专利名称：用于有效重发高速信息分组数据的无线收发装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种CDMA(码分多址)移动通信系统中的无线数据收发装置和方法，尤其涉及一种在重发中使用可变调制技术来发送和接收数据的装置和方法。
背景技术：
目前，移动通信系统已从早期的基于声音的通信系统发展为用于提供数据服务和多媒体服务的高速、高质量无线电数据分组通信系统。此外，分为异步3GPP(第三代合作项目)系统和同步3GPP2(第三代合作项目2)系统的第三代移动通信系统正成为高速、高质量无线电数据分组服务的标准。例如，由3GPP对HSDPA(高速下行链线路分组访问)实现标准化，而由3GPP2对1xEV-DV(1x演化-数据和声音)实现标准化。在第三代移动通信系统中执行这些标准来确定用于2Mbps或更高的高速、高质量无线电数据分组发送服务的方案。而且，人们已提出了第四代移动通信系统，它将提供一种优于第三代移动通信系统的高速、高质量的多媒体服务。
妨碍高速、高质量无线电数据服务的主要因素在于无线电信道的环境。因为由白噪音和衰减，遮蔽引起的信号功率变化，由UE(用户设备)移动和速度频繁变化引起的多普勒效应和由其它用户和多路径信号引起的干扰，导致无线电信道环境频繁地发生变化。因此，为了提供一种高速无线电数据分组服务，除了为现有第二代或第三代移动通信系统提供的通用技术外，还需要一种能够提高对信道环境变化的适应性的改进技术。一种在现有系统中使用的高速功率控制方法也能够提高对信道环境变化的适应性。然而，对高速数据分组发送执行标准化的3GPP和3GPP2参考了AMCS(自适应调制/编码方案)和HARQ(混合自动重复请求)技术。
AMCS是一种根据下行链路信道环境中的变化用于自适应性地改变调制技术和信道编码器的编码率的技术。通常，为了检测下行链路信道的环境，UE测量信噪比(SNR)并通过上行链线路将SNR信息发送给节点B。节点B根据所接收到的SNR信息预测下行链路信道环境，并根据预测值选定一种调制技术和编码率。可用于AMCS的调制技术包括QPSK(正交相移键控)、8PSK(8元相移键控)、16QAM(16元正交幅度调制)和64QAM(64元正交幅度调制)，可用于AMCS的编码率包括1/2和3/4。一种AMCS系统对位于节点B附近的具有良好信道环境的UE使用高阶调制(16QAM和64QAM)和高编码率3/4，对位于小区(cell)边缘中的UE使用低阶调制(QPSK和8QAM)和低编码率1/2。此外，与现有的高速功率控制方法相比，AMCS能够降低干扰信号，以此提高平均系统性能。
HARQ是一种通过根据在初始发送时出现分组差错用于通过重发差错数据来校正差错的链路控制技术。通常，HARQ分为跟踪组合(CC)、全增量冗余(FIR)和部分增量冗余(PIR)。
CC是一种用于发送分组以便重发时发送的全部分组与开始发送时发送的分组相同的技术。在这种技术中，接收器将重发的分组与初始发送的分组组合，初始发送的分组预先存储在缓冲器中。经过这样做，它就能够提高输入给解码器的编码比特的可靠性，因此提高全系统的性能。就效果而言组合两个相同的分组与重复编码一样。所以它能够提高性能增益平均大约为3dB。
FIR是一种用于发送仅由信道编码器产生的冗余比特组成的分组以替代相同分组的技术，因此能够提高接收器中解码器的性能。即，FIR在解码过程中使用新的冗余比特以及初始发送的信息，导致编码率降低，由此又提高了解码器的性能。众所周知在编码原理中用低编码率的性能增益高于用重复编码的性能增益。因此，仅就性能增益而言FIR要优于CC。
与FIR不同，PIR是一种用于在重发时发送信息比特和新冗余比特的组合数据分组的技术。因此，PIR通过在解码过程中将重发的信息比特与初始发送的信息比特组合能够获得与CC相似的效果，通过使用冗余比特实现解码还能够获得与FIR相似的效果。PIR的编码率略大于FIR的编码率，显示出介于FIR和CC之间的中间性能。但是，应该不仅根据性能而且根据系统复杂性，如缓冲器容量和接收器的信令来考虑HARQ。其结果，对于给定的系统来说很难确定哪种技术是最佳的。
