TWI477105B - 多輸入多輸出系統中混成自動重覆要求之再傳輸方法 - Google Patents

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Description

多輸入多輸出系統中混成自動重覆要求之再傳輸方法
本發明一般係關於資訊處理領域。在一態樣中，本發明係關於一種用於在多輸入多輸出(MIMO)通信系統中碼字再傳輸之系統及方法。
先前申請案參考
此申請案已於2007年12月28日在美國作為專利申請案第11/864,066號申請。
無線通信系統在一指定電磁頻譜內發射並接收信號，但電磁頻譜之容量有限。隨著對無線通信系統的需求不斷膨脹，改良頻譜使用效率的挑戰日益加劇。為了改良該等系統之通信容量，同時減低該等系統對雜訊與干擾的敏感度並限制傳輸功率，已提出若干無線通信技術，諸如多輸入多輸出(MIMO)，此係一種涉及多重傳輸天線與多重接收天線的傳輸方法。例如，分空間多向近接(SDMA)系統可實施為閉路系統以改良頻譜使用效率。最近，SDMA已作為一種用於下一代通信系統的流行技術而出現。已在數個目前出現標準(諸如IEEE 802.16與第三代合夥專案(3GPP)長期演化(LTE)平台)中採用以SDMA為主的方法。
無線通信系統(諸如圖1所示之範例性MIMO系統100)包括一或多個發射器101與一或多個接收器台105.1至105.m，其中「m」係代表在一給定地理區域內接收器台數目的一整數。如所描述，發射器101(例如，基地台)使用一 第一多重天線陣列104來與一或多個接收器台105.1-105.m(例如，訂戶台)通信，每一接收器台具有其自己的接收器天線陣列106.i(例如，106.1、106.2、…106.m)，其中每一天線陣列106.i包括一或多個天線。雖然無線通信系統100可能係任一類型的無線通信系統(包括但不限於一MIMO系統、SDMA系統、CDMA系統、OFDMA系統、OFDM系統等)，但一範例性MIMO無線通信系統100包括一發射器101(其可用作一節點B或基地台)與一或多個接收器105.i(每一者可用作一訂戶台或使用者設備)，該等接收器實際上可以係任一類型的無線單向或雙向通信裝置，諸如一蜂巢式電話、無線配備電腦系統及無線個人數位助理。當然，接收器/訂戶台105.i還可傳輸由發射器/基地台101接收的信號。在發射器101與接收器105.i之間傳達的該等信號可包括語音、資料、電子郵件、視訊及其他資料、語音及視訊信號。
使用MIMO通信系統，發射器101可使用在每一接收器105i處關於通信通道的知識來在傳輸信號上操作，之後藉由使用預編碼技術來從傳輸天線陣列104傳輸，從而改良至訂戶台105.i之信號傳輸之品質與容量。預編碼係藉由施加一組傳輸波束成形或預編碼權重至在發射之前施加至天線陣列104內每一天線的信號來加以實施。例如，預編碼技術可用以實施空間多工，藉此將獨立且單獨編碼的資料信號(所謂的流)從該等多重傳輸天線之每一者傳輸至一單一訂戶台，從而有效地重新使用或多工空間尺寸。使用空 間多工，同時發射至一訂戶台(例如，105.i)的層(或等級)數可調適以匹配目前通道特性。依此方式，等級調適可在傳輸通道富含多路徑分集時利用多重天線所提供的潛在容量提升。
可參考圖1來理解此類預編碼技術之範例，其中MIMO系統基地台101接收一或多個資訊信號(例如，s1 -sm )。各資訊信號si 經編碼、調變及/或映射至傳輸層內用於由通道編碼/調變/映射模組102.i進行下行鏈路傳輸，並接著在傳輸天線陣列104上進行傳輸之前使用一預編碼向量來加以預編碼。例如，當使用預編碼來透過多重天線實施空間多工時，可在一或多個層上將一或多個運輸區塊或碼字同時發射至相同訂戶台(例如，105.1)。在此背景下，一層係源自一碼字之該等調變位元的一符號流，其中一碼字係指一運輸區塊之該等編碼位元。為了透過多重天線來空間多工一或多個符號流(例如，信號s1 與s2 )，將「預編碼」權重(例如，預編碼向量w 1 與w 2 )施加至一或多個符號流(例如，信號s1 與s2 )並在一天線陣列104上傳輸結果(例如，向量x 1 與x 2 )。(注意：小寫粗體變數指示向量而大寫粗體變數指示矩陣)。該等預編碼向量w i 可儲存於一碼簿(未顯示)內並用以在提高信號品質或效能度量(如接收信號之信號對干擾及雜訊比(SINR))的目標下引導信號。特定言之，基地台101具有N個天線的一陣列104，其中N係大於或等於m的一整數。該基地台準備一或多個傳輸信號(由向量x i 代表)用於每一信號si ，其中i {1,2,…,m }。傳輸信號向量x i 係依據等 式[1]來決定：x i =w i ．s i 　　　[1]其中w i 係第i個預編碼、N維傳輸權重向量(又稱為一「傳輸預編碼器」)，且權重向量w i 之每一係數wj 代表在第j個傳輸天線104上的一權重與相移。此外，項「si 」係欲傳輸至第i個接收器的資料。權重向量w i 之該等係數之每一者可能係一複合權重。除非另有指示，傳輸預編碼向量係稱為「權重向量」而接收向量係稱為「組合向量」，但在具有互易通道(諸如TDD系統)之系統中，在一接收器/訂戶台處的一組合向量v 可用作一組合向量(當從一發射器/基地台接收信號時)與一加權向量(當傳輸至一發射器/基地台時)兩者。
