TWI422201B - 映射實體混合自動重複請求指示器通道的方法 - Google Patents

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Description

映射實體混合自動重複請求指示器通道的方法
本發明係關於一種在細胞式正交頻分多工(OFDM,Orthogonal frequency division multiplexing)無線封包通訊系統中的下行鏈路上傳送的一信號之頻率與正交頻分多工(OFDM)符碼範圍之映射方法。
當在一行動通訊系統中傳送/接收一封包時，一接收器必須通知一傳送器是否已經成功接收該封包。如果成功收到該封包，該接收器傳送一知會(ACK,Acknowledgement)信號來使得該傳送器傳送一新封包。如果未成功收到該封包，該接收器傳送一負面知會(NACK,negative acknowledgement)信號來使得該傳送器重新傳送該封包。這種程序稱之為自動重複請求(ARQ,Automatic repeat request)。同時，已經開發出混合式ARQ(HARQ,Hybrid ARQ)，其為ARQ操作與一通道編碼架構的組合。HARQ藉由組合一重新傳送的封包與先前接收的封包來降低一錯誤率，並改善整體系統效率。為了增加該系統之通量(throughput)，相較於習用的ARQ操作，HARQ需要來自該接收器之快速ACK/NACK回應。因此，在HARQ中，ACK/NACK回應由一實體通道發訊方法所傳送。HARQ架構可被廣義地分類成追蹤組合(CC,Chase combining)及遞增冗餘(IR,Incremental redundancy)。該CC方法用於使用與當傳送一先前封包時所使用的相同調變方法與相同編碼速率，來重新傳送一 封包。該IR方法用於使用與當傳送一先前封包時所使用者不同之調變方法與不同之編碼速率，來重新傳送一封包。在此例中，該接收器可以透過編碼多樣化(diversity)來增加系統效能。
在一多重載波細胞式行動通訊系統中，屬於一個或複數個細胞的行動台，可以傳送一上行鏈路資料封包到一基地台。也就是說，因為在一次訊框(sub-frame)內複數個行動台可以傳送一上行鏈路資料封包，該基地台必須能夠在一次訊框內，傳送ACK/NACK信號到複數個行動台。如果該基地台多工處理在一次訊框內，並於該多重載波系統之一下行鏈路傳輸頻帶的一局部時間-頻率區域(partial time-frequency region)中，且使用CDMA架構而被傳送到該等行動台之複數個ACK/NACK信號，關於其它行動台之ACK/NACK信號則透過一時間-頻率區域相乘的一正交碼或一準正交碼(quasi-othogonal code)所區別。如果執行正交相位偏移鍵(QPSK,Quadrature phase shift keying)傳輸，該ACK/NACK信號可由不同的正交相位成分來區別。
當使用CDMA多工處理架構傳送該ACK/NACK信號時係為了在一次訊框內傳送複數個ACK/NACK信號，一下行鏈路無線通道響應特性必須不能在傳送該等ACK/NACK信號之時間-頻率區域中有大幅地改變。此係因為如果正交性可在該等多工處理的不同ACK/NACK信號之間被維持，一接收器可以取得令人滿意的接收效能，而不需要應用一特殊接收演算法，例如通道均等化(equalization)。因此，該等ACK/NACK信號之CDMA多工處理必須在該時間-頻率區域內執行，在該區域內一 無線通道響應並未有明顯地改變。但是，如果一特定行動台之無線通道品質在傳送該等ACK/NACK信號之時間-頻率區域中為不良，該行動台之ACK/NACK接收效能亦大幅降低。
因此，在一次訊框內被傳送到任何行動台之該等ACK/NACK信號可在複數個時間-頻率軸上之個別的時間-頻率區域內重複地傳送，且該等ACK/NACK信號可在每個時間-頻率區域中，利用藉由CDMA技術傳送到其它行動台之ACK/NACK信號來多工處理。因此，該接收器在當接收該等ACK/NACK信號時，可以得到一時間-頻率多樣化增益。
然而，在一習用的實體混合ARQ指示器通道(PHICH,Physical hybrid ARQ indicator channel)映射方法中，其存在的缺點為於相鄰細胞之間的PHICH群組具有很難避免的碰撞，如第1圖所示。
【揭示內容】
本發明之目的在於解決既有的問題而提供一種映射PHICH的方法，藉由考慮到隨著OFDM符碼而變化的可使用資源元件，使得PHICH之重複不會產生相鄰細胞ID之間的干擾。
本發明之目的可藉由提供一種映射PHICH方法來達成，該方法包括決定一OFDM符碼之索引，其中傳送一PHICH群組；根據在該決定的OFDM符碼中可使用資源元件群組之數目與在一第一或第二OFDM符碼中可使用 資源元件群組之數目的比例，決定傳送該PHICH群組之一重複樣式的一資源元件群組之索引；且根據該決定的索引，映射該PHICH群組。
