TWI481222B - 封包再傳送及接收之方法及應用該方法之無線裝置 - Google Patents

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Description

封包再傳送及接收之方法及應用該方法之無線裝置
本發明係關於無線通信領域，且更特定而言係關於一種封包再傳送及接收之方法及應用該方法之一無線裝置。
諸多之當前無線系統/技術使用自動重複請求(ARQ)機制來改良一資料封包之成功接收概率。
在此等系統中，若啟用ARQ，則再傳送同一封包或傳送一不同編碼之封包。此兩種方法皆具有某些缺陷。
若再傳送同一封包，則其不提供任何分集增益，且尤其當通道在緩慢變化時，若已接收到的原始封包具有錯誤，則再傳送之封包亦有錯誤之可能性極高。為克服此問題，在數次反覆嘗試之後，現有之協定使用較低資料比率模式來改良成功接收之概率。然而，此方法減少系統之總通量。
改良再傳送方案之效率之另一方法涉及使用一不同之編碼方案來編碼再傳送之封包。使用一不同編碼方案(及解碼方案)將導致額外之複雜性且在諸多情形中無吸引力。
因此，將期望提供一種用於資料再傳送之方法，該方法提供某一穩健之措施，但較一在資料之一第一傳送與資料之一再傳送之間應用不同錯誤糾正編碼方案之系統而言需要較低複雜性。亦將期望提供一種接收使用此一方法傳送及再傳送之資料的方法。仍將進一步期望提供可應用此等傳送及接收方法之無線裝置。
在本發明之一個態樣中，提供一種用於將資料自一第一無線裝置傳遞至一第二無線裝置之方法。該方法包括：應用一第一交錯方案及一第一子載波映射方案中之至少一者以自一第一複數個資料位元產生一第一資料封包；及將該第一資料封包傳送至第二無線裝置。若第二無線裝置未正確地接收到該第一資料封包，則該方法進一步包括：應用一第二交錯方案及一第二子載波映射方案中之至少一者以自該第一複數個資料位元形成一第二資料封包；及將該第二資料封包傳送至第二無線裝置。
在本發明之另一態樣中，提供一種用於在一第二無線裝置處自一第一無線裝置接收資料之方法。該方法包括：自該第一無線裝置接收一第一資料封包，該第一資料封包係產生自一第一複數個資料位元；及應用一第一解交錯方案及一第一子載波解映射方案中之至少一者以自該第一資料封包形成一第二複數個資料位元。若未正確地接收到該第一資料封包，則該方法進一步包括：自第一無線裝置接收一第二資料封包，該第二資料封包係產生自第一複數個資料位元；應用一第二解交錯方案及一第二子載波解映射方案中之至少一者以自該第二資料封包產生一第三複數個資料位元。
在本發明之再一態樣中，一無線裝置包含一傳送器。該傳送器適於應用一第一交錯方案及一第一子載波映射方案中至少一者以自一第一複數個資料位元形成一第一資料封包、將該第一資料封包傳送至一第二無線裝置。若第二無線裝置未成功地接收到該第一資料封包，則該傳送器適於應用一第二交錯方案及一第二子載波映射方案中之至少一者以自該第一複數個資料位元形成一第二資料封包；且適於將該第二資料封包傳送至第二無線裝置。
在本發明之又一態樣中，一無線裝置包含一接收器。該接收器適於接收來自第一無線裝置之一第一資料封包，該第一資料封包係產生自一第一複數個資料位元。該接收器適於應用一第一解交錯方案及一第一子載波解映射方案中之至少一者以自該第一資料封包形成一第二複數個資料位元。當未正確地接收到該第一資料封包時，則該接收器適於接收來自該第一無線裝置之一第二資料封包，該第二資料封包係產生自第一複數個資料位元，且適於應用一第二解交錯方案及一第二子載波解映射方案中之至少一者以自該第二資料封包產生一第三複數個資料位元。
