專利名稱：高速率無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的調(diào)制和編碼裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的調(diào)制和編碼裝置及方法。具體地說，本發(fā)明涉及一種高速率無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的調(diào)制和編碼裝置及方法。
背景技術(shù)：
通常，將無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)分類為移動通信系統(tǒng)(MCS)、無線局域網(wǎng)(WLAN)、廣域網(wǎng)(WAN)和城域網(wǎng)(MAN)，其全部基于移動通信技術(shù)。對于移動通信系統(tǒng)，正由第三代合作伙伴計(jì)劃-2(3GPP2)、即同步碼分多址(CDMA)移動通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化組，以及第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP)、即異步通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)移動通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化組獨(dú)立地開發(fā)高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。
現(xiàn)在，將對自適應(yīng)調(diào)制和編碼(AMC)進(jìn)行描述。
首先，將描述IEEE 802.16a系統(tǒng)。IEEE 802.16a系統(tǒng)使用正交頻分多址(OFDMA)。
圖1是圖示用于在使用OFDM的IEEE 802.16a中發(fā)送高速率數(shù)據(jù)的物理信道的結(jié)構(gòu)的框圖。參考圖1，發(fā)送給諸如用戶1、用戶2、...、用戶m的用戶的所有物理信道具有相同的結(jié)構(gòu)。因此，在圖1中，向相同的元件分配相同的參考標(biāo)號，并且將不同的字母a、b、...、m作為用于指示各個(gè)用戶及其相關(guān)聯(lián)的物理信道的指示符添加到這些參考標(biāo)號的末尾。在用于用戶用戶1、用戶2、...、用戶m的物理信道中使用的參數(shù)可以具有相同的值或不同的值。例如，各個(gè)物理信道可以在輸入分組的大小、碼率、調(diào)制階數(shù)和發(fā)送持續(xù)時(shí)間方面彼此不同?，F(xiàn)在，作為示例，將對用于第一用戶用戶1的物理信道進(jìn)行描述。
在物理信道中，把要發(fā)送給第一用戶用戶1的數(shù)據(jù)用戶1數(shù)據(jù)輸入到循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)加法器101a，并且CRC加法器101a將CRC添加到輸入的用戶數(shù)據(jù)用戶1數(shù)據(jù)上，使得接收側(cè)可以檢測在信道傳輸過程中由于噪聲而出現(xiàn)的錯(cuò)誤。將添加了CRC的用戶數(shù)據(jù)輸入到尾部位添加器103a，并且尾部位添加器103a將尾部位添加到添加了CRC的用戶數(shù)據(jù)上。將糾錯(cuò)碼用于校正在信道傳輸過程中由于噪聲而出現(xiàn)的錯(cuò)誤，并且通常將其用于前向糾錯(cuò)(FEC)。通常，將卷積碼和turbo碼用于在無線通信系統(tǒng)中使用的FEC。這些碼使用尾部位，所述尾部位是用于在格狀圖(trellis diagram)上以‘0’狀態(tài)結(jié)束對應(yīng)碼的結(jié)束位。因此，F(xiàn)EC編碼器105a對添加了尾部位的數(shù)據(jù)進(jìn)行FEC編碼。因?yàn)樵谙嚓P(guān)參考文獻(xiàn)中給出了對其的詳細(xì)描述，所以在這里將省略對FEC編碼的描述。
接下來，為了將FEC編碼器105a的輸出信號的數(shù)目匹配到分配給每個(gè)用戶的調(diào)制碼元的數(shù)目，碼元重復(fù)和打孔部件107a對FEC編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行碼元重復(fù)和打孔。將經(jīng)歷了重復(fù)和打孔的碼元輸入到用于將在信道中出現(xiàn)的突發(fā)錯(cuò)誤轉(zhuǎn)換為隨機(jī)錯(cuò)誤的信道交織器109a，并且信道交織器109a對輸入的碼元進(jìn)行信道交織。將信道交織后的碼元輸入到調(diào)制器111a，并且調(diào)制器111a調(diào)制信道交織后的碼元。將調(diào)制后的碼元輸入到副載波或子信道映射器和NOS或NOOS映射器120，并且副載波或子信道映射器和時(shí)隙數(shù)目(NOS)或OFDM碼元數(shù)目(NOOS)映射器120在分配給每個(gè)用戶的發(fā)送持續(xù)時(shí)間內(nèi)對調(diào)制碼元進(jìn)行副載波或子信道映射和NOS或OFDM碼元數(shù)目NOOS映射。副載波或子信道映射器和NOS或NOOS映射器120同時(shí)處理所有用戶的數(shù)據(jù)。將從副載波或子信道映射器和NOS或NOOS映射器120輸出的碼元輸入到逆快速傅立葉變換(IFFT)130，并且IFFT 130對輸入的碼元進(jìn)行逆快速傅立葉變換。以這一方式，每個(gè)用戶的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為一個(gè)載波信號，并且被傳遞到射頻(RF)單元(未示出)。
在前面的描述中，“NOS”或“NOOS”是指分配給每個(gè)用戶的發(fā)送持續(xù)時(shí)間，并且可根據(jù)用戶數(shù)據(jù)的大小而變化。因此，NOS或NOOS的增加導(dǎo)致分配給一個(gè)分組的發(fā)送時(shí)間的增加。此外，“子信道”是指在正交頻分多路復(fù)用(OFDM)中使用的一組副載波。在頻域中，不必始終以固定的順序排列組成一個(gè)子信道的副載波，并且典型的是，多個(gè)副載波根據(jù)特定的模式組成一個(gè)子信道。例如，當(dāng)把給定的頻率帶寬劃分為2048個(gè)正交頻率時(shí)，如果存在第1至第2048副載波，則可以用第1、第8、第16、第32和第64副載波的4個(gè)副載波來配置一個(gè)子信道。子信道的配置和組成該子信道的副載波的數(shù)目根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)而改變。
參考圖2和3，現(xiàn)在將對多用戶信道資源分配配置進(jìn)行描述。
圖2是圖示用于將信道資源分配給多個(gè)用戶的配置的圖，圖3是圖示根據(jù)一種方案將信道資源分配給多個(gè)用戶的配置的圖。
如可以從圖2和3理解的那樣，副載波是指在OFDM中使用的正交頻率載波，并且具有小于或等于N點(diǎn)IFFT的N的值。也就是說，對于N＝2048，副載波的數(shù)目可以小于或等于2048。此外，在圖2和3中，時(shí)隙是指發(fā)送持續(xù)時(shí)間，并且一個(gè)時(shí)隙包括一個(gè)或多個(gè)OFDM碼元。例如，在圖2和3中，一個(gè)時(shí)隙包括3個(gè)OFDM碼元。在圖2和3底部示出的“凈荷突發(fā)長度”是指在鏈路信道的幀中用來發(fā)送用戶數(shù)據(jù)的脈沖串的總長度。因此，可分配給所有用戶的全部信道資源由副載波或子信道的最大數(shù)目和凈荷突發(fā)長度確定。
參考圖3，現(xiàn)在將對把信道資源實(shí)際分配給用戶A、B和C的示例進(jìn)行描述。用戶A使用第一時(shí)隙SLOT(0)300的全部副載波。此外，用戶A使用第二時(shí)隙SLOT(1)310的一些副載波。也就是說，用戶A使用第一時(shí)隙SLOT(0)300的全部副載波(或子信道)，并且使用第二時(shí)隙SLOT(1)310的一些副載波(或子信道)。用戶B和C使用第二時(shí)隙SLOT(1)310中的不同副載波(或子信道)。
