專利名稱：用于改進性能的信道編碼和多維交織方案的選擇的制作方法
用于改進性能的信道編碼和多維交織方案的選擇 技術(shù)領(lǐng)域
技術(shù)領(lǐng)域涉及無線電通信系統(tǒng)，更具體來說，涉及多信 道ii/[言系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通過多輸入多輸出(MIMO)信道傳輸信號的無線通信系 統(tǒng)正受到關(guān)注。在MIMO傳輸方案中，信號從發(fā)射器上的多個發(fā)射 天線同時被傳輸。接收器中的多個接收天線用來檢測所有傳輸信號。 數(shù)據(jù)流被分為數(shù)據(jù)的多個子流或?qū)?。各?shù)據(jù)層獨立于其它層被傳輸。 MIMO傳輸方案的目的是通過并行傳輸數(shù)據(jù)的多個層來提供增加的 比特率。
不同的MIMO傳輸方案包括通常稱作BLAST(貝爾實驗 室分層空間時間體系結(jié)構(gòu))、設(shè)計用于具有平坦衰落信道的系統(tǒng)的多 單元天線陣列的分層空間時間體系結(jié)構(gòu)。BLAST方法可分為兩個子 類對角BLAST(D-BLAST)和垂直BLAST(V-BLAST)。在BLAST MIMO方案中，數(shù)據(jù)流多路分解為數(shù)據(jù)的若干子流或?qū)?，其中的每個 使用糾錯信道代碼與其它層無關(guān)地被編碼并且被交織。其中各層被獨 立編碼的這些種類的MIMO方案為也方便起見稱作"按層編碼"。
圖1說明使用按層編碼MIMO方案的發(fā)射器IO,其中數(shù) 據(jù)分組的流在多路分解器12中接收，并且多路分解為子層(為了進行 說明示出四個)。各子層在對應(yīng)的信道編碼器14中使用所選編碼速率 進行信道編碼。在框16中編碼位則映射到各包括調(diào)制器18和天線20 的特定傳輸分支。在圖1中，多路分解為層的步驟發(fā)生在信道編碼器 之前。按層編碼MIMO方案的另 一個實例是PARC(按天線速率控制) 方案。按層編碼MIMO方案并行傳輸多個代碼塊。交織維度是固定 的(例如時間)，并且不取決于無線電條件。
按層編碼MIMO傳輸?shù)囊环N備選方法在多路分解到不 同層之前執(zhí)行信道編碼。這種方法為了方便起見稱作"所有層編碼"， 并且如圖2所示。圖2中的發(fā)射器10把數(shù)據(jù)流送往信道編碼器14， 信道編碼器14對數(shù)據(jù)流進行信道編碼。編碼的數(shù)據(jù)流在多路分解器 12中多路分解為獨立的編碼層。層處理分支中的其余操作與圖1所 示相似。對于這些種類的MIMO方案，使用固定的交織方案，在這 里，通過所有天線交織編碼的數(shù)據(jù)塊，以及一次僅傳輸一個代碼塊。 固定交織沒有考慮無線電條件。
在MIMO接收器中，若干不同的算法可用來4企測從多 個發(fā)射天線發(fā)射的信號。檢測包括解調(diào)以及解碼。 一個實例是所傳輸 層的多級檢測。MIMO接收器22中的多級檢測器如圖3所示。抑制 器24抑制除一層之外的所有層。該一層在解調(diào)器26中被解調(diào)，然后 在解碼器28中解碼，而其它剩余層則被抑制。在已經(jīng)4企測到(解調(diào)和 解碼)一層之后，它在另一層的檢測之前被取消，即減去。在最后一 個檢測級，除一層之外的所有層已經(jīng)在先前檢測級中取消。所檢測層 的取消改進了剩余層的檢測。為了減少復(fù)雜度和處理延遲，接收器可 在解調(diào)之后直接取消所檢測層。在那種情況中，解碼在取消之后進 行。在其中通過若干突發(fā)來交織信道編碼的移動無線電通信系統(tǒng)如 GSM/EDGE中，這種方法特別有效。
在現(xiàn)代無線網(wǎng)絡(luò)例如GSM到EGPRS、 WCDMA到演進 的WCDMA和CDMA2000到1XEV等，鏈路自適應(yīng)(LA)用于使信道 編碼速率以及可能還使調(diào)制方案適應(yīng)無線電環(huán)境。當(dāng)信道質(zhì)量良好 時，能夠通過信道傳輸比信道質(zhì)量^f艮差時更多的信息。評估信號質(zhì)量 例如可基于平均信噪比(SNR)。
在EGPRS中，有九種調(diào)制和編碼方案(MCS)浮皮定義， 其中的糾錯信道代碼的編碼率的范圍從0.37(對于MCS-5)到1.0(對于 MCS-4和MCS-9)。還使用兩種不同的調(diào)制高斯最小移頻鍵控(GMSK) 和8相移鍵控(8-PSK)。 MCS-1至MCS-4使用GMSK，而MCS-5 至MCS-9使用8-PSK調(diào)制信號。根據(jù)所;險測SNR來使用不同的 MCS。對于高SNR，可使用高階調(diào)制8-PSK和高編碼率。
GSM是基于TDMA(時分多址)的系統(tǒng)。在EGPRS中， 信息位被分為RLC(無線電鏈路控制)塊。無線電塊則由一個或兩個 RLC塊組成，并且各無線電塊通過四個突發(fā)(數(shù)據(jù)單元)傳輸。信道可 能在不同突發(fā)之間有相當(dāng)顯著地改變。雖然這種變化對于具有低編碼 率的MCS是有益的，但是它對于具有高編碼率的MCS通常是有害 的。其原因在于，對于低速率代碼、即大量冗余，信道變化改進解碼 器性能。對于高速率代碼、即少量冗余，信道變化使解碼器性能降級。 為了對于MCS-8和MCS-9減少信道變化，無線電塊^皮分為兩個塊， 其中各塊包括兩個連續(xù)數(shù)據(jù)單元突發(fā)。