圖1係一無線裝置100之一功能性方塊圖。如熟習此項技術者將瞭解，可使用一軟體控制微處理器、硬連線邏輯電路或其一組合來實體地實施圖1中所示各種"零件"中之一或多者。此外，儘管出於解釋之目的而於圖1中在功能上隔離該等零件，但可在任一實體實施方案中不同地組合該等零件。
無線裝置100包含一收發器110、處理器120、記憶體130及一定向天線系統140。
收發器110包含一接收器112及一傳送器114且為無線裝置100提供與其他無線裝置通信之功能。
處理器120經組態以結合記憶體130執行一或多個軟體演算法以提供無線裝置100之功能。有益地，處理器120包含其自己的用於儲存可執行軟體程式碼之記憶體(舉例而言，非揮發性記憶體)，該可執行軟體程式碼允許處理器執行無線裝置100之各種功能。另一選擇為，可執行程式碼可儲存於記憶體130內之指定記憶體位置中。
有益地，天線系統140可包含一全向能力及/或一定向天線能力。
在一個實施例中，一第一無線裝置中之一傳送器藉由針對一組資料之不同傳送應用不同交錯(位元及/或符號)及/或子載波映射方案同時針對資料組之所有傳送應用相同之錯誤糾正編碼方案來編碼資料以將該資料組傳送至一第二無線裝置。即，傳送器在一第一(原始)資料封包中傳送一第一組資料位元時應用一第一交錯方案及一第一子載波映射方案中之至少一者，且在一第二(再傳送)資料封包中傳送該第一組資料位元時應用一第二交錯方案及一第二子載波映射方案中之至少一者。有益地，此方案可提供額外之頻率分集而不會顯著增加解碼器複雜性。有益地，此方案可由圖1中之無線裝置100中之傳送器114應用。
圖2顯示一傳送器200之一個實施例之一簡化方塊圖。在一個實施例中，傳送器200可與圖1中之傳送器114相同。
在圖2中，參數"封包類型"定義欲應用之交錯及/或映射方案之一特定組合之一唯一指針。若"封包類型"參數指示一原始封包正在被編碼，則傳送器可應用交錯及/或映射方案之一個組合。另一方面，若"封包類型"參數指示資料正在被再傳送，則傳送器可應用交錯及映射方案之另一組合。舉例而言，假定傳送器適於應用兩個不同之交錯方案及兩個不同之映射方案，則下文表1中顯示"封包類型"參數之一個可能定義。
若用於相同資料之多個傳送之編碼使用不同位元交錯及/或子載波映射方案，則接收器可組合多個接收以改良效能。
一接收器必須確定'(再)傳送模式'以解碼有效負載資訊。'(再)傳送模式'資訊可由傳送器使用各種不同方法輸送至接收器。此兩種方法包含：(1)唯一簽名序列；及(2)標頭中之'(再)傳送模式'欄位。
第一方法涉及傳送對應於前置項部分中之不同(再)傳送模式之唯一簽名序列。此提供最大增益，此乃因將使用同一方案傳送標頭及有效負載。此方案之缺陷係其增加了接收器之複雜性，此乃因接收器必須使所接收之信號與所有簽名序列相關。
第二方法涉及在標頭中傳送'(再)傳送模式'欄位。此方案之優點係其避免了與以上所闡述之唯一簽名序列方案相關聯之接收器複雜性。標頭始終係使用一預定義之方案傳送而有效負載係使用由'(再)傳送模式'欄位定義之不同方案來傳送。因此，標頭欄位將不能夠最大化所提議方法之益處，且因此此方法具有某些效能損失。然而，標頭通常係以一比有效負載對應物更穩健之速率編碼以使效能損失不顯著。
為促進對此等原理之一更佳理解，現在將闡述一實例性情形。
首先，假定一OFDM系統具有128個子載波，其中104個子載波被定義為資料子載波。所有經編碼之資料位元係藉由一塊交錯器來交錯，其中一塊大小對應於一單個OFDM符號中之位元數量NCBPS 。交錯器確保毗鄰之經編碼位元係映射至非毗鄰子載波上。
若僅在操縱映射之前，以k 表示經編碼位元在交錯器之前之指數且以i 表示在交錯器之後之指數。則交錯器方案#1可由以下法則定義：
(1)　i =(NCBPS /13)(k 模數13)+弱取整(k /13)　k =0,1,...,NCBPS -1函式弱取整(.)表示不超過參數之最大整數。
