CN1213561C - 利用混合自动重复请求发送或接收数据分组的方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种在分组数据通信系统中利用混合自动重复请求进行分组发送/接收的方法。该分组数据传输方法包括:通过附带的控制信道上的子分组标识字段传输至少一个由多个编码分组分割而成的子分组和子分组的传输起点信息,所述的多个编码分组是由1/5编码率的Turbo编码器对由要传输的编码信息构成的比特流进行重复而生成的。
Description
这份申请要求分别于2001年3月26日,2001年3月31日和2001年4月23日提交的韩国申请P01-15738,P01-17139和P01-21830的优先权,并引入本文作为参考。
技术领域
本发明涉及移动通信系统,特别是涉及在分组数据通信系统中,利用混合自动重复请求进行分组发送或接收的方法。
背景技术
通常,在移动通信系统中,混合自动重复请求(hybrid automaticrepeat request,HARQ)被用于进行分组数据传输。
也就是说,混合自动重复请求的目标是,通过将自动重复请求(ARQ)与前向错误校正(FEC)相结合来提高通信系统中数据传输期间的可靠性和吞吐量。
自动重复请求(ARQ)的目标是通过以下方式来提高可靠性,即接收端请求重复发送相同的信息直到这个接收端完全无误地接受到最初发送的信息。前向错误校正(FEC)的目标是接收端利用错误校正码来补偿由于信道环境产生的错误。
如果信道环境良好,并且所给信息的错误发生率低,则只需要自动重复请求(ARQ)就足以保证可靠性。
然而,如果信道环境变坏,所给信息的错误发生率增大,从而重传的频率也会相应的提高。
这样就降低了系统的吞吐量。因此建议同时使用ARQ和FEC,即混合自动重复请求(HARQ)。
使用增量冗余的方法是混合自动重复请求(HARQ)的一种。
根据这种方法,发送端首先向接收端发送经过了高编码率编码的信息,当发送端收到接收端传来的重传请求后,就用较低的编码率对信息进行编码,然后它只是将附加的冗余比特传输给接收端。接收端将接收到的冗余比特与先前传来的信息组合来对信息进行解码。
这些附加的冗余比特是用于错误校正或检测先前被传输的分组而添加的比特。
这样,接收端就能根据组合获得增益。同时,因为进行重传时分组组合的编码率逐步降低。发送端能够根据信道环境的变化适应地给分组以冗余。
同时,HARQ的增量冗余尤其是同步增量冗余(SIR)在高数据速率(HDR)移动通信系统中得到了应用。
根据同步增量冗余方法,如图1A所示,将待传输的信息编码和重传来组成一个分组,然后将这个分组分割成固定大小的子分组以便于传输。
具体说来,发送端传输组成分组的子分组中的子分组。如果接收端对传来的子分组进行无误解码并给发送端发出确认信号(ACK),发送端就不再进行子分组的传输了。
如果接收端对传来的子分组解码失败,则向发送端发出非确认信号(NACK),则发送端就会发送下一个子分组。
同时,为了在变化的信道环境中提高发送率,根据信道环境来改变各个子分组的长度是有利的。
因此,为了实现它,图2A中提出了一种利用可变子分组长度的方法。
在把分组分割若干子分组和传输分组的过程中,这种方法使得子分组的传输可以根据信道环境用不同的子分组长度来执行。
此时,提供了一条用以通知子分组长度、子分组标识符(ID)等信息的控制信道。
如果发送端通过上述过程给接收端传输分组数据,那么接收端就通过控制信道提取子分组信息,来接收子分组。
然后,接收端通过利用了被提取的信息的将接收到的子分组与先前从发送端传输来的分组相连接(组合),就可以进行分组解码了。
如果是采用是如图1A所示的固定长度的子分组,那么所有子分组的长度都是固定的,从而如果接收端知道子分组的排列次序,这样即使它不能收到任何子分组,它依然能够掌握当前接收到的子分组的传输起点。因此,接收端就可以用其它的子分组(或甚至是仅用一个子分组)来再生分组,以进行解码。
这样,如果有关于当前传输的子分组的排列次序的信息,接收端就可以识别出子分组的传输起点。在高数据速率(HDR)系统中应用同步增量冗余(SIR)方法的情况下,接收端就可以始终识别有关接收到第一个子分组后何时接收到其自身子分组的信息。因此,即使在接收的子分组不是第五个子分组的情况下,接收端也不需要请求其它的控制信息了。然而,如果采用了同步增量冗余,那么即使第一个子分组的传输时间确定了,但是下一个子分组的传输时间依然可能是随机变化的。这样所有的子分组在向接收端传输时,都必须附带上有关子分组ID和长度的信息,即子分组的控制信息。如果各个子分组的长度固定,即使发送端仅将子分组标识符顺次传输给接收端,接收端也能识别各个子分组的传输起点。
然而,根据如图2A所示的采用了变长子分组的方法,只要子分组一被传输,其长度就变化了。从而,如果包含了子分组信息的控制信道未被接收到,仅通过各个子分组的ID,就不能识别分组的起点。
也就是说,不能识别当前接收的子分组的起点。为此即使仅丢失一个子分组,变长方法也不能对分组进行解码。
尤其是如果子分组2未被接收,而子分组3被接收到了,那么在将子分组1和子分组3链接的过程中,就没有先前子分组2的信息,因此就不能识别子分组3是通过如图2B和图2C所示的两种方式中的哪种方式而被接收到的。
