專利名稱：分組數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕旌鲜阶詣又貜?fù)請求方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信系統(tǒng)中自動重復(fù)請求(ARQ)重傳方法。此外，本發(fā)明涉及相應(yīng)的接收機(jī)和發(fā)射機(jī)。
背景技術(shù)：
具有不可靠和時(shí)變信道條件的通信系統(tǒng)中的公知技術(shù)根據(jù)自動重復(fù)請求(ARQ)方案和稱之為混合式ARQ(HARQ)的前向糾錯(cuò)(FEC)技術(shù)進(jìn)行糾錯(cuò)。如果利用通常使用的循環(huán)冗余檢驗(yàn)(CRC)檢測差錯(cuò)，則通信系統(tǒng)的接收機(jī)請求發(fā)射機(jī)發(fā)送附加信息(數(shù)據(jù)分組重傳)，以提高正確解碼錯(cuò)誤分組的可能性。
在傳送之前將利用FEC編碼分組。根據(jù)重傳內(nèi)容和方式，將多個(gè)比特與在前傳送的信息組合，S.Kallel的具有碼組合的類型II混合式ARQ方案的分析(Analysis of a type II hybrid ARQ scheme with code combining)(IEEETransactions on Communication Vol.38，No.8，August1990)和S.Bakhtiyar的存儲器ARQ方案的通過量性能(Thoughput performance of memory ARQschemes)(IEEE Transactions on Vehicular Technology，Vol.48，No.3，May1999)定義了三種不同類型的ARQ方案類型I丟棄錯(cuò)誤接收的分組，和分別重傳和解碼相同分組的新拷貝。它不組合前后接收的分組的版本。
類型II不丟棄錯(cuò)誤的分組，而是將其與后續(xù)解碼的附加重傳組合。重傳分組有時(shí)具有較高的編碼率(編碼增益)，并且在接收機(jī)將其與來自在前傳送的被存儲的軟信息組合。
類型III與類型II相同，具有每個(gè)重傳分組立即自我解碼的限制。這意味著，已傳送的分組是可解碼的，不需要與在前分組組合。如果以幾乎沒有信息是可重用的方式損壞某些分組，這是有用的。如果所有傳送攜帶已標(biāo)識數(shù)據(jù)，則可將其視為具有單一冗余版本的稱之為HARQ類型III的特定情況。
HARQ類型II和類型III方案相對于類型I顯然更智能化，并且顯示了性能增益，因?yàn)樗鼈兲峁┝酥赜脕碜栽谇敖邮盏腻e(cuò)誤分組的信息的能力。目前基本上存在重用在前傳送分組的冗余的三種方案。
●軟組合●碼組合●軟組合和碼組合得組合軟組合利用軟組合，重傳分組攜帶與在前接收信息相同的信息。在此情況下，以逐符號或者逐比特為基礎(chǔ)組合多個(gè)接收的分組，例如D.Chase公開了這樣的碼組合“組合任意數(shù)量的噪聲分組的最大似然解碼方案(Amaximum-likelihood decoding approach for combining an arbitrary number ofnoisy packets，IEEE Tans.Commun.，Vol.COM-33，pp.385-393，May1985)或者B.A.Harvey和S.Wicker的“基于維特比解碼器的分組組合系統(tǒng)(PacketCombining Systems based on the Viterbi Decoder，IEEE Transaction onCommunication，Vol.42，No.2/3/4，April 1994)。
在利用符號級組合的情況下，重傳分組必須攜帶同在前已發(fā)送錯(cuò)誤分組相同的調(diào)制符號。在此情況下，以調(diào)制符號級組合多個(gè)已接收分組。公知技術(shù)是多個(gè)已接收符號的最大比組合(MRC)，也稱之為平均分集組合(ADC)，其中在N個(gè)傳送之后緩存匹配符號的總和/平均值。