圖4是圖示用于向用戶發(fā)送數(shù)據(jù)的物理信道的結(jié)構(gòu)的框圖。除了圖4的結(jié)構(gòu)不添加CRC和尾部位以外，圖4在結(jié)構(gòu)上與圖1相同。這是因?yàn)榭梢栽诿襟w訪問控制(MAC)層中執(zhí)行CRC功能。因此，圖4中的元件405、407、409、411、420和430分別對應(yīng)圖1的元件105、107、109、111、120和130。當(dāng)圖1和4二者的結(jié)構(gòu)均具有多個(gè)調(diào)制器和多個(gè)糾錯(cuò)碼碼率時(shí)，它們需要一種用于確定碼率和調(diào)制階數(shù)的方案，以便向每個(gè)用戶保證最佳性能。
更具體地說，如圖1所示，在無線通信系統(tǒng)中，在用于分組傳輸服務(wù)的物理信道中需要調(diào)制器。此外，無線通信系統(tǒng)使用糾錯(cuò)碼，以便克服由在無線通信信道中出現(xiàn)的噪聲導(dǎo)致的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。通常，諸如IEEE 802.16a的高速率無線數(shù)據(jù)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)不保證移動臺的移動性。然而，作為移動通信標(biāo)準(zhǔn)的CDMA2000 1x EV-DV是保證移動臺的移動性的標(biāo)準(zhǔn)。在保證移動性的系統(tǒng)中，應(yīng)當(dāng)考慮不僅克服由在無線通信信道中出現(xiàn)的噪聲導(dǎo)致的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、還克服由衰落導(dǎo)致的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的各種方案。例如，為了使發(fā)射機(jī)有效地對付在衰落的信道環(huán)境中發(fā)生的信噪比(SNR)的動態(tài)改變，廣泛地考慮用于始終發(fā)送相同的傳輸分組的分組調(diào)制方案、和改變糾錯(cuò)碼的碼率的AMC方案。
例如，當(dāng)使用具有不同大小的多個(gè)分組時(shí)，通常使用與分組大小相應(yīng)的不同碼率和調(diào)制方案。使用不同碼率和調(diào)制方案的原因在于通過向由發(fā)射機(jī)發(fā)送的每個(gè)分組提供多樣性來增大信道的發(fā)送效率。也就是說，發(fā)射機(jī)根據(jù)信道狀態(tài)、從上層傳遞的數(shù)據(jù)緩沖器狀態(tài)(或數(shù)據(jù)積壓)、可用子信道或OFDM副載波的數(shù)目以及發(fā)送持續(xù)時(shí)間，從多個(gè)分組大小中選擇適當(dāng)?shù)姆纸M大小。如果將這種傳輸分組定義為編碼器分組(EP)，則調(diào)制方案的選擇是選擇EP大小時(shí)的重要因素之一。也就是說，即使使用相同的EP大小，也可以根據(jù)發(fā)送時(shí)間和可用副載波或子信道的數(shù)目來不同地確定最佳調(diào)制方案和糾錯(cuò)碼的碼率。這里，使用含義為發(fā)送時(shí)間的NOS或NOOS作為具有預(yù)定時(shí)間的發(fā)送單元。因此，NOS或NOOS的增加表明賦予一個(gè)分組的發(fā)送時(shí)間的增加。
當(dāng)使用OFDMA時(shí)，分配給每個(gè)用戶的副載波或子信道的數(shù)目可根據(jù)信道狀態(tài)和數(shù)據(jù)量而改變。因此，在OFDMA系統(tǒng)中，可供用戶使用的信道資源通常由子信道(或副載波)的數(shù)目和OFDM碼元的數(shù)目(或NOOS)的乘積確定。例如，在CDMA2000 1x EV-DV中，使用調(diào)制階數(shù)乘積碼率(MPR)方案作為用于確定調(diào)制階數(shù)和碼率的方案?，F(xiàn)在，將對MPR方案進(jìn)行描述。
通常，眾所周知的是，在使用糾錯(cuò)碼的數(shù)字系統(tǒng)中，糾錯(cuò)碼的碼率的連續(xù)減小導(dǎo)致編碼增益的緩慢遞增。這里，“編碼增益”是指與不使用糾錯(cuò)碼的通信系統(tǒng)相比、使用糾錯(cuò)碼的通信系統(tǒng)的SNR增益。因此，由碼率減小導(dǎo)致的誤碼率(BER)顯示出向特定增量值飽和的傾向。反之，碼率的連續(xù)增大導(dǎo)致編碼增益的快速遞減，并且編碼增益的快速遞減導(dǎo)致誤碼率的快速遞增。這得到香農(nóng)的信道容量理論支持。
在數(shù)字調(diào)制方案中，由于調(diào)制階數(shù)的增大/減小導(dǎo)致的、在相同SNR上的誤碼率的改變在其范圍上受到限制，并且已經(jīng)知道具有較高調(diào)制階數(shù)的數(shù)字調(diào)制方案需要較高的SNR以獲得相同的誤碼率。因此，如果假設(shè)一個(gè)系統(tǒng)使用固定的調(diào)制碼元速率，則存在很多用于確定糾錯(cuò)碼的碼率和數(shù)字調(diào)制方案的調(diào)制階數(shù)的可能組合。然而，當(dāng)考慮到糾錯(cuò)碼和數(shù)字調(diào)制方案的特性時(shí)，對于較低的碼率，較為高效的是使用諸如正交相移鍵控(QPSK)的具有較低調(diào)制階數(shù)的調(diào)制方案，而不是通過使用較高階調(diào)制方案來減小碼率。反之，對于較高的碼率，優(yōu)選的是通過使用較高階調(diào)制方案減小碼率來有效地防止誤碼率增大。
然而，在相同的譜效率上，在確定調(diào)制階數(shù)之后計(jì)算碼率。因此，在確定調(diào)制階數(shù)之前指定碼率的水平并不合適。例如，被稱為調(diào)制階數(shù)乘積碼率(MPR)的新函數(shù)具有一種譜效率的思想，其中調(diào)制階數(shù)和碼率均得到了反映。在OFDM/OFDMA系統(tǒng)中，不能詳細(xì)分析每個(gè)數(shù)據(jù)速率的調(diào)制方案與糾錯(cuò)碼碼率之間的關(guān)系。此外，當(dāng)使用OFDMA時(shí)，為了高效地管理分配給每個(gè)用戶或移動臺的信道資源，副載波或子信道的數(shù)目以及OFDM碼元的數(shù)目都應(yīng)當(dāng)根據(jù)信道狀態(tài)和數(shù)據(jù)量而可變地確定。應(yīng)當(dāng)考慮這種細(xì)節(jié)(particulars)，以便提供最佳調(diào)制方案和碼率確定方案。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種發(fā)送裝置和方法，用于在高速率無線數(shù)據(jù)系統(tǒng)中確定各種調(diào)制方案和碼率時(shí)使數(shù)據(jù)發(fā)送效率最大。
本發(fā)明的另一目的是提供一種調(diào)制方案和碼率確定裝置及方法，用于增大使用各種調(diào)制方案和碼率的高速率無線數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)發(fā)送效率。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于確定最佳調(diào)制階數(shù)和糾錯(cuò)碼的碼率的裝置及方法，其中，發(fā)射機(jī)使用各種分組大小，并且根據(jù)信道狀態(tài)、數(shù)據(jù)緩沖器狀態(tài)、副載波數(shù)目、正交頻分多路復(fù)用(OFDM)碼元數(shù)目和發(fā)送持續(xù)時(shí)間來選擇多個(gè)調(diào)制方案之一和多個(gè)碼率之一。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于確定要通過多個(gè)子信道發(fā)送的分組數(shù)據(jù)的調(diào)制階數(shù)的裝置。該裝置包括控制器，用于確定要發(fā)送的OFDM碼元的數(shù)目、子信道的數(shù)目和編碼器分組的大小；以及調(diào)制階數(shù)判定器，用于根據(jù)所確定的OFDM碼元的數(shù)目、所確定的子信道數(shù)目和所確定的編碼器分組的大小，對于要發(fā)送給每個(gè)用戶的每個(gè)分組數(shù)據(jù)，計(jì)算調(diào)制階數(shù)乘積碼率(MPR)，并且根據(jù)該MPR確定調(diào)制階數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于確定要通過多個(gè)子信道發(fā)送的分組數(shù)據(jù)的調(diào)制階數(shù)的裝置。