在顺序传输方法中,即在前一个子分组传输结束的位置上进行下一个子分组的传输,即使接收端仅丢失了一个子分组,它也不能识别丢失的子分组的后续子分组的传输位置,从而就不能进行解码。
为了解决上述问题,可以采用下述方法:在传输变长子分组时,每一个子分组从编码分组的固定起点位置向接收端传输,并且子分组的长度和起点信息通过控制信道也传输给接收端。接收端从控制信道提取出子分组信息,并通过采用提取的信息将接收到的子分组与前面接收的子分组相连接/组合来执行解码。
然而,如果采用了这种方法,一部分编码分组可能被重复传输。而另一部分可能不被传输,导致根据混合自动重复请求(HARQ)编码增益不能被充分的获取。
发明内容
因此,本发明是主要针对在移动通信系统中,利用混合自动重复请求进行变长子分组传输的方法,以基本消除由相关技术的限制和缺点而产生的一个或多个问题。
本发明的一个目的是提供一种利用混合自动重复请求进行变长子分组传输的方法,该方法使得即使在子分组传输或接收过程中有子分组丢失的情况下,接收端也能够通过再生被传输的子分组来对分组进行解码。
本发明的另一个目标是提供一种利用混合自动重复请求进行变长子分组传输的方法,该方法能根据混合自动重复请求提高编码增益。
本发明的其它优点、目标和特征部分将后面的描述中阐明,部分则对本领域普通技术人员来说经过对下面内容的考察后会变得明了,或由本发明的实践而了解。本发明的目标和其它优点将通过在文字描述和权利要求书以及附图中特别指出的结构得以实现和获得。
正如在此进行的具体实施和广义描述,为了达到根据本发明目的的这些的目标和其它优点,在分组数据通信系统中,采用混合自动重复请求来进行分组传输的方法包括:通过相应信道上的子分组标识字段传输至少一个从多个数据分组分出来的子分组和子分组的传输起点信息,其中的多个数据分组是由1/5编码率的Turbo编码器重复由要传输的编码信息构成的比特流而生成的。
在本发明的另一个方面,在分组数据通信系统中,采用混合自动重复请求进行分组传输的方法包括:通过1/5编码率的Turbo编码器重复由要传输的编码信息组成的比特流而生成多个数据分组;以及将这些分组分割成至少一个子分组。在此,子分组的分割是根据传输起点进行的,而传输起点则是根据发送端和接收端的协议来确定的。发送端通过采用了子分组标识符的控制信道来通知传输起点,然后从传输起点开始通过数据传输信道向接收端传输相应的子分组。
更可取地,各个子分组的传输起点是根据相应的子分组和子分组标识符的代码码元(code symbol)数量来确定的。在此,分组中当前子分组传输的可能的传输起点被进行如下计算:对相应的子分组和相应的子分组标识的代码码元的数量的乘积取mod 5N运算,这里N代表分组的信息比特长度。代码码元数量是根据传输子分组的时隙数量、数据速率、调制类型、以及可用于子分组传输的Walsh码数量来确定的。
当前被传输的子分组标识符的选择是通过以下方式执行的:除了表示初始传输位置的子分组标识符外,在剩余的子分组标识符中选择具有最大的编码增益的子数据标识符。
这种方法还包括以下步骤:将传输起始点按相同间隔映射到分组中,然后从其中的一个映射传输起点开始传输一定的子分组。
这种方法还包括以下步骤:将传输起始点按相同间隔映射到分组中;将更多的传输起始点映射到分组中有高重要性比特流的部位;而将更少的传输初始点映射到分组中有低重要性比特流的部位;并从其中的一个被映射的传输起始点开始传输一定的子分组。
这种方法还包括通过控制信道附加传输以下信息:对应于传输起始点信息的子分组是新分组中的子分组还是先前分组中的后续子分组。
在由预先确定的比特数组成的组合中,有两个组合表示子分组的初始传输起点信息,其余的组合则表示其它的传输起点信息。在此,表示子分组的初始传输起点信息的两个组合中,有一个表示分组中初始传输的子分组,另一个表示先前被传输的子分组的后续子分组。
在本发明的另一方面,在分组数据通信系统中,利用混合自动重复请求进行分组接收的方法包括:通过数据传输信道接收至少一个从多个数据分组中分出来的子分组,其中的多个数据分组是由1/5编码率的Turbo编码器重复由要接收的编码信息构成的比特流而生成的;通过控制信道接收数据分组中被收到的子分组的传输起点信息;以及根据子分组中相应的传输起点信息来再生分组。
在本发明的另一方面,一种在通信设备中传输多个子分组的方法,包括:编码多个数据分组;对每一数据分组生成多个子分组,其中每一子分组由子分组标识符区分;通过分组数据信道传输多个子分组;以及通过分组数据控制信道传输子分组标识符,其中多个子分组的第一子分组的子分组标识符和对每一数据分组生成的每个多个子分组的子分组标识符相同。
在本发明的另一方面,一种在通信设备中确定第k子分组的起点的方法,包括:通过分组数据信道接收多个子分组;通过分组数据控制信道接收多个控制信息,其中该控制信息包括:第k个子分组的子分组标识符SPIDk,对应于在编码分组中的比特数的NEP,对应于第k个子分组的N码片的Walsh信道的数量的Nwalsh,k,对应于用于第k子分组的时隙数的Nslots,k;以及基于下式确定第k子分组的起点Fk:Fk=(SPIDk *Lk)mod(n*NEP),其中Lk=常数值*Nwalsh,k *Nslots,k *mk,其中n是规定值,并且mk对应于第k子分组的调制阶数。