在利用比特級組合的情況下，已重傳的分組必須攜帶同在前已發(fā)送錯(cuò)誤分組相同的比特。這里，以解調(diào)后的比特級組合多個(gè)已接收分組。如相同分組的在前傳送中那樣，這些比特可以按相同方式被映射到調(diào)制符號上，或者不同地映射這些比特。在映射與在前傳送中映射相同的情況下，還可以應(yīng)用符號級組合。公用組合技術(shù)是已計(jì)算的對數(shù)似然比(LLR)地加法，尤其是如果使用了已知的用于FEC的所謂turbo碼，例如所謂的turbo碼源于C.Berrou，A.Glavieux和P. Thitimajshima的“近香農(nóng)限制糾錯(cuò)編碼和解碼(NearShannon Limit Error-Correcting Coding and DecodingTurbo-Codes，Proc.ICC’93，Geneva，Switzerland，pp.1064-1070，May1993)”；S.Le Goff，AGlavieux，C.Berrou的“Turbo碼和高頻譜效率調(diào)制(Turbo-Codes and HighSpectral Efficiency Modulation，IEEE SUPERCOMM/ICC’94.Vol.2，pp.645-649，1994)”；以及A.Burr的“無線通信的調(diào)制和編碼(Modulation and Coding forWireless Communications，Pearson Education，Prentice Hall，ISBN 0-201-39857-5，2001)”。在N次傳送之后，緩沖匹配比特的LLR的總和。
碼組合碼組合級聯(lián)已接收的分組，以便生成新碼字(隨著傳送數(shù)量增加，降低碼速率)。因此，解碼器必須知道每個(gè)重傳瞬間如何組合傳送，以便執(zhí)行正確的解碼(碼速率取決于重傳)。碼組合提供了較之軟組合更高的靈活性，因?yàn)榭梢愿淖冎貍鞣纸M的長度，以適應(yīng)信道狀況。然而，較之軟組合，這需要更多的待發(fā)送的信令數(shù)據(jù)。
軟組合與碼組合的組合在被重傳的分組攜帶與在前被傳送的符號/比特相同的某些符號/比特和不同于在前傳送符號/比特的某些碼符號/比特的情況下，使用如名為“軟組合”節(jié)中公開的軟組合來組合相同的碼符號/比特，同時(shí)將使用碼組合來組合剩余碼符號/比特。這里，信令需求將類似于碼組合。
M.P. Schmitt的利用TCM和分組組合的混合式ARQ方案(ElectronicsLetters Vol.34，No.18，September1998)已經(jīng)指出，通過重新安排重傳的符號格局(constellation)可以增強(qiáng)格碼調(diào)制(TCM)的HARQ性能。這里，性能增益是最大化重傳的映射符號之間歐幾里得距離的結(jié)果，因?yàn)橹貍魇歉鶕?jù)符號執(zhí)行的?？紤]到高級調(diào)制方案(具有攜帶兩個(gè)以上比特的符號)，利用軟組合的組合方法具有一個(gè)主要缺點(diǎn)軟組合符號內(nèi)的比特可靠性在整個(gè)重傳都將為定比，即，在接收進(jìn)一步重傳后，來自在前已接收傳送的不可靠的比特，將仍然不可靠，與之類似，在收到進(jìn)一步傳送之后，來自在前已接收傳送的更可靠的比特，將仍然更可靠。通常，HARQ方案不考慮比特可靠性的變化。這些變化明顯降低了解碼器性能。所述變化主要是兩個(gè)原因地結(jié)果。
首先，變比特可靠性是從二維信號格局(signal constellation)映射的約束演化而來的，其中，在所有符號很可能被平均發(fā)送的假定下，每個(gè)符號攜帶兩個(gè)以上比特的調(diào)制方案不可能具有所有比特的相同平均可靠性。所以，術(shù)語“平均可靠性”是指信號格局的全部所有符號的特定比特的可靠性。
利用根據(jù)顯示格雷編碼信號格局的圖1與給定的比特映射順序i1q1i2q2的16QAM調(diào)制方案的信號格局，映射到符號上的比特在分組的第一傳輸中其平均可靠性彼此明顯不同。更具體地說，比特i1和q1具有高平均可靠性，因?yàn)檫@些比特被映射到信號格局圖的半空間，所以它們的可靠性與比特發(fā)送1還是0的事實(shí)無關(guān)。
相反，比特i2和q2具有低平均可靠性，因?yàn)樗鼈兊目煽啃匀Q于它們發(fā)送1還是0的事實(shí)。例如，對于比特i2，1被映射到外列，而0被映射到內(nèi)列。同樣，對于比特q2，1被映射到外行，而0被映射到內(nèi)行。
對于第二和每個(gè)進(jìn)一步重傳，比特可靠性將以彼此的定比保持，該比特可靠性由第一傳輸中利用的信號格局定義，即，在任何數(shù)量的重傳之后，比特i1和q1將總是具有比比特i2和q2更高的平均可靠性。
