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1、(10)申请公布号 CN 104022853 A (43)申请公布日 2014.09.03 CN 104022853 A (21)申请号 201410271462.7 (22)申请日 2003.07.07 10/251,935 2002.09.20 US 03825185.X 2003.07.07 H04L 1/06(2006.01) H04L 1/18(2006.01) (71)申请人 苹果公司 地址 美国加利福尼亚 (72)发明人 V塔罗克 M贾 W童 P朱 J马 (74)专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专 利商标事务所 11038 代理人 冯玉清 (54) 发明名称 具有增量冗余的空。
2、时码 (57) 摘要 本发明涉及可以在无线通信环境中结合空间 和时间分集来提供增量冗余的空时编码技术。一 般而言, 发射机通过符号块以高带宽效率向接收 机发送分组, 如果接收机未正确接收到数据分组, 则发射机发送附加符号来协助对未被正确接收的 分组进行解码。采用混和型 ARQ 反馈机制, 以便 接收机可以就这些分组是否被正确接收通知发射 机。发射机可以根据反馈信息确定是发送新的符 号还是启用增量冗余。通过将对应于这些冗余符 号的接收码字与原分组发送的那些码字组合, 向 接收机提供附加分集、 编码增益、 信号能量或它们 的组合, 并利用它们来正确地解码发送数据。 (30)优先权数据 (62)分案。
3、原申请数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 15 页 附图 13 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书15页 附图13页 (10)申请公布号 CN 104022853 A CN 104022853 A 1/2 页 2 1. 一种无线通信设备, 包括 : 多个天线 ; 收发机, 配置为 : 使用第一空时码经由所述多个天线发送第一组符号 ; 接收来自远程通信设备的请求, 其中所述请求包括重发请求 ; 响应于所述请求, 对所述第一组符号进行操作以获得一组修改的符号, 其中所述操作 至少包括关于所述收发机的天线输出端口对所述第一组符。
4、号进行重新排序 ; 以及 使用所述第一空时码经由所述多个天线发送所述一组修改的符号。 2. 如权利要求 1 所述的无线通信设备, 其中, 所述第一空时码包括贝尔实验室分层空 时码。 3. 如权利要求 1 所述的无线通信设备, 其中, 所述第一组符号是两个符号的组。 4. 如权利要求 1 所述的无线通信设备, 其中, 所述操作被执行以使得所述第一组符号 和所述一组修改的符号形成 Alamouti 码。 5. 如权利要求 1 所述的无线通信设备, 其中, 所述收发机还配置为 : 响应于接收来自所述远程通信设备的第二重发请求, 再次发送所述第一组符号。 6. 一种用于操作无线通信设备的方法, 所述方。
5、法包括 : 使用第一空时码经由多个天线发送第一组符号 ; 接收来自远程通信设备的请求, 其中所述请求包括重发请求 ; 响应于所述请求, 对所述第一组符号进行操作以获得一组修改的符号, 其中所述操作 至少包括关于所述无线通信设备的天线输出端口对所述第一组符号进行重新排序 ; 以及 使用所述第一空时码经由所述多个天线发送所述一组修改的符号。 7. 如权利要求 6 所述的方法, 其中, 所述第一空时码包括贝尔实验室分层空时码。 8. 如权利要求 6 所述的方法, 其中, 所述第一组符号是两个符号的组。 9. 如权利要求 6 所述的方法, 其中, 所述操作被执行以使得所述第一组符号和所述一 组修改的符。
6、号形成 Alamouti 码。 10. 如权利要求 6 所述的方法, 还包括 : 响应于接收来自所述远程通信设备的第二重发请求, 再次发送所述第一组符号。 11. 一种无线通信设备, 包括 : 用于使用第一空时码经由多个天线发送第一组符号的装置 ; 用于接收来自远程通信设备的请求的装置, 其中所述请求包括重发请求 ; 用于响应于所述请求, 对所述第一组符号进行操作以获得一组修改的符号的装置, 其 中所述操作至少包括关于所述无线通信设备的天线输出端口对所述第一组符号进行重新 排序 ; 以及 用于使用所述第一空时码经由所述多个天线发送所述一组修改的符号的装置。 12. 如权利要求 11 所述的无线。