对于本发明,前面的一般性描述和后面的详细说明应该理解为是示意性的和解释性的,旨在为由权利要求所限定的本发明提供更深入的解释。
附图说明
附图为本发明提供了更深入的了解,并组成了本申请的一部分,附图显示了本发明的优选实施例,并与说明书一起解释本发明的原理。附图中:
图1A显示的是根据常规混合自动重复请求方法的具有固定长度子分组的数据分组的结构;
图1B显示的是图1A中数据分组的结构,其中某个固定长度的子分组丢失了;
图2A显示的是根据常规混合自动重复请求方法的具有变长子分组的数据分组结构;
图2B和图2C显示的是图2A中数据分组的结构,其中某个变长的子分组丢失了;
图3A和图3B是解释根据本发明的子分组传输方法示例的图;
图4A显示的是根据本发明的在分组中信息没有位置可靠性时具有子分组的分组和用于生成数据分组的模块;
图4B显示的是根据本发明的在分组中信息具有位置可靠性时具有子分组的分组和用于生成数据分组的模块;
图5A显示的是根据本发明的各个子分组的传输间隔,其中编码分组的起点被分割为同样的间隔;
图5B显示的是根据本发明的各个子分组的传输间隔,其中编码分组的起点被分割为不同的间隔;
图6显示的是根据本发明通过在接收端再生被传输的子分组而生成的编码分组;
图7显示的是根据本发明的混合自动重复请求方法的各个变长子分组的传输间隔;
图8A和图8B显示的是根据本发明的AIR型传输和还原方法的一个例子;
图9A和图9B显示的是根据本发明的AIR型传输和还原方法的另一例子;
优选实施例说明
以下对附图所显示的本发明优选实施例进行详细的说明。在可能的情况下,用相同的标号来指示相同或相似的部分。
现在将结合附图,对根据本发明优选实施例的分组发送/接收方法的特征和效果进行解释。
第一个优选实施例
本发明的第一个优选实施例提供了一种方法,在传输变长子分组时,即使接收端没有接收到任何子分组,通过固定各个子分组在分组中的传输位置,也能够对接收到的子分组进行解码。
图3A和图3B是解释根据本发明对子分组传输方法实例的示意图。
图3A和图3B中,起点以相同的间隔布置。
在图3B中,在分组中两个子分组的相同信息可能会相互交叠在两个子分组上。
参照图3A和图3B,在传输子分组时,发送端发送从预先确定的子分组传输起点中选择的合适位置开始的各个子分组。
首先,发送端确定若干个以相同间隔布置的传输起点,以传输子分组。
这样发送端通过控制信道传输的子分组ID信息并不是发送端当前传输的子分组的次序信息,而是起点信息,用于通知当前子分组的传输是从发送端和接收端之间认可的几个起点中的传输起点信息开始的。
也就是说,发送端通知被传输的子分组是从被认可的传输时间点P1、P2、P3和P4中的某一时间点开始的。
如上所述,发送端将起点信息传输给接收端,从而,即使当先前的子分组丢失,接收端也能够识别各个子分组在分组中所处的位置。
因此,即使在有子分组丢失的情况下,接收端也能够接收除丢失的子分组之外的其它子分组,通过链接或组合接收子分组,来再生分组,并对再生分组进行解码。
可能使用两种映射(map)编码分组中子分组的传输起点的方法。
其一是具有等间隔起点的方法。当分组中的所有信息同等重要时,所有子分组的传输起点被以相同的间隔映射到分组中,而不考虑信息的重要性。
另一种是具有不等间隔的起点的方法。当编码分组中信息根据其位置而重要性有差别时,如果起点按相同间隔映射,有较高重要性的信息就有可能不被传输而导致丢失。
因此,为了提高位于高重要性部位信息的可能性,通过映射更多的传输起点到分组的高重要性部位,而将传输起点按不同的间隔进行映射。
根据本发明的分组结构,在图4A和图4B中显示出按两种方式映射的传输起点。
图4A示出根据本发明的当分组中的信息没有位置可靠性时具有子分组的分组和用以生成数据分组的模块。
图4B示出根据本发明的当分组中信息具有位置可靠性时具有子分组的分组和用以生成数据分组的模块。
参照图4A和图4B,在一个具有1/5编码率的主编码器(motherencoder)的系统中,Turbo编码器101提供了5种输出:X,Y0,Y0’,Y1和Y1’。
在此,X表示信息比特,而Y0,Y0’,Y1和Y1’表示附加在信息比特上的冗余信号。
重排或交织模块102接收上述输出的比特流,并生成编码分组。重复模块103接收编码分组,并生成数据分组。
这里假设编码分组被无限地重复,并且发送端连续地向接收端传输子分组,直到接收端准确无误地对编码分组进行解码。还假设分组被分割成多个变长子分组。
如图4A所示,如果在交织过程中,X,Y0,Y0’,Y1和Y1’在整个编码分组中被均匀地分配,编码分组的位置重要性就不存在。
因此,如果通过将编码分组分割成四个部分,来对传输起点进行映射,并且对应于各个传输起点的子分组将被传输,那么编码分组中的子分组的传输起点就被映射在将编码分组分割为四部分的位置上。
图5A是显示根据本发明的各个子分组的传输间隔的示意图,其中编码分组的起点被分割为同样的间隔。
如图5A(2)所示,各个子分组的信息可能会相互交叠。
此时,如果假定,子分组ID相应于被传输的子分组,则可以通过交叠的和被传输的子分组获知。比如说,用以表示P1、P2、P3、P4的比特组合分别是00、01、10和11;除了表示初始传输起点的比特组合(如00)外的其余比特组合的传输,可能不会按次序执行,但可能会按提高编码增益的次序(如减少交叠发生)或按相互交叠的次序进行传输。这样,如图5A所示的(2),就可以保证P1、P2、P3……依次被传输。
