CN1969470A - 数据传输方法和接收机 - Google Patents

Abstract

一种通信系统的接收机，所述接收机包括用于接收重复编码数据的装置。所述接收机还包括用于从所接收的重复编码数据中生成符号信息的装置。所述接收机还包括用于在预定时段期间存储所述符号信息的装置以及通过合并所存储的符号信息进行试验符号判决的装置。

Description

数据传输方法和接收机

技术领域

本发明涉及一种数据传输方法和接收机。

背景技术

如Holma，Toskala的权威著作《WCDMA for UMTS，第三代移动通信系统的无线接入》(John Wiley & Sons，Ltd，2000)中所部分讨论的，从接收机性能与系统容量的角度看，CDMA系统是干扰受限的。CDMA系统的干扰受限属性起因于接收机的设计：典型地基于扩频码匹配滤波器(MF)或者相关器进行接收。由于接收到的扩频码通常不是完全正交的，因此在接收机中将产生多址干扰(MAI)。

已经开发了用于克服多址干扰的次优的多用户接收机。多用户接收机可以按多种方式分类：其一是将接收机分为两大类：线性均衡器与相减式干扰抵消(IC)接收机。线性均衡器是抑制多址干扰的线性滤波器，例如迫零(ZF)，解相关检测器或最小均方差(MMSE)均衡器。IC接收机的主要原理是：估计多址干扰成分，然后从接收到的信号中减去多址干扰成分，以使判决更为可靠。可以通过使用并行干扰抵消(PIC)接收机为所有用户并行地执行多址干扰抵消，或者通过使用串行干扰抵消(SIC)接收机以串行方式执行多址干扰抵消。

在PIC接收机中，检测是基于使用试验数据判决来进行的；使用解扩比特来改善接收的性能。试验判决(tentative desition)的质量至关重要，这是因为如果试验判决出错，那么接收信号中的干扰将增大而不是减小。

问题是，如果在发射机中使用重复编码，那么所述类型的接收机的性能就不是最佳的，这是因为解扩比特的误码率将因有效编码率(ECR)较低而增大。

已有用于提高试验判决可靠性的现有技术方法。其中一种是将接收到的信息块解码，并将所解码的比特用于估计干扰。但问题是解码过程很耗时，因此会导致时延。

另一种解决方法在进行试验判决中应用重传的数据块(自动请求重发(ARQ)和混合自动请求重发(HARQ))。同样地，问题是时延：重传也是耗时的过程。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种数据接收方法，其用于通信系统的接收机，所述方法包括：接收重复编码的数据；从所接收的重复编码的数据生成符号信息；在预定时段期间存储所述符号信息；以及，通过组合所存储的符号信息进行试验符号判决。

根据本发明的另一个方面，提供一种通信系统中的接收机，所述接收机包括：用于接收重复编码数据的装置；从所接收的重复编码数据生成符号信息的装置；在预定时段期间存储所述符号信息的装置；以及，通过组合所存储的符号信息进行试验符号判决的装置。

根据本发明的另一个方面，提供一种通信系统的接收机，所述接收机被配置为：接收重复编码的数据；从所接收的重复编码数据生成符号信息；在预定时段期间存储所述符号信息；以及，通过组合所存储的符号信息进行试验符号判决。

根据本发明的另一个方面，提供一种用于接收重复编码数据的接收装置；从所接收的重复编码数据生成符号信息的生成装置；在预定时段期间存储所述符号信息的存储装置；以及，通过组合所存储的符号信息进行试验符号判决的判决装置。

本发明具有几个优点。在本发明的实施例中，在预定时段期间(例如，在传输时间间隔期间)存储符号信息，这段时间使得能够聚集也在重复编码所重复的符号中的信号能量。由于可以聚集大量的传输信号能量并将其使用在进行判决时，因此会改进试验判决的质量。此外，可以显著节省时延。

附图说明

下面将参考实施例和附图详细描述本发明，其中：

图1示出了通信系统的例子；

图2为流程图；

图3示出了接收机的例子；以及

图4示出了接收机的另一例子。

具体实施方式

参考图1，我们研究可以应用本发明实施例的通信系统的例子。本发明可以应用于多种无线通信系统。所述通信系统的一个例子是UMTS(通用移动通信系统)无线接入网络。UMTS无线接入网络包括WCDMA(宽带码分多址)技术，并且也可以提供实时电路和分组交换服务。但是实施例并不受限于作为例子给出的所述系统，所属领域的技术人员可以将所述解决方案应用于其它具有必要属性的无线系统。