該PHICH可在複數個PHICH群組之單位中傳送，且在所傳送第i個重複樣式之所在OFDM符碼的索引可由下式定義：
其中m'代表一PHICH群組的索引。
該資源元件群組的索引可根據將該比例乘以一細胞ID所得到的一數值所決定。
該資源元件群組之索引可由下式決定：
其中代表一細胞ID，i代表一重複樣式之索引，/n'0代表在一OFDM符碼l' i 中可使用資源元件群組的數目與在一第一OFDM符碼中可使用資源元件群組之數目之間的比例，且m'代表一PHICH群組之索引。
根據本發明另一種觀點，其提供一種映射PHICH之方法，該方法包括根據在傳送該PHICH之符碼中可使用資源元件群組之數目與在一第二OFDM符碼中可使用資源元件群組之數目的比例，決定傳送該PHICH之重複樣式的一資源元件群組之索引，且根據該決定的索引，映 射該PHICH到該符碼。
該PHICH可在複數個PHICH群組之單元中傳送，其中每者包含四個資源元件。
該PHICH可在複數個PHICH群組之單元中傳送，其中每者包含兩個資源元件。
該資源元件群組之索引可由下式決定：
其中代表一細胞ID，i代表一重複樣式之索引，/n'1代表在一OFDM符碼l' i 中可使用資源元件群組的數目與在一第二OFDM符碼中可使用資源元件群組之數目之間的比例，且m'代表一PHICH群組之索引。
根據本發明之示例性具體實施例，效率性映射係藉由考慮在PHICH傳輸時根據OFDM符碼改變之可使用的資源元件來執行，所以PHICH重複不會產生相鄰細胞ID之間的干擾，並可改善效能。
現在將對本發明之示例性具體實施例進行詳細參照，其範例皆例示於附屬圖式中。以下參照該等附屬圖式進行的詳細說明係要解釋本發明之示例性具體實施例，而非顯示可根據本發明實施的僅有具體實施例。
當經由一OFDM無線封包通訊系統之下行鏈路傳送資料時，傳送ACK/NACK信號之通道可稱之為一實體混 合ARQ指示器通道(PHICH)。
在第三代合夥計劃(3GPP,3rd generation partnership project)長期演進技術(LTE,Long term evolution)系統中，該PHICH重複地傳送三次，藉以得到多樣化增益(diversity gain)。該PHICH被傳送需透過多少OFDM符碼係根據經由一主要廣播通道(PBCH,Primary broadcast channel)傳送的資訊，以及一次訊框是否用於群播單一頻率網路(MBSFN,Multicast broadcast over single frequency network)上所決定。如果該PHICH透過一OFDM符碼傳送，重複三次的PHICH必須均等地分散在一OFDM符碼之頻率頻寬中。如果該PHICH透過三個OFDM符碼傳送，每次重複係映射到一相對應OFDM符碼。
第2圖及第3圖所示為該PHICH所映射到的資源元件群組(REGs,Resource element groups)。
每個REG包含四個資源元件。因為一第一OFDM符碼包括參考信號RS0及RS1，除了該參考信號位置之外的位置皆可獲用於該等資源元件。在第3圖中，甚至一第二OFDM符碼包括參考信號RS2及RS3。
第4圖及第5圖所示為當一展開因子(SF,Spreading factor)為4時，映射一PHICH的範例。當一SF為4時，一PHICH群組的一重複被映射到一REG。
在第4圖及第5圖中，應用傳送多樣化之預先編碼。A11、A21、A31，及A41代表構成一特定PHICH之一REG的資源元件。C1、C2、C3，及C4代表PHICH或一實體下行鏈路控制通道(PDCCH,Physical downlink control channel)之一REG的資源元件。第4圖及第5圖所示為 不考慮參考信號時，分別對應於天線數目為1及2之案例。
第6圖及第7圖所示為當SF為2時，映射一PHICH之範例。當SF為2時，兩個PHICH群組的一重複被映射到一REG。
傳送多樣化之預先編碼被應用到第6圖及第7圖。第6圖及第7圖所示為當不考慮參考信號時，天線數目分別為1及2的案例。
在如第2圖及第3圖所示的實際實施例中，其必須考慮在包括參考信號之一OFDM符碼中可使用的REG數目並不等於未包括參考信號之一OFDM符碼中可使用的REG數目。
同時，如果映射該PHICH之序列標示為(0),...,(M symb -1)，則(n)滿足，其代表在一PHICH群組中所有PHICH之總和。代表在一特定PHICH群組中第i個PHICH。在此例中，z (p)(i)=〈y (p)(4i),y (p)(4i+1),y (p)(4i+2),y (p)(4i+3)〉(其中i=0,1,2)代表一天線埠p的一四個一組(quadruplet)的符碼。