在接收器處，由天線陣列106.i所偵測之該等接收信號係使用適當組合向量107.i(例如，v 1 與v 2 )來加以處理。例如，傳輸信號向量x1 係經由由一通道矩陣H 1 代表的一通道來加以傳輸，並在接收器105.1處接收為一接收信號向量y1 =H 1 H x1 +n1 (其中n代表雜訊與由其他訂戶台所引起之任何同道干擾)。更一般而言，用於第i個訂戶台105.i的該等接收信號係依據等式[2]由一ki ×1接收信號向量yi 來代表： 其中「si 」係欲傳輸至第i個訂戶台105.i的資料，「sn 」係傳輸至第n個訂戶台105.n的資料，*上標表示複數共軛算子，「H i H 」代表關聯基地台101與第i個訂戶台105.i的通道 矩陣之複數共軛轉置，w i 係第i個傳輸權重向量，而w n 係第n個傳輸權重向量。上標「H」在本文中用作一赫密特(hermitian)算子以代表一複數共軛轉置算子。接收信號向量yi 之第j個元素代表在訂戶台105.i之第j個天線上所接收之信號，j {1,2,…,k i }。等式[2]右手側第一項係所需接收信號而相加項減去所需接收信號代表同道干擾。最後，為了獲得一資料信號zi ，其係傳輸資料si 之一估計，訂戶台105.i依據等式[3]使用一組合向量vi 107.i來組合在k天線106.i上所接收之該等信號。
並接著使用處理模組108.i來解映射、解調變並解碼以獲得資料信號zi 。
相關聯於空間多工的一難題係映射一或多個碼字至基地台101所傳輸之該等實體層，特別係在碼字數目與在發射器處的可用傳輸天線埠可在基地台之間變化的情況下。雖然在兩個天線埠(由於層數目等於碼字數目)之情況下映射碼字至層可能較不重要，但在四個天線埠情況下映射更加複雜，由於存在比層可能更少的碼字。而且甚至在採用一映射結構時，映射結構之約束仍可針對發射器操作建立其他問題。例如，一規定映射結構可能會限制基地台有效率地再傳輸信號至一訂戶台之能力。據此，需要一種用於在一MIMO系統中信號處理與控制發信之改良系統及方法。 還需要一種可用於一MIMO系統之規定映射結構內的再傳輸方案。此外，需要一種提供一碼字至層映射方案的空間 多工系統及方法，其克服此項技術中如以上所概述的該等問題。參考隨附圖式及詳細說明，檢視本發明之其餘部分後，習知此項技術者將會明白傳統程序與技術之另外限制與缺點。
說明一種用於在無線多輸入、多輸出(MIMO)系統中有效率地提供碼字傳輸與再傳輸之碼字傳輸系統及方法。使用以碼簿為主的預編碼技術，實現空間多工傳輸，使得可使用一預定碼字至映射結構(如標題為「Physical Channels and Modulation(實體通道與調變)」的3GPP LTE規格書TS 36.211所指定)在一或多個層上同時傳輸一或多個碼字或運輸區塊。在其中兩個碼字管道上傳輸的複數個碼字之一者傳輸失敗的實例中，碼字再傳輸係藉由在發射器/基地台處複製失敗碼字並接著在兩個碼字管道上再傳輸該等複製碼字來加以實現。在此類實例中，可使用與最初傳輸相同的傳輸層或「等級」來實行複製碼字之再傳輸，或可使用任一所需更高階傳輸等級來執行，該等更高階傳輸等級使用二或更多傳輸層(例如，等級2、等級3或等級4)，其可能與最初傳輸相同或可能不相同。然而，還應瞭解，本文所揭示之碼字複製及傳輸技術還可用於一碼字之最初傳輸，即使未曾有一先前傳輸碼字失敗。無論以何種方式實施，欲在兩個碼字管道上傳輸之碼字內的至少該等資訊位元係作為複製碼字或藉由在基地台處單獨調變並編碼該等資訊位元來加以傳輸，從而產生在該兩個碼字管道上傳輸的兩 個碼字(具有相同資訊)。在任一情況下，控制發信可由基地台/發射器產生以發信選定再傳輸模式至訂戶台/接收器並另外追蹤任一錯誤控制處理資訊。例如，可藉由在該控制信號內包括一或多個額外發信位元，或藉由以一可由訂戶台/接收器所辨識之方式來重新使用現有控制信號資訊來發信該再傳輸模式。在訂戶台/接收器，可(諸如)藉由一接收分集組合器型演算法來解碼並組合該等再傳輸碼字。 使用所揭示之再傳輸方案，若不存在任何待決碼字等候傳輸，則所再傳輸碼字不必回復一更低等級來再傳輸，從而提供一分集優點以在大多數情況下改良系統效能。
現將參考附圖來詳細說明本發明之各種解說性具體實施例。雖然在下列說明中提出各種細節，但應瞭解，沒有該些特定細節，仍可實作本發明，且可對本文所說明之發明作出許多實施方案特定決策以實現裝置設計者的特定目標，諸如對於程序技術或設計相關約束的順應性在實施方案間各不相同。雖然此一開發努力可能較複雜且耗時，不過此係獲益於此揭示內容之習知此項技術者的一日常工作。例如，以方塊圖形式，而非以細節來顯示選定態樣，以便避免限制或混淆本發明。此外，本文所提供之詳細說明之一些部分根據在一電腦記憶體內資料上的演算法或運算來呈現。此類說明及表示係供習知此項技術者用以向其他習知此項技術者說明並傳達其工作的實質。現將參考該等圖式來詳細說明本發明之各種解說性具體實施例。
圖2及3描述一無線通信系統200，其中提供符合一預定碼字至層映射結構的碼字再傳輸。在所描述系統200中，一發射器210使用以碼簿為主的技術來設計下行鏈路預編碼向量用於預編碼一或多個輸入信號，其係從一發射器210(例如，一基地台)傳輸至一或多個接收器201.i(例如，訂戶台)。發射器210包括一多重天線陣列227用於與接收器201.i通信，每一接收器包括一陣列202.i，該陣列202.i具有一或多個天線用於與發射器210通信。在操作中，一在發射器210處呈現以傳輸至接收器201.1之資料信號si 係藉由信號處理器218來變換成由向量x i 所代表之一傳輸信號。依據用於下行鏈路實體通道的一般LTE結構，信號處理器218藉由先使用一編碼器/調變器220根據輸入資料信號si 來定義一基頻信號x i 以在資料信號si 上實行通道編碼與調變，從而產生一或多個碼字。接著使用擾亂單元模組221a、221b來擾亂在該等碼字之每一者內的編碼位元以在一實體通道上傳輸，並接著使用調變映射單元模組222a、222b來調變該等擾亂位元以產生複合值調變符號用於每一碼字。接下來，一層映射器單元模組223映射用於該等碼字之每一者的複合值調變符號至一或數個層上，隨後一預編碼單元模組224預編碼在每一層上的複合值調變符號用於藉由映射該(等)傳輸層至複數個傳輸天線埠之每一者上的資源來在天線埠上傳輸。接著使用資源元素映射器模組225a、225b來映射用於每一天線埠之複合值調變符號至資源元素，然後使用正交分頻多工(OFDM)單元模組226a、 226b來產生複合值時域OFDM信號用於每一天線埠。