同时,如图4B所示,如果假定,Turbo编码器101的输出X、Y0和Y0’的重要性比Y1和Y1’的高,那么就使得X和(Y0+Y0’)被排在通过X、(Y0+Y0’)和(Y1+Y1’)各自的相互交织所产生的编码分组的前部,这样编码分组的前部就有了更高的重要性。
在此情况下,当将由编码分组重复而组成编码分组分割为四个部分时,发送端将更多的传输起点映射到编码分组的前部。
此时,即使接收端不能接收到从编码分组传输来的某一个子分组,具有高重要性的X、Y0和Y0’被接收的可能性会更高一些,而相同间隔时发生的编码增益丢失的可能性也会降低。
图5B是显示根据本发明的各个子分组的传输间隔的示意图,其中编码分组的起点被分割为不同的间隔。
如图5A(2)所示,在编码分组中传输起点被分割为不同的间隔,并且根据从发送端传输的信息的重要性,各个子分组的信息可能会相互交叠。
按相同的方式,如果假定,子分组标识符相应于被传输的子分组,则可以通过交叠的和被传输的子分组获知。比如说,用以表示P1、P2、P3、P4的比特组合分别是00、01、10和11;除了表示初始传输起点的比特组合(如00)外的其余比特组合的传输,可能不会按次序执行,但可能会按提高编码增益的次序(如减少交叠发生)或按相互交叠的次序进行传输。
图6是显示根据本发明通过在接收端中再生被传输的子分组而生成的编码分组的示意图。
参照图6,如果根据前面提及的两种方法,发送端向接收端传输各个子分组,那么接收端就将从发送端传来的子分组标识符视为传输起点指示符比特,用来通知当前被传输的子分组是从P1、P2、P3和P4中哪个位置开始被传输的。
当子分组被接收,接收端根据控制信道上的子分组标识符字段,判断接收到的子分组是从哪一位置传来的。
然后,利用这个位置信息,接收端通过链接或组合顺次传来的子分组,生成编码分组,并从编码分组中对需要的数据进行解码。
同时,在传输由变长子分组组成的编码分组中,本发明提出了两种方法,这两种方法能区分接收端接收到的子分组是否是从特定信息生成的子分组的初始传输起点传输来的子分组。
首先,其中一种方法是发送端在控制信道中包括一个比特的控制信息,来通知接收端被传输的子分组是否是从某个分组的初始传输起点传输来的新分组的一个子分组。
具体来说,发送端在控制信道上附加一个被称为NC_IND(NEW/CONTINUE指示)的字段。此时,当子分组从分组的初始传输起点开始传输,发送端将NC_IND置0,当子分组不从分组的初始传输起点开始传输,发送端将NC_IND置1。如果当前被传输的子分组是新分组的一个子分组,而该新分组处于NC_IND被连续置0的状态下,则发送端就会将NC_IND转化为1。相同的,如果当前被传输的子分组是新分组的一个子分组,而该新分组处于NC_IND被连续置1的状态下,则发送端就会将NC_IND转化为0。
如果NC_IND为0,那么接收端就判定被传输的子分组是从编码分组的初始传输起点开始传输的那个子分组;反之,如果NC_IND为1,接收端就判定被传输的子分组不是从初始传输起点开始传输的那个子分组。
同样,如果处于1状态的NC_IND被接收到,而处于0状态的NC_IND跟着也被接收到了,那么接收端判定当前被接收的子分组是新分组中的子分组。在这种情况下,接收端将对当前接收到的子分组执行新的独立的解码过程,而不是执行与先前的子分组链接或组合的过程。相同的,如果处于0状态的NC_IND被接收到,而处于1状态的NC_IND跟着被接收到了,那么接收端判定当前被接收的子分组是新分组中的子分组。在这种情况下,接收端将对当前接收到的子分组执行新的独立的解码过程,而不是执行与先前的子分组链接或组合的过程。
其次,另一种方法是发送端修改关于被传输的子分组的传输起点信息的控制信息。
在此,一部分控制信息用于表示从初始传输起点开始传输的子分组。其余部分控制信息用于传输非初始传输起点的其余传输起点信息。此时,子分组的传输位置用3个比特来表示,如图7所示。
图7是显示根据本发明的混合自动重复请求方法中的各个变长度子分组的传输间隔示意图。
发送端将编码分组中被传输的子分组的传输位置通知给接收端,并且用3个比特通知接收端:该传输子分组是否为从分组的初始传输起点开始传输的那个子分组。因此,P0(000)和P7(111)表示初始传输起点,而P1(001)、P2(010)、P3(011)、P4(100)、P5(101)和P6(110)表示其余的传输起点位置。然而,P0被用作从分组的初始传输起点开始传输的子分组的控制信息;P7则被用作先前被传输的子分组的后续子分组的控制信息,即使它是从分组的初始传输起点开始传输子分组。
因此,接收端从发送端接收这3个比特的子分组的传输位置信息。如果位置信息为P0(000),则接收端判定被接收的子分组为初始传输的子分组。然而如果位置信息不是P0(000),接收端判定被接收的子分组不是初始传输的子分组。
虽然上述方法使用了同样的控制信息,但是第一种方法提供了子分组的四个传输位置,而第二种方法则提供了子分组的七个传输位置。
第二个优选实施例
同样的,第二个本发明的优选实施例提供了一种在传输变长子分组时,即使接收端没接收到任何子分组,而根据终端和基站收发机系统间认可的特定映射方法,通过固定各个子分组在分组中的起点,就能够对接收到的子分组进行解码的方法。
