CN1259783C - 无线通信***中的子分组适配方法 - Google Patents

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Abstract

公开一种基于数据速率的子分组适配方法。具体地说，子分组的长度适配于发射该子分组的数据速率。在一个实施例中，子分组的长度适配于这样格式的数据速率，它允许这种长度适配的子分组软组合相同长度或不同长度的其他的子分组。可以在其他的子分组之前或之后发射长度适配的子分组。

Description

无线通信***中的子分组适配方法
交叉参考相关申请
相关主题公开在以下同时申请的申请中：美国专利申请题目为“Rate Adaptation In A Wireless Communication System”，系列号No.09/725438。
技术领域
本发明一般涉及无线通信***，具体涉及通过无线通信***的数据传输。
背景技术
在熟知的第三代CDMA只数据演变基无线通信***中，以下称之为3G-1 x EVDO，利用单独的频率载波提供话音和数据服务。就是说，话音和数据信号是通过不同频率载波的单独正向链路发射的。数据是以固定的数据发射功率但可变的数据速率通过时间复用频率载波发射的。具体地说，利用接收机中基站发射的导频信号测得的SIR确定该接收机可以支持的数据速率。通常，确定的数据速率对应于最大的数据速率，在此速率下接收机可以获得的最低服务质量水平。较高的测量SIR变换成较高的数据速率，其中高数据速率比低数据速率有较高级次的调制和较弱的编码。例如，若在两个不同接收机中测得接收机SIR是12dB和-2dB，则每个接收机中的数据速率分别是2.4Mb/s和38.4Mb/s。
为了提高***的吞吐量，3G-1 x EVDO允许接收机有最良好的信道状态，即，最高的测量SIR，从而有最高的相关数据速率，可以在有相对差信道状态的接收机之前发射。3G-1 x EVDO利用快速速率适配机构，使接收机在每个时隙测量SIR，利用测得的SIR计算数据速率，和把计算结果报告给基站。基站利用来自多个接收机的计算数据速率，调度特定的接收机何时发生数据传输。
当特定接收机给基站报告最高的计算数据速率时，就发生从该基站到那个接收机的数据传输。在数据传输中利用以下的协议。基站以计算的数据速率在时隙n发射数据给接收机。接收机接收到该数据传输，并用ACK/NACK消息给予响应，ACK/NACK消息指出数据传输是否被接收机成功地接收到，即，没有差错地被接收到。具体地说，若数据传输被成功地接收到，则接收机用确认消息ACK给予响应。否则，接收机用否认消息NACK给予响应。基站在时隙n+i接收ACK/NACK消息，其中j是某个已知的时间偏置。因此，基站可以确定ACK/NACK消息是从某个接收机中发射的，在接收到ACK/NACK消息之前j个时隙发射数据到该接收机。
若接收到ACK消息，则基站知道数据传输到相关的接收机是成功的。若接收到NACK消息，则基站知道数据传输到相关的接收机是不成功的。响应于NACK消息，基站以相同的数据速率重发早先发射的相同数据。请注意，术语“重发相同数据”应当理解为描述数据的重新传输，该数据可以与它比较的数据相同或不相同，即，与以前传输时发射的数据相同或不相同，只要重新传输的数据可以与它比较的数据进行软组合。接收机在时隙n+j+k接收到重新传输的数据，其中k是某个已知的时间偏置。
这种现有技术协议在初始传输和重新传输中使用相同的子分组长度是不利的，因为它没有考虑数据速率的大小。具体地说，在低数据速率下，不适宜发射大的子分组，因为它妨碍调度操作的灵活性以及需要更多的时隙。与此对比，在高数据速率下，不适宜发射小的子分组，因为它没有充分地利用信道资源。
发明内容
本发明是一种基于数据速率的子分组适配方法。在本发明中，子分组的长度适配于发射该子分组的数据速率。本发明把子分组长度适配于这样格式的数据速率，它允许这种长度适配的子分组可以软组合相同长度或不同长度的其他子分组。可以在其他子分组之前或之后发射长度适配的子分组。在一个实施例中，本发明包括以下步骤：信道编码一个编码器分组以产生信道编码的编码器分组；以及收缩(puncturing)和/或重复该信道编码的编码器分组以产生有这样长度的编码器子分组，编码器子分组的长度是基于编码器分组的长度和发射该编码器子分组的数据传输速率。