依據標題為「Physical Channels and Modulation(實體通道與調變)」的3GPP LTE技術規格書TS 36.211，在發射器210(如圖3所示)中的層映射器單元模組223實施一預定碼字至映射結構用於映射最多兩個碼字至最多四個傳輸層。圖2所解說之LTE碼字至映射結構230提供用於層映射器單元模組223的一映射(如虛線向圖3所描述之層映射器223所指示)，其取決於傳輸等級。使用一等級1傳輸結構240來映射一單一碼字至一單一傳輸層(例如，層0)。然而，可映射兩個碼字至二或更多層，取決於發射器是否正在使用等級2、等級3或等級4傳輸結構。使用一等級2傳輸結構250，將一第一碼字CW1映射至一第一傳輸層(例如，層0)並將一第二碼字CW2映射至一第二傳輸層(例如，層1)。使用一等級3傳輸結構260，將一第一碼字CW1映射至一第一傳輸層(例如，層0)，同時使用一串聯至並聯轉換器(S/P)來映射一第二碼字CW2至第二及第三傳輸層(例如，層1及2)。最後，使用一等級4傳輸結構270，使用一串聯至並聯轉換器來映射一第一碼字CW1至第一及第二傳輸層(例如，層0及1)，同時使用一串聯至並聯轉換器來映射一第二碼字CW2至第三及第四傳輸層(例如，層2及3)。藉由使用更高階結構(例如，等級2、等級3或等級4)，發射器210能夠利用具有多重天線227所允許之更高容量。
出於各種原因，存在其中該等傳輸碼字之一或多個者無法成功通過或傳輸至接收器的情況。如此項技術中所習 知，存在各種錯誤控制技術，其可用以偵測及/或校正傳輸錯誤，或另外決定一傳輸失敗。例如，自動重覆要求(Automatic Repeat-reQuest; ARQ)係一種用於資料傳輸之錯誤控制方法，其使用確認與逾時來實現可靠的資料傳輸。另一錯誤控制方法係混成自動重覆要求(Hybrid Automatic Repeat-reQuest; HARQ)，其添加錯誤偵測(ED)位元至欲傳輸資料(諸如循環冗餘檢查；CRC)，並還添加正向錯誤校正(FEC)位元至現有錯誤偵測(ED)位元(諸如裏德所羅門(Reed-Solomon)碼或渦輪(Turbo)碼)。若通道品質較糟糕且無法校正所有傳輸錯誤，則接收器將會使用該錯誤偵測碼來偵測此情形，然後由接收器要求一再傳輸。
雖然可藉由再傳輸失敗碼字來修復碼字失敗，但存在其中再傳輸一碼字與該定義LTE碼字至映射結構相衝突的情形，此可能係在失敗碼字最初使用一更高階傳輸結構傳輸時所引起。為了考量其中一HARQ再傳輸要求與該定義LTE碼字至映射結構相衝突的一範例，考量其中使用三或四的一通道等級來同時傳輸兩個碼字的情況。若第一碼字(例如，CW1)通過，但第二碼字(例如，CW2)失敗，則將會傳送一HARQ再傳輸要求212至發射器210，要求再傳輸射第二碼字CW2。在其中發射器210處的資料緩衝器(未顯示)為空(即，不存在任何額外資料/碼字要傳輸)的情況下，發射器210僅傳輸一單一失敗碼字(例如，CW2)。由此，該碼字傳輸最初使用兩層，但對於再傳輸，由該定義LTE碼字至映射結構所提供之唯一可能性係使用至一單一 層上的等級一映射來傳輸一單一碼字。所得傳輸等級變化會限制第二碼字(例如，CW2)之再傳輸至與最初傳輸一樣多之編碼位元的一半，從而比較第一傳輸中的高編碼率，可導致編碼增益的一實質損失。一般而言，若通道等級為二或更高直至將要再傳輸第二碼字為止，則該發射器將會被迫實行等級撤銷，從而增加通道品質指示符(CQI)不精確性(COI係根據碼字來加以測量)與損失。
為了解決此潛在衝突，本發明之選定具體實施例提供一種碼字再傳輸方案，藉此使用最初通道等級來複製並再傳輸一失敗碼字。為此目的，每一接收器201.i包括一HARQ接收模組204.i，其提供一或多個接收器功能，包括偵測及/或校正錯誤、偵測碼字傳輸失敗(例如，使用HARQ錯誤偵測技術)、要求再傳輸(多個)失敗碼字、偵測並解映射再傳輸碼字與最新傳輸碼字。應瞭解，HARQ接收模組204.i可作為信號處理器203.i之部分或在接收器201.i處具有分離控制邏輯/及電路功能性來加以實施以任一所需方式來有效地要求、偵測並解映射複製碼字。例如，HARQ接收模組204.i可包括電路及/或控制邏輯，其係用以比較該等預定位元欄位(例如，混成ARQ程序號與在實體下行鏈路控制通道(PDCCH)下行鏈路排程指派欄位內的再傳輸序號)或在不同發信機制情況下的其他替代性位元以偵測一特定傳輸是否係一再傳輸事件以及隨後繼續以某分集組合演算法或其他方式來解碼該等碼字。一發射器210(諸如)藉由使用一HARQ再傳輸偵測器214來偵測一接收器201.i所產生之 一再傳輸要求。此一偵測器可作為信號處理器218之部分或在發射器210處具有分離控制邏輯及/或電路功能性來加以實施以從一接收器201.i偵測一HARQ再傳輸要求212之回授。