7、通信设备, 其中, 所述第一空时码包括贝尔实验室分层 空时码。 13. 如权利要求 11 所述的无线通信设备, 其中, 所述第一组符号是两个符号的组。 14. 如权利要求 11 所述的无线通信设备, 其中, 所述操作被执行以使得所述第一组符 号和所述一组修改的符号形成 Alamouti 码。 权 利 要 求 书 CN 104022853 A 2 2/2 页 3 15. 如权利要求 11 所述的无线通信设备, 还包括 : 用于响应于接收来自所述远程通信设备的第二重发请求, 再次发送所述第一组符号的 装置。 权 利 要 求 书 CN 104022853 A 3 1/15 页 4 具有增量冗余的空时。
8、码 0001 本申请是 2003 年 7 月 7 日提交的题为 “具有增量冗余的空时码” 的发明专利申请 03825185.X 的分案申请。 技术领域 0002 本发明涉及无线通信, 更具体地来说, 涉及在空间分集通信环境中采用空时码协 助增量冗余。 背景技术 0003 近年来, 对无线数据服务的需求呈爆炸式增长, 从无线语音到无线数据的演化造 成对无线容量的需求呈指数级增长。由于全世界已经有超过十亿个用户, 所以可以预计无 线服务的预订量到 2005 年将超过有线服务的预订量。这已迫使无线服务提供商和设备供 应商不得不寻求提高无线系统数据率的途经, 由此促使大量机构对此进行研究。 0004 。
9、无线信道存在诸如路径损耗、 屏蔽效应、 衰落、 噪声、 带宽有限、 移动终端上的电力 受限以及来自其它用户的干扰等缺陷。这些限制使无线信道就像一个狭窄的管道, 不允许 快速的数据流以及使高效利用带宽的高数据率无线通信设计成为一项具有挑战性的任务。 再者, 无线系统设计上的挑战还包括资源分配的设计、 与快速变化物理信道相关的移动性 问题、 便携性以及提供保密和安全性。 0005 当传输信道经历深度衰落时, 接收机可能无法确定发送的信号, 除非还向该接收 机发送了该信号的另一个副本或版本。此方法称为分集, 它是实现无线信道上可靠传输的 最重要的贡献之一。分集的示例包括 : 0006 1. 时间分集。
10、 : 将发送信号的副本以时域冗余的形式提供给接收机。 0007 2. 频率分集 : 利用在不同频率上发射的电波引起传播介质中不同的多径结构这 一事实。将发送信号的副本以频域冗余的形式提供给接收机。 0008 3. 空间分集 : 采用空间上分开或具有不同偏振的天线。将发送信号的副本以空域 冗余的形式提供给接收机。这可以在不影响带宽效率的前提下实现。 0009 空间分集通常是发射机与接收机的相关发射天线和接收天线的数量和布局的函 数。用多个发射天线和接收天线实现空间分集的系统通常称为多输入多输出 (MIMO) 系统。 因此, 发送设备将具有 N 个发射天线, 而接收设备具有 M 个接收天线。空时编。
11、码控制从 N 个 发射天线的每一个发送什么数据。发射机上的空时编码功能处理要发送的数据, 并创建从 N 个发射天线发送的唯一性信息。M 个接收天线的每一个接收从 N 个发射天线的每一个发 送的信号。接收设备上的空时解码功能组合从 N 个发射天线发送的信息以恢复该数据。 0010 空时编码 (STC) 通常采用许多种技术之一来实现。一种示范技术是以不同的格式 对同一数据编码, 以从不同的发射天线发送。因此, 该同一数据以不同的格式从 N 个发射天 线的每一个发送出去。另一种示范技术是从 N 个发射天线中不同的天线发送不同的数据, 其中避免了第一种技术的冗余性。第一种技术即空时发送分集 (STTD。
12、) 在最大化分集时有 效, 但由于需要冗余导致效率不高。第二种技术通常称为 V-BLAST( 垂直贝尔实验室分层 说 明 书 CN 104022853 A 4 2/15 页 5 空时 ) 提高了具有足够多的可用分集的系统的系统吞吐量。一旦达到分集的阈值量, 数据 率就随BLAST系统的发送和接收天线的数量线性增长, 而附加的空间分集对STTD系统中的 数据率影响很小。 本领域技术人员会认识到, 其它STC技术如空时格形码和空时块码。 有关 STTD和V-BLAST的更多信息可以参见Siavash M.Alamouti所著的 “用于无线通信的简单发 送分集技术” (“A Simple Trans。