然而在本发明的第二个优选实施例中,提出了一种通过使用当前子分组中传输的代码码元的数量来确定子分组的传输位置。
这里,编码器根据图4A和图4B所示的结构而生成分组。
由上述方式生成的子分组的传输位置是以如下方式来确定的。
如果确定了编码器分组信息比特的大小(即图4A和图4B中Turbo编码器的输入分组)和子分组的长度,也就确定了子分组的代码码元的大小。利用这样的信息,先假定先前的子分组与当前子分组有相同的代码码元大小,就可以确定当前被传输的子分组的传输位置了。
子分组标识符(SPID)为00的第一个子分组通常是从编码分组的初始位置(即图4A和图4B中重复模块103的输出包)传向接收端的。利用相应于第二个子分组的编码分组大小和该子分组的长度信息,就可以获取该第二子分组的代码码元大小,并且先假定第一个子分组是按相应于第二个子分组的代码码元大小传输的,则子分组标识符为01的第二个子分组就从编码分组的下一个位置被传输。利用相应于第三个子分组的编码分组大小和该子分组的长度信息,就可以获取该第三子分组的代码码元大小,并且先假定第一个和第二个子分组是按相应于第三个子分组的代码码元大小传输的,则子分组标识符为10的第三个子分组就从编码分组的下一个位置被传输。利用相应于第四个子分组的编码分组大小和该子分组的长度信息,就可以获取该第四子分组的代码码元大小,并且先假定第一个、第二个和第三个子分组是按相应于第四个子分组的代码码元大小传输的,则子分组标识符为11的第四个子分组就从编码分组的下一个位置被传输。此时,假定按次序传输子分组标识符00、01、10和11的数值。如果子分组的传输起点是按上述方式确定的,就可以获得下列效果。在各个子分组被排定待发的时间点上,信道状态保持不变。如果是这样的话,被传子分组的代码码元长度将变得均一。结果当假定信道状态保持不变,确定的子分组的传输起点将与可以获得最大编码增益的顺序传输方法的传输起点相同。
同样,如果通过各个子分组来传输的代码码元大小随着传输各个子分组时信道状态的变化而改变,子分组ID即子分组的传输起始信息就被确定了,从而利用上述过程在接收端中组合编码增益就可以最大化。在此方法中,子分组标识符不是按次序传输的,而是假定是随机传输的数值。同样,发送端此时会合理地选择子分组标识符,以降低子分组间的相互交叠率,从而提高接收端的编码增益。同样,子分组标识符可以会相互交叠来提高编码增益。这可以用如下的等式表示。
首先,K被定义为某个子分组的序号,NEP表示编码器分组的比特数,Nalsh,k表示第k子分组的32中的Walsh信道数,NSlots,k表示第k子分组的1.25ms时隙数,SPIDk表示第k子分组的标识符,mk是一个随着子分组的调制技术变化而变化的变量。此时,mk是根据QPSK、8-PSK和QAM方法,依次变化为2、3和4的数值,它还可以根据其它的调制模式进行变化。NEP、NWalsh,k和NSlots,k是由发送端(比如,基站收发机系统)确定的数值,通过分组数据控制信道,它们将被传给接收端(比如,终端)。
同样,如果假定图4A和图4B中重复模块103的比特序列是从0开始计数的话,那么从比特序列中为某个第k子分组选出的代码码元数量Lk由下面的等式1确定。
Lk=48×NWalsh,k×NBlots,k×mk (1)
同样,在相应于确定数的编码分组中某一子分组的Fk的初始值是由下面的等式2确定的。在此,假定Turbo编码器的编码率为1/5编码率。
Fk=(SPIDk×Lk)mod(5NBP) (2)
由等式2可知,假定先前被传输的子分组的代码码元长度等于从当前子分组传输的代码码元的长度Lk,则传输当前子分组的起点位置是从若干个起点位置选出来的。此时,将被准确传输的起点位置在发送端被选择出来,而且用于这种选择的方法将选择出该位置,从而通过接收端中的子分组组合而获得的编码增益将被最大化。通过以上方式选择出来的起始信息的位置将通过子分组标识符传输给接收端。
下表1是根据子分组长度(即每个子分组的时隙数)和当编码器分组(encoder package)的长度(即数据速率)为3072比特并且可用Walsh码的数量为28时的代码码元大小来表示出调制类型,
【表1】
时隙/子分组 | 数据速率(kbps) | 调制模式 | 代码码元数量 |
8 | 307.2 | QPSK | 21504 |
4 | 614.4 | QPSK | 10752 |
2 | 1228.8 | QPSK | 5376 |
1 | 2457.6 | 16-QAM | 5376 |
比如说,如果子分组的长度为2,Walsh码的数量为28,并且使用1.2288Mcps的码片,一个时隙中可以包含48个调制码元,从而在一个时隙中生成1344码片(即48×28)。因此,两个时隙包含2688码片,码片中代码码元大小为5376(即由QPSK方法执行的2×2688)。
图8A和图8B是显示根据本发明的AIR型传输和还原方法的实例示意图。
在图8A中,编码器分组(即图4A和图4B中Turbo编码器的输入分组)上的信息比特的长度为3072比特,可用的Walsh码的数量为28。第一个子分组的长度(即每个子分组的时隙数)为2,第二个子分组的长度为4,第三个子分组的长度为8,第四个子分组的长度为8。