回應偵測用於一失敗碼字的一HARQ再傳輸要求，在發射器210處的一HARQ再傳輸模組216包括一碼字複製模組217用於複製欲再傳輸的碼字。應瞭解，碼字複製模組217可作為信號處理器218之部分或在發射器210處具有分離控制邏輯/及電路功能性來加以實施來以任一所需方式有效地複製失敗碼字。例如，碼字複製模組217可使用失敗碼字(例如，CW2)來替換成功傳輸碼字(例如，CW1)並接著在兩個碼字管道上有效地傳輸失敗碼字CW2。在此範例中，該等複製碼字219a可直接提供至層映射器單元模組223。在其他具體實施例中，碼字複製模組217可從失敗碼字(例如，CW2)複製該等資訊位元，但使用不同的調變與編碼。在該些具體實施例中，該複製碼字資訊219b可直接提供至編碼器/調變器220。不論如何複製，HARQ再傳輸模組216係經組態用以複製並在兩個碼字管道上再傳輸在失敗碼字內的至少該等資訊位元。
為了警告接收器201.i正在用來再傳輸失敗碼字的再傳輸模式，發射器210包括一控制信號模組215用於產生控制發信。每當排程進行碼字複製與(再)傳輸時，控制信號模組215從HARQ傳輸模組216接收碼字再傳輸資訊215a，並回應其來產生控制資訊215b用於由處理器218進行基頻處 理。應瞭解，控制信號模組215可作為信號處理器218之部分或在發射器210處具有分離的控制邏輯及/或電路功能性來加以實施以產生一控制信號，其向訂戶台/接收器識別選定再傳輸模式並另外追蹤任何HARQ處理資訊。在各種具體實施例中，可將該控制信號包括作為在PDCCH內的一或多個參數，諸如HARQ程序號與在標題為「Notes From Offline Discussions on PDCCH Contents(關於PDCCH內容離線討論的記錄)」的3GPP TSG-RAN WG1 #50 R1-073870中所說明之該等再傳輸序號(RSN)下行鏈路排程指派欄位。在此範例中，HARQ程序ID號欄位識別哪個碼字正在再傳輸，而RSN欄位識別傳輸計數以提供一「新資料」或「冗餘」指示符。當然，可使用任一所需控制信號參數來傳達HARQ程序ID號與再傳輸計數資訊至接收器，或傳達其他錯誤控制程序參數用於控制本文所指定之碼字傳輸或HARQ再傳輸之發信。應瞭解，控制信號模組215還可用以產生控制發信以正在兩個碼字管道上提供一最初碼字傳輸時警告接收器201.i。
在選定具體實施例中，可藉由在控制信號模組215所產生之控制信號內包括一或多個額外發信位元來發信該再傳輸模式。在接收器201.i處，在接收模組204.i內偵測該等額外發信位元並用以決定正在使用何種再傳輸模式。為了提供一範例，其中兩個模式係藉由一單一額外控制信號位元來加以識別，在該發信位元具有一第一預定值時發信一第一再傳輸模式(例如，正在複製並再傳輸識別碼字)，而在 該發信位元具有一第二預定值時發信一第二再傳輸模式(例如，正在複製並再傳輸識別碼字資訊)。藉由使用一或多個額外發信位元來發信如何正在複製碼字，可重新使用來自該等碼字之一者的控制信號位元用於其他發信用途。 因而，若在該控制信號內的額外發信位元指示兩個碼字相同(例如，正在傳輸相同的碼字位元/符號)，則來自該等碼字之一者的控制信號位元(例如，在第二碼字內的運輸區塊大小位元、調變編碼方案(MCS)位元、HARQ位元等)可用於其他用途，諸如儲存額外資訊。在該接收器處，此模式將從該額外發信位元來加以偵測，且該接收器可從其他碼字內的該等控制信號位元欄位來擷取額外資訊。
在其他具體實施例中，可藉由以一可由訂戶台/接收器辨識的方式重新使用現有控制信號位元來發信該再傳輸模式。在此類具體實施例中，由控制信號模組215所產生之控制信號在用於兩個碼字的控制信號內指定預定位元欄位值以指示其係彼此的複製品。在一範例性具體實施例中，若用於兩個碼字的該等控制信號在用於兩個碼字的個別位元欄位內包含相同的HARQ程序ID號與再傳輸計數，則指示碼字身份。在接收器201.i處，接收模組204.i可經組態用以藉由檢查並比較該等預定位元欄位值來決定哪些碼字相同。此可藉由在接收模組204.i內包括比較該等預定位元欄位值的控制邏輯及/或電路來進行，且若在用於兩個碼字的個別位元欄位內的HARQ程序ID號與再傳輸計數相同，則接收器201.1決定正在再傳輸一失敗碼字。可接著(諸如) 藉由使用解映射模組204.i來解碼並組合該等再傳輸碼字，該解映射模組使用LTE碼字至映射結構230來解映射該等再傳輸碼字(如虛線向圖2所描述之HARQ錯誤控制模組204.i所指示)。可接著(諸如)藉由在信號處理模組203.i處使用一接收分集組合器型演算法來解碼並組合該等解映射碼字。
除再傳輸模式外，由該發射器之控制信號模組215所產生之控制信號還可指定用於HARQ錯誤控制程序內的一或多個參數。藉由傳送該等錯誤控制程序參數至接收器201.i，發射器210與接收器201.i二者可追蹤該等錯誤控制程序參數。在該控制信號內的此類參數之範例包括用於一欲再傳輸失敗碼字的一HARQ程序ID號與再傳輸計數。該些參數可用以藉由將使用複製碼字的再傳輸事件視為一單一再傳輸來控制HARQ再傳輸用於HARQ再傳輸計數與解碼用途。依此方式，針對再傳輸嘗試上的任何限制不將一單一再傳輸嘗試(使用複製碼字)兩次計數。或者，一碼字之再傳輸可視為一雙重傳輸用於HARQ再傳輸計數與解碼，在此情況下，藉由控制信號模組215來相應地更新該等控制信號參數。