該裝置包括控制器，用于確定要發(fā)送的OFDM碼元的數(shù)目、子信道的數(shù)目和編碼器分組的大?。灰约罢{(diào)制階數(shù)判定器，用于根據(jù)所確定的OFDM碼元的數(shù)目、所確定的子信道數(shù)目和所確定的編碼器分組的大小，對于要發(fā)送給每個(gè)用戶的每個(gè)分組數(shù)據(jù)，計(jì)算調(diào)制階數(shù)乘積碼率(MPR)，并且根據(jù)該MPR確定調(diào)制階數(shù)，其中如果0＜MPR＜1.5，則使用QPSK(調(diào)制階數(shù)2)。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種用于確定要通過多個(gè)子信道發(fā)送的分組數(shù)據(jù)的調(diào)制階數(shù)的裝置。該裝置包括控制器，用于確定要發(fā)送的OFDM碼元的數(shù)目、子信道的數(shù)目和編碼器分組的大?。灰约罢{(diào)制階數(shù)判定器，用于根據(jù)所確定的OFDM碼元的數(shù)目、所確定的子信道數(shù)目和所確定的編碼器分組的大小，對于要發(fā)送給每個(gè)用戶的每個(gè)分組數(shù)據(jù)，計(jì)算調(diào)制階數(shù)乘積碼率(MPR)，并且根據(jù)該MPR確定調(diào)制階數(shù)，其中如果0＜MPR＜1.5，則使用QPSK(調(diào)制階數(shù)2)。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種用于確定要通過多個(gè)子信道發(fā)送的分組數(shù)據(jù)的調(diào)制階數(shù)的裝置。該裝置包括控制器，用于確定要發(fā)送的OFDM碼元的數(shù)目、子信道的數(shù)目和編碼器分組的大??；以及調(diào)制階數(shù)判定器，用于根據(jù)所確定的OFDM碼元的數(shù)目、所確定的子信道數(shù)目和所確定的編碼器分組的大小，對于要發(fā)送給每個(gè)用戶的每個(gè)分組數(shù)據(jù)，計(jì)算調(diào)制階數(shù)乘積碼率(MPR)，并且根據(jù)該MPR確定調(diào)制階數(shù)，其中通過下式計(jì)算MPRMPR＝(EP大小)/(凈荷調(diào)制碼元)＝(EP大小)/(48×(子信道數(shù)目))。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種用于確定要通過多個(gè)副載波發(fā)送的分組數(shù)據(jù)的調(diào)制階數(shù)的方法。該方法包括以下步驟確定要發(fā)送的OFDM碼元的數(shù)目、子信道的數(shù)目和編碼器分組的大??；根據(jù)要發(fā)送的OFDM碼元的數(shù)目、子信道的數(shù)目和編碼器分組的大小，對于要發(fā)送的分組數(shù)據(jù)，計(jì)算調(diào)制階數(shù)乘積碼率(MPR)；以及根據(jù)所計(jì)算的MPR確定調(diào)制階數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種用于確定要通過多個(gè)副載波發(fā)送的分組數(shù)據(jù)的調(diào)制階數(shù)的方法。該方法包括以下步驟確定要發(fā)送的OFDM碼元的數(shù)目、子信道的數(shù)目和編碼器分組的大小；根據(jù)要發(fā)送的OFDM碼元的數(shù)目、子信道數(shù)目和編碼器分組的大小，對于要發(fā)送的分組數(shù)據(jù)，計(jì)算調(diào)制階數(shù)乘積碼率(MPR)；以及根據(jù)所計(jì)算的MPR確定調(diào)制階數(shù)，其中通過下式計(jì)算MPRMPR＝(EP大小)/(凈荷調(diào)制碼元)＝(EP大小)/(48×(子信道數(shù)目))。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供一種用于確定要通過多個(gè)副載波發(fā)送的分組數(shù)據(jù)的調(diào)制階數(shù)的方法。該方法包括以下步驟確定要發(fā)送的OFDM碼元的數(shù)目、子信道的數(shù)目和編碼器分組的大??；根據(jù)要發(fā)送的OFDM碼元的數(shù)目、子信道的數(shù)目和編碼器分組的大小，對于要發(fā)送的分組數(shù)據(jù)，計(jì)算調(diào)制階數(shù)乘積碼率(MPR)；以及根據(jù)所計(jì)算的MPR確定調(diào)制階數(shù)，其中如果0＜MPR＜1.5，則使用QPSK(調(diào)制階數(shù)2)。
根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供一種接收機(jī)，包括控制消息處理器，用于從控制消息中提取關(guān)于子信道數(shù)目的信息、子信道索引信息和調(diào)制階數(shù)信息，其中，在發(fā)射機(jī)中通過由下式計(jì)算的MPR來確定調(diào)制階數(shù)MPR＝(EP大小)/(凈荷調(diào)制碼元)＝(EP大小)/(48×(子信道數(shù)目))；以及解調(diào)器，用于根據(jù)關(guān)于子信道數(shù)目的信息、子信道索引信息和調(diào)制階數(shù)信息，對業(yè)務(wù)(traffic)數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)和解碼。
根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供一種接收方法，包括控制消息處理步驟，從控制消息中提取關(guān)于子信道數(shù)目的信息、子信道索引信息和調(diào)制階數(shù)信息，其中，在發(fā)射機(jī)中通過由下式計(jì)算的MPR來確定調(diào)制階數(shù)MPR＝(EP大小)/(凈荷調(diào)制碼元)＝(EP大小)/(48×(子信道數(shù)目))；以及業(yè)務(wù)處理步驟，使用關(guān)于子信道數(shù)目的信息、子信道索引信息和調(diào)制階數(shù)信息來對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)和解碼。


當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行理解時(shí)，根據(jù)以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的以上和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，在附圖中圖1是圖示用于在使用正交頻分多路復(fù)用(OFDM)的IEEE 802.16a系統(tǒng)中發(fā)送高速率數(shù)據(jù)的物理信道的結(jié)構(gòu)的框圖；圖2是圖示用于將信道資源分配給多個(gè)用戶的配置的圖；圖3是圖示根據(jù)一種方案將信道資源分配給多個(gè)用戶的配置的圖；圖4是圖示用于向用戶發(fā)送數(shù)據(jù)的物理信道的結(jié)構(gòu)的框圖；圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、使用正交頻分多址(OFDMA)的配置的圖，在所述配置中，將信道資源分配給多個(gè)用戶；圖6是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、用于在OFDMA系統(tǒng)中確定每個(gè)時(shí)隙分配的調(diào)制碼元的數(shù)目的因子的圖；圖7是圖示在OFDMA無線通信系統(tǒng)中將兩個(gè)時(shí)隙分配給特定用戶的示例的圖；圖8是圖示當(dāng)把信道資源分配給多個(gè)用戶時(shí)一個(gè)用戶使用不同的糾錯(cuò)碼的情況的圖；圖9是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、將使用調(diào)制階數(shù)乘積碼率(MPR)向其施加每個(gè)多路訪問用戶的碼率和調(diào)制階數(shù)的發(fā)射機(jī)的框圖；