第二，利用部分軟組合，假設(shè)在首次傳送之后，所有被傳送比特將具有相同的可靠性。甚至在整個(gè)重傳引入了比特可靠性的變化的情況下，因?yàn)閷档椭貍?以及軟組合)的這些比特的可靠性，但是不重傳的這些比特的可靠性保持不變。此外，在首次傳送時(shí)未傳送并隨后在重傳中傳送的比特加重了此效果。
在共同待審的PCT/EP01/01982中，建議了一種增強(qiáng)解碼器性能的方法，在分組的每個(gè)已接收傳送之后，該方法具有等于或者接近等于平均比特可靠性的相當(dāng)大的益處。因此，通過使平均比特可靠性達(dá)到平均數(shù)的方式，使比特可靠性適應(yīng)整個(gè)重傳。這是通過選擇用于傳輸?shù)念A(yù)定第一和至少第二信號格局實(shí)現(xiàn)的，這樣所有傳輸?shù)南鄳?yīng)比特的組合平均比特可靠性幾乎相等。即，首次傳送中高可靠性的比特通過使它們在第二次傳送中變成不可靠的方式來映射，反之亦然。
因此，信號格局重新安排導(dǎo)致已變化的比特映射，其中格局點(diǎn)的移動導(dǎo)致從重傳到重傳地改變調(diào)制符號之間的歐幾里得距離。所以，可以按預(yù)期方式的和達(dá)到平均數(shù)的方式操縱平均比特可靠性，以便在接收機(jī)增加FEC解碼器的性能。
在以上建議的解決方案中，由于HARQ TYPE II/III單一冗余版本方案的概念，實(shí)現(xiàn)了格局重新安排的效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種ARQ重傳方法和發(fā)射機(jī)，可有效地避免因比特可靠性造成的解碼器性能的降低。
上述目的通過獨(dú)立權(quán)利要求所述的方法、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明基于傳統(tǒng)方案不考慮再排序比特的每個(gè)傳送的特定內(nèi)容(比特組)的辨識。因此，為了得到性能增益，再排序必須依賴每個(gè)被傳送的冗余版本的內(nèi)容。因此，本發(fā)明可以被視為在考慮了被傳送冗余版本內(nèi)容的條件下，提供使用多冗余版本的ARQ類型II/III方案。這導(dǎo)致解碼器性能的明顯增益。
為了更好地理解本發(fā)明，下面將參考


優(yōu)選實(shí)施例。

圖1是顯示具有格雷編碼比特符號的16QAM調(diào)制的示范性格局；圖2a和2b顯示了具有格雷編碼比特符號的16QAM調(diào)制方案的信號格局的2個(gè)實(shí)例；圖3是從速率1/3FEC編碼器生成的比特序列；圖4是從圖3所示序列生成的具有比特可靠性指示的用于速率1/2傳送系統(tǒng)的選用序列；圖5是用于第二次傳送的比特序列，其中比特向右位移2；圖6是第二次傳送的比特序列，其中使用不同映射器轉(zhuǎn)換比特位置；圖7是首次傳送冗余版本1的比特序列和第一對映射器/交織器的比特序列；圖8是具有與首次傳送相同的映射器/交織器的用于冗余版本2的第二次傳送的比特序列；圖9是具有與首次傳送不同的映射器/交織器的冗余版本的第二次傳送的比特序列；圖10是來自冗余版本和映射器/交織器的可能組合的合成比特序列；圖11是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的通信系統(tǒng)的第一實(shí)施例；圖12是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的通信系統(tǒng)的第二實(shí)施例；圖13 是顯示若干傳統(tǒng)策略與本發(fā)明方法的策略對比的性能的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在以下說明中，將描述作為比特可靠性度量的對數(shù)似然率比(LLR)的概念。首先將顯示單傳輸?shù)囊延成浞杻?nèi)的比特LLR的直接計(jì)算。然后把LLR計(jì)算擴(kuò)展到多傳輸情況。
單傳輸在具有加性白高斯噪聲(AWGN)的信道和等可能符號上的傳送而已經(jīng)發(fā)射符號sn的約束條件下，第i比特bni的平均LLR產(chǎn)生下式LLRbni|rn(rn)=log[Σ(m|bmi=bni)e-ESN0dn,m2]-log[Σm|bmi=bnie-ESN0Dn,mi]---(1)]]>其中，rn＝sn是指在已經(jīng)發(fā)射符號sn的約束條件下平均已接收符號，dn，m2是指已接收符號rn與符號sm之間的歐幾里得距離的平方，ES/N0是指觀測的信噪比。
從公式(1)中可以得到，LLR依賴于信噪比ES/N0和信號格局點(diǎn)之間的歐幾里得距離dn，m。