圖4描述用於一種用於使用任何所需更高階等級(包括但不限於過去在最初傳輸中所使用之相同等級)在兩個碼字管道上再傳輸一失敗碼字之再傳輸方法300之一第一範例性流程。作為一初期步驟，一發射器/基地台使用一更高階等級傳輸結構在二或更多傳輸層上傳輸兩個碼字至一接收器/使用者設備(步驟302)。在一範例性具體實施例中， 該更高階等級傳輸結構係選自一預定碼字至映射結構。當在一MIMO通信系統中傳輸該等碼字時，可使用在圖2所示之LTE碼字至映射結構230中所定義之等級3傳輸結構260或等級4傳輸結構270來傳輸該兩個碼字，但應瞭解，該兩個碼字還可使用等級2傳輸結構250來加以傳輸。在該接收器/使用者設備處，諸如藉由在使用者設備處實施一HARQ錯誤控制方案來偵測一碼字傳輸失敗(步驟304)。為了要求再傳輸失敗碼字，該接收器/使用者設備回授要求失敗碼字的一HARQ再傳輸要求(步驟306)。
在該基地台處，偵測一或多個HARQ再傳輸要求(步驟308)，其中可藉由一不同使用者設備裝置來回授每一HARQ再傳輸要求。若在資料緩衝器內存在任何額外碼字以傳輸至一給定使用者設備(至決策310的否定結果)，則可使用一適當更高階等級結構來使用來自該資料緩衝器之下一碼字來再傳輸失敗碼字(步驟311)，若該等通道條件支援的話。然而，若在該資料緩衝器內不存在任何額外碼字來傳輸至一給定使用者設備(至決策310的肯定結果)，則將來自失敗碼字之至少資訊位元複製至一複製碼字內(步驟312)。可藉由產生該複製碼字作為該失敗碼字之一副本來實行該複製。或者，可藉由複製來自失敗碼字之該等資訊位元並在該等複製資訊位元上使用不同調變及編碼來實行該複製。由此，將會使用一第一調變及編碼方案來將該等資訊位元編碼成失敗碼字，並將會使用一第二調變及編碼方案來將該等資訊位元編碼成複製碼字。如本文所說明， 隨後在步驟316使用任一所需更高階等級傳輸結構來再傳輸該等複製碼字(或碼字資訊)至該使用者設備。
然而，伴隨再傳輸該失敗碼字，該基地台必須產生並傳送控制發信(步驟314)以向該使用者設備通知如何正在再傳輸失敗碼字。可產生該控制發信以為失敗碼字更新HARQ計數資訊，並還可包括設定以指示再傳輸模式的一額外控制信號位元(步驟313)。如上所指示，該額外控制信號位元可用以區別兩個再傳輸模式，其中在該發信位元具有一第一預定值(例如，「0」)時發信一第一再傳輸模式(例如，正在複製並再傳輸失敗碼字)而在該發信位元具有一第二預定值(例如，「1」)時發信一第二再傳輸模式(例如，正在複製並再傳輸失敗碼字資訊)。或者，可產生該控制發信以設定現有控制信號欄位以指示該再傳輸模式(步驟314)。在一範例性具體實施例中，若用於兩個碼字的該等控制信號在用於兩個碼字的個別位元欄位內包括相同的HARQ程序ID號與再傳輸計數，則可指定一碼字係另一碼字之一複製品。
一旦在該使用者設備處接收該控制發信，則在該使用者設備處的控制邏輯可經組態用以偵測再傳輸的碼字(步驟318)。藉由在該使用者設備處使用該預定碼字至映射結構來從該更高階等級傳輸結構擷取失敗碼字之複製品來實現偵測。該等複製碼字還可在步驟318(諸如)藉由在該使用者設備處使用一接收器演算法來加以組合。
還可參考圖5來解說本發明之選定具體實施例，圖5描述 用於在二或更多層上實行一HARQ再傳輸之一範例性流程400。如描述，該程序在該發射器具有資訊以在一或多個下行鏈路實體通道上以碼字形式傳達至一或多個接收器時開始(步驟401)。在此傳輸模式期間，該發射器使用一更高階通道等級在至少兩個傳輸層上同時傳輸兩個碼字(步驟402)。依據選定具體實施例，該更高階通道等級可能係一等級2、等級3或等級4傳輸結構，如該LTE碼字至映射結構中所定義。例如，該發射器可在傳輸兩個碼字的第一嘗試期間使用通道等級三或四(步驟402)。藉由使用一更高階通道等級來傳輸該兩個碼字，該發射器空間多工該兩個碼字作為獨立且單獨編碼的資料信號或流。
在步驟404，該發射器接收用於一未成功傳輸第二碼字的一再傳輸要求，其中成功傳輸該第一碼字。例如，若最初使用一通道等級三來傳輸(步驟402)該兩個碼字(CW1與CW2)使得將一第一碼字(CW1)映射至層0並將該第二碼字(CW2)映射層1及2，則通道條件可能會引起該第二碼字(CW2)傳輸失敗，而該第一碼字(CW1)通過。應瞭解，傳輸失敗可能由各種原因之任一者所引起，諸如較差通道傳輸或雜訊條件。當一接收器的HARQ錯誤控制模組決定該第二碼字(CW2)傳輸失敗時該再傳輸要求可由一接收器產生作為一HARQ再傳輸要求，但可使用其他錯誤控制方法來產生再傳輸要求。當產生並回授一HARQ再傳輸要求至該發射器時，該接收器與發射器二者維持用於該再傳輸要求的錯誤控制處理參數(例如，HARQ程序ID號與再傳輸計 數)。
在步驟406，該發射器複製第二(失敗)碼字(例如，CW2)或在失敗碼字內的至少該等資訊位元。應瞭解，若資料緩衝器內存在任何額外碼字要傳輸至該接收器，則不要求碼字複製，由於該發射器可使用下一碼字來空間多工失敗碼字。然而，若不存在任何額外碼字要傳輸至該接收器，則可藉由使用任一所需技術複製失敗碼字來使用一更高階等級傳輸失敗碼字至該接收器。在各種具體實施例中，可藉由使用該第二碼字替換第一碼字(例如，CW1=CW2)來實行複製。或者，可複製並單獨調變來自失敗碼字CW2的該等資訊位元(例如，在該等複製資訊位元上使用不同的調變與編碼)。結合該碼字複製程序，該發射器產生或更新控制信號資訊，並可在與最初用以傳輸該兩個碼字相同的層上再傳輸複製碼字(資訊)(步驟406)，但可使用任一所需更高階層映射。由該發射器所產生之控制信號(步驟406)係傳送至該接收器以發信選定再傳輸模式至該接收器並另外追蹤任一錯誤控制處理資訊(例如，HARQ程序ID號與傳輸計數)。
