中发送信息。为了进行这种判断,移动台站接收器900可以执行下面结合图11描述的步骤。
诸如图9的移动台站接收器900之类的移动台站可以被实现为蜂窝电话的一部分。例如,现在参考图10,本发明可以被实现在包括蜂窝天线1051的蜂窝电话1050中。本发明可以实现蜂窝电话1050中的在图10中总地标为1052的信号处理和/或控制电路的任一个或两个、WLAN接口1068和/或海量数据存储装置1064。在一些实施方式中,蜂窝电话1050包括麦克风1056、诸如扬声器和/或音频输出插孔之类的音频输出1058、显示屏1060和/或诸如键盘、点选设备、语音激励和/或其它输入设备之类的输入设备1062。
蜂窝电话1050中的信号处理和/或控制电路1052和/或其它电路(未示出)可以包括耦合到蜂窝天线1051以接收并利用上述方法解调包括USF数据等的输入数据的调制解调器(未示出)。信号处理和/或控制电路1052还可以处理数据、执行编码和/或加密、执行计算、格式化数据和/或执行其它蜂窝电话功能。信号处理和/或控制电路1052可以包括单个处理器,或者可以包括若干处理器,其中的每个处理器被配置来执行一个或多个蜂窝电话功能。例如,信号处理和/或控制电路1052可以包括调制解调处理器和应用处理器。处理器可以是基于硬件、软件或固件的处理器。
图11示出了可由移动台站执行来基于USF信息发送信息的说明性处理1100的流程图。处理器1100可由任何合适的移动台站执行,例如图1的移动台站104或106、图10的蜂窝电话1050或图9的移动台站接收器900。例如,可以利用在移动台站上实现的任何计算逻辑或电路(例如,图10的信号处理和/或控制电路1052)来执行处理1100。在步骤1102,移动台站可以接收与突发相对应的无线电信号。突发可以是共同形成网络信息的块的多个突发(例如,四个突发)中的一个。突发可以包括预定用于移动台站的数据或者预定用于不同移动台站的数据。在步骤1104,移动台站例如可以通过解调和去交织所接收的突发来对突发进行处理。然后,在步骤1106,移动台站可以判断是否已接收了当前块的所有突发。如果当前块包括四个突发,则步骤1106可以包括判断是否已接收了四个突发。如果尚未接收到当前块的所有突发,则处理1100可以移回步骤1102,在步骤1102,移动台站可以接收当前块中的下一突发。处理1100返回步骤1102直到已接收并处理了当前块的所有突发为止。
如果在步骤1106中移动台站判断出已接收到当前块的所有突发(例如,四个突发),则处理器可以移动到步骤1108。在步骤1108,移动台站可以产生对网络信息的估计,包括对USF的估计。例如,移动台站可以对在步骤1102和1104处接收和处理的突发进行解码。USF可能经过星座角编码,因此步骤1108可以包括利用基于星座角的解码对经编码的USF解码。在步骤1110,移动台站可以从网络信息的估计中提取基于星座角的USF估计,并且在步骤1112,可以将USF估计与关联于移动台站的临时标识相比较。如果在步骤1112中,移动台站判断出USF估计与移动台站的临时标识相匹配,则在步骤1114中,移动台站可以在即将到来的上行链路块上向基站发送数据。否则,使用下一上行链路块的权利被授予另一移动台站,并且在步骤1116,移动台站不在即将到来的上行链路块上发送数据。
前面描述了利用基于星座角的编码方案编码和解码上行链路状态标志(USF)的系统和方法。本领域技术人员将会理解,可以不用所述实施例来实施本发明,所述实施例被呈现用于说明性而非限制性的目的。
Claims (5)
1.一种在蜂窝网络上使用上行链路状态标志USF信息的方法,所述方法包括:
从所述蜂窝网络接收发送来的包括经编码的USF的信号;
基于所接收的信号和USF码本中的USF码字之间的关系来计算估计出的USF,其中,所述USF码本中的所有USF码字是由正交幅度调制QAM星座集中的符号值的子集定义的,其中:
当所述QAM星座集是16QAM星座集时,所述QAM星座集包括16个信号点,所述子集是从每个都与位于所述16QAM星座集的角处或与所述16QAM星座集的角邻近的信号点相对应的符号值中选出的,以及
当所述QAM星座集是32QAM星座集时,所述QAM星座集包括32个信号点,所述子集是从每个都与位置邻近所述32QAM星座集的角处的信号点相对应的符号值中选出的;以及
基于所述估计出的USF判断是否在下一上行链路时段中发送数据。
2.如权利要求l所述的方法,其中,所述发送来的信号与在多个突发中被交织的经交织符号相对应,所述方法还包括:
对从多个突发中的接收的经交织符号去交织,以产生去交织的符号;以及
根据所述去交织的符号来计算估计出的USF。
3.如权利要求1所述的方法,其中,当所述QAM星座集是16QAM星座集时,所述符号值的子集与一对符号值相对应,所述的一对符号值与位于所述QAM星座集中的对跖位置处的信号点相关联。
4.如权利要求1所述的方法,其中,所述估计出的USF是预定数目的USF值中的一个USF值。
5.如权利要求4所述的方法,其中,所述预定数目是八。
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