一PHICH群組之索引具有m'=0做為一初始值。在m'處的一四個一組的符碼z (p)(i)被映射到(k',l') i 的REG(其中l i '為一OFDM符碼的索引，其中傳送一PHICH群組之第i個重複，且k i '為一頻率領域的索引)。
當一PHICH藉由兩個OFDM符碼傳送，該PHICH根據一傳送的PHICH群組在一第一OFDM符碼上重複兩次，且在一第二OFDM符碼上重複一次。相反地，該PHICH在該第一OFDM符碼上重複一次，而在該第二OFDM符碼上重複兩次。此可表示成第1式。
在第1式中，l i '代表一OFDM符碼的索引，其中傳送一PHICH群組的第i個重複；m'代表一PHICH群組的索引；而i代表一PHICH之重複數目。當該PHICH重複三次時，i數值為0、1及2。
第8圖到第10圖所示為第1式。
第8圖及第9圖所示分別為l i '=0和的案例。第10圖所示為當l i '=1及一PHICH群組在一PHICH持續時間為3(PHICH duration=3)時重複的案例。
一PHICH為傳送用以代表資料是否已經被接收的ACK/NACK信號之重要通道，其必須儘可能穩定地傳送。再者，因為ACK/NACK信號必須傳送給即使在一細胞邊緣處的使用者，相較於其它通道其使用大量功率。如果在個別細胞中傳送該等PHICH之位置皆相同，PHICH傳輸效能則由於在相鄰細胞之間傳送該PHICH造成的干擾而劣化。因此，如果在個別細胞中該PHICH之傳輸位置不同，即可降低在相鄰細胞之間傳送PHICH所造成的干擾。因此，其可以改善PHICH傳輸效能。意即，如果該PHICH之映射位置根據細胞ID所決定，即可解決該等上述問題。該PHICH被重複傳送三次來達到多樣化增益。為了增加該多樣化增益，每次重複必須均勻地分散在整個頻率頻寬之上。
為了滿足以上的條件，一PHICH群組以由包含四個 資源元件的一REG的單位中傳送。該PHICH之傳輸開始REG之位置係根據一細胞ID指定，且該PHICH之每次重複係配置在具有該等可被傳送的REG數目除以3所得到之數值的間隔，其係基於該傳輸開始REG。但是，當這種PHICH之重複被分散在複數個OFDM符碼上時，在每個OFDM符碼中可用於PHICH傳輸之REG的數目並不相同。此係因為在該第一OFDM符碼中，傳送包括用於一控制通道的OFDM符碼數目的資訊之一實體控制格式指示器通道(PCFICH,Physical control format indicator channel)被傳送，且因為在該第一與第二OFDM符碼中傳送的參考信號根據傳送天線的數目而並不相同。當該PHICH經由包括不同REG之多個OFDM符碼傳送時，因為在每個OFDM符碼中REG的數目並不相同，每個PHICH之重複並未均勻地分佈在整個頻率頻寬中。該第一REG的位置必須根據一細胞ID指定，且一重複樣式必須基於該第一REG之索引而以固定間隔分配。但是，因為根據該索引之頻率位置的解析度根據在每個OFDM符碼中REG的數目而不同，其存在有一參考位置會改變之缺點。
因此，當該PHICH透過多個OFDM符碼傳送時，如果根據該細胞ID的開始位置係考慮該第一開始符碼之REG對於其它符碼之REG的比例來決定，以上的問題即可解決。當該PHICH經由一或三個OFDM符碼傳送時，該第一開始符碼的位置永遠皆為該第一OFDM符碼。但是，當該PHICH經由兩個OFDM符碼傳送，該第一PHICH群組由該第二OFDM符碼開始。因此，如果考慮該等REG的比例，一參考符碼必須改變。
以上的描述可表示成第2式。
在第2式中，代表一REG之索引，其中傳送每個PHICH之重複樣式；代表一細胞ID，代表可以用於在一OFDM符碼l' i 中PHICH傳輸的REG數目；/n'0代表在一OFDM符碼l' i 中可使用資源元件群組之數目與在一第一OFDM符碼中可使用資源元件群組之數目之間的比例，且為一用於解決由於符碼之間不同的REG數目造成的問題之參數；且m'代表一PHICH群組之索引，如第1式所示。m'即視需要加1。
第11圖為根據本發明一示例性具體實施例之一PHICH映射方法的範例。如第11圖所示，PHICH資源碰撞可基於細胞規劃而避免。
如果該PHICH由該第二OFDM符碼映射，/n'0被改變成/n'1。此可表示成第3式。
在第3式中，代表一細胞ID，i代表一重複樣式之索引，/n'1代表在一OFDM符碼l' i 中可使用資源元件群組的數目與在一第二OFDM符碼中可使用資源元件群組之數目之間的比例，且m'代表一PHICH群組之索引。如第2式，m'視需要加1。
同時，該第一PHICH群組之位置被分配，然後該等 其它PHICH群組可在該第一PHICH群組之後被連續地映射。