本发明一方面涉及一种发射数据的方法，包括以下的步骤：信道编码一个编码器分组以产生信道编码后的编码器分组；和收缩和/或重复信道编码后的编码器分组以产生有第一长度的第一编码器子分组，第一长度是基于编码器分组的长度和发射第一编码器子分组的第一数据传输速率，其中所述第一数据传输速率不同于、并且基于用于传输所述第一编码器子分组的一个数据速率，所述用于传输所述第一编码器子分组的一个数据速率在来自接收机的一个第一速率指示消息中指出；以及以所述第一数据传输速率传输所述第一编码器子分组。
本发明一方面涉及一种接收数据传输的方法，包括以下的步骤：接收机接收指出第一数据传输速率的消息；接收第一编码器子分组，其带有第一编码器子分组长度标识符和第一编码器子分组格式标识符中的至少一个，所述第一编码器子分组长度标识符指示第一编码器子分组的长度，所述第一编码器子分组格式标识符指示第一编码器子分组的格式，以及使用所述第一数据传输速率和所述第一编码器子分组长度标识符和第一编码器子分组格式标识符中的至少一个来解码所述第一编码器子分组，其中所述第一数据传输速率不同于、并且基于来自接收机的一个第一速率指示消息中指示的一个用于传输所述第一编码器子分组的数据速率。
附图说明
参照以下的描述，权利要求书和附图，可以更好地理解本发明的特征，方面和优点，其中：
图1是按照本发明一个实施例的流程图，说明数据速率适配方法；
图2是按照本发明一个实施例的流程图，说明改变子分组长度，调制方式和发射子分组的时隙数目的方法；和
图3是按照本发明一个实施例的子分组形成方案的例子30。
具体实施方式
本发明是一种基于信道状态的数据速率适配方法。图1是按照本发明一个实施例的流程图100，说明数据速率适配方法。在步骤110，基站或发射设备从要实施数据传输的多个接收机中接收速率指示消息，其中速率指示消息可以是接收机中的信道状态测量结果或基于接收机中信道状态测量结果计算的数据速率。在步骤115，基站选取发射数据的接收机，其中选取的接收机最好是与最高数据速率相关的接收机。在步骤120，基站以相关速率指示消息中指出的数据速率发射数据子分组到选取的接收机。
在另一个实施例中，步骤120中发射的子分组可以是以高于速率指示消息中指出的数据速率发射的。这样做的原因是，为了减少步骤120中发射子分组的时隙数目。虽然由于增大数据速率而可能使传输质量下降，然而混合式ARQ可用于软组合步骤140中发射的子分组和步骤120中发射的子分组。在某些条件下，例如，较低的数据速率，在利用混合式ARQ(软组合)时，通过“积极”地利用信道，即，以高于接收机中指出的数据速率发射，可以提高信道的吞吐率。
在实际传输编码器子分组之前的任何时间，可以在基站与接收机之间协商发射编码器子分组的数据速率。例如，接收机发射速率指示消息到基站，指出数据速率为19.2Kb/s。基站希望有更快的数据传输，想利用76.8Kb/s的数据速率发射编码器子分组到接收机。因此，基站发射新的速率消息给接收机，指出该基站将以新的数据速率发射编码器子分组到接收机，其中指出的新数据速率与数据速率消息中指出的数据速率可以是相同或不相同的。在接收到新的速率消息之后，接收机就知道使用该数据速率解码编码器子分组。
在本发明的一个实施例中，新的数据速率是基于数据速率消息和编码器分组的长度。对于较大长度的编码器分组，需要设置的新数据速率为数据速率消息中指出数据速率的高倍数，例如，该数据速率的4倍，为的是减少传输中使用的时隙数目和增加调度灵活性。与此对比，对于较小长度的编码器分组，需要设置的新数据速率为数据速率消息中指出数据速率的低倍数，例如，该数据速率的1倍，为的是更有效地利用信道。
表I是一个查阅表的例子，它可用在基于接收机指出的数据速率和编码器分组的长度选取新的数据速率。例如，我们假设数据速率消息中指出的数据速率为38.4Kb/s和编码器分组是1,536比特。于是，新速率消息指出的新数据速率为153.6Kb/s。
表I
  数据速率消息中指出的数据速率Kb/s   7,680比特编码器分组的数据速率Kb/s   3,072比特编码器分组的数据速率Kb/s   1,536比特编码器分组的数据速率Kb/s   768比特编码器分组的数据速率Kb/s
  9.6   38.4   38.4   38.4   38.4
  19.2   76.8   76.8   76.8   76.8
  38.4   153.6   153.6   153.6   153.6
  76.8   307.2   307.2   307.2   307.2
  153.6   614.4   614.4   614.4   614.4
  307.6   877.7   819.2   614.4   614.4
  614.4   1228.8   1228.8   1228.8   614.4