13、mit Diversity Technique for WirelessCommunications” , IEEE J.Select.Areas Commun., vol.16,pp.1451-1458,Oct.1998) ; G.J.Foschini 所 著的 “采用多单元天线时用于衰落环境中的无线通信的分层空时体系结构” (“Layered Space-time Architecture for Wireless Communications in a Fading Environment when Using Multi-element antennas,“Bell Labs Tech。
14、.J.,pp.41-59,Autumn1996 ; G.J.,pp.41-59,Autumn1996) ; G.D.Golden、G.J.Foschini、R.A.Valenzuela 和 P.W.Wolniansky 所著的 “采用 V-BLAST 空时通信体系结构的检测算法和实验室初步结 果” (“Detection Algorithm and Initial Laboratory Results Using V-BLAST Space-time Communication Architecture“Electronics Letters,vol.35,pp.14-16,Jan.1999)。
15、 ; 以 及 P.W.Wolniansky、 G.J.Foschini、 G.D.Golden 和 R.A.Valenzuela 所 著 的 “V-BLAST : 用于多散射无线信道上实现超高速数据率的体系结构” (“V-BLAST:An Architecture for Realizing Very High Data Rates Over the Rich-scattering Wireless Channel,“Proc. IEEE ISSSE-98,Pisa,Italy,Sept.1998,pp.295-300 ; V.Tarokh 等 人 所 著 “高 数 据 率 无线通信的空时码 。
16、: 性能分析和代码构造” (“Space-Time Codes for High Data Rate Wireless Communication:Performance Analysis and Code Construction,“IEEE Trans. Inform.Theory,pp.744-765,March1998) ; 以 及 Eko N.Onggosanusi 等 人 所 著 “高 速 率 空时块形编码的方案 : 相关衰落信道中的性能和改进” (“High Rate Space-time Block Coded Scheme:Performance and Improvemen。
17、t in Correlated Fading Channels,“IEEE Wireless Communications and Networking Conference,pp.194-256,Orlando,FL,USA,Mar ch17-21,2002), 以上文献通过引用结合于本文中。 0011 当有N个发送和M个接收天线时, 对于每次发送时隙, 同时从不同的发射天线发送 N 个信号。这些信号具有相同的发送周期。从不同天线发送的信号经历各不相干的衰落。 每个接收天线上接收到的信号是受噪声干扰的传输信号的线性叠加。 0012 从数学角度来说, 如果 st,n是从天线 n 发送的, 在天。
18、线 m 上接收到的信号 rt,m由下 式给出 : 0013 Eq.1 0014 路径增益 n,m是从发射天线 n 到接收天线 m 的路径增益, 而 m表示噪声变量。 对于平坦衰落, 假定该路径增益在一帧期间保持恒定, 但随帧变化。 0015 基于此假定, 可以推导出空时码的设计准则。为描述该准则, 将任何码字 S 书写为 空时矩阵 : 说 明 书 CN 104022853 A 5 3/15 页 6 0016 Eq.2 0017 为发送码字 S, 在时刻 t 1、 2、 .、 L 上, 分别同时从发射天线 1、 2、 .、 N 发送符 号 st,1、 st,2、 .、 st,N。空时码的设计准则。