對於本技藝專業人士將可瞭解到在不悖離本發明之精神或範疇之下，在本發明中進行多種修正及變化。因此，所欲者係要本發明涵蓋此發明的修正及變化，如果它們在所附申請專利範圍及它們的等同者之範疇內。
【產業應用性】
本發明提供一種在一細胞式OFDM無線封包通訊系統中在下行鏈路上傳送的一信號之頻率與OFDM符碼區域之映射方法，且可應用到一3GPP LTE系統等。
所附圖式係被包含來提供對本發明做進一步瞭解，本發明的例示性具體實施例以及說明用於解釋本發明的原理。
在圖式當中：第1圖為一習用PHICH映射方法之範例；第2圖及第3圖為一PHICH所映射到的資源元件群組；第4圖及第5圖為當一展開因子為4時映射一PHICH之範例；第6圖及第7圖為當一展開因子為2時映射一PHICH之範例；第8圖到第10圖為應用於本發明之一PHICH之重複映射的範例；及第11圖為根據本發明一示例性具體實施例之一PHICH映射方法的範例。

Claims (11)

  1. 一種映射一實體混合自動重複請求指示器通道(PHICH,physical hybrid automatic repeat indicator channel)到使用資源元件做為單位之正交頻分多工(OFDM,orthogonal frequency division multiplexing)符碼的方法，該方法包含以下步驟：決定在其中傳送該PHICH之資源元件群組的一索引，該索引係根據在傳送該PHICH之一符碼中可使用資源元件群組之數目與在至少一個其它符碼中可使用資源元件群組之數目的一比例所決定；及根據該決定的索引映射該PHICH到該等符碼。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該索引係根據在該等資源元件群組中該PHICH的重複樣式所決定。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該索引係根據在傳送該PHICH之一符碼中可使用資源元件群組之數目與在一第一OFDM符碼中可使用資源元件群組之數目的一比例所決定。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該PHICH在複數個PHICH之群組中傳送，每個群組包含：兩個或四個資源元件。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該PHICH在複數個PHICH之群組中傳送，且在其中傳送一 PHICH群組之第i個重複樣式的一OFDM符碼之該索引即使用下式決定： 其中m'代表一PHICH群組的一索引。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該索引係根據該比例乘以一細胞識別碼(cell ID,cell identifier)而得到的一數值所決定。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該索引藉由使用下式決定： 其中代表一細胞ID，i代表一重複樣式之一索引，/n'0代表在一OFDM符碼l' i 中可使用資源元件群組的數目與在一第一OFDM符碼中可使用元件群組之數目之間的一比例，且m'代表一PHICH群組之一索引。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該索引係根據在傳送該PHICH之一符碼中可使用資源元件群組之數目與在一第二OFDM符碼中可使用資源元件群 組之數目的一比例所決定。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中在該決定步驟中，該索引藉由下式決定： 其中代表一細胞ID，i代表一重複樣式之一索引，/n'1代表在一OFDM符碼l' i 中可使用資源元件群組的數目與在一第二OFDM符碼中可使用元件群組之數目之間的一比例，且m'代表一PHICH群組之一索引。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該PHICH在複數個PHICH之群組中傳送，且在其中傳送一PHICH群組的第i個重複樣式的一OFDM符碼之索引即使用下式決定： 其中m'代表一PHICH群組的一索引。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該PHICH在複數個PHICH群組中傳送，且在其中傳送一PHICH群組的第i個重複樣式的一OFDM符碼之索引即使用下式決定： 其中m'代表一PHICH群組的索引。
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