為了 MIMO傳輸方案有效地工作，應(yīng)當(dāng)與鏈路自適應(yīng) (LA)相結(jié)合?？紤]圖4所示的簡單化實例?；?BS)服務(wù)于在這個實 例中包括三個移動無線電臺(MS1-MS3)的小區(qū)區(qū)域。移動臺MS1與 基站極為接近，并且享受優(yōu)良的無線電信道條件，因而可能僅需要高 編碼速率(信道代碼中的少量冗余)或者完全沒有編碼。相反，移動臺 MS2更遠(yuǎn)離小區(qū)區(qū)域的邊緣，并且經(jīng)受差無線電信道條件，從而需 要較大的信道編碼、即較低的編碼速率。無線電信道條件還根據(jù)來自 其它傳輸、衰落和障礙物的干擾迅速改變。后一因素表示為阻擋移動 臺MS3與基站之間的直接無線電路徑的建筑物。鏈路自適應(yīng)可擴展 到包括調(diào)制和信道編碼的組合。如果信道質(zhì)量很高，則高階調(diào)制可與 適當(dāng)量的信道編碼一起使用。
結(jié)合MIMO和鏈路自適應(yīng)的一種方法是選擇一種固定 的MIMO方案，同時MCS根據(jù)無線電環(huán)境進行改變。但是，單個 MIMO方案不一定最好地適合于所有無線電環(huán)境。 一種較好的方法是 還根據(jù)無線電信道條件來選擇MIMO方案。另一個問題在于， 一個 MIMO方案對于多種編碼或MCS方案的每個可能都不是最佳的。
在固定MIMO傳輸方案的不同MCS之間的自適應(yīng)方面 存在的另一個問題是接收器中的差錯傳播。例如，使用MIMO層的 多級檢測的接收器算法(參見圖3)遭受從一個檢測層到后續(xù)檢測層的 較大或較小程度的差錯傳播。對于低編碼率MCS，這可能不是很大 的問題，因為糾錯信道代碼可用來校正這些差錯的大部分。但是對于 高編碼率MCS ， 一層中的差錯較可能還引起其它層的差錯。
傳輸方案的性能中的另 一個重要因素是用于把數(shù)據(jù)單 元從一個數(shù)據(jù)塊分配給一個或多個天線的交織或分集方案。交織方案 的實例包括把數(shù)據(jù)單元從數(shù)據(jù)塊分配給不同的天線(空間分集)、把數(shù) 據(jù)單元分配給從同一天線傳輸?shù)牟煌瑫r隙(時間分集)以及把數(shù)據(jù)單 元分配給從相同或者從多個天線傳輸?shù)牟煌l率(頻率分集)。例如， 使編碼塊中的分集(信道質(zhì)量的變化)為最大的交織方案通常改進低 編碼率MCS的性能，但是往往使高編碼率MCS的性能降級，反之 亦然。換言之，根據(jù)信道代碼的編碼率，從通過時變信道以不同時間 傳輸數(shù)據(jù)單元所產(chǎn)生的分集可能是有利的或者是不利的。
例如，在EGPRS中，MCS-4、 MCS-8和MCS-9允許以 極高的編碼率(極少的編碼保護)進行傳輸。因此， 一個數(shù)據(jù)傳輸突發(fā) 的差信道質(zhì)量極可能在接收器中進行信道解碼之后導(dǎo)致那個突發(fā)中 的 一個或多個差錯，盡管其它突發(fā)被解碼而沒有任何所檢測差錯的情 況。差質(zhì)量可能是信道的衰落傾斜、來自系統(tǒng)中另一個用戶或者來自 那個特定信道實現(xiàn)的所接收信號之間的高相關(guān)的干擾的結(jié)果。但是， 另一種較低編碼率MCS由于所接收代碼塊(RLC塊)可能較高的平均 質(zhì)量而獲益于突發(fā)之間的信號質(zhì)量的大變化。因此，難以找到一種適 合于具有高和低編碼率的多個MCS的交織方案。
與不同TTI上的這些時域變化相似，在不同的發(fā)射天線 上也可能發(fā)現(xiàn)質(zhì)量變化。發(fā)射與接收天線之間的信道的相關(guān)影響空間 或天線域中的信號質(zhì)量。雖然時域中的質(zhì)量變化或分集取決于多普勒
跳頻、干擾等，但是空間或天線域中的分集取決于天線設(shè)置、無線電信號傳播環(huán)境和接收器體系結(jié)構(gòu)。只具有一種交織或分集方案或者選 擇一種特定交織方案而不考慮信道編碼方案和無線電信道條件導(dǎo)致不良的性能，以及甚至導(dǎo)致不可接受的差錯率。 發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人認(rèn)識到，各種無線電特征以及編碼方案選擇影 響應(yīng)當(dāng)選擇哪種交織方案、調(diào)制方案和/或傳輸方案。他們設(shè)計一種 說明這些各種不同因素和互相關(guān)性以便改進性能的方法。 一個示例性 能測量是通過無線電接口的吞吐量。
考慮一種無線電通信系統(tǒng)，其中使用多個天線通過無線 電接口來傳遞數(shù)據(jù)塊。各天線與至少一個對應(yīng)的無線電信道關(guān)聯(lián)，以及各數(shù)據(jù)塊包括多個數(shù)據(jù)單元。與多個天線關(guān)聯(lián)的無線電信道的一個 或多個特征以及無線電信道的一個或多個分集條件被確定。 一個或多 個分集條件包括無線電信道的或者它們之間的時間分集、空間分集或 頻率分集中的一個或多個。分集是在兩個時間間隔中、通過兩個天線 或者在兩個頻率上傳輸?shù)男盘柋舜讼嚓P(guān)或匹配的程度。分集條件可包 括如下一個或多個通過在時間上交織數(shù)據(jù)單元所得到的時間分集、 通過在多個天線上交織數(shù)據(jù)單元所得到的空間分集以及通過在頻率 上交織數(shù)據(jù)單元所得到的頻率分集。
根據(jù)已確定的一個或多個無線電特征，選擇對數(shù)據(jù)塊編 碼的多個信道編碼方案之一來對數(shù)據(jù)塊編碼。給定所選編碼方案和已 確定的 一個或多個分集條件，選擇多個多維交織方案之一來使用所選 多維交織方案通過多個發(fā)射天線的一個或多個分配編碼塊的數(shù)據(jù)單 元。信道編碼方案和交織方案被選擇成優(yōu)化已確定的一個或多個無線 電信道特征和一個或多個分集條件的數(shù)據(jù)塊傳輸性能。在一個示例實現(xiàn)中，信道編碼方案和多維交織的選擇根據(jù)無線電信道特征聯(lián)合進 行，以便優(yōu)化數(shù)據(jù)塊傳輸性能。聯(lián)合選擇意味著一種方案的選擇考慮