19、要求, 对于任何两个码字 C1 C2, 误差矩阵 C1-C2 必须是满秩的, 以便得到分集 NM, 且行列式 (C1-C2)*(C1-C2) 的秩很大。本文提供了两种示 范空时码, 即空时块码和格形码。 0018 为简洁起见, 假定有两个发射天线 (N 2) 和 M 个接收天线。考虑采用具有 2b个 元素的信号星座, 如 BPSK、 QPSK、 8-PSK、 16-QAM。在时刻 1, 2b 个比特到达编码器, 从而提取 星座符号 s1和 s2。则发送矩阵为 : 0019 Eq.3 0020 这就是所谓的 Alamouti 方案, 它是空时块码的一个示例。对上述编码应用最大似 然解码 (MLD。
20、) 有助于在 s1和 s2的所有可能值上使判决量度最小 : 0021 Eq.4 0022 可以看到上述量度分成两个部分, 其一是 : 0023 Eq.5 0024 仅是 s1的函数, 而另一部分是 : 0025 Eq.6 0026 仅是 s2的函数。因此, 为分别将 s1和 s2解码, 解码器要分别地对所有星座符号使 上述量度的第一和第二部分最小化。这些量度等效于用于解码 s1的 : 0027 Eq.7 0028 以及用于解码 s2的 : 0029 Eq.8 0030 因此, 空时块形编码可以利用非常简单的编码 / 解码算法来实现, 并取得满空间 分集。格形码也可以采用 BPSK、 QPSK 。
21、和 8-PSK、 16-QAM 星座的空时设计准则来设计。 0031 编码通常在零状态开始。按照归纳法, 假设在时刻 t, 编码器处于状态 St。在时刻 1, 2 个比特到达编码器并选择从 St开始的四个分支之一。该分支的两个标记同时从发射天 线 1 和 2 发送。因此, 编码器在所选择的分支结束时转移到状态 St+1。空时格形码的解码可 说 明 书 CN 104022853 A 6 4/15 页 7 以利用维特比算法来完成, 可以看到该方法使用上述码和 M 个接收天线来提供 2M 级分集。 0032 一种提高无线数据分组网络中总吞吐量的方法是采用增量冗余。在此方法中, 发 射机以高带宽效率开。
22、始向接收机发送分组。如果接收数据被正确解码, 并且这得到发射机 确认, 则无需发射机执行其它操作。 如果接收机未正确接收到数据分组, 则发射机发送附加 符号, 这些符号可以全部或部分是冗余符号。虽然这些符号降低了总的分组数据传输带宽 效率, 但改善了接收。 通过将对应于这些符号的接收码字与最初分组发送的码字组合, 向接 收机提供附加的分集、 发送冗余校验符号时的编码增益、 信号能量或它们的组合, 这些可用 于正确地解码发送数据。 0033 存在允许接收机就某些分组未接收到或已破坏通知发射机的各种类型的协议。 根 据分组被破坏的指示, 发射机将重发破坏的分组。某些通信系统实施自动请求重发 (AR。
23、Q) 协议来提供差错控制。一般而言, 基于 ARQ 的系统会针对正确接收到的每个分组从接收机 向发射机发送确认 (ACK), 并在接收机无法正确恢复分组时发送否定确认 (NAK)。 0034 本领域技术人员已对增量冗余和 ARQ 技术进行了研究, 存在大量有关这些主题的 文献。但是, 对采用多天线进行发送而言, 增量冗余方案尚属未知。这部分是因为在空时信 道中, 从不同天线发送的信号叠加, 这导致难以利用增量冗余来改善发送信号。 因此需要一 种方法来构造空时码, 以促进在空间分集通信环境中的增量冗余。 发明内容 0035 本发明涉及可以在无线通信环境中结合空间和时间分集提供增量冗余的空时编 码。
24、技术。 一般而言, 发射机通过符号块以高带宽效率向接收机发送分组, 如果接收机未正确 接收到数据分组, 则发射机发送附加符号来协助对未被正确接收的分组进行解码。虽然这 些附加符号降低了总的分组数据传输带宽效率, 但改善了接收。最好, 采用混和型 ARQ 反馈 机制, 以便接收机可以通知发射机这些分组是否被正确地接收到。 根据反馈信息, 发射机可 以确定是发送新的符号还是启用增量冗余。 通过将对应于这些冗余符号的接收码字与原分 组发送的那些码字组合, 向接收机提供附加分集、 编码增益或它们的组合, 并将其用于对发 送的数据进行正确的解码。 0036 在结合附图阅读如下针对优选实施例的详细说明之后。
25、, 本领域技术人员会清楚本 发明的范围并意识到它的其它方面。 附图说明 0037 本说明书附图配合本说明书用于说明本发明的几个方面。 0038 图 1 是根据本发明一个实施例的无线通信系统的框图表示。 0039 图 2 是根据本发明一个实施例的基站的框图表示。 0040 图 3 是根据本发明一个实施例的移动终端的框图表示。 0041 图 4 是根据本发明一个实施例的发射机结构的逻辑分解图。 0042 图 5 是根据本发明一个实施例的接收机结构的逻辑分解图 ; 0043 图 6 表示现有技术的重发技术。 0044 图 7 表示根据本发明第一实施例的重发技术。 0045 图 8 表示根据本发明第二。