圖10是圖示使用MPR方案的OFDMA系統(tǒng)的接收機(jī)的框圖；圖11是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、用于在系統(tǒng)中發(fā)送用戶數(shù)據(jù)和控制消息的裝置的框圖；以及圖12是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基站和移動臺之間的操作的框圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。在以下描述中，為簡明起見，省略了對合并在此的已知功能和配置的詳細(xì)描述。
在給出對本發(fā)明的描述之前，將描述所述細(xì)節(jié)中的數(shù)據(jù)速率和子信道。配置每個(gè)數(shù)據(jù)速率表，使得根據(jù)子信道的數(shù)目，提供大約120個(gè)不同的調(diào)制方案和糾錯(cuò)碼碼率的可能組合。因此，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于在正交頻分多路復(fù)用/正交頻分多址(OFDM/OFDMA)系統(tǒng)中分析每個(gè)數(shù)據(jù)速率的調(diào)制方案和糾錯(cuò)碼碼率之間的關(guān)系的方法。此外，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于根據(jù)新分析方法確定調(diào)制階數(shù)和糾錯(cuò)碼碼率的標(biāo)準(zhǔn)和方法。
圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、在使用OFDMA的高速率無線數(shù)據(jù)系統(tǒng)中將信道資源分配給多個(gè)用戶的配置的圖。參考圖5，現(xiàn)在將對根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、將信道資源分配給多個(gè)用戶的情形進(jìn)行描述。
如上所述，基于子信道或副載波的數(shù)目和時(shí)隙的數(shù)目確定分配給一個(gè)用戶的信道資源量。因此，在圖5中，根據(jù)子信道或副載波的數(shù)目和時(shí)隙的數(shù)目向用戶A和用戶B分配信道資源。更具體地說，將第一時(shí)隙SLOT(0)500的全部子信道分配給用戶A，并且用戶A占用第二時(shí)隙SLOT(1)510的一些副載波以進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。此外，用戶B占用第二時(shí)隙SLOT(1)510的一些其它副載波以進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。然而，在這里將假設(shè)諸如圖5的用戶C的特定用戶可以不在逐個(gè)時(shí)隙的基礎(chǔ)上發(fā)送數(shù)據(jù)。也就是說，在一些情況中，可以像發(fā)送給圖5的用戶C的數(shù)據(jù)513一樣，在每個(gè)OFDM碼元的基礎(chǔ)上發(fā)送糾錯(cuò)碼。這些情況實(shí)際上適用于以下系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，采用使用增量冗余(IR)的混合自動重復(fù)請求(HARQ)，或者不是在每個(gè)時(shí)隙的基礎(chǔ)上，而是在每個(gè)碼元的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)發(fā)送。此外，當(dāng)有必要細(xì)分糾錯(cuò)碼的塊的大小以便高效地使用信道資源時(shí)，可以使用這種方法。因此，需要用于針對在系統(tǒng)中給出的塊的大小確定調(diào)制方案的方法，所述系統(tǒng)提供各種信道資源分配配置，即，提供糾錯(cuò)碼的各種塊的大小。
現(xiàn)在，將對根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、用于基于塊的大小確定調(diào)制方案和碼率的方法進(jìn)行詳細(xì)描述。將假設(shè)根據(jù)要從上層(例如MAC層)發(fā)送的分組的大小來確定EP大小。此外，將假設(shè)利用信道資源分配方法來確定要分配給一個(gè)用戶的子信道(或副載波)的數(shù)目和時(shí)隙(或OFDM碼元)的數(shù)目。在此情形中，發(fā)射機(jī)應(yīng)當(dāng)確定最佳調(diào)制方案。通常，可以使用以下3個(gè)因子來確定分配給一個(gè)用戶的調(diào)制碼元的數(shù)目。
因子1.NSCH每個(gè)子信道和OFDM碼元分配的副載波的數(shù)目2.NOS每個(gè)時(shí)隙分配的OFDM碼元的數(shù)目3.NMS分配給包括一個(gè)時(shí)隙和一個(gè)子信道的信道資源的調(diào)制碼元的數(shù)目(NMS＝NSCH×NOS)現(xiàn)在將參考圖6來描述這三個(gè)因子。圖6是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、在OFDMA系統(tǒng)中用于確定每個(gè)時(shí)隙分配的調(diào)制碼元的數(shù)目的因子的圖。
在圖6中，假設(shè)在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)發(fā)送3個(gè)OFDM碼元。在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)發(fā)送3個(gè)OFDM碼元的這一情況下，N_SC 601可以成為分配給一個(gè)子信道的副載波的數(shù)目。在圖6中，假設(shè)分配給一個(gè)子信道的副載波的數(shù)目是16(N_SC＝16)。每個(gè)子信道分配的副載波的數(shù)據(jù)可以根據(jù)所發(fā)送的OFDM碼元的數(shù)目而變化。N_OS 602是如上所述分配給一個(gè)時(shí)隙的OFDM碼元的數(shù)目。因此，N_OS＝3。在這一配置中，如上所述，可以確定分配給包括一個(gè)子信道的信道資源的調(diào)制碼元的數(shù)目。因?yàn)樵趫D6中假設(shè)N_SC＝16并且N_OS＝3，所以分配給信道資源的調(diào)制碼元的數(shù)目包括等于48(＝16×3)的一個(gè)子信道。當(dāng)用副載波的數(shù)目而不是調(diào)制碼元來表示時(shí)，N_MS代表48個(gè)副載波。
因此，當(dāng)把前述MPR用于OFDMA時(shí)，可以通過下式計(jì)算MPR值等式(4)MPR=NEPNMS×NSCH×NOS]]>在等式(4)中，NSCH表示子信道的數(shù)目。然而，在等式(4)中，假設(shè)對于每個(gè)時(shí)隙，糾錯(cuò)碼的塊始終具有相同的數(shù)目的子信道，就像圖5的用戶B一樣。因此，當(dāng)像圖5的用戶A那樣、對于每個(gè)時(shí)隙所述塊具有不同數(shù)目的子信道時(shí)，應(yīng)當(dāng)如等式(5)所示來修改MPR。
等式(5)
MPR=NEPNMS×Σk=1NslotNSCH,k]]>在等式(5)中，NSCH，k表示分配給第k時(shí)隙的子信道的數(shù)目。現(xiàn)在，將參考圖7對其進(jìn)行詳細(xì)描述。圖7是圖示在OFDMA無線通信系統(tǒng)中將兩個(gè)時(shí)隙分配給特定用戶的示例的圖。如可以從圖7的示例理解的那樣，用戶A通過第一時(shí)隙SLOT(0)中的12個(gè)子信道發(fā)送OFDM碼元，并且通過第二時(shí)隙SLOT(1)中的8個(gè)子信道發(fā)送OFDM碼元。因此，第一時(shí)隙SLOT(0)中的子信道的數(shù)目NSCH，0是12，并且第二時(shí)隙SLOT(1)中的子信道的數(shù)目NSCH，1是8。此外，分配給所有子信道的調(diào)制碼元的數(shù)目NMS是48。因此，通過等式(5)將MPR給出為NEP/(48×12+48×8)。