一個或多個其它方案的選擇。
根據(jù)已確定的一個或多個無線電特征，如果需要并且如 果存在多個傳輸方案供選擇，則也可選擇多個傳輸方案之一。傳輸方 案的選擇也取決于所選的信道編碼方案和已確定的一個或多個無線 電信道特征。在一個實例中， 一個或多個傳輸方案包括多輸入多輸出(MIMO)傳輸方案。類似地，用于調(diào)制數(shù)據(jù)流的多個調(diào)制方案之一也 可根據(jù)已確定的一個或多個無線電信道特征和所選編碼方案來選擇 (如果需要)。
在一個示例實施例中，具有查找表的存儲器存儲信道編 碼方案之一和與特定無線電特征或一組無線電特征關(guān)聯(lián)的多維交織 方案之一之間的映射。已確定的一個或多個無線電信道特征用于從查 找表中存取關(guān)聯(lián)的信道編碼方案和多維交織方案。
考慮以下示例情況。對于在多個天線上無線電信道之間 的較高質(zhì)量無線電信道特征、較高速率信道編碼以及較強相關(guān)(較低 空間分集)，可選擇通過多個天線交織一個塊的數(shù)據(jù)單元以便進行空 間分集傳輸?shù)亩嗑S交織方案。對于在時間上無線電信道之間的較高質(zhì) 量無線電信道特征、較高速率信道編碼以及較強相關(guān)(較低時間分 集)，可選擇通過多個天線之一交織第一塊的數(shù)據(jù)單元以便對第一塊 進行時間分集傳輸和通過多個天線的另一個交織第二塊的數(shù)據(jù)單元 以便對第二塊進行時間分集傳輸?shù)亩嗑S交織方案。
對于在多個天線上無線電信道之間的較低質(zhì)量無線電 信道特征、較低速率信道編碼以及較強相關(guān)(較低空間分集)，可選擇 通過多個天線之一交織第一塊以便對第一塊進行時間分集傳輸和通 過多個天線的另 一個交織第二塊的數(shù)據(jù)單元以便對第二塊進行時間 分集傳輸?shù)亩嗑S交織方案。對于在時間上無線電信道之間的較低質(zhì)量 無線電信道特征、較低速率信道編碼以及較強相關(guān)(較低時間分集)， 可選擇通過多個天線交織一個塊的數(shù)據(jù)單元以便進行空間分集傳輸 的多維交織方案。200680012775.4 說明書第7/13頁
示例無線電特征包括如下一個或多個信道質(zhì)量參數(shù)、 各無線電信道的時間差異測量、無線電信道之間的相關(guān)測量、各信道 的多普勒估算、各無線電信道的頻率響應(yīng)、與各信道關(guān)聯(lián)的干擾或者 與數(shù)據(jù)流關(guān)聯(lián)的服務(wù)質(zhì)量要求。


圖1說明用一種MIMO配置傳輸?shù)陌l(fā)射無線電節(jié)點；
圖2說明用另一MIMO配置傳輸?shù)陌l(fā)射無線電節(jié)點；
圖3說明接收和解碼MIMO傳輸?shù)慕邮諢o線電節(jié)點；
圖4說明包括基站和可能具有不同無線電信道條件的若干移動臺的無線電小區(qū)；
圖5是可在無線電節(jié)點中用來控制根據(jù)確定的無線電特征選擇的編碼速率、交織方案、調(diào)制方案和/或傳輸方案以便根據(jù)所選的編碼速率和方案來增強性能的一個示例實施例的功能框圖；
圖6是說明各種MCS與交織方案之間可能映射的圖；
圖7是流程圖，說明用于根據(jù)一個或多個無線電特征來選擇如下方案的一種或多種的示例過程傳輸方案、信道編碼方案、調(diào)制方案和交織方案；
圖8是流程圖，說明基于特定信道編碼速率和一個或多個無線電特征的示例交織或分集方案選擇；
圖9是說明在時間上進行交織的一個實例的簡圖；
圖IO是說明在空間上進行交織的一個實例的簡圖；及
圖ll是說明在頻率上進行交織的一個實例的簡圖。
具體實施方式
為了便于說明而不是限制，以下描述中闡述了諸如具體 節(jié)點、功能實體、技術(shù)、協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)等具體細(xì)節(jié)，以便透徹地了解所 述技術(shù)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員很清楚，即使沒有以下公開的具體細(xì)節(jié)， 也可實現(xiàn)其它實施例。雖然存在對GSM/EDGE型系統(tǒng)的應(yīng)用的某種 論述，但是該技術(shù)適用于任何類型的移動無線電通信系統(tǒng)。在其它情 況下，省略了對眾所周知的方法、裝置、技術(shù)等的詳細(xì)說明，以免不 必要的細(xì)節(jié)混淆了對本說明的理解。在附圖中示出各個功能塊。本領(lǐng) 域的技術(shù)人員會理解，那些塊的功能可使用各個硬件電路、結(jié)合適當(dāng) 的編程微處理器或通用計算機使用軟件程序和數(shù)據(jù)、使用專用集成電 路(ASIC)和/或使用 一個或多個數(shù)字信號處理器(DSP)來實現(xiàn)。
圖5是可在無線電節(jié)點中用來控制基于所檢測無線電 特征選擇信道編碼速率方案、交織方案以及必要時的調(diào)制方案和/或 傳輸方案以便根據(jù)所選速率和方案來增強性能的一個示例實施例的 功能框圖。雖然該技術(shù)允許方案選擇的廣泛靈活性，但是要理解，如 果固定調(diào)制或傳輸方案是可接受的，則沒有必要進行調(diào)制或傳輸方案 的選擇。
傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組在信道編碼器32中接收。包括處理電 路和存儲器的控制單元42接收或確定移動臺連接的一個或多個無線 電特征，并根據(jù)一個或多個無線電特征和/或傳輸要求來確定數(shù)據(jù)分 組的適當(dāng)信道編碼速率。為了簡化起見， 一般術(shù)語"無線電特征"包 含傳輸要求。 一個或多個無線電特征包括如下一個或多個各無線電 信道的信道質(zhì)量參數(shù)、各無線電信道的時間差異測量、無線電信道之 間的相關(guān)測量、與各無線電信道關(guān)聯(lián)的多普勒估算、各無線電信道的 頻率響應(yīng)、與各無線電信道關(guān)聯(lián)的延遲分布、與各無線電信道關(guān)聯(lián)的 干擾、塊差錯率(BLER)等，或與數(shù)據(jù)流關(guān)聯(lián)的服務(wù)質(zhì)量要求。
時間差異測量和多普勒估算可用來確定時間分集條 件。無線電信道之間的相關(guān)測量可用來確定空間分集條件。頻率響應(yīng) 和延遲分布可用來確定頻率分集條件。信道質(zhì)量和干擾測量可用來確 定一般質(zhì)量條件。由于干擾可在時間和頻率上改變，因此捕捉這類改 變的一個或多個干擾測量也可用于確定時間和頻率分集條件。其它傳 輸要求如塊差錯率(BLER)目標(biāo)、延遲要求、傳輸嘗試的最大數(shù)、月良
務(wù)質(zhì)量參數(shù)等主要會影響信道編碼、調(diào)制和傳輸方案的選擇。
控制器42向信道編碼器32發(fā)送用于實現(xiàn)的所選編碼速 率，以便產(chǎn)生編碼塊，各編碼塊包括多個數(shù)據(jù)單元?？刂茊卧?2還 根據(jù)一個或多個無線電特征和所選編碼方案來確定傳輸?shù)淖罴呀豢?方案。非限制性示例交織方案包括時間交織、空間交織、頻率交織 和代碼交織?？墒褂闷渌豢椃桨浮？刂茊卧?2向交織單元34發(fā)送 所選交織方案，交織單元34接收來自信道編碼器32的編碼塊，并對 編碼塊數(shù)據(jù)單元執(zhí)行所述交織。稍后結(jié)合圖9-11來描述交織實例。
無線電特征信息可通過任何適當(dāng)方式來獲得或確定。例 如，發(fā)射器本身可確定關(guān)于一個或多個無線電特征的信息，并根據(jù)該 信息，發(fā)射器執(zhí)行方案選擇。接收器可確定一個或多個無線電特征， 并且向進行選擇的發(fā)射器發(fā)送那個信息。或者，接收器可進行方案選 擇，并向發(fā)射器發(fā)送選擇決定或建議以便實現(xiàn)。作為另一個備選方 案，發(fā)射器根據(jù)它自己的測量和接收器進行的測量或選擇的組合來作 出決定。
控制單元42優(yōu)選地(但不是必要地)還根據(jù)一個或多 個無線電特征來確定數(shù)據(jù)分組的調(diào)制方案和/或傳輸處理方案，如 MIMO方案。非限制性示例調(diào)制方案包括以上對于GSM/EDGE所述 的GMSK和8-PSK,但是可使用其它方案。非限制性示例傳輸方案 包括1對1數(shù)據(jù)層/流-天線方案、例如把較多傳輸功率分配給具有 較好信號質(zhì)量的天線等的功率加權(quán)方案、如DBLAST或VBLAST等 的MIMO方案、用不同波束形成技術(shù)的傳輸方案等?？刂茊卧?2向 調(diào)制器36發(fā)送所選調(diào)制方案，調(diào)制器36對交織數(shù)據(jù)單元進行調(diào)制。 控制單元42向傳輸處理電路38發(fā)送所選傳輸方案，傳輸處理電路38 使用所選傳輸方案通過一個或多個天線40傳輸調(diào)制數(shù)據(jù)單元。
控制單元存儲器包括用于實現(xiàn)它的控制功能的 一 個或 多個程序，以及在一個非限制性示例實施例中具有信道編碼方案之一 和與特定無線電特征或一組無線電特征關(guān)聯(lián)的多維交織方案之一之
間映射的查找表。選擇步驟包括使用已確定的一個或多個無線電信道 特征從查找表中存取關(guān)聯(lián)的信道編碼方案和多維交織方案。方案選擇 可單獨發(fā)生，但優(yōu)選地聯(lián)合或相關(guān)地執(zhí)行。聯(lián)合選擇意味著一種方案 的選4,考慮一個或多個其它方案的選擇。在其它示例實現(xiàn)中，查找表 根據(jù)一個或多個無線電特征來存儲編碼和交織的特定組合的調(diào)制方 案和/或傳輸方案。
可能希望僅允許某種編碼、交織和/或其它方案組合。三個不同表?？紤]具有一組MCS(MCS-l, MCS-2，…，MCS-9)和一組 交織方案{11，12,13}的系統(tǒng)。在第一個表中，發(fā)射器可在MCS和交織 方案的所有組合之間自由選擇。在另外兩個表中，發(fā)射器被限制為 MCS和交織方案的不同子集。另夕卜，各MCS只是可映射到單個交織 方案。例如， 一個交織方案可用于具有低編碼率信道編碼的MCS， 而另一個交織方案用于高編碼率MCS。如果允許大量不同的組合， 則在復(fù)雜度方面，這后一種方法在某些商業(yè)實現(xiàn)中可能是有用的。實 際上，對于GSM/EDGE系統(tǒng)，可能希望考慮交織方案與MCS之間的 固定映射，即，對于給定MCS,只有一個交織方案可供使用。
在GSM中，EGPRS無線電鏈路控制(RLC)塊通過在時 間上分離的若干突發(fā)來傳輸。與跳頻結(jié)合的這個特征表示，RLC塊 中的不同突發(fā)之間的信道變化可能很大，即，時域中的大分集(低相 關(guān))。用于鏈路自適應(yīng)的一個好策略是使具有低編碼率的MCS的分集 增大或者最大，并使高編碼率MCS的分集減小或者最小。換言之， 選擇這樣的交織方案它使高編碼率MCS的RLC塊的不同部分之間 的質(zhì)量變化減小或者最小。另一個交織方案被選擇成使低編碼率 MCS的信號質(zhì)量變化增大或者最大。信號質(zhì)量的小變化可通過經(jīng)由 盡可能少的突發(fā)進行傳輸來實現(xiàn)，而大變化可通過經(jīng)由若干突發(fā)傳輸 RLC塊來實現(xiàn)。在這個EGPRS實例中，還可能希望把特定傳輸方案 與特定編碼和交織方案映射。例如，時間上的交織適合于使用低到中 等編碼率MCS的MIMO傳輸，而天線上的交織適合于使用高編碼率 MCS(MCS-4、 MCS-8和MCS-9)的MIMO傳輸。