26、实施例的重发技术。 说 明 书 CN 104022853 A 7 5/15 页 8 0046 图 9 表示根据本发明第三实施例的重发技术。 0047 图 10 表示根据本发明第四实施例的重发技术。 0048 图 11 表示根据本发明第五实施例的重发技术。 0049 图 12 表示根据本发明第六实施例的重发技术。 0050 图 13 表示根据本发明第七实施例的重发技术。 具体实施方式 0051 如下阐述的实施例给出了一些使本领域技术人员能够实施本发明的必要信息, 并 说明了实施本发明的优选方式。通过参考附图阅读如下说明, 本领域技术人员将理解本发 明的概念, 并认识到这里未具体提出的这些概念的一。
27、些应用。 应该明确的是, 这些概念和应 用归属于本发明公开和所附权利要求书的范围。 0052 本发明涉及空时编码技术, 它可以在无线通信环境中结合空间和时间分集来提供 增量冗余。 一般而言, 发射机通过符号块以高带宽效率向接收机发送分组, 只有在接收机未 正确接收到数据分组时, 发射机会发送附加符号来协助对未被正确接收的分组进行解码。 虽然这些附加符号降低了总的分组数据传输带宽效率, 但改善了接收。最好, 采用混和型 ARQ 反馈机制, 以便接收机可以通知发射机这些分组是否被正确地接收到。根据反馈信息, 发射机可以确定是发送新的符号还是启用增量冗余。 通过将对应于这些冗余符号的接收码 字与原分。
28、组发送的那些码字组合, 向接收机提供附加分集、 编码增益、 信号能量或它们的组 合, 并将其用于正确地解码发送数据。在深入研究在 STC 环境中实施混合型 ARQ 的细节之 前, 先提供本发明的移动终端和基站体系结构的高层概述。 0053 参考图 1, 其中显示的是一个基本的无线通信环境。一般而言, 基站控制器 (BSC)10控制多个小区12内的无线通信, 这些小区由对应的基站(BS)14来提供服务。 每个 基站 14 协助与移动终端 14 进行通信, 这些移动终端 16 在与对应基站 14 相关联的小区 12 内。对本发明而言, 基站 14 和移动终端 16 包括多个天线, 以提供用于通信的。
29、空间分集。 0054 参考图 2, 其中显示了根据本发明一个实施例配置的基站 14。基站 14 一般包括控 制系统 20、 基带处理器 22、 发送电路 24、 接收电路 26、 多个天线 28 和网络接口 30。接收电 路 26 通过天线 28 接收射频信号, 该射频信号承载来自移动终端 16 所配备的一个或多个远 程发射机的信息。最好, 由低噪声放大器和滤波器 ( 未显示 ) 协同来将该信号放大并从该 信号中去除宽带干扰以便进行处理。然后, 由下变频和数字化电路 ( 未显示 ) 对滤波后的 接收信号进行下变频, 使其变成中频或基频信号, 接着将其数字化成一个或多个数字流。 0055 基带处。
30、理器 22 处理数字化后的接收信号, 并提取该接收信号中承载的信息或数 据比特。 此处理过程通常包括解调、 解码和纠错等操作。 因此, 基带处理器22通常用一个或 多个数字信号处理器 (DSP) 实现。接收到的信息然后经网络接口 30 通过无线网络发送, 或 者发送给由基站14服务的另一个移动终端16。 网络接口30通常会与基站控制器10和电路 交换网交互, 该电路交换网构成无线网络的一部分, 其可以连接到公众交换电话网 (PSTN)。 0056 在发送侧, 基带处理器 22 在控制系统 20 的控制下从网络接口 30 接收数字化的 数据 ( 其可表示语音、 数据或控制信息 ), 并对该数据编。
31、码以便发送。编码后的数据输出到 发送电路 24, 在该处通过具有一个或多个期望发送频率的载波信号进行调制。功率放大器 ( 未显示 ) 将调制后的载波信号放大到适合发送的电平, 然后将该调制的载波信号通过匹 说 明 书 CN 104022853 A 8 6/15 页 9 配网络 ( 未显示 ) 传递给天线 28。多个天线 28 以及复设的发送和接收电路 24、 26 提供空 间分集。下面将对调制和处理过程的细节进行更详细的说明。 0057 参考图3, 其中显示了根据本发明一个实施例配置的移动终端16。 与基站14相似, 移动终端 16 包括控制系统 32、 基带处理器 34、 发送电路 36、 。