同時，交錯器方案#2可由以下法則定義：
(2)　i =(NCBPS /8)(k 模數8)+弱取整(k /8)　k =0,1,...,NCBPS -1在接收器處，可在卷積解碼器中儲存或組合用於不同封包傳送之軟度量以最佳地解碼原始資料。
圖3圖解闡釋一子載波映射方案300之一個實施例，其用於在一具有128個子載波之正交分頻多工(OFDM)系統中以一第一資料封包傳送資料。使用方案#1將複雜資料符號映射至開始於下部頻帶邊緣上之第一者之資料子載波。在接收器處，如下所示自所接收之符號復原複雜資料：
(3)　 k ∈{資料子載波組}
其中m 係k 之一函式。m =f (k )，R k 及分別表示針對子載波k 之所接收符號及通道頻率回應估計。
舉例而言：
圖4圖解闡釋一子載波映射方案40之一個實施例，其用於在一OFDM系統中以一第二資料封包再傳送資料。在此情形中，如下所示自所接收之符號復原複雜資料：
(4)　 k ∈{資料子載波組}
其中m' 係k 之一函式。m' =f (1) (k )。
在此映射方案中：
若接收器能夠組合來自第一(原始)資料封包及第二(再傳送)資料封包之符號，則得出：
(5)　 k ,k' ∈{資料子載波組}
其中R 1,k 及R 2,k 分別表示在第一資料封包及第二資料封包中所接收之符號。
舉例而言，在以上實例中：且。
如方程式(5)中所示，組合兩個符號改良系統之頻率分集。然而，此方案需要接收器儲存來自先前傳送之封包且因此涉及某些額外之硬體資源。另一選擇為，接收器亦可組合來自原始及再傳送封包之對應軟位元度量且在卷積解碼器中使用該等軟位元度量。
藉由模擬比較所提議之方案與當前再傳送方案之效能。在以下之模擬結果中，假定一OFDM系統具有128個子載波。FEC包含一1/2卷積碼之速率，該卷積碼經穿孔以導出不同之較高速率程式碼。使用一位元交錯器來交錯經編碼之位元，然後使用16-QAM或64-QAM調變方案映射該等經交錯之編碼位元。多路徑通道係基於一指數瑞雷衰退模式，其中抽頭之數量係基於RMS延遲擴展所導出。接收器使用最佳組合方案以使增益最大化。
圖5顯示在一系統將一5/6速率、64-QAM模式應用於一具有一100ns RMS延遲擴展之第一多路徑通道中時針對各種封包再傳送選項之所模擬封包錯誤率(PER)與信雜比(SNR)之曲線。可觀察到，與再傳送同一封包相比，具有經修改之符號映射及位元映射(交錯)之所提議方案在4%PER時提供分別為3.0dB及4.5dB之一額外增益。
圖6顯示在一具有一10ns RMS延遲擴展之第二多路徑通道中針對各種封包再傳送選項之所模擬之PER與SNR曲線。可觀察到，在此通道中，經修改之位元映射方案甚至在1% PER時提供1dB增益。
雖然本文已揭示較佳實施例，但可能實施保持在本發明之概念及範疇內之諸多此等變化。在檢閱本文之說明書、圖式及申請專利範圍之後，熟習此項技術者將清楚此等變化。因此，本發明僅受隨附申請專利範圍之精神與範疇之限制。
100．．．無線裝置
110．．．收發器
112．．．接收器
114．．．傳送器
120．．．處理器
130．．．記憶體
140．．．天線系統
200．．．傳送器
圖1係一無線裝置之一個實施例之一功能性方塊圖。
圖2圖解闡釋一資料傳送器之一個實施例之一簡化方塊圖。
圖3圖解闡釋用於在一正交分頻多工(OFDM)系統中傳送一資料封包之一子載波映射方案之一個實施例。
圖4圖解闡釋用於在一OFDM系統中再傳送一資料封包之一子載波映射方案之一個實施例。
圖5顯示在一第一多路徑通道中針對各種封包再傳送選項之所模擬封包錯誤率(PER)與信雜比(SNR)曲線。
圖6顯示在一第二多路徑通道中針對各種封包再傳送選項之所模擬PER與SNR曲線。
100．．．無線裝置