  819.2   1536.0   1228.8   1228.8   614.4
  1228.8   2048.0   2457.6   1228.8   614.4
  1536.0   3072.0   2457.6   1228.8   614.4
  2048.0   3072.0   2457.6   1228.8   614.4
  2457.6   3072.0   2457.6   1228.8   614.4
在步骤125，基站从选取的接收机接收到ACK/NACK消息。若该消息是ACK，则在步骤130流程图100回到步骤110。若该消息是NACK，则在步骤135基站从选取的接收机接收另一种速率指示消息。此外，若NACK是由接收机发射的，则该接收机在存储器中存储步骤120中发射的接收数据，因此，它在以后可以软组合重新传输的相同数据。
在步骤140，基站利用步骤135接收的第二速率指示消息中指出的数据处理速率重发数据子分组到选取的基站。在步骤120中，可以利用高于第二速率指示消息中指出的数据速率发射子分组。
在一个实施例中，步骤120和140中发射的数据子分组有相同的长度，若步骤120和140中的数据速率是不同的，则发射子分组的时隙数目或调制方式可以不同。在另一个实施例中，若混合式ARQ可用于软组合步骤120和140中发射的子分组，则这种子分组有是不同的长度。
在另一个实施例中，不管选取接收机发射的ACK/NACK消息是ACK消息或NACK消息，流程图100从步骤125回到步骤110。在这个实施例中，在选取的接收机不是与最高数据速率相关接收机的情况下，重新传输到原先选取的接收机。
在一个优选实施例中，步骤120和140中发射子分组的方式在不同的数据速率下可以是混合式ARQ。通过改变子分组的长度，调制方式和发射子分组的时隙数目，可以实现这个实施例。图2是按照本发明一个实施例的流程图200，说明改变子分组长度，调制方式和发射子分组的时隙数目的方法。在步骤210，建立与新接收机的连接或通过其他的广播装置，基站给接收机指出该基站将使用的数据传输速率，该速率对应于来自该接收机的速率指示消息和每个编码器分组的长度(如表I所示)。或者，基站发射新的速率消息到选取的接收机，指出该基站打算发射数据到选取接收机所用的新数据速率。在另一个实施例中，新的数据速率消息可以与编码器分组长度指示一起包括在标题信息中。在步骤215，把编码器分组处理成有特定长度的编码器子分组，其中编码器分组是打算提供给接收机的信息码组，而编码器子分组代表发射到该接收机的编码器分组。具体地说，编码器分组是信道编码的，随后被收缩和/或重复以得到子分组。子分组的长度取决于发射该子分组的数据速率和编码器分组的长度。
图3是按照本发明这个实施例的子分组形成方案的例子30。包含3,072比特的编码器分组是在1/5速率下快速编码成15,360比特。请注意，在这个例子中，利用相同的信道编码器信道编码该编码器分组，它与子分组的长度无关。然后，信道编码的编码器分组，即，15,360比特，经受不同的收缩和域重复操作以得到4个不同长度的编码器子分组，其中可以从每个编码器子分组导出原始编码器分组。具体地说，信道编码的编码器分组被收缩和/或重复以产生两个13,824比特编码器子分组，一个24,576比特编码器子分组，两个12,288比特编码器子分组和/或三个6,144比特编码器子分组。这两个13,824比特编码器子分组可以是相同或不相同的。同样，两个12,288比特编码器子分组和三个6,144比特编码器子分组也可以是相同或不相同的。在它们之间可以软组合每个编码器子分组。
请注意，每个编码器子分组是与不同的数据速率相关。就是说，两个13,824比特编码器子分组是与819.2Kb/s的数据速率相关；24,576比特编码器子分组是与38.4Kb/s，76.8Kb/s，153.6Kb/s和307.2Kb/s的数据速率相关；两个12,288比特编码器子分组是与614.4Kb/s和1288.8Kb/s的数据速率相关；以及三个6,144比特编码器子分组是与2457.6Kb/s的数据速率相关。因此，若发射子分组的数据速率是153.6Kb/s，则该子分组的长度是24,576比特。请注意，对于给定的数据速率和编码器分组长度，只存在一种子分组格式。虽然图3描述同时产生的所有8个不同的子分组，但是，不必在同时产生所有8个编码器子分组。