32、接收电路 38、 多个天线 40 和用 户接口电路 42。接收电路 38 通过天线 40 接收承载来自一个或多个基站 14 的信息的射频 信号。最好, 由低噪声放大器和滤波器 ( 未显示 ) 协同来将该信号放大并从该信号中去除 宽带干扰以便进行处理。然后, 由下变频和数字化电路 ( 未显示 ) 对滤波后的接收信号进 行下变频, 使其变为中频或基频信号, 接着经数字化处理而成为一个或多个数字流。 0058 基带处理器 34 对数字化后的接收信号进行处理, 并提取该接收信号中承载的信 息或数据比特。 此处理过程通常包括解调、 解码和纠错等操作, 下面将对此予以更详细的说 明。基带处理器 34 一般。
33、用一个或多个数字信号处理器 (DSP) 和专用集成电路 (ASIC) 来实 现。 0059 就发送而言, 基带处理器34从控制系统32接收数字化后的数据, 并将其编码以便 发送。编码数据输出到发送电路 36, 在该处由调制器用于对具有一个或多个期望发送频率 的载波信号进行调制。 功率放大器(未显示)将调制后的载波信号放大到适合发送的电平, 然后将该调制的载波信号通过匹配网络 ( 未显示 ) 传递给天线 40。多个天线 40 以及复设 的发送和接收电路 36、 38 提供空间分集。下面将对调制和处理过程的细节进行更详细的说 明。 0060 参考图4, 其中显示了根据本发明一个实施例配置的逻辑发送。
34、体系结构。 该发送体 系结构描述的是基站 14 的发送体系结构, 但本领域技术人员会认识到, 所述体系结构同样 适用于各种无线环境中的上行和下行通信。再者, 该发送体系结构用于表示不同的多址体 系结构, 包括但不限于码分多址 (CDMA)、 频分多址 (FDMA)、 时分多址 (TDMA) 和正交频分复 用码分多址 (OFDM)。 0061 初始时, 基站控制器 10 将目的地为移动终端 16 的数据 44 发送到基站 14, 以进行 调度。调度的数据 44 是一个比特流, 它采用数据扰码逻辑 46, 以降低与数据相关联的峰均 功率比的方式接受扰码处理。接着利用 CRC 添加逻辑 48 确定已。
35、加扰数据的循环冗余校验 (CRC) 码, 并将其附加到加扰数据中。然后, 利用信道编码逻辑 50 执行信道编码, 以有效地 为数据增加冗余, 以协助在移动终端 16 上进行恢复和纠错。在一个实施例中, 信道编码逻 辑 50 采用 Turbo 编码技术。编码数据随后由速率匹配逻辑 52 加以处理, 以补偿与编码相 关联的数据扩充。 0062 比特交织逻辑 54 对编码数据中的比特进行系统性的重排, 以将连续数据比特的 丢失率降至最低。映射逻辑 56 根据所选的基带调制方式, 将所得到的数据比特系统性地映 射到对应的符号中。最好, 采用正交幅度调制 (QAM) 或正交相移键控 (QPSK) 调制方。
36、式。可 以通过符号交织逻辑 58 对符号进行系统性的重排, 以进一步增强发送信号抗频率选择性 衰落所致周期性数据丢失的能力。 0063 至此, 已将比特集合映射成代表振幅和相位星座中的某些位置的符号。空时码 (STC) 编码逻辑 60 对符号块进行处理, 以便进行编码。对符号块编码的方式至少部分基于 混合型 ARQ(HARQ) 信号, 该信号是由移动终端 16 发送并由基站 14 的接收电路 26 恢复的。 该 HARQ 信号指示先前发送的数据是否被正确恢复。如果先前发送的数据尚未被正确恢复, 说 明 书 CN 104022853 A 9 7/15 页 10 则 STC 编码逻辑 60 将向移。
37、动终端 16 以相同或经过修改的格式重发全部或部分先前已发送 的数据, 以协助接收机恢复该发送数据。 基于HARQ信号的编码控制可以由与STC编码器60 相关联的 HARQ 控制逻辑 60A 来控制。 0064 STC 编码可以选择性地提供空时发送分集 (STTD) 或 V-BLAST 型编码。STTD 编码 方法将数据编码成多个格式, 且同时从对应的天线 28 以空间分集发送所述多个格式。如下 所述, 在常规传输过程中, 可以采用V-BLAST型编码, 以便将数据分离并在不同的天线28上 发送, 以取得最大的吞吐量。当需要重发时, 对先前发送的数据进行处理并予以重发, 以协 助接收机恢复该发。