因此,如图4A和图4B所示,生成了多个含有15360(3072×5)比特的编码分组,并且编码分组中各个子分组的传输时间点由如下方式确定。
即,第一个子分组“00”是从第一编码分组传输的。
接收端依次对子分组进行解码,并向发送端传输确认信号(ACK)。这样发送端不再传输任何子分组了。
然而,如果接收端解码失败,它就向发送端传回非确认信号(NACK)。这样发送端传输具有下一个子分组标识符(SPID)的子分组。
因此,在第二个子分组“01”被传输的时间点上,其代码码元大小为10752。如果假定,先前传输的子分组的代码码元大小等于从当前子分组获取的代码码元大小,那么第二子分组就从编码分组中代码码元的第10752号位置开始传输。
同样的,在第三个子分组“10”被传输的时间点上,其代码码元大小为21504。如果假定,先前传输的子分组的代码码元大小等于从当前子分组获取的代码码元大小,那么第三子分组就从编码分组中代码码元的第12288号(即21504×2-15360×2)位置开始传输。
在第四个子分组“11”被传输的时间点上,其代码码元大小为21504。如果假定,先前传输的子分组的代码码元大小等于从当前子分组获取的代码码元大小,那么第四子分组就从编码分组中代码码元的第3072号(即21504×3-15360×4)位置开始传输。
根据上述过程,如图8B所示,接收端利用接收到的子分组再生编码分组,并对再生的编码分组进行解码。
图9A和图9B是显示根据本发明的AIR型传输和还原方法的另一实例的示意图。
在图9A中,编码器分组的长度为3072比特,可用的Walsh码的数量为28。因为调制和编码方案级别没有发生改变,所以所有子分组的长度均为4。
因此,如图4A和图4B所示,生成了多个含有15360比特的编码分组,并且编码分组中各个子分组的传输时间点由如下方式确定。此时,每个子分组的代码码元大小为10572。
即,第一子分组“00”是从第一编码分组传输的。
接收端依次对子分组进行解码,并向发送端传输确认信号(ACK),这样发送端不再传输任何子分组了。
然而,如果接收端解码失败,它就向发送端传回非确认信号(NACK)。这样发送端传输具有下一个子分组标识符(SPID)的子分组。
因此,在第二个子分组“01”被传输的时间点上,其代码码元大小为10752,从而第二子分组就从编码分组的代码码元中的第10752号(即10752×1-15360×0)位置开始传输。
同样的,在第三个子分组“10”被传输的时间点上,其代码码元大小为10752。从而第三子分组就从编码分组的代码码元中的第6144号(即10752×2-15360×1)位置开始传输。
在第四个子分组“11”被传输的时间点上,其代码码元大小为10752。从而第四子分组就从编码分组的代码码元中的第1536号(即10752×3-15360×2)位置开始传输。
根据上述过程,如图9B所示,接收端利用接收到的子分组再生编码分组,并对再生的编码分组进行解码。
也就是说,接收到子分组的接收端,根据接收到的子分组代码码元的数量,将至少一个先前被传输的子分组与接收到的子分组链接或组合
如图9B所示,可以肯定,根据本发明的另一个实例以与顺次传输方法相同的方式进行编码分组的传输。
综上所述,本发明提供了如下效果。
第一,如果子分组长度可变,那么,即使是在有子分组丢失的情况下,接收端也能将子分组再生为分组,并对其进行解码。
第二,在传输变长子分组时,即使接收端不能接收控制信道,它也能通过下一个子分组对编码分组进行解码,从而就可以降低由控制信道产生的功率消耗。
第三,子分组的起点位于不同的间隔上,从而就可以将发生在起点处于相同间隔时的编码增益损耗最小化。
第四,接收端能够判定被传输的子分组是否为分组中那个最初被传输的子分组,从而接收端可以执行正确的操作。
第五,因为采用了固定位置传输方法,那么,即使是在执行顺次传输方法的过程中有子分组丢失,接收端也可以成功地将接收到的子分组组合起来,并提高确认信号(ACK)或非确认信号(NACK)的可靠性。
第六,因为如果每个子分组MSC级别不发生变化,代码码元的大小也不会改变,所以不同于固定位置传输方法,传输将按顺次传输方法进行,并将获得根据HARQ方法的足够的编码增益。
对于本领域的技术人员来说,很显然本发明可以有各种修改和变化。因此,只要这些对本发明的修改和变化在所附权利要求书及其同等物的范围之内,这些对本发明修改和变化将包括在本发明中。
Claims (59)
1.一种在分组数据通信系统中利用混合自动重复请求进行分组传输的方法,包括以下步骤:
由1/n编码率的Turbo编码器重复由要传输的编码信息构成的比特流而生成多个数据分组,其中n是编码率的倒数;
将所述的多个数据分组分割为至少一个子分组,所述子分组根据由发送端和接收端互相制定的协议而确定的传输起点传输;以及
利用子分组标识符通过控制信道通知传输起点信息,根据传输起点信息通过数据传输信道将相应的子分组传输给接收端。
2.根据权利要求1所述的分组传输方法,其特征在于,各个子分组的传输起点信息是通过对相应的子分组的代码码元数量与相应的子分组的标识符的乘积进行按n×N取模运算来确定的,其中,N表示分组信息比特的数量,n表示Turbo编码器的编码率的倒数。