圖7是流程圖，說明可執(zhí)行以便確定4言道編碼方案、多 維交織方案、調(diào)制方案和/或傳輸處理方案的最佳組合的示例步驟。"最佳"在此用于某種或某些性能標(biāo)準(zhǔn)得到改進的含義。 一個示例性 能標(biāo)準(zhǔn)是通過無線電接口的吞吐量，在這種情況中，進行方案選擇以 便改進吞吐量。首先， 一個或多個無線電特征被確定，之后是方案選 擇。步驟50表示傳輸處理方案選擇。步驟52表示調(diào)制方案選擇。步 驟54表示信道編碼方案選擇。步驟56表示交織方案選擇。所有選擇 都基于傳輸?shù)囊汛_定一個或多個無線電特征，并且優(yōu)選地還基于一個 或多個較早的方案選擇。如前面所述，并非需要所有的方案選擇。
各種規(guī)則或算法可用于根據(jù)無線電特征和已經(jīng)選擇的 方案來進行方案選擇。圖8是以流程圖形式表示的一個實例。在這個 實例中，已經(jīng)選擇了信道編碼方案和傳輸方案(在這種情況為MIMO 方案)。給定那些選擇和無線電特征，在步驟60作出判定所選信道 編碼率是否較高，表示已經(jīng)用較小量的冗余對數(shù)據(jù)分組進行編碼。如果是，則在步驟62選擇使分集減小甚至最小的交織方案。如果不是， 則在步驟64選擇使分集增大或者最大的交織方案。其原因在于，對 于低編碼率，即大量冗余，信道變化改進了解碼器性能。對于高編碼 率，即小量冗余，信道變化使解碼器性能降級。
考慮如下其它的示例情況。對于在多個天線上無線電信 道之間的較高質(zhì)量無線電信道特征、較高速率信道編碼以及較低分集 條件，可選擇通過多個天線交織一個塊的數(shù)據(jù)單元以便進行空間分集 傳輸?shù)亩嗑S交織方案。對于在時間上無線電信道之間的較高質(zhì)量無線 電信道特征、較高速率信道編碼以及較低分集條件，可選擇通過多個 天線之一交織第一塊的數(shù)據(jù)單元以便對第一塊進行時間分集傳輸和 通過多個天線的另一個交織第二塊的數(shù)據(jù)單元以便對第二塊進行時 間分集傳輸?shù)亩嗑S交織方案。
對于在多個天線上無線電信道之間的較低質(zhì)量無線電 信道特征、較低速率信道編碼以及較低分集條件，可選擇通過多個天 線之一交織第一塊以便對第一塊進行時間分集傳輸和通過多個天線 的另 一個交織第二塊的數(shù)據(jù)單元以便對第二塊進行時間分集傳輸?shù)?多維交織方案。對于在時間上無線電信道之間的較低質(zhì)量無線電信道 特征、較低速率信道編碼以及較低分集條件，可選擇通過多個天線交 織一個塊的數(shù)據(jù)單元以便進行空間分集傳輸?shù)亩嗑S交織方案。
圖9說明一個時間交織方案的實例。存在由信道編碼器 32向多維交織器34提供的四個信道編碼塊1、 2、 3和4。各編碼塊 包括在必要時可交織的四個數(shù)據(jù)單元。例如，編碼塊l包括數(shù)據(jù)單元A、 B、 C和D。交織器34用在連續(xù)時間間隔trt4中傳輸數(shù)據(jù)單元A、B、 C和D的第一天線40在時間上交織數(shù)據(jù)單元。交織器34交織編 碼塊2,因此數(shù)據(jù)單元E、 F、 G和H在連續(xù)時間間隔"-U中經(jīng)由第 二天線40傳輸。交織器34交織編碼塊3，因此數(shù)據(jù)單元I、 j、 K和 L在連續(xù)時間間隔trt4中經(jīng)由第三天線40傳輸。交織器34交織編碼 塊4，因此數(shù)據(jù)單元M、 N、 0和P在連續(xù)時間間隔trt4中經(jīng)由第四 天線40傳輸。
圖10 i兌明一個空間交織方案的實例。四個信道編碼塊 1、 2、 3和4由信道編碼器32提供給多維交織器34。交織器34在相 同的時間間隔在空間上、即對不同的天線交織一個塊的數(shù)據(jù)單元。因 此，四個天線40各在時間間隔tt傳輸對應(yīng)的數(shù)據(jù)單元A、 B、 C和D。 交織器34交織編碼塊2，使得各數(shù)據(jù)單元E、 F、 G和H在時間間隔 t2中從四個天線40中對應(yīng)的一個天線傳輸。交織器34交織編碼塊3， 使得各數(shù)據(jù)單元I、 J、 K和L在時間間隔t3中從四個天線40中對應(yīng) 的一個天線傳輸。交織器34交織編碼塊4，使得各數(shù)據(jù)單元M、 N、 O和P在時間間隔t4中從四個天線40中對應(yīng)的一個天線傳輸。
圖U說明可能適合于正交頻分復(fù)用(OFDM)傳輸方案 或者任何其它頻分復(fù)用系統(tǒng)的一個頻率交織方案的實例。四個信道編
碼塊l、 2、 3和4由信道編碼器32提供給多維交織器34。交織器34 在相同或不同的時間間隔中在頻率上、即對不同的頻率交織一個 塊的數(shù)據(jù)單元。
在該實例中，已經(jīng)說明了上述非限制性實施例的簡單情 況，其中編碼數(shù)據(jù)僅在一維中交織。但是，各交織方案可包括對各代 碼塊的一維或多維中的交織。例如，圖10中的數(shù)據(jù)單元可具有在各 數(shù)據(jù)單元A、 B、 C和D中在時間上的交織，即^f吏代碼塊中的不同數(shù) 據(jù)單元在不同天線上一皮交織。作為OFDM系統(tǒng)中的另一個實例，第 一交織方案可包括在空間和頻率上進行交織，第二交織方案僅在頻率 上交織代碼塊，第三交織方案在頻率和時間上進行交織，以及第四交 織方案在空間、頻率和時間上進行交織。交織方案的選擇取決于編碼 方案以及時間、空間和頻率上的分集條件。