38、送数据 ( 可能采用 STTD)。 0065 因此, STC 编码逻辑 60 将根据基于从移动终端 16 反馈的混合型 ARQ 信号选择 的 STC 编码模式处理输入符号, 并提供对应于基站 14 的发射天线 28 的数量的 n 个输 出。稍后下文中会提供有关用于本发明的 STC 编码的其它细节。此时, 假定这 n 个输出 的符号表示要发送并可以由移动终端 16 恢复的数据。进一步的细节可参见 A.F.Naguib、 N.Seshadri 和 A.R.Calderbank 所著的 “空时码的应用和高容量及和高数据率无线系统的 干扰抑制” (“Applications of space-time。
39、 codes and interference suppression for high capacity and high data rate wireless systems,“Thirty-Second Asilomar Conference on Signals,Systems&Computers,Volume2,pp.1803-1810,1998), 该文献通过引用全部结合于 本文中。 0066 为便于说明, 假定基站14具有两个天线28(n2)且STC编码逻辑60提供两个输 出符号流。相应地, STC 编码逻辑 60 输出的每个符号流发送到到对应的多址调制功能 62, 为便于理解将。
40、其分开显示。本领域技术人员会认识到, 可以采用一个或多个处理器来提供 这种模拟或数字信号处理, 这种处理可以是单独的, 也可以与其它处理相结合。例如, CDMA 函数中的多址调制功能 62 会提供必需的 PN 码乘法运算, 其中 OFDM 功能将采用离散傅立叶 反变换 (IDFT) 或类似处理来操作各个符号, 以执行傅立叶反变换。有关 OFDM 的其它详细 信息, 可参见共同转让的题为 “OFDM 的软切换 (SOFT HANDOFF FOR OFDM)” 、 于 2002 年 3 月 22 日提交的序号为 10/104399 的申请 ; 有关 CDMA 和其它多址技术的信息, 可参见 Beh。
41、zad Razavi于1998年发表的 “RF微电子(RF Microelectronics)” , 这些文献均通过引用结合于 本文中。 0067 每个所得到的信号通过对应的数字上变频 (DUC) 电路 64 和数模转换 (D/A) 转换 电路 66 在数字域进行上变频以变成中频, 然后转换为模拟信号。接着, 通过 RF 电路 68 和 天线 28 同时在期望的 RF 频率上调制所得到的模拟信号, 并将其放大并发送。注意, 目的地 移动终端 16 已知的导频信号先于发送数据之前发送。移动终端 16 可以利用这些导频信号 来执行信道估计和干扰抑制, 并且利用首部来识别基站 14, 下面将对此予以。
42、讨论。 0068 现在参考图 5, 其中说明移动终端 16 如何接收传来的信号。当传来的信号到达移 动终端 16 的每个天线 40 时, 由对应的 RF 电路 74 对各信号进行解调并加以放大。为简洁 和清晰起见, 只详细图示并描述了接收机中的多条接收路径之一。模数 (A/D) 和下变频电 路 (DCC)76 对模拟信号进行数字化和下变频, 以便进行数字处理。所得到的数字化信号可 由自动增益控制电路 (AGC)78 用于根据接收到的信号电平控制 RF 电路 74 中的放大器的增 益。 0069 数字化信号还馈送到同步电路 80 和多址解调功能 82, 多址解调功能 82 将恢复相 说 明 书 。
43、CN 104022853 A 10 8/15 页 11 应天线 40 在每条接收机路径上接收到的输入信号。同步电路 80 协助输入信号与多址解调 功能82的对齐或相干, 以便恢复输入信号, 然后将其提供给信令处理功能84和信道估计功 能86。 信号处理功能84处理基本的信令和首部信息, 以提供足够信息以生成信道质量测量 值, 其可能涉及将信道条件和 / 或每条接收路径的信噪比纳入考虑的链路的总信噪比。 0070 针对每条接收路径的信道估计功能 86 提供与信道条件对应的信道响应, 以供 STC 解码器88使用。 来自输入信号的符号以及每条接收路径的信道估计提供给STC解码器88。 该信道估计提。