在步驟408，該接收器使用控制信號來偵測該再傳輸的第二碼字(CW2)。例如，該控制信號可包含一或多個額外發信位元，其係用以指示是否正在兩個碼字管道上再傳輸失敗碼字。或者，用於兩個碼字的現有控制信號資訊(例如，HARQ程序ID號與再傳輸計數)可由該接收器用以決定是否正在兩個碼字管道上再傳輸失敗碼字。依此方式，該 接收器使用該控制信號來解碼並組合該複製碼字(資訊)。 若不成功地傳輸該第二(失敗)碼字(至決策410的否定結果)，則更新該等錯誤控制參數(例如，HARQ數)(步驟412)，然後處理另外再傳輸要求(如至步驟404的回授循環所指示)。然而，若該第二(失敗)碼字通過(至決策410的肯定結果)，則該再傳輸程序結束(步驟414)。
雖然參考圖5所說明之範例性序列說明其中該第二碼字(CW2)最初傳輸失敗的一情景，但應瞭解，還可在該第一碼字(CW1)失敗時使用所揭示的技術，其中在兩個或更多層上複製並傳輸該第一碼字(資訊)。再次，雖然可在存在一碼字傳輸失敗時使用該等揭示技術，但應了解，在選定具體實施例中，可沿兩個碼字傳輸管道來傳輸相同的碼字，甚至對於一新傳輸且不論發射器的資料緩衝器是否為空或怎樣。此模式可藉由具有相同的HARQ程序ID用於該等碼字二者以及指示在此傳輸中的兩個碼字為新傳輸來在控制發信中加以指示。
到此為止，應瞭解，已提供一種用於在一MIMO通信系統中(再)傳輸碼字的方法及系統。如所揭示，複數個碼字係使用一第一更高階傳輸等級在至少第一及第二傳輸層上傳輸至一接收器。若不成功地傳輸一第一碼字，則要求該發射器再傳輸該第一碼字。在該發射器處，該要求可作為一混成自動重覆要求(HARQ)要求接收以再傳輸該第一碼字。作為回應，該發射器複製來自該第一碼字的至少資訊位元至一第二碼字內。該等資訊位元可藉由產生該第二碼 字作為該第一碼字之一副本，或藉由使用分離調變及編碼方案來編碼該等資訊位元成為第一及第二碼字來加以複製。一旦複製，便使用在二或更多(例如，四個)傳輸天線上的一第二更高階傳輸等級來在至少二傳輸層上傳輸該等第一及第二碼字，該第二更高階傳輸等級可能與用於最初傳輸之第一更高階傳輸等級相同或可能不相同。在各種具體實施例中，該等第一及第二碼字可使用選自用於映射最多兩個碼字至最多四個傳輸層的一LTE碼字至映射結構的一等級2、等級3或等級4傳輸等級來傳輸至該接收器。結合該第一碼字之再傳輸，在該發射器處產生一控制信號以向該接收器發信一再傳輸模式。該控制信號號可用以追蹤任一錯誤控制處理資訊以再傳輸該第一碼字或發信用於傳輸該第一碼字的一傳輸模式。例如，藉由設定用於該第一碼字的一控制信號，在該控制信號位元具有一第一預定值時發信一第一傳輸模式，而在該控制信號位元具有一第二預定值時發信一第二傳輸模式。此外或替代性地，可藉由將一或多個預定值寫入至用於該第一碼字的預定控制信號位元欄位內並將相同的一或多個預定值寫入至用於該第二碼字的預定控制信號位元欄位內來產生該控制信號。還可產生該控制信號以包括一傳輸計數參數，每次再傳輸該第一碼字，其遞增一。或者，每傳輸該第一碼字兩次，該傳輸計數參數可遞增二。
以另一形式，提供一種用於在一MIMO通信系統中傳輸運輸區塊的方法及系統。如所揭示，識別欲傳輸至一接收 器的一運輸區塊。該運輸區塊可藉由從該接收器接收再傳輸該運輸區塊的一要求，或藉由識別在一最初或新傳輸中欲傳輸至該接收器之一運輸區塊來加以識別。該已識別運輸區塊係複製至第一及第二運輸區塊內。接著使用具有二或更多(例如，四個)傳輸天線的一傳輸天線陣列來在至少第一及第二傳輸層上傳輸該等第一及第二運輸區塊至該接收器。該傳輸處理可能包括使用一LTE碼字至映射結構來映射該等第一及第二運輸區塊至至少第一及第二傳輸層。 此外，可產生一控制信號以藉由在實體下行鏈路控制通道內包括一或多個控制參數來發信一傳輸模式至該接收器。 在選定具體實例中，該等控制參數包括一傳輸計數參數，每次傳輸該等第一及第二運輸區塊，其遞增一次(或兩次)。在該接收器處，藉由使用一接收分集組合器型程序來解碼並組合該等第一及第二運輸區塊。
以另一形式，提供一種用於在一MIMO通信系統中使用一通信裝置來傳輸碼字之方法及系統。所揭示通信裝置包括一碼字複製模組，其用於將來自一第一碼字的至少資訊位元複製至一第二碼字內；一層映射模組，其用於將該第一碼字與第二碼字映射至複數個傳輸層上；及一預編碼模組，其用於將該複數個傳輸層映射至在複數個傳輸天線埠之每一者上的資源。此外，提供一碼字傳輸模組用於將來自該第一碼字(或運輸區塊)的至少資訊位元複製至一第二碼字(或運輸區塊)內，使得可使用一更高階傳輸等級來傳輸或再傳輸該等第一及第二碼字(運輸區塊)。還可提供一 控制發信模組以在該發射器處產生控制信號以向該接收器發信一再傳輸模式。該控制信號可用以產生一控制信號，其可用以追蹤用於再傳輸該第一碼字的任一錯誤控制處理資訊及/或發信用於傳輸該第一碼字的一傳輸模式。還揭示用於在一MIMO通信系統中接收碼字的通信裝置。所揭示通信裝置包括一接收天線陣列與一HARQ接收模組，該模組係經組態用以比較在用於一第一碼字之一第一控制信號內的預定位元欄位與在用於一第二碼字之一第二控制信號內的預定位元欄位以決定該等第一及第二碼字是否係彼此的複製品。該HARQ接收模組還可經組態用於解碼所傳輸的複製碼字。在各種具體實施例中，該解碼操作係藉由使用一分集組合程序與一HARQ組合解碼程序來解碼來自該等第一及第二碼字的複製碼字來加以實行。