3.根据权利要求2所述的分组传输方法,其特征在于,代码码元的数量是根据传输子分组的时隙数量、调制类型以及可用于子分组传输的Walsh码的数量来确定的。
4.根据权利要求1所述的分组传输方法,其特征在于,对于当前传输的子分组标识符的选择是按以下的方式进行的:使编码增益最大化的子分组标识符是从除了表示初始传输位置的子分组标识符外的其余子分组标识符中选择出来的。
5.根据权利要求1所述的分组传输方法,还包括以下步骤:
将传输起点按相同间隔映射到数据分组中;以及
传输一个从被映射到分组中的传输起点开始的子分组。
6.根据权利要求5所述的分组传输方法,其特征在于,被传输的子分组与其前一个或后一个子分组相交叠。
7.根据权利要求5所述的分组传输方法,其特征在于,当比特流的长度为N时,被映射到数据分组中的传输起点是0、(n×N)/4、(2×n×N)/4和(3×n×N)/4中的一个,其中n表示Turbo编码器的编码率的倒数。
8.根据权利要求1所述的分组传输方法,还包括以下步骤:
将传输起点按不同间隔映射到数据分组中去,将大部分的传输起点映射到数据分组中含有高优先级的编码比特流的位置,并且将其他的传输起点映射到分组中含有低优先级的编码比特流的位置;以及
传输一个从被映射的一个传输起点开始的子分组。
9.根据权利要求8所述的分组传输方法,其特征在于,被传输的子分组与其前一个或后一个子分组相交叠。
10.根据权利要求8所述的分组传输方法,其特征在于,系统比特、第一校验比特和第二校验比特构成数据分组中的码元,系统比特和第一校验比特被认为高优先级并被置于子分组的前部,并且大部分的传输起点被映射在该前部。
11.根据权利要求1所述的分组传输方法,还包括以下步骤:通过控制信道附加地传输关于对应于传输起点信息的子分组是否为分组中初始传输的子分组的信息。
12.根据权利要求11所述的分组传输方法,其特征在于,根据被传输的子分组是否为分组中初始传输的子分组的事实,将这些信息置为0或1。
13.根据权利要求11所述的分组传输方法,其特征在于,如果被传输的子分组是分组中初始传输的子分组,则这些按0被传输的信息将被转变成1,而按1被传输的信息将被转变成0。
14.根据权利要求1所述的分组传输方法,其特征在于,在由预定数目的比特构成的组合中,两个组合表示子分组的初始传输起点信息,其余的组合表示其它的传输起点信息。
15.根据权利要求14所述的分组传输方法,其特征在于,这两个表示初始传输起点信息的组合中,一个表示分组中初始传输的子分组,另一个表示先前传输的子分组的后续子分组。
16.根据权利要求14所述的分组传输方法,其特征在于,预定的比特数目为3比特。
17.一种在分组数据通信系统中利用混合自动重复请求进行分组传输的方法,包括以下步骤:
由1/n编码率的Turbo编码器重复由要传输的编码信息构成的比特流而生成多个数据分组,其中n是Turbo编码器的编码率的倒数;以及
根据相应的子分组的传输起点信息来传输该子分组,该传输起点信息是由被分割的子分组中相应的子分组的代码码元的数量Lk、除了用于代表初始传输位置的子分组ID外的其余ID中使编码增益在接收端最大的子分组标识符ID、和子分组中的比特数目确定的。
18.根据权利要求17所述的分组传输方法,其特征在于,代码码元的数量是根据传输相应子分组的时隙数量、调制类型以及可用于子分组传输的Walsh码的数量来确定的。
19.根据权利要求17所述的分组传输方法,其特征在于,子分组ID是在接收端在编码增益最大化时被选中的。
20.根据权利要求19所述的分组传输方法,其特征在于,使编码增益最大的子分组ID是由min{x,nEp}确定的,其中x=|Fk-(Fk1+Lk)mod(nEp)|,Fk是相应的子分组的传输起点信息值,Fk1是前一个传输的子分组的传输起点信息值,Lk是相应的子分组的代码码元的数量,nEp是数据分组中代码码元的数量。
21.一种在分组数据通信系统中利用混合自动重复请求进行分组接收的方法,包括以下步骤:
在接收到至少一个由多个数据分组分割而来的子分组的情况下,利用子分组标识符ID来选择传输起点,所述的多个分组是由1/n编码率的Turbo编码器重复由要接收的编码信息构成的比特流而生成的,n是Turbo编码器的编码率的倒数;以及
根据所选择的传输起点,利用至少一个先前被接收的子分组来再生分组。
22.根据权利要求21所述的分组接收方法,其特征在于,分组中的传输起点是通过对相应分组的代码码元的数量与当前子分组标识符的乘积进行按n×N取模运算来选定的,其中,N表示分组信息比特的数量,n表示Turbo编码器的编码率的倒数。
23.一种在分组数据通信系统中利用混合自动重复请求进行分组接收的方法,包括以下步骤:
在接收到至少一个由多个分组分割而来的子分组的情况下,通过控制信道接收关于被接收的子分组是否为数据分组的初始传输子分组的信息,所述的多个数据分组是由1/n比率的Turbo编码器重复由要接收的编码信息组成的比特流而生成的,n是Turbo编码器的编码率的倒数;以及
利用所收到的子分组的信息和标识符来选择传输起点,并根据被选择的传输起点,利用至少一个先前传输的子分组来再生分组。
24.根据权利要求23所述的分组接收方法,其特征在于,根据被接收的子分组是否为分组的新子分组的事实,将这些信息置为0或1。