多傳輸現(xiàn)在考慮多傳輸，在獨(dú)立AWGN信道上已經(jīng)發(fā)射符號sn(j)約束和等可能符號條件下，第j比特bnj的第k次傳輸后的平均LLR產(chǎn)生下式LLRbnij|∩j=1krn(j)(rn(1),r2(2),...,rnk)=log[Σ(m|bmi=bni)e-Σj=1k(ESN0)(j)·(dn,m(j))2]-log[Σm|bmi=bnie-Σj=1k(ESN0)(j)·(dn,m(j))2]---(2)]]>其中，j是指第j次傳輸(第(j-1)次重傳)。與單傳輸情況類似，平均LLR依賴于信噪比ES/N0和每個(gè)傳輸時(shí)間的歐幾里得距離。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員清楚，可以通過對上述具體公式的簡單計(jì)算得到LLR的近似值。
在下文中，通常將認(rèn)為16-QAM的情況導(dǎo)致2個(gè)高可靠比特和2個(gè)低可靠比特，其中對于低可靠比特，可靠性取決于發(fā)射1和0(參見圖1)。因此，整體上存在2級平均可靠性，其中第二等級可進(jìn)一步細(xì)分。
等級1(高可靠性，2個(gè)比特)對1(0)的比特映射被分成i比特的正(負(fù))實(shí)數(shù)半空間和q比特的虛數(shù)半空間。這里不存在1被映射到正半空間還是負(fù)半空間的差別。
等級2(低可靠性，2個(gè)比特)1(0)被映射到用于i比特的內(nèi)(外)列或者被映射到用于q比特的內(nèi)(外)行。由于存在依賴于對內(nèi)(外)列和行的映射的LLR的差別，因此等級2被進(jìn)一步分類成等級2ain到內(nèi)列和qn到內(nèi)行的分別映射。
等級2b等級2a的倒置映射in到外列和qn到外行的分別映射。
為了確保所有比特的整個(gè)傳輸?shù)淖罴哑骄幚恚煽啃缘燃壉仨毿薷摹?br> 必須考慮在初始傳輸前開放比特映射順序，但必須通過重傳保留，例如，用于初始傳輸?shù)谋忍赜成鋓1q1i2q2比特映射所有重傳i1q1i2q2。
圖2顯示了可能格局的某些實(shí)例。表1給出了根據(jù)圖2得到的比特可靠性。
表1

在下文中，假定m代表重傳號參數(shù)，m＝0代表ARQ環(huán)境中的分組的首次傳送。此外，假設(shè)b代表在映射實(shí)體中形成符號的比特的數(shù)量。通常，b可以是任何整數(shù)，其中通信系統(tǒng)最經(jīng)常使用的值是2的整數(shù)冪。
不失一般性，可以進(jìn)一步假定被用作對交織處理輸入的比特?cái)?shù)n可被b整除，即n是b的整數(shù)倍。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會明白，如果不是該情況，那么在上述條件滿足之前，可以用假比特容易地增補(bǔ)輸入比特的序列。
在下文中，將考慮具有FEC速率1/2(Sn系統(tǒng)比特，Pn奇偶比特)的簡單格雷映射16-QAM傳輸方案的一個(gè)實(shí)例，其中FEC速率1/2是通過穿孔(puncture)從速率1/3的系統(tǒng)編碼器生成的(參見圖3)?？梢詾槭状蝹魉?TX)選擇如圖4所示的比特的序列和排序。圖4顯示了具有比特可靠性指示的圖3中已生成序列。
具有單冗余版本的簡單常用HARQ類型III方案將在被請求的重傳中發(fā)射相同的序列(具有相同映射M1或相同交織I1)。通常不交織首次傳送，然而也可以把不交織視為具有一個(gè)帶相等輸入和輸出流的交織器。這在組合所有已接收(和已請求)傳送后導(dǎo)致比特可靠性的大變化。例如，S1和P1將是高可靠的(已傳送的高可靠性的n倍)，而S2和P4將是不可靠的(已傳送的低可靠性的n倍)。如上所述，這將降低接收機(jī)的解碼性能等級。
通過轉(zhuǎn)換需要重傳的可靠性，可以增加該基本方案的性能，以達(dá)到所有已傳送比特的可靠性平均值。這可以通過大量的不同特定實(shí)施來實(shí)現(xiàn)，圖5和圖6示出了2中可能的解決方案。通過交織不同于首次傳送中比特或者通過使用調(diào)制符號的不同映射規(guī)則，可以實(shí)施該技術(shù)。在下面的說明中，這將被表示為第二映射器M2和第二交織器I2。
圖5顯示了用于第二次傳送的比特序列，其中為了平均比特可靠性，使用用于傳送的不同交織器將比特向右位移2位。
圖6顯示了用戶第二次傳送的比特序列，其中為了平均比特可靠性，使用用于傳送的不同映射器轉(zhuǎn)換比特位置。