44、供足够的信道响应信息, 以允许 STC 解码器 88 根据基站 14 所用的 STC 编码 方式将符号解码。 0071 STC 解码器 88 在每条接收路径上提供 STC 解码, 以基于从控制系统 32 或基带处 理器 34 获得的解码控制信号恢复发送的符号, 控制系统 32 或基带处理器 34 还生成发往基 站 14 的 HARQ 信号以指示输入数据是否被正确接收或是否需要重发。解码控制信号基于基 站 14 所用的预期编码方案来控制解码, 且最终由 HARQ 信号决定, 因为基站 14 根据重发丢 失符号的需要来提供编码方案。 0072 采用与基站 14 的符号交织器逻辑 58 对应的符号去。
45、交织器逻辑 90 将接收的符号 依次放回。 然后利用去映射逻辑92将去交织的符号解调或去映射为对应的比特流。 根据接 收机体系结构的具体配置, 可选地包括组合器逻辑 94( 如本领域中熟知的 Chase 组合器 ), 以便组合与并行接收信道相关联的能量, 以得出每个比特或比特集合作的软判决。 然后, 利 用与发射机结构的比特交织器逻辑 54 对应的比特去交织逻辑 96 将这些比特去交织。去交 织后的比特然后由速率去匹配逻辑98加以处理, 而后提供给信道解码器逻辑100以恢复初 始扰码的数据和 CRC 校验和。相应地, CRC 逻辑 102 去除 CRC 校验和, 以常规方法检查加扰 的数据, 。
46、并将其提供给解扰逻辑 104, 以利用已知的基站解扰码进行解扰, 从而恢复首次发 送的数据 106。 0073 注意, CRC 逻辑 102 适用于确定输入数据是否已被正确解码。可以向控制系统 32 或基带处理器 34 提供检错信号, 以指示是否检测到差错。响应该检错信号, 可以生成 HARQ 信号, 以通过发送电路36发送到基站14。 本领域技术人员会认识到许多技术可用于监视输 入比特、 符号、 数据分组或其组合中是否存在差错并生成 HARQ 信号的技术。 0074 可以基于已恢复数据来确定信道质量指示器 (CQI)。可以沿数据恢复路径 ( 功能 块 90 至 106) 的任何位置设置附加的。
47、或备用的 CQI 功能 108, 用以监视信噪比、 误码率等, 以便生成有关个别或整体信道质量的信息。有关确定 CQI 值的示范方法的其它信息, 可参 见共同转让的题为 “自适应调制和编码的信道质量测量方法和转置(METHOD AND APPARATUS FOR CHANNEL QUALITY MEASUREMENT FOR ADAPTIVE MODULATION AND CODING” )、 于 2001 年 10 月 17 日提交的、 序列号为 60/329511 的申请。 0075 在提供本发明的不同实施例的说明性示例之前, 先提供现有技术的示范重发方 案, 以帮助理解本发明的细微差别。。
48、参考图 6, 将要发送的数据比特提供给 QPSK/QAM 映射 逻辑 56 并由其转换成符号, 这些符号接着由符号交织逻辑 58 进行交织。假定有两个发射 天线 28, 以及交织的符号 s1、 s2、 s3、 s4、 s5、 s6等表示要通过这两个天线 28 向接收机发送的 交织信号。再者, 还假设一种备用的分配机制 ( 未显示 ) 对符号进行分配, 以便沿导向天线 28 的发送通路发送。因此, 在第一发送周期, 符号 s1与符号 s2同时分别从第一发射天线 28 和第二天线 28 发送。依此类推, 在第二发送周期, 符号 s3与符号 s4同时分别从第一发射天 说 明 书 CN 1040228。
49、53 A 11 9/15 页 12 线 28 和第二天线 28 发送。 0076 为了进行说明, 按符号讨论重发 ; 但是, 本领域技术人员会认识到, 重发可能要求 重发对应于所有或部分已发送的数据分组的符号集合。在此现有技术描述中, 假定接收机 包括提供 BLAST 解码功能的 STC 解码器 88, 用于在每次发送周期对发送的符号进行解码。 因此, BLAST 解码器 88 会接收从每个发射天线 28 发送的两个符号的解调表示, 并尝试对这 些符号进行解码, 并且将判决结果提供给符号去交织逻辑 90, 符号去交织逻辑 90 将对已解 码的符号去交织, 然后将其发送到去映射逻辑 92。假定接收机确定无法将第一发送周期发 送的符号 s1和 s2解码, 就会通知发射机解码失败。 0077 发射机将简单地通过经同一天线 28 以冗余方式重发符号 s1和 s2来作出响应。因 此, 符号 s1通过第一发射天线 28 重发, 而符号 s2同时通过第二天线 28。