AMCS和HARQ是用于提高对链路环境中变化适应性的分离技术。通过组合这两种技术能够显著地提高系统性能。即，发送器通过AMCS确定适用下行链路信道状态的调制技术和编码率，然后根据所确定的调制技术和编码率发送数据分组。然后，一旦不能对发送器发送的数据分组进行解码，接收器就发出重发请求。一旦接收到接收器的重发请求，节点B就通过HARQ重发数据分组。
图1表示一种用于发送高速分组数据的现有发送器，其中它通过控制信道编码器112可以实现不同的AMCS技术和HARQ技术。
参考图1，信道编码器112由编码器(未图示)和穿孔器(未图示)组成。当以确定数据率的输入数据被施加到信道编码器112的输入端时，为了降低发送差错率编码器执行编码。而且，穿孔器根据控制器122预先确定的编码率和HARQ类型穿孔编码器的输出，并将它的输出提供给信道交织器114。为了可靠地发送高速多媒体数据，未来的移动通信系统需要强大的信道编码技术。如图2所示，信道编码器112由具有母编码率R＝1/5的快速(turbo)编码器200，穿孔器216和缓冲器202组成。在本领域中公知的是即使在较低的SNR中根据比特误码率(BER)使用快速编码器编码的信道编码最接近于香农(Shannon)极限。用3GPP和3GPP2采用快速编码器的信道编码用于HSDPA和1xEV-DV标准。快速编码器200的输出可分为系统比特和奇偶比特。“系统比特”是指要发送的实际信息比特，而“奇偶比特”是指用于帮助接收器校正可能的发送差错的信号。穿孔器216有选择地穿孔编码器200输出的满足确定编码率的系统比特或奇偶比特。快速编码器200输出的系统比特和奇偶比特暂时存储在缓冲器202中，以便在接收器发出重发请求时在重发中使用。
参考图2，快速编码器200一旦接收到输入数据帧，它就输出原样的输入数据帧作为系统比特帧X，还输出两个不同的奇偶比特帧Y1和Y2。此外，快速编码器200通过对输入数据帧执行交织和编码输出两个不同的奇偶比特帧Z1和Z2。系统比特帧X和奇偶比特帧Y1，Y2，Z1和Z2以发送单元1、2、...、N的形式提供给穿孔器216。穿孔器216根据图1的控制器122提供的控制信号确定穿孔模式，使用确定的穿孔模式对系统比特帧X和四个不同的奇偶比特帧Y1、Y2、Z1和Z2执行穿孔，因此输出所需的系统比特S和奇偶比特P。这里，为了便于HARQ的实现，缓冲器202设置在快速编码器200和穿孔器216之间。即，当IR(增量冗余)用作HARQ时，每次重发必须发送不同的编码比特。因此，由快速编码器200以母编码率产生的所有编码比特被存储在缓冲器202中，并且根据每次重发的相应穿孔模式输出存储的编码比特。如果没有设置缓冲器202，每次重发时快速编码器200就必须重复相同的编码过程，这样就会使处理时间和功效受到影响。但是，CC用作HARQ时，每次重发必须发送相同的数据。在此情况下，缓冲器202的使用就会导致效率的降低，这样在图1的信道交织器114后其能够更有效地执行重发过程。
如上所述，用于穿孔器216穿孔编码比特的穿孔模式取决于编码率和HARQ类型。即，使用CC，通过穿孔编码比特在每次重发时能够发送相同的分组以使穿孔器216根据给定的编码率具有系统比特和奇偶比特固定的组合。使用PIR，穿孔器216根据初始发送时的给定编码率穿孔系统比特和奇偶比特组合中的编码比特，并在每次重发时穿孔不同奇偶比特组合中的编码码元，因此降低总编码率。例如，使用编码率为1/2的CC，通过以编码比特[X Y1 Y2 X’Z1 Z2]的顺序中固定使用[1 1 0 0 0 0]作为穿孔模式，穿孔器216能够在初始发送和重发时对一个输入比特连续地输出相同的比特X和Y1。使用FIR，对于2个输入比特，通过在初始发送和重发中分别使用[1 1 0 0 0 0；1 0 0 0 0 1]和
作为穿孔模式，穿孔器216在初始发送时，以[X1 Y11 X2 Z21]的顺序，在重发时以[Y21 Z21 Y12 Z12]的顺序输出编码比特。同时，虽然未单独说明，但是通过使用图2的快速编码器200和穿孔器216能够实现3GPP2采用的使用R＝1/3编码(codes)的信道编码器。