有益的是，根據(jù)信道質(zhì)量來^f'務(wù)改調(diào)制和信道編碼方案。 同樣有益的是，在不同的傳輸方案諸如一個天線傳輸、空間時間編 碼、波束形成和MIMO之間進行修改。但是，為了在各種情況中獲 得好的性能，并且對于多個信道編碼方案，重要的是考慮不同維度例 如時間、空間和頻率中的分集?？紤]不同維中的分集通過根據(jù)不同維 中的分集條件以及根據(jù)信道編碼速率修改交織方案來實現(xiàn)。例如，對 于高編碼率，可選擇使分集最小的交織方案，而對于低編碼率，可選 擇使分集最大的交織方案。
雖然已經(jīng)詳細(xì)說明和描述了本發(fā)明的各種實施例，但權(quán) 利要求書不限于任何具體實施例或?qū)嵗?。以上描述不?yīng)當(dāng)被理解為表 示任何具體元件、步驟、范圍或功能是必不可少的而使得它必須包含 在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。專利主題的范圍僅由以下權(quán)利要求書來定義。 法律保護的范圍由所提供的權(quán)利要求及其等效物中所述的文字來定 義。沒有權(quán)利要求意在援引35USCgll2的第6段，除非使用了文字 "用于...的部件。"
權(quán)利要求
1.一種用于使用多個天線(20，40)通過無線電接口傳遞數(shù)據(jù)塊的方法，各天線與至少一個對應(yīng)的無線電信道關(guān)聯(lián)，并且各數(shù)據(jù)塊包括多個數(shù)據(jù)單元，其特征在于確定與所述多個天線關(guān)聯(lián)的所述無線電信道的一個或多個特征；根據(jù)所述無線電信道特征的一個或多個來確定所述無線電信道的一個或多個分集條件；根據(jù)所確定的一個或多個無線電信道特征，選擇對數(shù)據(jù)塊編碼的多個信道編碼方案之一；使用所選信道編碼方案對所述數(shù)據(jù)塊編碼；根據(jù)所確定的一個或多個分集條件，選擇多個多維交織方案之一；以及使用所選多維交織方案通過多個發(fā)射天線的一個或多個分配編碼塊的數(shù)據(jù)單元；以及其中所選信道編碼方案和交織方案被選擇成優(yōu)化所確定的一個或多個無線電信道特征和所述一個或多個分集條件的所述數(shù)據(jù)塊傳輸性能。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述一個或多個分集條件包 括所述無線電信道的或者它們之間的時間分集、空間分集或頻率分集 中的一個或多個。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所選信道編碼方案被選擇成 優(yōu)化在給定所確定的 一個或多個無線電信道特征的情況下的所述數(shù) 據(jù)塊傳輸性能，以及所述多維交織方案根據(jù)所述無線電信道的每個的所述分集條件 以及所選編碼方案的信道編碼速率來選擇。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中信道編碼方案和多維交織的 所述選擇根據(jù)所述無線電信道特征聯(lián)合進行，以便優(yōu)化所述數(shù)據(jù)塊傳 輸性能。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所選信道編碼方案和多維交織方案根據(jù)在下一個傳輸時間間隔中將使用哪種傳輸方案來選擇。
6. 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括根據(jù)所確定的一個或多個無線電信道特征，選擇多個傳輸方案之
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中傳輸方案的所述選擇取決于 所選信道編碼方案和所確定的一個或多個無線電信道特征。
8. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中至少一個傳輸方案是多輸入 多輸出(MIMO)傳輸方案。
9. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中并行選擇所述傳輸方案、信 道編碼方案和多維交織方案。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括提供具有查找表的存儲器，它存儲所述信道編碼方案之一和與特 定無線電特征或一組無線電特征關(guān)聯(lián)的所述多維交織方案之一之間 的映射，其中所述選擇步驟包括使用所確定的一個或多個無線電信道特 征從所述查找表中存取所關(guān)聯(lián)信道編碼方案和多維交織方案。
11. 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括根據(jù)所確定的一個或多個無線電信道特征，選擇用于調(diào)制所述數(shù) 據(jù)流的多個調(diào)制方案之一。
12. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述分集條件包括通過在時 間上交織所述數(shù)據(jù)單元而得到的時間分集。
13. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述分集條件包括通過在所 述多個天線上交織所述數(shù)據(jù)單元而得到的空間分集。
14. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述分集條件包括通過在頻 率上交織所述數(shù)據(jù)單元而得到的頻率分集。