在正好使用2個(gè)不同映射器(Mn)或交織器(In)的情況下，所有連續(xù)傳送被映射或者被交織，這樣使用映射器/交織器的次數(shù)不大于2，例如表2

應(yīng)當(dāng)注意對于16-QAM，4個(gè)不同映射器的應(yīng)用提供了更好的性能，正好使用2個(gè)映射器提供了次最佳方案。選擇2個(gè)映射器使實(shí)例簡單。
從上表可以得到，策略1和策略2相等或者相似，因此如果選擇映射器M1/I1或者M(jìn)2/I2用于第三TX(傳送)，則不造成差別。然而，對于第四TX，必須注意選擇關(guān)于第三TX的互補(bǔ)映射器/交織器。
具有多個(gè)冗余版本的簡單已有技術(shù)的HARQ類型III方案應(yīng)當(dāng)重新傳送第二TX中的系統(tǒng)比特加上附加奇偶比特，所述附加奇偶比特不在第一TX中發(fā)送。為了簡單起見，實(shí)例被選擇為每次傳送的比特?cái)?shù)量保持恒定并且只有2個(gè)傳送可以攜帶所有已編碼比特(系統(tǒng)比特和奇偶比特)。為了保證自解碼重傳，重傳所有系統(tǒng)比特。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會明白非自解碼重傳也可以用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
圖7顯示了如RV1和M11/I11的第一TX的比特序列。
對于具有多冗余版本的傳統(tǒng)方案--不考慮比特可靠性，即具有單一映射器/交織器(如用于圖8中第二次傳送RV2和M12/M12的序列的比特序列所示)--出現(xiàn)與采用單一冗余版本的方案類似的問題。來自第一TX的低可靠性系統(tǒng)比特在第二次傳送中將是低可靠性比特。
利用兩個(gè)映射器/交織器(參見圖9)，將可以對系統(tǒng)比特進(jìn)行平均。然而，在兩次傳送之后，僅僅可以針對到目前為此已傳送兩次的比特進(jìn)行可靠性的平均。在第三次TX時(shí)，免于選擇冗余版本來傳送RV1和RV2(兩個(gè)概率的性能應(yīng)該很相似)。
上述具有2個(gè)冗余版本(RV1和RV2)的實(shí)例基本上提供冗余版本和映射器/交織器的4種組合(參見表3和圖10)表3

在下文中，第一TX中傳送的比特的設(shè)置將被貼上RV1(冗余版本1)的標(biāo)簽，第二TX中傳送的比特的設(shè)置將被貼上RV2的標(biāo)簽。此外，映射器/交織器通過上標(biāo)被鏈接到冗余版本。在所示的實(shí)例中，交織器模式(pattern)以及用于In1/Mn1和In2/Mn2(n＝1，2)的映射是相等的，這是特殊情況，因?yàn)橄到y(tǒng)比特和奇偶比特的位置在兩個(gè)冗余版本中彼此對準(zhǔn)。
根據(jù)本發(fā)明，映射器/交織器必須根據(jù)已選擇的冗余版本來選擇，以便達(dá)到系統(tǒng)比特和奇偶比特的可靠性平均值。這與單冗余版本情況相反，因此第三次傳送可以選擇任何映射器/交織器。
在下文中，建議采用根據(jù)已傳送的冗余版本選擇映射器/交織器以便達(dá)到所有比特可靠性平均值的策略。
第一TX假設(shè)為第一TX選擇組合RV1和I21/M11--也可以為首次傳送選擇任何其它組合(假設(shè)考慮了單傳送的等于/類似性能)。
第二TX在第二TX時(shí)，應(yīng)當(dāng)傳送剩余的冗余版本(在此情況下是VR2)，其中在第一XT中已經(jīng)傳送的所有比特(在此情況下是所有系統(tǒng)比特)的可靠性必須被平均，即此時(shí)低可靠系統(tǒng)比特必須變成高可靠比特。這可以通過傳送具有I22/M22的RV2來實(shí)現(xiàn)。
第三TX對于第三TX，傳送的冗余版本沒有限制，然而冗余版本必須與映射器/交織器組合，但是不必為該冗余版本選擇映射器/交織器，即，策略1中的RV1和I21/M11和策略2中的RV2和I12/M12。這保證了當(dāng)前比特組中傳送的奇偶比特的求平均。
第四TX對于第四TX，必須選擇剩余的組合。這保證了剩余的奇偶比特組的求平均，并且確保傳送迄今曾經(jīng)傳送過的奇偶比特組。
第五和進(jìn)一步TX在第四TX之后，結(jié)束求平均處理。因此存在冗余版本和映射器/交織器組合的自由選擇。對于隨后的TX，必須考慮應(yīng)用于第一至第四傳送的規(guī)則。
表4