下面将描述通过图1实现的使用AMCS系统和HARQ系统的分组数据的发送操作。在发送新分组前，发送器的控制器122根据接收器提供的下行链路信道条件信息确定合适的调制技术和编码率。此后，控制器122根据所确定的调制技术和编码率及预先确定的HARQ类型在物理层控制信道编码器112、调制器116和信道多路分解器118。根据所确定的调制技术和编码率及使用的多路编码数量确定物理层中的数据速率。在控制器122的控制下，信道编码器112通过快速编码器200执行编码并通过穿孔器216根据给定的穿孔模式执行比特穿孔，以此输出编码比特。信道编码器112输出的编码比特提供给信道交织器114，编码比特在信道交织器114中进行交织。交织是一种在信号衰弱的环境中通过使输入比特随机化将数据码元分散到多个位置而不是将数据码元集中在相同位置来防止突发差错的技术。为了便于解释，假设信道交织器114的容量大于或等于编码比特的总数。调制器116根据控制器122预先确定的调制技术和给定的码元映射技术从而将交织过的编码比特可以进行码元映射。如果调制技术用M表示，组成一个码元的编码比特的数量就变为Log2M.。表1所示的是AMCS中使用的调制技术和组成一个码元的比特数量。
表1
信道多路分解器118将从调制器116中接收到的码元多路分解为与控制器122分配的多路编码数量相同的码元，便于高速数据码元以控制器122确定的数据速率进行发送。扩展器120用分配的多路编码扩展信道多路分解器118的分离码元。多路编码可包括用于识别信道的沃尔什(Walsh)码。当在高速分组发送系统中使用固定码片速率和固定扩展因素(factor)(SF)时，用一个沃尔什码发送码元的速率是恒定的。因此，为了使用确定的数据速率，就需要使用多路沃尔什码。例如，使用码片速率为3.84Mcps和SF为16码片/码元的系统使用16QAM和信道编码速率为3/4时，具备一个沃尔什码的数据速率就变为1.08Mps。因此，使用10个沃尔什码时，就能够以1.08Mps的最大数据速率发送数据。
图3表示对应于图1发送器的接收器的结构图。参考图3，去扩展器(despreader)312根据使用中的多路编码信息去扩展(despread)所接收到的数据，信息通过信令来提供。信道复用器314复用被去扩展(despread)的接收到的数据，并将其输出提供给解调器316。解调器316对应于发送器使用的调制执行解调，并将用于码元的LLR(对数似然比)值提供给解交织器318。具有与图1交织器114结构相对应的结构的解交织器318对解调的数据执行解交织，并恢复原始数据序列。解交织的数据提供给组合器320，在组合器中解交织的数据与预先接收到的相同数据在比特单元中组合。如果CC用作HARQ，每次重发时就发送相同的数据。在此情况下，由于使用一个缓冲器就能执行组合，就无需缓冲器控制器322。但是，如果IR用作HARQ，每次重发时可能发送不同的冗余分组，所以就需要缓冲器控制器322。缓冲器控制器322正确地将组合器320中的缓冲器分配给所接收到的数据以便所接收到的数据能够与先前接收到的相同数据组合。组合器320的输出提供给信道解码器324。信道解码器324对组合器320的输出执行解码，校验接收到数据的CRC差错，根据CRC校验结果将NACK或ACK信号发送给发送器。一旦接收到接收器的NACK信号，发送器就根据HARQ执行重发过程。但是，一旦接收到接收器的ACK信号，发送器就开始发送新的数据分组。
在图1的高速分组发送系统的发送器中，假设使用即使在重发中也没有进行调制的根据信道环境在数据分组初始发送时由控制器122限定的AMCS。但是，如上所述，即使对于HARQ周期来说由于小区(cell)中UEs数量的变化和多普勒频移的作用，高速数据分组发送频道可能遭受信道环境的变化。因此，保持在初始发送时使用的调制技术和编码率会导致系统性能的降低。为此，当前HSDPA和1xEV-DV标准化即使在重发时也考虑使用AMCS。
作为一个实例，已提出一种能够在重发时改变调制技术和编码率的新技术。通常，可发送的数据量根据调制技术和编码率而变化，所以提出的新技术能够通过改变TTI(交织时间)发送数据，其中TTI是处理数据分组的最小单位。因此，新技术的优点在于它能够适应信道环境的变化。但是，使用可变的TTI提高了实现过程和信令的复杂性。而且，这种技术仅支持HARQ类型中的IR。