在步骤220，编码器分组长度标识符添加到编码器子分组，其中编码器分组长度标识符指出导出编码器子分组的分组长度。基于编码器分组长度标识符和传输数据速率，接收机可以确定子分组的格式，因此，利用从相同编码器分组导出的编码器子分组的重新传输或先前传输，接收机可以正确地软组合和联合地解码相关的编码器子分组(虽然前者子分组可以是不同的格式)。回想起对于给定的数据速率和编码器分组长度只存在一种子分组格式。基于以上讨论的许多实施例中一个实施例，接收机知道该数据速率。基于在连接建立时给接收机指出的变换或广播信道，根据来自接收机的速率指示消息变换传输数据速率。否则，传输数据速率是在消息或数据标题信息中发射给接收机。
在另一个实施例中，给定数据速率或编码器分组长度是否存在一种子分组格式，编码器子分组格式标识符可以代替编码器子分组长度标识符添加到编码器子分组中，或编码器子分组格式标识符可以与编码器子分组长度标识符进行组合。编码器子分组格式标识符指出相关编码器子分组的格式，因此，接收机知道如何根据编码器子分组导出或解码编码器分组。
在步骤225，编码器子分组被调制并通过一个或多个时隙发射到接收机。用于调制编码器子分组的调制方式类型取决于新的数据速率。表II描述一个查阅表的例子，它可以基于新的数据速率选取调制方式。从该表中可以看出，获得较高的数据速率需要较高的调制方式(每个符号有较多的比特)。例如，若新的数据速率是307.2Kb/s，则用于发射编码器子分组的调制方式是QPSK。
表II
  新的数据速率   调制方式
  9.6   QPSK
  19.2   QPSK
  38.4   QPSK
  76.8   QPSK
  153.6   QPSK
  307.2   QPSK
  614.4   QPSK
  819.2   8-PSK
  1228.8   QPSK/16-QAM
  1536.0   16-QAM
  2048.0   16-QAM
  2457.6   16-QAM
  3072.2   16-QAM
编码器子分组传输中使用的时隙数目取决于新的数据速率和编码器分组(或编码器子分组)的长度。表III描述一个查阅表的例子，它可用于确定用新的数据速率发射特定长度编码器分组所需的时隙数目。
表III
    7,680比特编码器分组    3,072比特编码器分组     1,536比特编码器分组    768比特编码器分组
  数据速率   时隙   数据速率   时隙   数据速率   时隙   数据速率   时隙
  38.4   160   38.4   64   38.4   32   38.4   16
76.8 80 76.8 32 76.8 16 76.8 8
  153.6   40   153.6   16   153.6   8   153.6   4
307.2 20 307.2 8 307.2 4 307.2 2
  614.4   10   614.4   4   614.4   2   614.4   1
  877.7   7   819.2   3   614.4   2   614.4   1
  1228.8   5   1228.8   2   1228.8   1   614.4   1
  1536.0   4   1228.8   2   1228.8   1   614.4   1
  2048.0   3   2457.6   1   1228.8   1   614.4   1
  3072.0   2   2457.6   1   1228.8   1   614.4   1
  3072.0   2   2457.6   1   1228.8   1   614.4   1
  3072.0   2   2457.6   1   1228.8   1   614.4   1
虽然本发明的详细描述是参照某些实施例，但也可以有其他的方案。例如，本发明也可应用于长度不是3,072比特的编码器分组；编码器子分组的长度可以不同；特定编码器子分组的数据速率可以不同；等等。所以，本发明的精神和范围应当不限制于此处描述的这几个实施例。

Claims (23)

1.一种发射数据的方法，包括以下的步骤：
信道编码一个编码器分组以产生信道编码后的编码器分组；和
收缩和/或重复信道编码后的编码器分组以产生有第一长度的第一编码器子分组，第一长度是基于编码器分组的长度和发射第一编码器子分组的第一数据传输速率，其中所述第一数据传输速率不同于、并且基于用于传输所述第一编码器子分组的一个数据速率，所述用于传输所述第一编码器子分组的一个数据速率在来自接收机的一个第一速率指示消息中指出；以及
以所述第一数据传输速率传输所述第一编码器子分组。
2.按照权利要求1的方法，其中第一数据传输速率是基于接收机中测得的第一信道状态，第一编码器子分组要发射到该接收机中。