在所提供的實(shí)例中，兩個(gè)冗余版本RV1和RV2(認(rèn)為相同的映射器/交織器)的系統(tǒng)比特的位置是相同的(參見圖10)。這是不一般的情況(特別是對于不同編碼速率)，顯然是一種改進(jìn)。所示的實(shí)例打算顯示一般的過程，它可以容易地?cái)U(kuò)展到下面所述的更一般的情況。
所建議的方法不限于2個(gè)冗余版本，而是可以擴(kuò)展到任何數(shù)量的冗余版本，這些版本被選擇來連續(xù)傳送以及在如按照具有N個(gè)冗余版本的普通HARQ類型II/III方案的N個(gè)傳送之后進(jìn)行重復(fù)。
在m代表實(shí)際映射器/交織器版本(m＝1...M)的假設(shè)之下，每個(gè)冗余版本的映射器/交織器的數(shù)量可以為任何整數(shù)M(至多得到N.M個(gè)不同映射器/交織器，其中N是冗余版本的總數(shù)，M是每個(gè)冗余版本的映射器/交織器的數(shù)量)，其中不需要指定映射規(guī)則或者交織器模式來執(zhí)行可靠性的完全平均。根據(jù)表4中的實(shí)例，表5中顯示了一般方法，其中(如上所述)所有Imn/Mmn可以有不同的映射規(guī)則或者交織器模式。
表5

如實(shí)例所示，映射器/交織器Imn/Mmn可以是用于所有冗余版本n的映射器/交織器，即映射器/交織器與nIM/MM(總共M個(gè)不同映射器/交織器)無關(guān)?？梢赃x擇映射規(guī)則或者交織器模式，使系統(tǒng)比特和奇偶比特的平均處理盡可能地好。任何一對映射器/交織器Imn/Mmn、Ikj/Mkj可以有相同的映射規(guī)則或者交織器模式。
最好是，可以根據(jù)調(diào)制方案造成的比特可靠性等級的數(shù)量選擇映射器/交織器的數(shù)量M。作為選擇，可以根據(jù)調(diào)制方案造成的比特可靠性等級數(shù)量的兩倍選擇映射器/交織器的數(shù)量。
圖11顯示了利用本發(fā)明方法的通信系統(tǒng)的第一示范性實(shí)施例。
在發(fā)射機(jī)100中，從前向糾錯(cuò)(FEC)編碼器(未示出)獲得比特序列，然后將其輸入到交織器110和邏輯比特反相器120。交織器110和邏輯比特反相器120每一個(gè)是冗余版本和/或映射器/交織器版本m的函數(shù)(function)，并修改輸入比特序列。接著，把比特序列輸入到作為映射實(shí)體的映射器/調(diào)制器130。映射器通常使用圖2所示的一個(gè)信號格局，并且把比特映射在通過通信信道200發(fā)射的符號上。通信信道通常是經(jīng)歷不可靠和時(shí)變信道條件的無線通信信道。
映射器、交織器和反相器使用的模式被存儲在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)上，或者被存儲在發(fā)射機(jī)上并將其通過信號告知接收機(jī)。
在接收機(jī)300中，復(fù)合符號首先被輸入到解映射器/解調(diào)器330，它將已接收符號解調(diào)成對應(yīng)的比特域序列(例如，LLR的序列)。然后將該序列輸入到邏輯倒置器320，再輸入到解交織器310，而解交織器310輸出已獲得的比特域序列。
交織器和解交織器根據(jù)交織/解交織的公知技術(shù)，通過應(yīng)用輸入比特或符號序列的已確定的偽隨機(jī)或隨機(jī)置換進(jìn)行操作，即改變序列內(nèi)的比特或符號的位置。在上述的實(shí)施例中，交織器(和接交織器)是符號內(nèi)比特交織器(解交織器)，用于改變在映射器/解映射器中形成一個(gè)符號的比特的位置。
邏輯比特倒置器根據(jù)倒置比特的邏輯值的公知技術(shù)進(jìn)行操作，即把邏輯低轉(zhuǎn)換到邏輯高值以及把邏輯高轉(zhuǎn)換到邏輯低值。在利用對數(shù)似然比工作的接收機(jī)的實(shí)際實(shí)現(xiàn)中，該倒置操作等同于對數(shù)似然比的記號倒置。
如果通過差錯(cuò)檢測器(未示出)發(fā)出的自動重復(fù)請求開始重傳，導(dǎo)致從發(fā)射機(jī)100發(fā)射另一個(gè)數(shù)據(jù)分組，則在解映射器/解調(diào)器330中將在前接收的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)分組與重傳的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行組合。由于解交織器和邏輯比特反相器修改了比特序列，因此可以達(dá)到平均比特可靠性的平均值，從而增加了接收機(jī)的性能。