作为另一个实例，在CC用作HARQ并且重发时的编码率与初始发送时的编码率相同的系统中，如果可用编码的数量发生改变，另一种提出的技术就改变用于重发的调制技术以适应这种变化，并根据改变的调制技术重发部分或全部初始发送的分组。同时，接收器将重发的部分分组与初始发送的全分组进行部分组合，导致解码器的整个BER的降低。由于这种技术使用了固定的TFI并具有部分跟踪组合的特点，它的优点在于其实现过程和信令比较简单。虽然这种技术通过重发一部分不特定的随机交织过的数据并将重发的部分数据与初始发送的全分组组合能够降低BER，但是帧差错率(FER)的改善就会受到限制。此外，这种技术仅能够支持HARQ类型中的CC。
因此，在以固定TTI为基础的通信系统中，需要一种即使可用编码的数量保持不变也能在重发中改变调制技术而不管使用中HARQ类型的方法，和另一种通过根据改变的调制技术正确地选择发送分组来提高系统性能的方法。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种用于提高无线电通信系统性能的数据无线收发装置和方法。
本发明的另一个目的是提供一种在移动通信系统接收器中用于高概率地接收信息比特的无线收发装置和方法。
本发明的又一个目的是提供一种在支持AMCS和HARQ的高速无线电通信系统发送器中在重发中通过仅改变调制技术同时保持与初始发送中使用的编码率相同编码率从而获得系统性能增益的装置和方法。
本发明的再一个目的是提供一种在支持AMCS和HARQ的高速无线电通信系统发送器中根据重发中所需的调制技术通过有选择地重发分为系统比特或奇偶比特的数据子分组来获得系统性能增益的装置和方法。
本发明的还一个目的是提供一种在高速无线电通信系统接收器中通过有选择地将由发送器通过所需的调制技术有选择地重发的数据分组与初始发送的数据分组进行软组合或通过使用发送的冗余来获得性能增益的装置和方法。
根据本发明的第一个方案，提供一种在移动通信系统中响应自接收器的重发请求通过发送器重发编码比特的方法，其中该系统能够根据预定的穿孔模式通过以给定的母编码速率穿孔编码器输出的编码比特确定发送的编码比特，并从发送器向接收器发送通过使用给定的调制技术将确定的编码比特可以进行码元映射而获得的码元流。该方法包括确定一种调制阶数比初始发送时使用的调制技术低的调制技术作为重发时使用的调制技术；根据HARQ(混合自动重复请求)类型确定穿孔模式，以及在通过确定的穿孔模式穿孔的编码比特中选择与通过确定的调制技术可以进行码元映射的编码比特数量相同的编码比特；通过确定的调制技术码元映射所选择的编码比特，并将码元映射过的编码比特发送给接收器。
根据本发明的第二个方案，提供一种响应于移动通信系统中接收器的重发请求通过发送器重发编码比特的方法，该系统能够根据预定的穿孔模式通过以给定的母编码速率穿孔编码器输出的编码比特来确定发送的编码比特，以及从发送器向接收器发送通过使用给定的调制技术码元映射所确定的编码比特而获得的码元流。该方法包括确定一种具有调制阶数比初始发送时使用的调制技术低的调制技术作为重发时使用的调制技术；将通过对应于HARQ类型的穿孔模式穿孔的发送编码比特分配为若干具有给定数据量的子分组流，并在子分组流中选择与通过确定的调制技术可以进行码元映射的编码比特数量相同的子分组；和通过调制技术码元映射组成所选择的子分组的编码比特并将码元映射的编码比特发送给接收器。
通过下面组合示例性地示出一例的附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中图1表示常规高速数据发送的CDMA移动通信系统中发送器的结构；图2表示图1中信道编码器的详细结构；图3表示对应于图1中发送器的接收器结构；图4表示根据本发明实施例的CDMA移动通信系统中发送器的结构；图5表示根据本发明另一个实施例的CDMA移动通信系统中发送器的结构；图6表示根据本发明实施例的对应于图5发送器的接收器结构；图7表示当编码率为1/2和PIR用作HARQ时，一种在重发中由图4或图5发送器选择发送数据分组的方法；图8表示当编码率为3/4和PIR用作HARQ时，一种在重发中由图4或图5发送器选择发送数据分组的