接下來，如果發(fā)射機(jī)將細(xì)分的糾錯(cuò)碼塊用于HARQ，則發(fā)射機(jī)可以基于OFDM碼元來確定發(fā)送單元。也就是說，這對應(yīng)于發(fā)送給圖5的用戶C的數(shù)據(jù)513。在此情況下，通過下式確定MPR等式(6)MPR=NEPΣk=1NslotΣjNSCH,kΣi=1NOS,kjNSCH]]>在等式(6)中，NOS，k，j表示分配給第k時(shí)隙和第j子信道的OFDM碼元的總數(shù)目，并且NSCH，k表示第k時(shí)隙中的子信道的數(shù)目。
圖8是圖示當(dāng)在高速率數(shù)據(jù)系統(tǒng)中將信道資源分配給多個(gè)用戶時(shí)、一個(gè)用戶使用不同的糾錯(cuò)碼的示例的圖。在圖8的情況中，使用不同的糾錯(cuò)碼將數(shù)據(jù)發(fā)送給用戶A。假設(shè)將第一時(shí)隙SLOT(0)中的第一數(shù)據(jù)用戶A-1801、第一時(shí)隙SLOT(0)中的第二數(shù)據(jù)用戶A-2802、以及第二時(shí)隙SLOT(1)中的第三數(shù)據(jù)用戶A-3803發(fā)送給用戶A，如果各個(gè)業(yè)務(wù)具有不同的服務(wù)質(zhì)量(QoS)，則可以將不同的MPR賦予每個(gè)業(yè)務(wù)。此外，在此情況下，通過由等式(5)或等式(6)給出的MPR來確定調(diào)制階數(shù)和糾錯(cuò)碼的碼率。
接下來，將對用于由發(fā)射機(jī)根據(jù)MPR確定用于每個(gè)用戶的糾錯(cuò)碼的碼率R和調(diào)制器的調(diào)制階數(shù)(MO)的方法進(jìn)行描述。首先，對于一個(gè)5毫秒的傳輸幀，發(fā)射機(jī)根據(jù)下行鏈路(DL)多路訪問(multiaccess)用戶的數(shù)目分配信道資源?？刂破鞲鶕?jù)分配給每個(gè)多路訪問用戶的子信道(或副載波)的數(shù)目、時(shí)隙(或OFDM碼元)的數(shù)目、以及分配給每個(gè)多路訪問用戶的EP大小，計(jì)算用于每個(gè)多路訪問用戶的MPR。接下來，基于該MPR，每個(gè)多路訪問用戶首先根據(jù)下面給出的調(diào)制階數(shù)確定閾值來確定調(diào)制階數(shù)。這里，所述閾值是通過實(shí)驗(yàn)預(yù)先給出的值，并且可以根據(jù)所使用的糾錯(cuò)碼而變化。在這里，假設(shè)使用turbo碼作為糾錯(cuò)碼，因?yàn)榇蠖鄶?shù)高速率數(shù)據(jù)系統(tǒng)使用具有高編碼增益的turbo碼。因此，使用與turbo碼相應(yīng)的閾值。然而，當(dāng)使用其它類型的糾錯(cuò)碼時(shí)，規(guī)定所述閾值可以不同，并且還規(guī)定通過實(shí)驗(yàn)預(yù)先確定所述閾值，并且以后不再改變該閾值。在下面的等式(7)到等式(9)中，MPR_TH1是指用于確定QPSK和16QAM的閾值，并且MPR_TH2是指用于確定16QAM和64QAM的閾值。在這里，假設(shè)MPR_TH1＝1.5，MPR_TH2＝3.2，并且MPR_TH3＝5.4。在此過程中，一旦確定了調(diào)制階數(shù)，就根據(jù)等式(10)將糾錯(cuò)碼的碼率R確定為MPR與調(diào)制階數(shù)(MO)的比率。因此，每個(gè)多路訪問用戶根據(jù)其自己的方案計(jì)算其自己的調(diào)制階數(shù)和糾錯(cuò)碼的碼率，并且將計(jì)算結(jié)果傳遞給糾錯(cuò)編碼器和調(diào)制器。如果系統(tǒng)使用碼元打孔和碼元重復(fù)來匹配碼率，則該系統(tǒng)根據(jù)該碼率計(jì)算打孔和重復(fù)的數(shù)目，并且將計(jì)算結(jié)果傳遞給碼元重復(fù)和打孔部件。存在若干其它碼率匹配方案，并且在這里將不提供對其的詳細(xì)描述。
等式(7)0.0＜MPR＜MPR_TH1，則選擇QPSK等式(8)MPR_TH1＜MPR＝MPR_TH2，則選擇16QAM等式(9)MPR_TH2＜MPR＝MPR_TH3，則選擇64QAM等式(10)碼率(R)＝MPR/MO(調(diào)制階數(shù))圖9是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、將使用MPR來向其施加每個(gè)多路訪問用戶的碼率和調(diào)制階數(shù)的發(fā)射機(jī)的框圖。參考圖9，現(xiàn)在將對根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、用于應(yīng)用MPR的裝置的結(jié)構(gòu)和操作進(jìn)行描述。
控制器(或主機(jī)、中央處理單元(CPU)、或數(shù)字信號處理器(DSP)900)輸出要發(fā)送給多路訪問用戶用戶1、用戶2、...、用戶m的用戶數(shù)據(jù)?？梢栽谡{(diào)制解調(diào)器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)控制器900，或者在位于調(diào)制解調(diào)器之外的DSP內(nèi)部實(shí)現(xiàn)控制器900。同時(shí)，控制器900將關(guān)于NOS、NOOS、子信道數(shù)目和EP大小的信息輸出到調(diào)制階數(shù)和碼率判定器940?，F(xiàn)在，將描述物理信道的結(jié)構(gòu)。物理信道的結(jié)構(gòu)與結(jié)合圖1所述的結(jié)構(gòu)相同。因此，圖9的參考標(biāo)號901、903、905、907、909、911、920和930對應(yīng)圖1的參考標(biāo)號101、103、105、107、109、111、120和130。然而，圖9在某些部件上與圖1不同，并且將在下面描述所述不同的部件。FEC編碼器905以具有由調(diào)制階數(shù)和碼率判定器940確定的值的碼率將用戶數(shù)據(jù)編碼。碼元打孔和重復(fù)部件907也根據(jù)由調(diào)制階數(shù)和碼率判定器940確定的值確定打孔/重復(fù)參數(shù)，并且調(diào)制器911也根據(jù)由調(diào)制階數(shù)和碼率判定器940確定的值確定調(diào)制階數(shù)。以這一方式，確定要在每個(gè)用戶的物理信道中使用的碼率、碼元打孔/重復(fù)參數(shù)和調(diào)制階數(shù)。
然而，因?yàn)閭鹘y(tǒng)技術(shù)沒有提供用于確定碼率、碼元打孔/重復(fù)參數(shù)和調(diào)制階數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，所以本發(fā)明的這一實(shí)施例根據(jù)上述MPR確定那些值。盡管已經(jīng)為方便起見而在圖9中僅示出了子信道，但是根據(jù)所使用的系統(tǒng)，可以將副載波的數(shù)目用作輸入?yún)?shù)。此外，調(diào)制階數(shù)和碼率判定器940提供用于碼元打孔和重復(fù)的參數(shù)。例如，當(dāng)FEC編碼器905使用最低碼率1/3并且基于MPR確定的碼率是1/6時(shí)，調(diào)制階數(shù)和碼率判定器940向碼元重復(fù)和打孔部件907輸出參數(shù)值，例如請求2倍(times)碼元重復(fù)的值。如果傳遞2倍碼元重復(fù)參數(shù)并且碼率是1/3，則最終碼率變?yōu)?/6?？梢杂脠D9的方法來實(shí)現(xiàn)基于MPR的碼率和調(diào)制階數(shù)的確定。然而，也可以用與圖9的方法不同的方法來實(shí)現(xiàn)所述確定。也可以將可由圖9的發(fā)射機(jī)使用與圖9的方法不同的方法計(jì)算的所有值存儲在表中，以供以后使用。在實(shí)現(xiàn)所述表時(shí)，可以在調(diào)制解調(diào)器外部實(shí)現(xiàn)所述表。在此情況下，用所述表代替調(diào)制階數(shù)和碼率判定器940。