以另一形式，揭示一種用於藉由傳輸一控制信號至一接收器以發信其中傳輸複製運輸區塊之一傳輸模式來控制空間多工一或多個運輸區塊至一接收器的方法及系統。在選定具體實施例中，該控制信號係藉由傳輸第一及第二運輸區塊控制信號來加以傳輸，其中每一運輸區塊控制信號包括一再傳輸序號與一混成ARQ程序號。若該接收器偵測到在該第一及第二運輸區塊控制信號內的該等再傳輸序號與一混成ARQ程序號相同，則該接收器決定相關聯於該第一運輸區塊控制信號之一第一運輸區塊係相關聯於該第二運輸區塊控制信號之一第二運輸區塊的一複製品。在其他具體實施例中，該控制信號係藉由設定一控制信號位元用於 該第一運輸區塊以在該控制信號位元具有一第一預定值時發信一第一傳輸模式並在該控制信號位元具有一第二預定值時發信一第二傳輸模式來加以傳輸。
用於使用如本文所示及所說明之更高階等級結構來再傳輸碼字的該等方法及系統可以儲存在一電腦可讀取媒體上的軟體來加以實施並作為在一通用或特殊用途電腦上的一電腦程式來執行以實行特定任務。對於一硬體實施方案，用以在發射器(例如，編碼並調變資料、擾亂、映射、預編碼該等映射調變信號、預調節該等預編碼信號、複製並再傳輸該等碼字等)處及/或在接收器(例如，復原該等傳輸信號、解調變並解碼該等復原信號、偵測是否成功傳輸、回授再傳輸要求等)處實行各種信號處理步驟的該等元件可實施於一或多個特定應用積體電路(ASIC)、數位信號處理器(DSP)、數位信號處理裝置(DSPD)、可程式化邏輯裝置(PLD)、場可程式化閘陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理器、設計用以實行本文所說明之該等功能的其他電子單元或其一組合內。此外或替代性地，可使用一軟體實施方案，藉此在發射器與接收器之每一者處的信號處理步驟之一些或全部可使用實行本文所說明之該等功能的模組(例如，程序、功能等)來加以實施。應瞭解，將功能性分成多個模組係出於解說性目的，且替代性具體實施例可合併多個軟體模組之功能成為一單一模組或可強加模組功能性之一替代性分解。在任一軟體實施方案中，該軟體碼可藉由一處理器或控制器來加以執行，碼與任何 下面或處理資料係儲存於任一機器可讀取或電腦可讀取儲存媒體內，諸如一板載或外部記憶體單元。
儘管本文所揭示之所說明範例性具體實施例係關於用於使用其的各種MIMO預編碼系統及方法，但本發明不一定限於本文所解說之範例性具體實施例。例如，本文所揭示之一MIMO預編碼系統及設計方法之各種具體實施例可結合各種私人或無線通信標準(諸如IEEE 802.16e、3GPP-LTE、DVB及其他多使用者MIMO系統)來加以實施。此外，應瞭解，可一般化本文參考從一基地台傳輸碼字至使用者設備所說明之該等具體實施例以適用於任何發射器與接收器或反之亦然。因而，以上所說明之特定具體實施例僅係解說性且不應視為對本發明的限制，由於可採用獲益於本文內該等教導內容之習知此項技術者所清楚的不同但等效方式來修改並實作本發明。據此，不希望前述說明限制本發明至所提出的特定形式，而是相反，希望如同包括 於隨附申請專利範圍所定義之本發明之精神及範疇來涵蓋此類替代、修改及等效物，使得習知此項技術者應明白，其可進行各種改變、替換及變更而不在本發明的最廣泛形式上脫離本發明之精神及範疇。
以上已說明關於特定具體實施例之好處、其他優點及問題解決方案。然而，該等好處、優點、問題解決方案及產生或彰顯任何好處、優點或解決方案的任何要素均不應視為任何或所有申請專利範圍獨立項的一關鍵、必要或基本特徵或要素。本文中所使用的術語「包含」、「包括」或其 任何其他變化都是用來涵蓋一非排他內含項，使得包含一元件清單的一程序、方法、物品或器具不僅包括這等元件，而且還包括未明確列出或此類程序、方法、物品或器具所固有的其他元件。
100‧‧‧MIMO系統
101‧‧‧發射器
102.i‧‧‧通道編碼/調變/映射模組
104‧‧‧天線陣列
105.i‧‧‧接收器台/接收器/訂戶台
106.i‧‧‧接收器天線陣列
107.i‧‧‧組合向量
108.i‧‧‧處理模組
200‧‧‧閉路無線通信系統
201.i‧‧‧接收器
202.i‧‧‧陣列
203.i‧‧‧信號處理模組
204.i‧‧‧HARQ接收模組
210‧‧‧基地台/發射器
212‧‧‧HARQ再傳輸要求
214‧‧‧HARQ再傳輸偵測器
215‧‧‧控制信號模組
215a‧‧‧碼字再傳輸資訊
215b‧‧‧控制資訊
216‧‧‧HARQ再傳輸模組
217‧‧‧碼字複製模組
218‧‧‧信號處理器
219a‧‧‧複製碼字
219b‧‧‧複製碼字資訊
220‧‧‧編碼器/調變器
221a‧‧‧擾亂單元模組
221b‧‧‧擾亂單元模組
222a‧‧‧調變映射單元模組
222b‧‧‧調變映射單元模組
223‧‧‧層映射器單元模組
224‧‧‧預編碼單元模組
225a‧‧‧資源元素映射器模組
225b‧‧‧資源元素映射器模組
226a‧‧‧正交頻分多工(OFDM)單元模組
226b‧‧‧正交頻分多工(OFDM)單元模組
227‧‧‧多重天線陣列
230‧‧‧LTE碼字至映射結構
240‧‧‧等級1傳輸結構
250‧‧‧等級2傳輸結構
260‧‧‧等級3傳輸結構
270‧‧‧等級4傳輸結構
CW1‧‧‧第一碼字
CW2‧‧‧第二碼字
結合以上說明考量一較佳具體實施例之以上詳細說明時可明白本發明，並獲得其許多目標、特徵及優點，其中：圖1(標註先前技術)描述一無線通信系統；圖2描述在一無線通信系統內的一或多個接收器，其中提供符合一預定碼字至層映射結構的碼字再傳輸；圖3描述在一無線通信系統內的一發射器，其中提供符合一預定碼字至層映射結構的碼字再傳輸；圖4描述用於一種用於使用與過去在最初傳輸中所使用之相同更高階等級來在兩個碼字管道上再傳輸一失敗碼字之再傳輸方法的一第一範例性流程；以及圖5描述用於在二或更多層上實行一HARQ再傳輸之一範例性流程。