方法；图9表示当编码率为1/2和FIR用作HARQ时，一种在重发中由图4或图5发送器选择发送数据分组的方法；图10表示当编码率为3/4和FIR用作HARQ时，一种在重发中由图4或图5发送器选择发送数据分组的方法；图11A表示当编码率为1/2和CC用作HARQ时，一种在重发中由图4或图5发送器选择发送数据分组的方法；图11B表示当编码率为3/4和CC用作HARQ时，一种在重发中由图4或图5发送器选择发送数据分组的方法；图12表示通过图4发送器中改变的调制技术发送数据分组的过程；图13表示通过图5发送器中改变的调制技术发送数据分组的过程；图14表示一种在高速数据发送的CDMA移动通信系统中在调制技术没有改变的情况下信息处理的流程；图15和16表示支持PIR的移动通信系统中数据发送/接收的过程；及图17和18表示支持CC的移动通信系统中数据发送/接收的过程。
具体实施例方式
下面参考附图描述本发明的优选实施例。在下面的描述中，公知的功能和结构就不作详细地描述了，因为其不必要的详细说明会模糊本发明。
本发明提供一种用于提高CDMA移动通信系统中数据发送可靠性的数据无线收发装置和方法。特别是，本发明提供几个数据无线收发装置和方法的实施例用于在支持AMCS和HARQ的高速数据分组发送系统中通过允许改变重发中调制技术和根据改变的调制技术控制发送数据分组来提高系统性能。
这里，将对在以固定TTI为基础的通信系统中，即使可用编码的数量保持不变也能在重发中允许改变调制技术而不管所使用的HARQ类型的装置和方法作详细的描述。此外，将对一种通过根据改变的调制技术正确地选择发送分组来提高系统性能的装置和方法作详细的描述。即，将描述在UE的重发请求中使用调制阶数低于初始发送时使用的调制技术，而不是保持初始发送时使用的调制技术，以及根据改变的调制技术正确选择一部分可发送的数据分组的装置和方法。
现在，将参考附图详细地描述本发明。
虽然本发明提供了几个实施例，在此为了简单化将仅描述其中的两个实施例。本发明参考不同的实施例作描述，其中信道编码器支持1/2和3/4的编码率，调制器支持QPSK和16QAM的调制技术。例如，调制器在初始发送时使用16QAM并在重发时将调制技术改变为QPSK。当然，如果调制器在初始发送时使用64QAM的调制技术，那么它在重发时将会使用16QAM的调制技术。此外，这些实施例可适用于所有的HARQ类型。
发送器的第一实施例图4表示根据本发明实施例的CDMA移动通信系统中发送器的结构。虽然未图示，图4发送器中的快速编码器，信道多路分解器和扩展器具有与图1和2发送器中相对应元件相同的结构和操作，所以就不对其作详细的描述了。
参考图4，通过以快速编码器(未图示)的母编码率编码输入数据所产生的编码比特被存储在缓冲器402中。编码比特根据控制器412提供的关于编码率和所选择的HARQ类型的信息通过穿孔器404进行正确地穿孔。穿孔器404根据HARQ类型使用用于穿孔编码比特的穿孔模式。例如，如果HARQ类型是CC，在重发时使用的穿孔模式将会与初始发送使用的调制技术相同。但是，如果HARQ类型是PIR或FIR，在重发时使用的穿孔模式将会与初始发送使用的调制技术不同。如果HRAQ类型是PIR，穿孔器404就使用用于输出初始发送的系统比特和新奇偶比特的重发穿孔模式。如果HARQ类型是FIR，穿孔器404就使用用于仅输出新奇偶比特的重发穿孔模式。但是，穿孔器404输出的编码比特的数量在初始发送和重发时保持不变。由于编码比特的数量可能与物理层中最后发送的数据比特的数量不同，为了使数量匹配在穿孔后必须执行速率匹配。为了简化，在此将不描述速率匹配。穿孔器404的输出是具有与初始发送过程中确定的编码率和调制技术相对应的量的数据，快速编码器输出的编码比特根据HARQ进行穿孔。
重发掩模(mask)部406再次选择一部分穿孔的编码比特。例如，在初始发送时，重发掩模部406从穿孔器404将原样编码比特提供给交织器408。这是因为在初始发送时，将被发送的编码比特通过穿孔器404预先确定。但是，在重发中改变调制技术时，重发掩模部406根据改变的技术仅选择穿孔器404提供的一部分编码比特。特别是，在根据本发明的一个实施例的重发中当使用低阶调制技术时，就会降低能被重发的数据的数量。因此，重发掩模部406必须根据改变的调制技术选择穿孔器404提供的一部分编码比特。本发明提供了一种根据预先确定的HARQ类型和改变的调制技术用于选择来自穿孔器404编码比特的方法。例如，在控制器412的控制下，重发掩模部406产生一给定的掩模函数，并根据产生的掩模函数掩盖来自穿孔器404的编码比特，以此输出所需的编码比特。