因此，根據(jù)各個(gè)EP大小和MPR，對于所有可能組合預(yù)先計(jì)算調(diào)制階數(shù)和碼率，并將其存儲在所述表中?？刂破?00將EP大小、NOS(或NOOS)、以及子信道(或副載波)的數(shù)目輸出到調(diào)制階數(shù)和碼率判定器940，并且調(diào)制階數(shù)和碼率判定器940從存儲了所有可能組合的調(diào)制階數(shù)和碼率的表輸出調(diào)制階數(shù)、碼率和碼元打孔/重復(fù)參數(shù)。此外，調(diào)制階數(shù)和碼率判定器940或控制器900控制副載波或子信道映射和NOS或NOOS映射操作。也就是說，調(diào)制階數(shù)和碼率判定器940或控制器900傳遞控制值，使得將該控制值映射到如參考圖5所述的、將其傳遞給對應(yīng)用戶所經(jīng)由的信道。通過這樣做，可以在每個(gè)時(shí)隙的基礎(chǔ)上或在每個(gè)碼元的基礎(chǔ)上，將傳遞給特定用戶的分組數(shù)據(jù)映射在物理信道中。因此，在本發(fā)明實(shí)施例中提出的方法中，副載波或子信道映射器和NOS或NOOS映射器920可以逐個(gè)映射各個(gè)碼元，或者僅映射特定時(shí)隙中的預(yù)定數(shù)目的碼元。也就是說，如參考圖5的參考標(biāo)號512所示，可以將特定時(shí)隙內(nèi)的所有預(yù)定子信道分配給一個(gè)用戶，以及如圖5的參考標(biāo)號513所示，可以僅將特定時(shí)隙內(nèi)的預(yù)定子信道中的若干碼元分配給一個(gè)用戶。
圖10是圖示使用MPR方案的OFDMA系統(tǒng)的接收機(jī)的框圖。參考圖10，現(xiàn)在將對使用MPR方案的OFDMA系統(tǒng)的接收機(jī)的結(jié)構(gòu)和操作進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖10的接收機(jī)可以是移動臺。然而，用于從每個(gè)移動臺接收幀的基站中的接收機(jī)也具有與圖10的接收機(jī)相同的結(jié)構(gòu)。然而，在基站中，提供了多個(gè)圖10的接收機(jī)。因此，在以下描述中，將假設(shè)圖10的接收機(jī)是移動臺。每個(gè)移動臺或接收機(jī)應(yīng)當(dāng)首先確定由基站發(fā)送的信號是否是發(fā)送給該移動臺自己的信號。移動臺僅對發(fā)送給該移動臺自己的信號進(jìn)行解調(diào)和解碼，從而恢復(fù)其用戶數(shù)據(jù)。因此，移動臺應(yīng)當(dāng)基于EP大小、子信道(或副載波)的數(shù)目、子信道索引、調(diào)制階數(shù)和碼率(即關(guān)于MPR的信息)，正確地接收關(guān)于分配給每個(gè)用戶的信道資源的信息，即NOS或NOOS。
將這種控制消息從基站發(fā)送到移動臺，并且現(xiàn)在將參考圖11來描述用于與用戶數(shù)據(jù)一起發(fā)送控制消息的基站的結(jié)構(gòu)。
圖11是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、用于在系統(tǒng)中發(fā)送用戶數(shù)據(jù)和控制消息的裝置的框圖。參考圖11，現(xiàn)在將對根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、用于在系統(tǒng)中發(fā)送用戶數(shù)據(jù)和控制消息的裝置的結(jié)構(gòu)和操作進(jìn)行詳細(xì)描述。
將用戶數(shù)據(jù)用戶1數(shù)據(jù)、用戶2數(shù)據(jù)、...、用戶m數(shù)據(jù)輸入業(yè)務(wù)多路復(fù)用器1101，并且業(yè)務(wù)多路復(fù)用器1101將輸入的用戶數(shù)據(jù)多路復(fù)用。將用于該用戶數(shù)據(jù)的控制消息輸入控制消息處理器1102，并且控制消息處理器1102處理輸入的控制消息。從控制消息處理器1102輸出的信號包括其中在每個(gè)傳輸幀將用戶數(shù)據(jù)多路復(fù)用的幀中的位置信息、以及關(guān)于MPR的信息，即NOS或NOOS、子信道(或副載波)的數(shù)目、子信道索引、調(diào)制階數(shù)和碼率。將這種控制消息劃分為不需要每個(gè)幀都發(fā)送的信息和應(yīng)當(dāng)每個(gè)幀都發(fā)送的控制消息?？梢栽诿總€(gè)幀或者間或發(fā)送大多數(shù)信息。然而，需要每個(gè)幀都發(fā)送用戶數(shù)據(jù)解調(diào)和解碼所必需的、諸如MPR的信息。此外，發(fā)送不同于控制消息的控制信號。該控制信號可以是傳統(tǒng)的導(dǎo)頻信號。然而，也可以將不同于導(dǎo)頻信號的信號用作控制信號。在這里將不給出其詳細(xì)描述。
將多路復(fù)用的用戶數(shù)據(jù)、控制消息和控制信號輸入到多路復(fù)用器1103。多路復(fù)用器1103將輸入的業(yè)務(wù)、控制信息和控制消息多路復(fù)用，并且輸出具有在圖11底部示出的格式的幀。也就是說，將輸出幀劃分為控制消息1130和OFDMA業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)1131。以這一方式，一個(gè)幀具有處于其頭部的控制消息和處于其末尾的多路復(fù)用的用戶數(shù)據(jù)。因此，每個(gè)用戶或移動臺可以通過檢測控制消息來確定是否已經(jīng)接收到作為其頭部的數(shù)據(jù)，如果是這樣的話則獲取該數(shù)據(jù)，并且基于該結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)解調(diào)和解碼。
將多路復(fù)用的一個(gè)幀的信號輸入到RF單元1104，并且RF單元1104將輸入的幀信號上轉(zhuǎn)換為RF信號。將該RF信號輸入到功率放大器(PA)1105，并且功率放大器1105對輸入的RF信號進(jìn)行功率放大，并且經(jīng)由天線ANT發(fā)送放大的RF信號。
再次參考圖10，接收機(jī)中的N點(diǎn)FFT 1001通過FFT運(yùn)算而從所接收的RF信號檢測每個(gè)幀的多個(gè)副載波分量。對于這樣的操作，還需要自動頻率控制器(AFC)和自動增益控制器(AGC)。然而，在這里，假設(shè)作為基礎(chǔ)進(jìn)行這種AFC過程和AGC過程，因此將不給出其詳細(xì)描述。
將FFT處理后的信號輸入到去映射器1003。因?yàn)榭梢栽诿總€(gè)子信道的基礎(chǔ)上或者在每個(gè)副載波的基礎(chǔ)上接收幀，所以去映射器1003根據(jù)在系統(tǒng)中使用的方法對輸入信號進(jìn)行去映射。因?yàn)閹l(fā)送持續(xù)時(shí)間是NOS或NOOS，所以去映射器1003也對NOS或NOOS進(jìn)行去映射。
在去映射后的信號中，將控制消息輸入到控制消息檢測器1005，并且將業(yè)務(wù)信號輸入到業(yè)務(wù)處理器以進(jìn)行業(yè)務(wù)處理。業(yè)務(wù)處理器包括元件1007到1007。
現(xiàn)在將描述控制消息檢測器1005。如參考圖11所述，將所接收的一個(gè)幀的數(shù)據(jù)劃分為控制消息和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并且甚至使用相同的參考標(biāo)號而將這在圖10的底部示出。也就是說，輸入到控制消息檢測器1005的信息是控制消息1130。如上所述，控制消息檢測器1005從控制消息1130檢測發(fā)送給每個(gè)移動臺的數(shù)據(jù)的多路復(fù)用的幀中的位置信息以及關(guān)于MPR的信息，即NOS或NOOS、子信道(或副載波)的數(shù)目、子信道索引、調(diào)制階數(shù)和碼率。將由控制消息檢測器1005檢測到的信息輸入到計(jì)算器1019。計(jì)算器1019從輸入的信息檢測調(diào)制階數(shù)、碼率、MPR值以及打孔/重復(fù)參數(shù)。