應瞭解，為說明簡化及清楚起見，圖式中所說明的元件不一定依比例繪製。例如，該等元件之一些者之尺寸係相對於其他元件而放大用於促進並改良清晰度與理解性。此外，在認為適當時，在圖式中一直重複參考數字以代表對應或類似的元件。
200‧‧‧閉路無線通信系統
201.i‧‧‧接收器
202.i‧‧‧陣列
203.i‧‧‧信號處理模組
204.i‧‧‧HARQ接收模組
223‧‧‧層映射器單元模組
230‧‧‧LTE碼字至映射結構
240‧‧‧等級1傳輸結構
250‧‧‧等級2傳輸結構
260‧‧‧等級3傳輸結構
270‧‧‧等級4傳輸結構
CW1‧‧‧第一碼字
CW2‧‧‧第二碼字

Claims (19)

  1. 一種用於在一MIMO通信系統中再傳輸碼字之方法，其包含：根據一傳輸等級在至少第一及第二傳輸層上傳輸複數個碼字至一接收器；從該接收器接收再傳輸一第一碼字的一要求；複製來自該第一碼字的至少資訊位元至一第二碼字內，以避免該傳輸等級之一改變；以及根據該傳輸等級在至少兩個傳輸層上傳輸該第一碼字與第二碼字。
  2. 如請求項1之方法，其中傳輸該第一碼字與第二碼字包含使用一等級2、等級3或等級4傳輸等級來傳輸該第一碼字與第二碼字至一接收器，該等傳輸等級係選自用於映射最多兩個碼字至最多四個傳輸層的一LTE碼字至映射結構。
  3. 如請求項1之方法，其中複製來自該第一碼字的至少資訊位元至一第二碼字內包含產生該第二碼字作為該第一碼字之一副本。
  4. 如請求項1之方法，其中複製來自該第一碼字的至少資訊位元至一第二碼字內包含：使用一第一調變與編碼來編碼該等資訊位元成該第一碼字；以及使用一第二調變與編碼來編碼該等資訊位元成該第二碼字。
  5. 如請求項1之方法，其進一步包含在該發射器處產生一控制信號以發信一再傳輸模式至該接收器。
  6. 如請求項5之方法，其中產生一控制信號包含產生一控制信號以追蹤任何錯誤控制處理並解碼資訊用於再傳輸該第一碼字。
  7. 如請求項5之方法，其中產生一控制信號包含為該第一碼字設定一控制信號位元以在該控制信號位元具有一第一預定值時發信一第一傳輸模式並在該控制信號位元具有一第二預定值時發信一第二傳輸模式。
  8. 如請求項5之方法，其中產生一控制信號包含將一或多個預定值寫入至用於該第一碼字的預定控制信號位元欄位內並將相同的一或多個預定值寫入至用於該第二碼字的預定控制信號位元欄位內。
  9. 如請求項5之方法，其中產生一控制信號包含產生一傳輸計數參數，每次再傳輸該第一碼字時該傳輸計數參數遞增一一次或兩次。
  10. 一種用於在一MIMO通信系統中傳輸運輸區塊之方法，其包含：識別一欲傳輸至一接收器的運輸區塊；複製該運輸區塊至第一及第二運輸區塊內；以及使用具有二或更多傳輸天線的一傳輸天線陣列來在至少第一及第二傳輸層上傳輸該等第一及第二運輸區塊至該接收器。
  11. 如請求項10之方法，其中識別一欲傳輸至一接收器之運 輸區塊包含從該接收器接收再傳輸該運輸區塊的一要求。
  12. 如請求項10之方法，其中識別一欲傳輸至一接收器之運輸區塊包含識別在一新傳輸中欲傳輸至該接收器的一運輸區塊。
  13. 如請求項10之方法，其進一步包含使用一LTE碼字至映射結構來映射該等第一及第二運輸區塊至至少第一及第二傳輸層。
  14. 如請求項10之方法，其進一步包含產生一控制信號以藉由在該實體下行鏈路控制通道內包括一或多個控制參數來發信一傳輸模式至該接收器。
  15. 一種用於在一MIMO通信系統中接收碼字之通信裝置，其包含：一接收天線陣列；以及一HARQ接收模組，其用於比較在用於一第一碼字之一第一控制信號內的一或多個預定位元欄位與在用於一第二碼字之一第二控制信號內的一或多個預定位元欄位以決定該等第一及第二碼字是否係彼此的複製品，並回應於已偵測之複製而使用至少該等第一及第二碼字來用於解碼一傳輸複製碼字。
  16. 如請求項15之通信裝置，其中解碼該傳輸複製碼字包含使用一分集組合程序來解碼來自該等第一及第二碼字的該複製碼字而用於一新傳輸或一再傳輸。
  17. 一種用於控制空間多工一或多個運輸區塊至一接收器之 方法，其包含傳輸一控制信號至一接收器以發信傳輸複製運輸區塊的一傳輸模式，其中傳輸一控制信號包含：傳輸一第一運輸區塊控制信號，其包含一再傳輸序號與一混成ARQ程序號；以及傳輸一第二運輸區塊控制信號，其包含一再傳輸序號與一混成ARQ程序號；藉此在相關聯於該第一運輸區塊控制信號之一第一運輸區塊係為相關聯於該第二運輸區塊控制信號之一第二運輸區塊的一複製品時，在該等第一及第二運輸區塊控制信號內的該等再傳輸序號與該等混成ARQ程序號係相同。
  18. 一種用於控制空間多工一或多個運輸區塊至一接收器之方法，其包含傳輸一控制信號至一接收器以發信傳輸複製運輸區塊的一傳輸模式，其中傳輸一控制信號包含為該第一傳輸區塊設定一控制信號位元以在該控制信號位元具有一第一預定值時發信一第一傳輸模式並在該控制信號位元具有一第二預定值時發信一第二傳輸模式。
  19. 一種用於控制空間多工一或多個運輸區塊至一接收器之方法，其包含傳輸一控制信號至一接收器以發信傳輸複製運輸區塊的一傳輸模式，其中傳輸一控制信號包含在該控制信號內產生一傳輸計數參數，每次傳輸該等複製運輸區塊時該傳輸計數參數遞增一一次或兩次。
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