对于所属领域的技术人员来说，显然，根据本发明的方法可以应用于采用不同调制方法或空中接口标准的系统。

图1为数字数据传输系统的简要图示，根据本发明的解决方案可应用于所述系统。所述系统为蜂窝无线系统的一部分，包含基站(或Node B)100，所述基站具有到用户终端106和108的双向无线链路102和104。用户终端可以是固定的，车载的或便携式的。所述基站包括例如收发器。存在从所述基站的收发器到天线单元的连接，所述天线单元建立到用户终端的双向无线链路。所述基站被进一步连接到控制器110，即无线网络控制器(RNC)，其将所述终端的连接传送到所述网络的其它部分。所述无线网络控制器被进一步连接到核心网络110(CN)。根据本系统，在CN侧的对等体可以是移动服务交换中心(MSC)、媒体网关(MGW)或者服务GPRS(通用数据分组服务)支持节点(SGSN)。

所述蜂窝无线系统也可以与其它网络通信，例如公共交换电话网或互联网。

接下来，更加详细地介绍用于通信系统接收机的数据接收方法的一个实施例。该实施例特别适合于PIC接收机，但是也适用于多种接收机功能，例如信道均衡。

下面简要解释PIC接收机的原理。

在第一阶段，典型地是传统RAKE接收机，进行传输符号的试验判决。通过将试验判决和所估计的信道参数相乘，并且通过重扩所获得的信号，来再生所接收的用户特定的宽带信号。

在下一阶段，从所接收的和被延时的宽带信号中减去其它用户的重扩宽带信号，除了所选择的一个。使用传统的RAKE接收机，对剩余的信号执行再检测。

也可能基于试验判决的可靠性对试验判决加权，来减小错误判决的影响：判决越不可靠，权重越小。

在UTRAN中，在高层生成的数据使用映射到不同物理信道的传送信道，通过无线接口来传输。物理层可以支持多种比特率的传输信道，以提供按需带宽服务，并且能够将几种服务复用到相同的无线资源控制(RRC)连接上。

来自编码和复用单元的输出数据流被称为码组合传输信道(CCTrCH)。CCTrCH由一个物理控制信道和一个或多个物理数据信道承载。通常，可以有不止一个CCTrCH，但是在连接上只传输一个物理控制信道。对于每个传输信道，在任何传输时间间隔(TTI)内物理层都从上层接收一组传输块和相应的传输格式指示符(TFI)。

层1将从不同传送信道接收到的TFI信息合并到传输格式组合指示符(TFCI)中。TFCI被传输在物理控制信道上，以通知接收机在当前无线帧中处于激活状态的传送信道。通过TFI信息，也可以发现所应用的属性(例如编码、调制)和服务质量参数。

在所述实施例中，使用试验信号判决以估计传输信号。在所述实施例中，还聚集重复符号的信号功率并将其用于检测，在这种情况下，噪音也被平均化了。例如，可以在重复编码中重复信号。

该实施例从块200开始。在块202中，接收重复编码的数据。

例如，重复编码被用于除打孔之外的速率匹配中。下面，详细介绍在发射机中执行的现有速率匹配技术的例子。

速率匹配被用于匹配将要传输的比特的数目和在专用物理信道(DPCH)上的单个帧中可用的比特的数目。比特匹配可以通过打孔或重复来实现。对于每个服务，重复/打孔的量取决于服务组合和服务质量要求。在上行链路方向，通常优选重复。典型地，为了避免多码传输，或者当面临用户终端的发射机或基站的接收机具有限制时，使用打孔。

上行链路速率匹配是动态操作，可以在逐个帧的基础上变化。例如，如果两个传输信道中的一个在某片刻具有零速率，那么所述速率匹配将另一服务的符号速率增大到使用所有上行链路符号的数量(假设扩频因子保持不变)。

所述速率匹配考虑在帧中的有效业务信道的比特数目。在RNC中的许可控制提供速率匹配属性，以控制不同业务信道之间的相对速率匹配。所述速率匹配属性被用于，当把几种业务信道复用到相同的帧时，计算速率匹配值。

通过所述速率匹配属性和传输格式组合指示符(TCFI)，所述接收机可以计算所用的速率匹配参数，并且执行逆操作。通过调整所述速率匹配属性，RNC的许可控制可以适合不同服务的质量，从而达到对于所有服务的相等或接近相等的符号功率水平要求。

在块204中，典型地使用RAKE接收机通过符号级检测，从所接收的速率匹配的数据产生符号信息。在一些情况下，也可能使用MMSE类型的接收机。

在块206中，在预定时段期间存储符号信息。所述符号信息典型地被存储在缓冲存储器中。在块204中，主要存储所检测的符号以用于解重复编码，从而发现哪些符号是彼此的复制(重复)并且因此可以被合并到一起。所重复的符号不必形成不中断的序列，但是可以位于彼此相间隔的位置。预定的缓存期可以例如是传输帧或者传输时间间隔。