將從去映射器1003輸出的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)輸入到解調(diào)器1007，并且解調(diào)器1007根據(jù)從計(jì)算器1019接收的調(diào)制階數(shù)而將輸入的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)解調(diào)。將解調(diào)后的數(shù)據(jù)輸入到去交織器1009，并且去交織器1009對在業(yè)務(wù)發(fā)送期間交織的碼元進(jìn)行去交織。將去交織后的信息輸入到碼元合并器1011，并且碼元合并器1011根據(jù)從計(jì)算器1019接收的打孔/接收參數(shù)，對輸入的信息進(jìn)行去打孔/去重復(fù)操作，以進(jìn)行速率匹配。將由碼元合并器1011進(jìn)行了速率去匹配的業(yè)務(wù)碼元輸入到FEC解碼器1013。FEC解碼器1013根據(jù)從計(jì)算器1019接收的碼率將輸入的業(yè)務(wù)碼元解碼。將從解碼器1013輸出的解碼后的碼元輸入到尾部位去除器1015，并且尾部位去除器1015從輸入的解碼碼元中去除尾部位。將去除了尾部位后的解碼信息輸入到CRC校驗(yàn)器1017，并且CRC校驗(yàn)器1017檢查該解碼信息是否有缺陷，并且如果該解碼信息沒有錯(cuò)誤，則將該解碼信息作為用戶數(shù)據(jù)輸出。
如圖10所示，所有參數(shù)NOS、NOOS、NSCH和NEP(指示編碼器分組的數(shù)目)不一定是必需的。在大多數(shù)情況下，使用NEP、NOOS和NSCH來計(jì)算MPR。因此，應(yīng)當(dāng)注意圖10示出了所有可能的情況。
圖12是圖示基站和移動臺之間的操作的框圖。參考圖12，現(xiàn)在將對基站和移動臺之間的操作進(jìn)行描述。
參考圖12，基站1210基于EP大小、子信道(或副載波)的數(shù)目、子信道索引、調(diào)制階數(shù)和碼率發(fā)送關(guān)于分配給各個(gè)用戶的信道資源的信息，即關(guān)于NOS(或NOOS)的信息?；?210在結(jié)構(gòu)上與圖11示出的基站相同。因此，在發(fā)送之間將控制信息與每個(gè)用戶數(shù)據(jù)多路復(fù)用。在圖12中發(fā)送的幀1220與圖10和11中示出的幀相同。在圖12中，用CTRL來代表控制消息。例如，基站1210通過圖12的CTRL來發(fā)送圖9所示的分配給每個(gè)用戶數(shù)據(jù)的MPR信息。此外，基站1210通過幀1220發(fā)送圖9所示的每個(gè)用戶數(shù)據(jù)，在所述幀1220中，用TRAFFIC代表該用戶數(shù)據(jù)。接下來，每個(gè)移動臺首先從幀1220檢測CTRL部分，以便確定是否已經(jīng)發(fā)送了它自己的數(shù)據(jù)，如果已經(jīng)發(fā)送了它自己的數(shù)據(jù)，則在上述過程中將它自己的數(shù)據(jù)解碼。
如上所述，本發(fā)明的實(shí)施例提供了以下方案，該方案用于在高速率無線數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，在發(fā)射機(jī)使用各種EP大小、并且根據(jù)信道狀態(tài)、從上層提供的數(shù)據(jù)緩沖器狀態(tài)、NOS、NOOS和發(fā)送持續(xù)時(shí)間而在發(fā)送之前選擇多個(gè)調(diào)制方案之一和多個(gè)糾錯(cuò)編碼方案之一的情況下，確定最佳調(diào)制階數(shù)和糾錯(cuò)碼的碼率，從而有助于數(shù)據(jù)發(fā)送效率和系統(tǒng)效率的增大。
盡管參照本發(fā)明的某些實(shí)施例示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解在不背離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在其中進(jìn)行各種形式和細(xì)節(jié)的改變。
權(quán)利要求
1.一種用于確定要通過多個(gè)子信道發(fā)送的分組數(shù)據(jù)的調(diào)制階數(shù)的裝置，該裝置包括控制器，用于確定要發(fā)送的OFDM碼元的數(shù)目、子信道的數(shù)目和編碼器分組的大小；以及調(diào)制階數(shù)判定器，用于根據(jù)所確定的OFDM碼元的數(shù)目、所確定的子信道數(shù)目和所確定的編碼器分組的大小，對于要發(fā)送給每個(gè)用戶的每個(gè)分組數(shù)據(jù)，計(jì)算調(diào)制階數(shù)乘積碼率(MPR)，并且根據(jù)該MPR確定調(diào)制階數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，調(diào)制階數(shù)判定器基于調(diào)制階數(shù)和MPR確定碼率。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，調(diào)制階數(shù)判定器基于調(diào)制階數(shù)和MPR確定打孔/重復(fù)參數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，調(diào)制階數(shù)判定器包括用于存儲碼率、調(diào)制階數(shù)和子信道數(shù)目的表，所述碼率、調(diào)制階數(shù)和子信道數(shù)目全部是基于要發(fā)送的OFDM碼元的數(shù)目、子信道的數(shù)目、和編碼器分組的大小確定的。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，通過下式計(jì)算MPRMPR=NEPNMS×NSCH×NOS]]>其中，NSCH表示子信道的數(shù)目，NOS表示每個(gè)時(shí)隙分配的OFDM碼元的數(shù)目，NEP表示編碼器分組的數(shù)目，并且NMS表示分配給包括一個(gè)時(shí)隙和一個(gè)子信道的信道資源的調(diào)制碼元的數(shù)目。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，當(dāng)在兩個(gè)或更多時(shí)隙內(nèi)發(fā)送要發(fā)送給特定用戶的分組數(shù)據(jù)、并且該分組數(shù)據(jù)對于每個(gè)時(shí)隙具有不同的子信道數(shù)目時(shí)，通過下式計(jì)算MPRMPR=NEPNMS×Σk=1NslotNSCH,k]]>其中，NSCH，k表示分配給第k時(shí)隙的子信道的數(shù)目，NEP表示編碼器分組的數(shù)目，并且NMS表示分配給包括一個(gè)時(shí)隙和一個(gè)子信道的信道資源的調(diào)制碼元的數(shù)目。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，當(dāng)要發(fā)送給特定用戶的分組數(shù)據(jù)在其發(fā)送期間沒有占用一個(gè)時(shí)隙的所有副載波時(shí)，通過下式計(jì)算MPRMPR=NEPΣk=1NslotΣjNSCH,kΣi=1NOS,kjNSCH]]>其中NOS，k，j表示分配給第k時(shí)隙和第j子信道的OFDM碼元的總數(shù)目，NSCH，k表示分配給第k時(shí)隙的子信道的數(shù)目，NEP表示編碼器分組的數(shù)目，并且Nslot表示時(shí)隙的數(shù)目。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，根據(jù)基于所計(jì)算的MPR的預(yù)定值來確定調(diào)制階數(shù)。
9.一種用于確定要通過多個(gè)子信道發(fā)送的分組數(shù)據(jù)的調(diào)制階數(shù)的裝置，該裝置包括控制器，用于確定要發(fā)送的OFDM碼元的數(shù)目、子信道的數(shù)目和編碼器分組的大小；以及調(diào)制階數(shù)判定器，用于根據(jù)所確定的OFDM碼元的數(shù)目、所確定的子信道數(shù)目和所確定的編碼器分組的大小，對于要發(fā)送給每個(gè)用戶的每個(gè)分組數(shù)據(jù)，計(jì)算調(diào)制階數(shù)乘積碼率(MPR)，并且根據(jù)該MPR確定調(diào)制階數(shù)，其中如果0＜MPR＜1.5，則使用QPSK(調(diào)制階數(shù)2)。