作為一個(gè)可選方案，在圖12所示的第二實(shí)施例中，在發(fā)送比特序列給映射器之前用于交織/解交織比特序列的模式保持恒定，即不作為冗余版本n的函數(shù)變化。而是，改變映射比特到符號上的規(guī)則，使其適應(yīng)僅僅根據(jù)冗余版本n把比特序列輸入到映射器以及僅改變比特到符號的映射規(guī)則。
在附圖沒有明確地顯示出來的進(jìn)一步變形中，可以使用上面兩種描述方法的組合，例如，根據(jù)冗余版本n和映射器/交織器版本m的映射器/交織器和反相器。
圖13顯示了測量16-QAM調(diào)制方案的幀差錯(cuò)率的仿真結(jié)果，該測量利用了兩個(gè)傳統(tǒng)的HARQ方法和本發(fā)明方法可能實(shí)施的碼速率1/2。關(guān)于該實(shí)例，下表5中的策略2已經(jīng)與兩個(gè)傳統(tǒng)策略進(jìn)行了比較。依據(jù)圖13可以得知，本發(fā)明的方法優(yōu)于傳統(tǒng)方法。
表5

表中列出了用于仿真方法的已用的冗余版本(RVn)和映射(Mn)，其中映射M11＝M22＝M1和M12＝M22＝M2與表4相一致(即，相同的映射用于兩個(gè)冗余版本)。M1對應(yīng)于圖2的格局1，而M2對應(yīng)于圖2的格局2。
盡管上述方法是利用格雷編碼信號和QAM調(diào)制方案描述的，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會明白，也可以公平地使用其它合適的編碼和調(diào)制方案(例如PSK調(diào)制)來獲得本發(fā)明的效益。
權(quán)利要求
1.一種通信系統(tǒng)中的ARQ傳輸方法，其中包括調(diào)制符號的數(shù)據(jù)分組根據(jù)自動重復(fù)請求來重傳，隨后與在前接收的數(shù)據(jù)分組組合，該方法包括以下步驟利用預(yù)定信號格局調(diào)制所述數(shù)據(jù)分組的符號；以多個(gè)不同冗余版本中選出的一個(gè)的形式重傳數(shù)據(jù)分組；根據(jù)所選冗余版本，對重傳的調(diào)制之前的待傳送比特重新排序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重傳方法，其中重新排序步驟包括根據(jù)所選冗余版本從多個(gè)信號格局選出一個(gè)不同信號格局。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重傳方法，其中重新排序步驟包括在調(diào)制之前，根據(jù)從多個(gè)不同交織模式選出的一個(gè)模式交織數(shù)據(jù)分組的比特或符號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重傳方法，其中重新排序步驟包括根據(jù)從多個(gè)不同倒置模式選出的一個(gè)模式進(jìn)行邏輯比特倒置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重傳方法，其中信號格局、交織模式和/或倒置模式的數(shù)量取決于用作調(diào)制方案的信號格局所造成的比特可靠性等級的數(shù)量或者該數(shù)量的兩倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重傳方法，其中所利用的調(diào)制方案是較高階的正交調(diào)幅(QAM)，其中兩個(gè)以上比特被映射在一個(gè)符號上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重傳方法，其中數(shù)據(jù)分組的符號比特被格雷編碼。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重傳方法，其中所利用的調(diào)制方案是16QAM，并且在調(diào)制期間，把平均比特可靠性的兩個(gè)等級之一分配給4個(gè)符號比特之每個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重傳方法，其中所利用的調(diào)制方案是16QAM，并且在調(diào)制期間，把平均比特可靠性的三個(gè)等級之一分配給6個(gè)符號比特之每個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重傳方法，其中確定交織和倒置處理的模式被存儲在通信系統(tǒng)的接收機(jī)和發(fā)射機(jī)上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重傳方法，其中已傳送的比特包括系統(tǒng)比特和奇偶比特，該系統(tǒng)比特被包含在每個(gè)冗余版本中。