在已经接收到全部重复编码的块后，典型地执行某些重复功能，例如，第二解交织、传输信道解复用和解速率匹配。

在UTRAN传输中，第二交织执行无线帧交织，有时被称为帧内交织。从所述第二交织器的输出的比特被映射到物理信道。

在3GPP中，独立地执行对于每一传输信道的标准速率匹配，并且第二交织在传输信道复用和速率匹配之后执行。因此，如果使用3GPP标准，那么解交织、传输信道解复用以及解速率匹配典型地在符号信息缓存之后在接收机中执行，以发现重复符号的位置。可以使用相同的接收机块，而非在解码过程中使用的块，来执行这些功能。

在不是3GPP的某些其它系统中，也可能在存储所述符号信息之后，优选执行第二解交织、传输信道解复用以及解速率匹配操作中的至少一个，以发现重复符号的位置。

在块208中，通过合并所存储的符号信息进行试验符号判决。可能存在单个符号的一个或者多个复制。因为符号信息被存储了预定时段(典型的，传输时间间隔或者传输帧)，所以重复符号的信号功率也被合并，并且用于进行判决。换句话说，为了使信噪比最大化，合并了重复的符号。这将改进试验判决的质量。所述试验符号判决被用于估计所传输的数据。

在一个实施例中，采用RAKE库为每一个用户进行试验符号判决。典型地，信道估计也在RAKE阶段执行。用于试验判决的判决装置可以是软或者硬的判决装置。所述判决装置可以基于，例如，使用用于硬判决的符号函数以及用于软判决的双曲正切函数。这样，考虑到了判决的可靠性。

也有加权的方法，例如零区和线性加权。在零区加权中，当判决变量很小时，判决为零，而非-1或者+1。在线性加权中，当判决变量很小时，判决随判决变量线性变化，并且当判决为非-1或者+1时，认为该判决可靠。

实施例以块210结束。箭头212描述了重复该实施例的可能。

图3示出了根据上述数据传输方法的PIC接收机的一个实施例。对于所属领域的技术人员来说，显然，所述接收机的结构可以根据实现的需要而在一定程度上进行变化。例如，用户数目(RAKE分支的数目)可以改变。该实施例为了清晰起见仅描述了两个用户。具有几个RAKE接收机的结构也被称为RAKE库。

块300包括第一个用户的RAKE接收机。RAKE接收机块300典型地包括码发生器和用于解扩与积分用户数据的相关器。RAKE接收机块300还典型地包括信道估计器和信道补偿器。所述信道估计器基于导频符号来估计执行信道估计的信道状态。所述信道补偿器通过将符号和所述信道估计的共轭复数相乘来补偿信道影响。RAKE合并器将被信道补偿的符号相加，由此提供多径分集而抵消衰减。所述RAKE接收机通常包括匹配滤波器，以用于判决和更新信道的当前多径延迟分布特性。

根据本发明实施例的RAKE接收机还包括用于进行根据图2所示实施例的试验符号判决的装置。因此RAKE接收机块300还包括，例如，存储器单元和生成符号信息的装置。在所述例子中，信道估计在RAKE阶段执行。

RAKE接收机块302用于第二个用户。

试验符号判决与信道估计一起被送至多址接入接口(MAI)估计块304，306。MAI估计器304，306计算对所接收的宽带信号的估计(即试验符号判决乘以信道估计，然后重扩并求和)。以这样的方式将MAI估计传送至累加单元308，310：从所接收的信号中减去从第一个用户的信号作出的MAI估计，以获得用于第二个用户的第二RAKE阶段的更加可靠的信号。从所接收的信号减去从第二个用户的信号作出的MAI估计，以获得用于第一个用户的第二RAKE阶段的更加可靠的信号。

实际中，使用残余结构代替上述的原理性结构，在所述残存结构中，仅一个宽带信号必须被传送到所述第二阶段；而在所述原理性结构中，用户特定的宽带信号都被传送到所述第二阶段。因此，所述残余结构更加经济地使用总线资源。

第二RAKE阶段块312，314典型地包括编码生成器和相关器，用于解扩和积分用户数据。实际中，所述第二阶段的RAKE接收机通常不包括信道估计或者脉冲响应测量操作。RAKE合并器将被信道补偿的符号相加，由此提供多径分集而抵消衰减。所述RAKE接收机通常包括匹配滤波器，用于判决和更新信道的当前多径延迟分布特性。

在解交织块316，318以及解码块320，322之后，获得针对两个用户信号的最终比特判决，所述用户信号中的干扰已经被消除。也可能使用多阶段干扰抵消接收机。图4为所述接收机的一个例子。对于所属领域的技术人员，显然，所述接收机的结构可以根据实现需要而在一定程度上进行变化。例如，阶段的数目可以改变。