15. 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括對于所述多個天線上無線電信道之間的較高質(zhì)量無線電信道特 征、較高速率信道編碼以及較低分集條件，選擇通過所述多個天線交 織一個塊的所述數(shù)據(jù)單元以便進行空間分集傳輸?shù)亩嗑S交織方案。
16. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括對于在時間上無線電信道之間的較高質(zhì)量無線電信道特征、較高 速率信道編碼以及較低分集條件，選擇通過所述多個天線之一交織第 一塊的數(shù)據(jù)單元以便對第一塊進行時間分集傳輸和通過所述多個天 線的另 一個交織第二塊的數(shù)據(jù)單元以便對第二塊進行時間分集傳輸 的多維交織方案。
17. 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括對于在所述多個天線上無線電信道之間的較低質(zhì)量無線電信道 特征、較低速率信道編碼以及較低分集條件，選擇通過所述多個天線 之一交織第一塊以便對第一塊進行時間分集傳輸和通過所述多個天 線的另 一個交織第二塊的數(shù)據(jù)單元以便對第二塊進^f亍時間分集傳輸 的多維交織方案。
18. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括對于在時間上無線電信道之間的較低質(zhì)量無線電信道特征、較低 速率信道編碼以及較低分集條件，選擇通過所述多個天線交織一個塊 的所述數(shù)據(jù)單元以便進行空間分集傳輸?shù)亩嗑S交織方案。
19. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述性能包括通過所述無線 電接口的吞吐量，以及其中所述一個或多個無線電特征包括如下一個或多個信道質(zhì)量 參數(shù)、各無線電信道的時間差異測量、所述無線電信道之間的相關(guān)測 量、各無線電信道的頻率響應(yīng)、各無線電信道的延遲分布、干擾、塊 差錯率(BLER)、與所述數(shù)據(jù)流關(guān)聯(lián)的延遲要求、或者與所述數(shù)據(jù)流 關(guān)聯(lián)的服務(wù)質(zhì)量要求。
20. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在發(fā)射器接收關(guān)于所述一個或多個無線電信道特征的信息，以及 所述發(fā)射器執(zhí)行所述選擇步驟。
21. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述一個或多個無線電信道 特征在通過所述無線電接口與發(fā)射器通信的接收器確定，其中所述接收器執(zhí)行所述選擇步驟，并向所述發(fā)射器傳遞所述選 擇，所述發(fā)射器實現(xiàn)所述接收器進行的所述選擇，或者所述發(fā)射器根 據(jù)所述接收器提供的所述選擇來進行所述選擇。
22. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中發(fā)射器根據(jù)所述發(fā)射器進行 的一個或多個測量以及通過所述無線電接口與所述發(fā)射器通信的接 收器進行的一個或多個測量或選擇的組合來執(zhí)行所述選擇步驟。
23. —種通過無線電接口傳遞數(shù)據(jù)塊的無線電節(jié)點(IO),包括 無線電電路(38)，以及多個天線(40),耦合到所述無線電電路，各天線與至少一個對應(yīng) 的無線電信道關(guān)聯(lián)，并且各數(shù)據(jù)塊包括多個數(shù)據(jù)單元，所述無線電節(jié) 點其特征還在于處理電路(42),配置為確定與所述多個天線關(guān)聯(lián)的所述無線電信道的一個或多個特征；確定所述無線電信道的 一個或多個分集條件；根據(jù)所確定的一個或多個無線電信道特征，選擇對數(shù)據(jù)塊編 碼的多個信道編碼方案之一；根據(jù)所確定的一個或多個分集條件，選擇多個多維交織方案 之一 以通過多個發(fā)射天線的 一個或多個分配編碼塊的數(shù)據(jù)單元，其中所述處理電路配置成選擇所述信道編碼方案和所述交 織方案來優(yōu)化所確定的一個或多個無線電信道特征和所確定的一個 或多個分集條件的數(shù)據(jù)塊傳輸性能。
24. 如權(quán)利要求23所述的無線電節(jié)點，其中所述一個或多個分 集條件包括所述無線電信道的或者它們之間的時間分集、空間分集或頻率分集中的一個或多個。
25. 如權(quán)利要求23所述的無線電節(jié)點，其中所述處理電路配置 成選擇所述信道編碼方案來優(yōu)化在給定所確定的一個或多個無線電 信道特征的情況下的所述數(shù)據(jù)塊傳輸性能，以及其中所述處理電路配置成根據(jù)所述無線電信道的每個的所述分 集條件和所選編碼方案的信道編碼速率來選擇所述多維交織方案。
26. 如權(quán)利要求23所述的無線電節(jié)點，其中所述處理電路配置 成根據(jù)所述無線電信道特征來聯(lián)合選擇所述信道編碼方案和所述多 維交織，以便優(yōu)化所述數(shù)據(jù)塊傳輸性能。
27. 如權(quán)利要求23所述的無線電節(jié)點，其中所述處理電路還配 置成根據(jù)在下一個傳輸時間間隔中將使用哪種傳輸方案來選擇所述 信道編碼方案和多維交織方案。
28. 如權(quán)利要求23所述的無線電節(jié)點，其中所述處理電路還配 置成根據(jù)所確定的一個或多個無線電信道特征來選擇多個傳輸方案 之一》