110．．．收發器
112．．．接收器
114．．．傳送器
120．．．處理器
130．．．記憶體
140．．．天線系統

Claims (10)

  1. 一種將資料自一第一無線裝置(100)傳遞至一第二無線裝置之方法，該方法包括：應用包括一第一交錯方案(interleaving scheme)及一第一子載波映射方案(sub-carrier mapping scheme)的第一組方案(first set of schemes)，以自一第一複數個資料位元產生一第一資料封包；將該第一資料封包傳送至該第二無線裝置；及一旦偵測到該第二無線裝置未正確地接收到該第一資料封包，則：應用一第二組方案以自該第一複數個資料位元產生一第二資料封包，該第二組方案不同於該第一組方案，不同處包含：該第一交錯方案及該第一子載波映射方案之至少一者分別被一第二交錯方案及一第二子載波映射方案所取代，該第二交錯方案及該第二子載波映射方案不同於該第一交錯方案及該第一子載波映射方案；及將該第二資料封包傳送至該第二無線裝置，其特徵在於該方法包括：傳遞傳送模式資訊(transmission mode information)，該第二無線裝置可由該傳送模式資訊來判定已被用以產生一資料封包之該組方案，使得該第一無線裝置利用多種模式中之至少一種模式來傳遞該傳送模式資訊至該第二無線裝置，該多種模式包含：一第一模式，其中該傳送模式資訊係由一資料封包之一前置項部分(preamble portion)中之一唯一簽名序 列(unique signature sequence)所組成，其中標頭及有效負載(payload)係利用相同方案傳送；及一第二模式，該傳送模式資訊係在一標頭之一特定欄位中利用一預定方案而被傳送，而有效負載係利用由一包含該傳送模式資訊之特定欄位所判定之一方案傳送。
  2. 如請求項1之方法，其中該第一交錯方案及該第二子載波映射方案經應用以自該第一複數個資料位元產生該第二資料封包。
  3. 如請求項1之方法，其中該第二交錯方案及該第一子載波映射方案經應用以自該第一複數個資料位元產生該第二資料封包。
  4. 如請求項1之方法，其中該第二交錯方案及該第二子載波映射方案經應用以自該第一複數個資料位元產生該第二資料封包。
  5. 一種在一第二無線裝置處接收來自一第一無線裝置(100)的資料之方法，該方法包括：接收來自該第一無線裝置之一第一資料封包，該第一資料封包係藉由應用包括一第一交錯方案及一第一子載波映射方案的第一組方案而自一第一複數個資料位元產生；依據該第一組方案解碼該第一資料封包，以自該第一資料封包產生一第二複數個資料位元；若未正確地接收到該第一資料封包，則： 自該第一無線裝置接收一第二資料封包，該第二資料封包係藉由應用一第二組方案而自該第一複數個資料位元產生，該第二組方案不同於該第一組方案，不同處包含：該第一交錯方案及該第一子載波映射方案之至少一者分別被一第二交錯方案及一第二子載波映射方案所取代，該第二交錯方案及該第二子載波映射方案不同於該第一交錯方案及該第一子載波映射方案；依據該第二組方案解碼該第二資料封包，以自該第二資料封包產生一第三複數個資料位元，其特徵在於解碼一資料封包包含：利用傳送模式資訊，該第二無線裝置可由該傳送模式資訊來判定已被用以產生該資料封包之該組方案，使得該第二無線裝置利用多種模式中之至少一種自該第一無線裝置接收該傳送模式資訊，該多種模式包含：一第一模式，其中該傳送模式資訊係由一資料封包之一前置項部分(preamble portion)中之一唯一簽名序列(unique signature sequence)所組成，其中標頭及有效負載(payload)係利用相同方案傳送；及一第二模式，該傳送模式資訊係在一標頭之一特定欄位中利用一預定方案而被傳送，而有效負載係利用由一包含該傳送模式資訊之特定欄位所判定之一方案傳送。