25.根据权利要求24所述的分组传输方法,其特征在于,如果被接收的子分组是分组的新子分组,这些按0被传输的信息将被转变成1,而按1被传输的信息将被转变成0。
26.根据权利要求23所述的分组传输方法,其特征在于,在由预定数目的比特构成的组合中,两个组合表示子分组的初始传输起点信息,其余组合表示其它的传输起点信息。
27.根据权利要求26所述的分组传输方法,其特征在于,两个表示初始传输起点信息的组合中,一个表示分组中最初被接收的子分组,另一个表示先前接收的子分组的后续子分组。
28.根据权利要求26所述的分组传输方法,其特征在于,预定数目的比特为3比特。
29.一种在分组系统中利用混合自动重复请求进行分组接收的方法,包括以下步骤:
接收至少一个由多个数据分组分割而成的子分组,所述的多个数据分组是由1/n比率的Turbo编码器重复由要接收的编码信息构成的比特流而生成的,n是Turbo编码器的编码率的倒数;
根据由被接收的子分组的代码码元的数目Lk和子分组标识符ID而选择的子分组的传输起点来再生分组。
30.根据权利要求29所述的分组接收方法,其特征在于,代码码元的数量是根据接收相应子分组的时隙数量、调制类型以及可用于子分组传输的Walsh码的数量而确定的。
31.一种在通信设备中传输多个子分组的方法,包括:
编码多个数据分组;
对每一数据分组生成多个子分组,其中每一子分组由子分组标识符区分;
通过分组数据信道传输多个子分组;以及
通过分组数据控制信道传输子分组标识符,其中多个子分组的第一子分组的子分组标识符和对每一数据分组生成的每个多个子分组的子分组标识符相同。
32.根据权利要求31所述的方法,其中每一数据分组的多个子分组包括至少四个子分组。
33.根据权利要求31所述的方法,其中每个多个子分组的第一子分组的子分组标识符具有二进制值“00”。
34.根据权利要求33所述的方法,其中每一其余的子分组的子分组标识符具有二进制值“01”、“10”或“11”。
35.根据权利要求31所述的方法,其中每个多个子分组的第一子分组的子分组标识符具有二进制值“000”。
36.根据权利要求35所述的方法,其中每一其余的分组的子分组标识符具有二进制值“001”、“010”、“011”、“100”、“101”、“110”或“111”。
37.根据权利要求36所述的方法,其中该二进制值“111”表示继续先前传输的子分组。
38.根据权利要求31所述的方法,其中该相同数据分组的一部分的每个子分组的长度是相同的。
39.根据权利要求31所述的方法,其中该相同数据分组的一部分的每个子分组的长度是可变的。
40.根据权利要求31所述的方法,其中在对编码步骤的结果进行交织、调制和解多路复用之后生成该多个子分组。
41.根据权利要求40所述的方法,其中调制是QPSK、8-PSK和QAM调制。
42.根据权利要求40所述的方法,其中解多路复用是基于规定数量的Walsh码。
43.根据权利要求42所述的方法,其中该规定数量不大于28。
44.根据权利要求40所述的方法,其中多个子分组的每一个通过分组数据信道的规定数量的时隙来传输。
45.根据权利要求44所述的方法,其中时隙的规定数量是1、2、4或8。
46.根据权利要求31所述的方法,其中多个子分组使用混合自动重复请求方法来传输。
47.根据权利要求31、32、33、34、38、39、40、41、42、43、44或45所述的方法,其中该子分组标识符对应于子分组传输的起点。
48.一种在通信设备中确定第k子分组的起点的方法,包括:
通过分组数据信道接收多个子分组;
通过分组数据控制信道接收多个控制信息,其中该控制信息包括:第k个子分组的子分组标识符SPIDk,对应于在编码分组中的比特数的NEP,对应于第k个子分组的N码片的Walsh信道的数量的Nwalsh,k,对应于用于第k子分组的时隙数的Nslots,k;以及
基于下式确定第k子分组的起点Fk:
Fk=(SPIDk*Lk)mod(n*NEP),其中Lk=常数值*Nwalsh,k*Nslots,k*mk,其中n是规定值,并且mk对应于第k子分组的调制阶数。
49.根据权利要求48所述的方法,其中N等于32。
50.根据权利要求49所述的方法,其中该常数值等于48。
51.根据权利要求50所述的方法,其中n等于5。
52.根据权利要求48或51所述的方法,其中SPIDk对应于基于二进制值“00”、“01”、“10”或“11”的十进制值。
53.根据权利要求48所述的方法,其中(n*NEP)=min(x,5NEP)。
54.根据权利要求48或51所述的方法,其中mk也通过分组数据信道来接收。
55.根据权利要求48所述的方法,其中每一时隙等于1.25ms。
56.根据权利要求54所述的方法,其中对于QPSK该mk等于2,对于8-PSK该mk等于3,或对于16-QAM该mk等于4。
57.根据权利要求48所述的方法,其中该相同编码器分组的一部分的每个子分组的长度相同。
58.根据权利要求48所述的方法,其中是相同编码器分组的一部分的每个子分组的长度是可变的。
59.根据权利要求48所述的方法,其中Lk对应于第k个子分组的代码码元的数量。
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Granted publication date: 20050803 |