10.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，通過碼率(R)＝MPR/MO來計(jì)算碼率，其中MO表示調(diào)制階數(shù)。
11.一種用于確定要通過多個(gè)子信道發(fā)送的分組數(shù)據(jù)的調(diào)制階數(shù)的裝置，該裝置包括控制器，用于確定要發(fā)送的OFDM碼元的數(shù)目、子信道的數(shù)目和編碼器分組的大??；以及調(diào)制階數(shù)判定器，用于根據(jù)所確定的OFDM碼元的數(shù)目、所確定的子信道數(shù)目和所確定的編碼器分組的大小，對于要發(fā)送給每個(gè)用戶的每個(gè)分組數(shù)據(jù)，計(jì)算調(diào)制階數(shù)乘積碼率(MPR)，并且根據(jù)該MPR確定調(diào)制階數(shù)，其中通過下式計(jì)算MPRMPR＝(EP大小)/(凈荷調(diào)制碼元)＝(EP大小)/(48×(子信道數(shù)目))。
12.一種用于確定要通過多個(gè)副載波發(fā)送的分組數(shù)據(jù)的調(diào)制階數(shù)的方法，該方法包括以下步驟確定要發(fā)送的OFDM碼元的數(shù)目、子信道的數(shù)目和編碼器分組的大?。桓鶕?jù)要發(fā)送的OFDM碼元的數(shù)目、子信道數(shù)目和編碼器分組的大小，對于要發(fā)送的分組數(shù)據(jù)，計(jì)算調(diào)制階數(shù)乘積碼率(MPR)；以及根據(jù)所計(jì)算的MPR確定調(diào)制階數(shù)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，通過下式計(jì)算MPRMPR=NEPNMS×NSCH×NOS]]>其中，NSCH表示子信道的數(shù)目，NOS表示每個(gè)時(shí)隙分配的OFDM碼元的數(shù)目，NEP表示編碼器分組的數(shù)目，并且NMS表示分配給包括一個(gè)時(shí)隙和一個(gè)子信道的信道資源的調(diào)制碼元的數(shù)目。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，當(dāng)在兩個(gè)或更多時(shí)隙內(nèi)發(fā)送要發(fā)送給特定用戶的分組數(shù)據(jù)、并且該分組數(shù)據(jù)對于每個(gè)時(shí)隙具有不同的子信道數(shù)目時(shí)，通過下式計(jì)算MPRMPR=NEPNMS×Σk=1NslotNSCH,k]]>其中，NSCH，k表示分配給第k時(shí)隙的子信道的數(shù)目，NEP表示編碼器分組的數(shù)目，并且NMS表示分配給包括一個(gè)時(shí)隙和一個(gè)子信道的信道資源的調(diào)制碼元的數(shù)目。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，當(dāng)要發(fā)送給特定用戶的分組數(shù)據(jù)在其發(fā)送期間沒有占用一個(gè)時(shí)隙的所有副載波時(shí)，通過下式計(jì)算MPRMPR=NEPΣk=1NslotΣjNSCH,kΣi=1NOS,kjNSCH]]>其中NOS，k，j表示分配給第k時(shí)隙和第j子信道的OFDM碼元的總數(shù)目，NSCH，k表示分配給第k時(shí)隙的子信道的數(shù)目，NEP表示編碼器分組的數(shù)目，并且Nslot表示時(shí)隙的數(shù)目。
16.一種用于確定要通過多個(gè)副載波發(fā)送的分組數(shù)據(jù)的調(diào)制階數(shù)的方法，該方法包括以下步驟確定要發(fā)送的OFDM碼元的數(shù)目、子信道的數(shù)目和編碼器分組的大小；根據(jù)要發(fā)送的OFDM碼元的數(shù)目、子信道數(shù)目和編碼器分組的大小，對于要發(fā)送的分組數(shù)據(jù)，計(jì)算調(diào)制階數(shù)乘積碼率(MPR)；以及根據(jù)所計(jì)算的MPR確定調(diào)制階數(shù)，其中通過下式計(jì)算MPRMPR＝(EP大小)/(凈荷調(diào)制碼元)＝(EP大小)/(48×(子信道數(shù)目))。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，根據(jù)基于所計(jì)算的MPR的預(yù)定值來確定調(diào)制階數(shù)。
18.一種用于確定要通過多個(gè)副載波發(fā)送的分組數(shù)據(jù)的調(diào)制階數(shù)的方法，該方法包括以下步驟確定要發(fā)送的OFDM碼元的數(shù)目、子信道的數(shù)目和編碼器分組的大??；根據(jù)要發(fā)送的OFDM碼元的數(shù)目、子信道數(shù)目和編碼器分組的大小，對于要發(fā)送的分組數(shù)據(jù)，計(jì)算調(diào)制階數(shù)乘積碼率(MPR)；以及根據(jù)所計(jì)算的MPR確定調(diào)制階數(shù)，其中如果0＜MPR＜1.5，則使用QPSK(調(diào)制階數(shù)2)。
19.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，通過碼率(R)＝MPR/MO來計(jì)算碼率，其中MO表示調(diào)制階數(shù)。
20.一種接收機(jī)，包括控制消息處理器，用于從控制消息提取關(guān)于子信道數(shù)目的信息、子信道索引信息和調(diào)制階數(shù)信息，其中，在發(fā)射機(jī)中通過由下式計(jì)算的MPR來確定調(diào)制階數(shù)MPR＝(EP大小)/(凈荷調(diào)制碼元)＝(EP大小)/(48×(子信道數(shù)目))；以及解調(diào)器，用于根據(jù)關(guān)于子信道數(shù)目的信息、子信道索引信息和調(diào)制階數(shù)信息，對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)和解碼。
21.一種接收方法，包括控制消息處理步驟，從控制消息中提取關(guān)于子信道數(shù)目的信息、子信道索引信息和調(diào)制階數(shù)信息，其中，在發(fā)射機(jī)中通過由下式計(jì)算的MPR來確定調(diào)制階數(shù)MPR＝(EP大小)/(凈荷調(diào)制碼元)＝(EP大小)/(48×(子信道數(shù)目))；以及業(yè)務(wù)處理步驟，使用關(guān)于子信道數(shù)目的信息、子信道索引信息和調(diào)制階數(shù)信息，對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)和解碼。
全文摘要
一種用于在發(fā)送裝置中確定要通過副載波發(fā)送的分組數(shù)據(jù)的調(diào)制階數(shù)的裝置和方法。在該裝置和方法中，發(fā)射機(jī)物理信道對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和調(diào)制，以便利用OFDM碼元發(fā)送用戶數(shù)據(jù)。控制器將分組數(shù)據(jù)輸出到發(fā)射機(jī)物理信道，并且確定發(fā)送時(shí)隙的數(shù)目、OFDM碼元的數(shù)目、子信道的數(shù)目和編碼器分組的大小。調(diào)制階數(shù)和碼率判定器從控制器接收發(fā)送時(shí)隙的數(shù)目、OFDM碼元的數(shù)目、子信道的數(shù)目和編碼器分組的大小，計(jì)算調(diào)制階數(shù)乘積碼率(MPR)，根據(jù)該MPR確定調(diào)制階數(shù)，并且將所確定的調(diào)制階數(shù)輸出到對應(yīng)的物理信道。
文檔編號H04L27/26GK1906908SQ200580001715
公開日2007年1月31日 申請日期2005年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月20日
發(fā)明者金潣龜, 河相赫, 具永謨 申請人:三星電子株式會社