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重傳方法，其中已傳送的比特包括系統(tǒng)比特和奇偶比特，該奇偶比特被包含在每個(gè)冗余版本中。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重傳方法，其中每個(gè)符號比特具有一個(gè)平均比特可靠性，所述平均比特可靠性由預(yù)定信號格局的全部所有符號的各自比特可靠性等級定義。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的重傳方法，其中系統(tǒng)比特的平均比特可靠性高于奇偶比特的平均比特可靠性。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的重傳方法，其中對將要通過重傳發(fā)送的比特進(jìn)行重新排序是使相應(yīng)比特的已組合的平均比特可靠性達(dá)到平均值。
16.一種AQR通信系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)，其中根據(jù)自動重復(fù)請求重傳包括調(diào)制符號的數(shù)據(jù)分組，包括一個(gè)映射單元，利用預(yù)定信號格局調(diào)制所述數(shù)據(jù)分組的符號；一個(gè)傳送單元，以多個(gè)不同冗余版本中選出的一個(gè)的形式重傳數(shù)據(jù)分組；重新排序裝置，根據(jù)所選冗余版本對重傳的輸入比特到映射單元之前的待傳送比特重新排序。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)射機(jī)，還包括適于使用這樣一個(gè)模式的交織器和邏輯比特反相器，所述模式依賴于所選冗余版本確定交織和倒置。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)射機(jī)，其中交織器是符號間交織器。
19.一種AQR通信系統(tǒng)的接收機(jī)，其中根據(jù)自動重復(fù)請求重傳包括調(diào)制符號的數(shù)據(jù)分組，然后與在前已接收的數(shù)據(jù)分組組合，包括一個(gè)解映射單元，利用預(yù)定信號格局解調(diào)所述數(shù)據(jù)分組的符號；一個(gè)接收單元，以多個(gè)不同冗余版本中選出的一個(gè)版本的形式接收數(shù)據(jù)分組；重新排序裝置，根據(jù)所選冗余版本對重傳的解碼之后的已接收調(diào)制符號的比特重新排序。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的接收機(jī)，還包括適于使用這樣一個(gè)模式的解交織器和邏輯比特反相器，所述模式確定依賴于所選冗余版本的交織和倒置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的接收機(jī)，其中解交織器是符號間解交織器。
全文摘要
通信系統(tǒng)中的一種ARQ傳輸方法，其中包括調(diào)制符號的數(shù)據(jù)分組根據(jù)自動重復(fù)請求重傳，然后與在前所接收的數(shù)據(jù)分組組合。在映射實(shí)體中利用一個(gè)預(yù)定信號格局(constellation)調(diào)制所述數(shù)據(jù)分組的符號。被重傳的數(shù)據(jù)分組以多個(gè)不同冗余版本中選用的一個(gè)版本的形式來重傳。根據(jù)本發(fā)明，在重傳的調(diào)制之前，根據(jù)所選的冗余版本記錄待傳送的分組。
文檔編號H04L27/38GK101018111SQ200710005838
公開日2007年8月15日 申請日期2002年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月16日
發(fā)明者亞歷山大·戈利奇克埃德勒馮埃爾布沃特, 艾科·塞德爾, 克里斯琴·溫格特 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社