29. 如權(quán)利要求28所述的無線電節(jié)點，其中傳輸方案的選擇還 取決于所選信道編碼方案和所確定的一個或多個無線電信道特征。
30. 如權(quán)利要求28所述的無線電節(jié)點，其中至少一個傳輸方案 是多輸入多輸出(MIMO)傳輸方案。
31. 如權(quán)利要求28所述的無線電節(jié)點，其中聯(lián)合選擇所述傳輸 方案、信道編碼方案和多維交織方案。
32. 如權(quán)利要求23所述的無線電節(jié)點，還包括 具有查找表(圖6)的存儲器，用于存儲所述信道編碼方案之一和與特定無線電特征或一組無線電特征關(guān)聯(lián)的所述多維交織方案之一 之間的映射，其中所述處理電路配置成使用所確定的一個或多個無線電信道 特征從所述查找表中存取所關(guān)聯(lián)的信道編碼方案和多維交織方案。
33. 如權(quán)利要求23所述的無線電節(jié)點，其中所述處理電路配置 成根據(jù)所確定的一個或多個無線電信道特征來選擇用于調(diào)制所述數(shù) 據(jù)流的多個調(diào)制方案之一 。
34. 如權(quán)利要求23所述的無線電節(jié)點，其中所述分集條件包括 通過在時間上交織所述數(shù)據(jù)單元而得到的時間分集。
35. 如權(quán)利要求23所述的無線電節(jié)點，其中所述分集條件包括 通過在所述多個天線上交織所述數(shù)據(jù)單元而得到的空間分集。
36. 如權(quán)利要求23所述的無線電節(jié)點，其中所述分集條件包括 通過在頻率上交織所述數(shù)據(jù)單元而得到的頻率分集。
37. 如權(quán)利要求23所述的無線電節(jié)點，其中對于在所述多個天 線上無線電信道之間的較高質(zhì)量無線電信道特征、較高速率信道編碼 以及較低分集條件，所述處理電路配置成選擇通過所述多個天線交織 一個塊的所述數(shù)據(jù)單元以便進行空間分集傳輸?shù)亩嗑S交織方案。
38. 如權(quán)利要求23所述的無線電節(jié)點，其中對于在時間上無線 電信道之間的較高質(zhì)量無線電信道特征、較高速率信道編碼以及較低 分集條件，所述處理電路配置成選擇通過所述多個天線之一交織第一 塊的數(shù)據(jù)單元以便對第一塊進行時間分集傳輸和通過所述多個天線 的另 一個交織第二塊的數(shù)據(jù)單元以便對第二塊進行時間分集傳輸?shù)?多維交織方案。
39. 如權(quán)利要求23所述的無線電節(jié)點，其中對于在所述多個天 線上無線電信道之間的較低質(zhì)量無線電信道特征、較低速率信道編碼 以及較低分集條件，所述處理電路配置成選擇通過所述多個天線之一 交織第一塊以便對第一塊進行時間分集傳輸和通過所述多個天線的 另一個交織第二塊的數(shù)據(jù)單元以便對第二塊進行時間分集傳輸?shù)亩?維交織方案。
40. 如權(quán)利要求23所述的無線電節(jié)點，其中對于在時間上無線 電信道之間的較低質(zhì)量無線電信道特征、較低速率信道編碼以及較^氐 分集條件，所述處理電路配置成選擇通過所述多個天線交織一個塊的 所述數(shù)據(jù)單元以便進行空間分集傳輸?shù)亩嗑S交織方案。
41. 如權(quán)利要求23所述的無線電節(jié)點，其中所述性能包括通過 所述無線電接口的吞吐量，以及其中所述一個或多個無線電特征包括 如下一個或多個信道質(zhì)量參數(shù)、各無線電信道的時間差異測量、所述無線電信道之間的相關(guān)測量、各無線電信道的頻率響應(yīng)、各無線電 信道的延遲分布、干擾、塊差錯率、與所述數(shù)據(jù)流關(guān)聯(lián)的最大延遲要 求或者服務(wù)質(zhì)量要求。
42. 如權(quán)利要求23所述的無線電節(jié)點，其中所述無線電節(jié)點是 基站(BS)。
43. 如權(quán)利要求23所述的無線電節(jié)點，其中所述無線電節(jié)點是 移動臺(MS)。
44. 如權(quán)利要求23所述的無線電節(jié)點，其中至少一個無線電信 道特征在所述無線電節(jié)點中測量。
45. 如權(quán)利要求23所述的無線電節(jié)點，其中所述無線電節(jié)點是 發(fā)射器無線電節(jié)點(IO),并且包括發(fā)射器電路(38),與所述多個天線(40)的每個關(guān)聯(lián)， 信道編碼器(32),用于使用所選信道編碼方案對所述數(shù)據(jù)塊編 碼；以及交織器(34)，用于根據(jù)所選多維交織方案通過所述多個發(fā)射天線 的一個或多個分配編碼數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)單元，所述處理電路配置成接收來自另 一個接收器節(jié)點的測量，并根據(jù) 所接收的測量進行一個或多個確定或者一個或多個選擇。
46. 如權(quán)利要求45所述的無線電節(jié)點，其中所述處理電路配置 成從其它接收器節(jié)點接收和實現(xiàn)一個或多個選擇。
全文摘要
考慮一個或多個無線電特征來確定如下一個或多個選擇交織方案、信道編碼方案、調(diào)制方案和/或傳輸方案。考慮這些因素和相關(guān)性改進移動無線電通信系統(tǒng)的性能。一個示例性能測量是通過無線電接口的吞吐量。
文檔編號H03M13/00GK101160728SQ200680012775
公開日2008年4月9日 申請日期2006年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月19日
發(fā)明者M·胡克, T·蒂恩德菲爾特 申請人:艾利森電話股份有限公司