  6. 如請求項5之方法，其中該第一交錯方案及該第二子載波映射方案兩者之反方案(inverses)經應用以自該第二資 料封包產生該第三複數個資料位元。
  7. 如請求項5之方法，其中該第二交錯方案及該第一子載波映射方案兩者之反方案經應用以自該第二資料封包產生該第三複數個資料位元。
  8. 如請求項5之方法，其中該第二交錯方案及該第二子載波映射方案兩者之反方案經應用以自該第二資料封包產生該第三複數個資料位元。
  9. 一種包含一傳送器(114,200)之無線裝置(100)，該傳送器適於應用包括一第一交錯方案及一第一子載波映射方案的一第一組方案，以自一第一複數個資料位元產生一第一資料封包且將該第一資料封包傳送至一另一無線裝置，其中當該另一無線裝置未成功地接收到該第一資料封包時，則該傳送器適於應用一第二組方案以自該第一複數個資料位元產生一第二資料封包；且適於將該第二資料封包傳送至該另一無線裝置，該第二組方案不同於該第一組方案，不同處包含：該第一交錯方案及該第一子載波映射方案之至少一者分別被一第二交錯方案及一第二子載波映射方案所取代，該第二交錯方案及該第二子載波映射方案不同於該第一交錯方案及該第一子載波映射方案；其特徵在於該傳送器適於傳遞傳送模式資訊，該另一無線裝置可由該傳送模式資訊來判定已被用以產生一資料封包之該組方案，該傳送器利用多種模式中之至少 一種將該傳送模式資訊傳遞至該另一無線裝置，該多種模式包含：一第一模式，其中該傳送模式資訊係由一資料封包之一前置項部分(preamble portion)中之一唯一簽名序列(unique signature sequence)所組成，其中標頭及有效負載(payload)係利用相同方案傳送；及一第二模式，該傳送模式資訊係在一標頭之一特定欄位中利用一預定方案而被傳送，而有效負載係利用由一包含該傳送模式資訊之特定欄位所判定之一方案傳送。
  10. 一種包含一接收器(112)之無線裝置(100)，該接收器適於接收來自一另一無線裝置之一第一資料封包，該第一資料封包係藉由應用包括一第一交錯方案及一第一子載波映射方案的一第一組方案而自一第一複數個資料位元產生，該接收器經進一步調適以依據該第一組方案解碼該第一資料封包，以自該第一資料封包產生一第二複數個資料位元，其中當未正確地接收到該第一資料封包時，則該接收器適於接收來自該另一無線裝置之一第二資料封包，該第二資料封包係藉由應用一第二組方案而自該第一複數個資料位元產生，該第二組方案不同於該第一組方案，不同處包含：該第一交錯方案及該第一子載波映射方案之至少一者分別被一第二交錯方案及一第二子載波映射方案所取代，該第二交錯方案及該第二子載波映射方案 不同於該第一交錯方案及該第一子載波映射方案，該接收器經進一步調適以依據該第二組方案解碼該第二資料封包，以自該第二資料封包產生一第三複數個資料位元，其特徵在於該接收器經調適以利用傳送模式資訊來解碼一資料封包，該接收器可由該傳送模式資訊來判定已被用以產生該資料封包之該組方案，使得該接收器利用多種模式中之至少一種自該另一無線裝置接收該傳送模式資訊，該多種模式包含：一第一模式，其中該傳送模式資訊係由一資料封包之一前置項部分(preamble portion)中之一唯一簽名序列(unique signature sequence)所組成，其中標頭及有效負載(payload)係利用相同方案傳送；及一第二模式，該傳送模式資訊係在一標頭之一特定欄位中利用一預定方案而被傳送，而有效負載係利用由一包含該傳送模式資訊之特定欄位所判定之一方案傳送。
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