所接收的信号被传送到第一最大比合并(MRC)和符号信息块400，其中信道影响得以补偿。可以累加信道补偿之后所获取的符号，以恢复通过延迟位置的能量。

根据本发明实施例的MRC块400还包括用于进行根据图2实施例所示的第一试验符号判决的装置。因此，MRC块400还包括，例如存储器单元和用于生成符号信息的装置。在所述例子中，在MRC阶段执行信道估计。

第一试验符号判决与信道估计一起被送至第一多址接入接口(MAI)估计块402。MAI估计器402计算所接收的宽带信号的估计(即试验符号判决乘以信道估计，然后重扩并累加)。MAI估计被传送至干扰抵消块404。

干扰抵消块404之后随有第二MRC估计和符号信息块406、第二MAI估计块408和第二干扰抵消块410，所接收的信号也被传送至第二干扰抵消块410。第二试验符号判决与信道估计一起被送至第二MAI(多址接入接口)估计块408。MAI估计被传送至第二干扰抵消块410。在所述例子中，在所述第二阶段之后，有第三MRC阶段412(没有符号信息生成装置)、解交织块414以及解码块416，而后，获取最终的比特判决，其中的干扰已经被消除。

本发明实施例所公开的功能可以通过软件方便地实现。也可能是例如不同硬件实现的其它实现方案，例如，由独立的逻辑构件构成的电路或者一个或多个客户特定的集成电路(专用集成电路，ASIC)。所述实现方案的混合也是可行的。

尽管以上参考根据附图的例子描述了本发明，但是很明显本发明不受限于此，然后，在所附权利要求的范围内可以按多种方式修改本发明。

Claims (21)

1.一种用于通信系统接收机的数据接收方法，所述方法包括：

(202)接收重复编码的数据；

(204)从所述重复编码的数据生成符号信息；

(206)在预定时段期间存储所述符号信息；以及

(208)通过合并所述符号信息进行试验符号判决。

2.根据权利要求1的方法，其中，所述存储步骤包括在传输帧期间存储所述符号信息。

3.根据权利要求1的方法，其中，所述存储步骤包括在传输时间间隔期间存储所述符号信息。

4.根据权利要求1的方法，其中，所述重复编码的数据包括速率匹配的数据。

5.根据权利要求1的方法，进一步包括：

在存储所述符号信息后，执行第二解交织、传送信道解复用和解速率匹配中的至少一个，以发现重复符号的位置。

6.根据权利要求1的方法，其中，所述生成步骤包括使用RAKE接收机通过符号级检测来生成所述符号信息。

7.根据权利要求1的方法，其中，所述试验符号判决包括软或硬判决。

8.根据权利要求1的方法，进一步包括合并重复符号，以最大化信噪比。

9.根据权利要求1的方法，进一步包括在干扰抵消接收机中使用试验符号判决，以生成对干扰信号的估计。

10.一种通信系统中的接收机，所述接收机包括：

用于接收重复编码数据的接收装置(300，302，400，406)；

用于从所述重复编码数据生成符号信息的生成装置(300，302，400，406)；

用于在预定时段期间存储所述符号信息的存储装置(300，302，400，406)；以及

通过合并所存储的符号信息进行试验符号判决的判决装置(300，302，400，406)。

11.根据权利要求10的接收机，进一步包括在传输帧期间存储所述符号信息的存储装置。

12.根据权利要求10的接收机，进一步包括在传输时间间隔期间存储所述符号信息的存储装置。

13.根据权利要求10的接收机，其中，所述重复编码数据包括速率匹配数据。

14.根据权利要求10的接收机，进一步包括：

在存储所述符号信息后，执行第二解交织、传送信道解复用和解速率匹配中的至少一个的处理装置，以发现重复符号的位置。

15.根据权利要求10的接收机，进一步包括使用RAKE接收机通过符号级检测来生成所述符号信息的生成装置。

16.根据权利要求10的接收机，其中，所述试验符号判决包括软或硬判决。

17.根据权利要求10的接收机，进一步包括合并重复符号以最大化信噪比的合并装置。

18.根据权利要求10的接收机，进一步包括在干扰抵消接收机中使用试验符号判决以生成对干扰信号的生成装置。

19.一种通信系统的接收机，被配置为：

接收重复编码的数据；

从所述重复编码的数据中生成符号信息；

在预定时段期间存储所述符号信息；以及

通过合并所述符号信息进行试验符号判决。

20.一种接收机，包括：

用于接收重复编码数据的收发器；

用于从重复编码数据生成符号信息的发生器；

用于在预定时段期间存储所述符号信息的存储器单元；以及

用于通过合并所述符号信息进行试验符号判决的判决装置。

21.一种网络单元，包括：

用于接收重复编码数据的接收装置(300，302，400，406)；

用于从所述重复编码数据生成符号信息的生成装置(300，302，400，406)；

用于在预定时段期间存储所述符号信息的存储装置(300，302，400，406)；以及

通过合并所存储的符号信息进行试验符号判决的判决装置(300，302，400，406)。

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