3.按照权利要求1的方法，其中第一编码器子分组有这样的格式，它允许第一编码器子分组软组合第二编码器子分组，第二编码器子分组是从与第一编码器子分组相同的编码器分组中导出的。
4.按照权利要求3的方法，其中第一编码器子分组与第二编码器子分组有相同的长度。
5.按照权利要求3的方法，其中第一编码器子分组与第二编码器子分组有不同的长度。
6.按照权利要求1的方法，还包括以下附加的步骤：
添加一个编码器分组的长度标识符到第一编码器子分组，该长度标识符指出导出第一编码器子分组的编码器分组长度。
7.按照权利要求6的方法，还包括以下附加的步骤：
以第一数据传输速率发射带有所述编码器分组长度标识符的第一编码器子分组。
8.按照权利要求7的方法，其中利用基于第一数据传输速率的调制方式，调制带有所述编码器分组长度标识符的第一编码器子分组。
9.按照权利要求7的方法，还包括以下附加的步骤：
在发射第一编码器子分组的步骤之前，发射指出第一数据传输速率的速率指示消息到接收机，其中第一编码器子分组要发射到该接收机中。
10.按照权利要求1的方法，还包括以下附加的步骤：
添加第一编码器子分组的格式标识符到第一编码器子分组，该格式标识符指出第一编码器子分组的第一格式。
11.按照权利要求10的方法，还包括以下附加的步骤：
以第一数据传输速率发射带有第一编码器子分组格式标识符的第一编码器子分组。
12.按照权利要求11的方法，其中利用基于第一数据传输速率的调制方式，调制带有第一编码器子分组格式标识符的第一编码器子分组。
13.按照权利要求11的方法，还包括以下附加的步骤：
在发射第一编码器子分组的步骤之前，发射指出第一数据传输速率的第一速率指示消息到接收机，其中第一编码器子分组要发射到该接收机中。
14.按照权利要求1的方法，还包括以下附加的步骤：
在收缩和/或重复信道编码的编码器分组的步骤之前，从一个接收机接收指出数据速率的第一速率指示消息，该数据速率是基于该接收机中测得的第一信道状态，其中编码器分组要发射到该接收机中。
15.按照权利要求14的方法，还包括以下附加的步骤：
利用第一速率指示消息中指出的数据速率确定第一数据传输速率。
16.按照权利要求15的方法，还包括以下附加的步骤：
发射指出第一数据传输速率的新速率消息到该接收机中。
17.按照权利要求1的方法，还包括以下附加的步骤：
接收NACK消息，NACK消息指出第一编码器子分组的传输没有被接收机成功地接收到，其中第一编码器子分组要发射到该接收机中；和
收缩和/或重复信道编码后的编码器分组以产生有第二长度的第二编码器子分组，第二长度是基于编码器分组的长度和发射第二编码器子分组的第二数据传输速率。
18.一种接收数据传输的方法，包括以下的步骤：
接收机接收指出第一数据传输速率的消息；
接收第一编码器子分组，其带有第一编码器子分组长度标识符和第一编码器子分组格式标识符中的至少一个，所述第一编码器子分组长度标识符指示第一编码器子分组的长度，所述第一编码器子分组格式标识符指示第一编码器子分组的格式，以及
使用所述第一数据传输速率和所述第一编码器子分组长度标识符和第一编码器子分组格式标识符中的至少一个来解码所述第一编码器子分组，其中所述第一数据传输速率不同于、并且基于来自接收机的一个第一速率指示消息中指示的一个用于传输所述第一编码器子分组的数据速率。
19.按照权利要求18的方法，还包括以下的步骤：
若不能成功地解码第一编码器子分组，则发射否认消息和速率指示消息，其中速率指示消息指出接收机中当前的信道状态。
20.按照权利要求19的方法，还包括以下的步骤：
接收指出第二数据传输速率的消息；
接收带有第二编码器子分组长度标识符的第二编码器子分组，该长度标识符指出第二编码器子分组的长度；和
利用第二数据传输速率、第二编码器子分组长度标识符和第一编码器子分组来解码第二编码器子分组。
21.根据权利要求18的方法，其中：
利用第一编码器子分组的格式标识符和第一数据传输速率来解码第一编码器子分组。
22.按照权利要求21的方法，还包括以下的步骤：
若不能成功地解码第一编码器子分组，则发射否认消息和速率指示消息，其中速率指示消息指出接收机中当前的信道状态。
23.按照权利要求22的方法，还包括以下的步骤：
接收指出第二数据传输速率的消息；
接收带有第二编码器子分组格式标识符的第二编码器子分组，该格式标识符指出第二编码器子分组的格式；和
利用第二数据传输速率、第二编码器子分组的格式标识符和第一编码器子分组来解码第二编码器子分组。
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