重发掩模部406输出的编码比特在经过交织器408交织后提供给调制器410。
调制器410根据在重发中改变的调制技术对来自交织器408的编码比特执行调制。例如，调制器404在初始发送时通过16QAM调制编码比特，在重发时通过QPSK调制编码比特。如果在初始发送时使用的调制技术是64QAM，那么在重发时使用的调制技术将会是16QAM。因此，虽然一个码元在初始发送时由4个编码比特组成，但是在重发时一个码元由2个编码比特组成。因此，在重发中发送仅有初始发送时一半的编码比特。
在图4中，用于穿孔以母编码率产生的编码比特的穿孔器404和用于选择输出穿孔器404中编码比特的重发掩模部406是实际分离的。但是，重发掩模部406可与穿孔器404组合。在此情况下，在重发中根据改变的调制技术必须正确地控制组合结构以便选择编码比特。
图3中所示的常规接收器可用作对应于图4发送器的接收器。即，通过预定HARQ类型发送的数据在缓冲器控制器322的控制下能被存储或被组合，而不管HARQ类型是否是CC或IR。这里，接收器的缓冲器控制器322必须识别发送器使用的有关编码率、调制技术和HARQ类型的信息。在一些情况下，缓冲器控制器322需要有关重发数量和冗余数量的信息。
图12表示根据本发明的实施例在CDMA移动通信系统中的重发中通过改变的调制技术进行重发的发送过程。图12的发送过程由图4的发送器执行。
在图12中，在初始发送时当由上层正确地确定编码率和调制技术时，快速编码器就执行编码并根据基于所选择的编码率和HARQ类型确定的穿孔模式执行穿孔。
参考图12，在步骤1210中，发送器确定初始发送或重发时使用的编码率R，和初始发送时发送的数据量Mi。在确定R和Mi后，在步骤1212中，发送器以母编码速率信道编码发送的数据，并输出编码比特。在编码后，在步骤1214中，发送器通过预定的穿孔模式穿孔编码比特。穿孔模式能够根据初始发送或重发时使用的HARQ类型进行确定。而且，在步骤1214中操作包括速率匹配。在步骤1216中发送器确定当前发送是初始发送还是重发(Re-Tx)。如果在步骤1216中确定当前发送是重发，那么发送器就在步骤1218中根据确定的Mi和确定重发时将使用的调制技术选择一部分穿孔过的编码比特。操作称之为掩模过程。如果掩模过程已完成或当前发送是初始发送，那么发送器就进入步骤1220，在步骤1220中穿孔过的编码比特或掩模过的编码比特被信道交织。经过信道交织后，发送器在步骤1222中再次确定当前发送是否是重发。如果确定当前发送是重发，那么发送器就进入步骤1224。否则，如果确定当前发送是初始发送，那么发送器就进入步骤1226。在步骤1224中，由于在重发时使用了低阶调制技术，发送器就将能被发送的数据量Mr设定为Mi的一半，即，Mi*0.5。这里，乘以Mi来确定Mr的常数可定义为通过预先使用的调制技术每个码元可以被映射的比特数与通过所选择的调制技术每个码元可以被映射的位数的比率。常数“0.5”意味着能够被映射到一个码元的编码比特数由于调制技术的改变可减少一半。但是，在步骤1226中，发送器将Mr设定为Mi。确定Mr后，发送器就在步骤1228中对所选择的编码比特执行调制。调制过程根据确定的调制技术通过码元映射来执行。调制后，发送器就在步骤1230中就用多路沃尔什编码扩展调制信号，并将扩展信号发送给接收器。
总之，在初始发送时，发送器对原样穿孔过的编码比特执行信道交织，根据确定的调制技术通过码元映射调制交织过的编码比特，并使用设定的沃尔什编码频率扩展调制过的编码比特。但是，在重发时，发送器在交织前根据确定的调制技术再穿孔穿孔过的编码比特，并使用比初始发送时使用的调制技术的调制阶数低一步(step)的调制技术调制交织过的编码比特。
发送器的第二实施例图5表示根据本发明另一个实施例的CDMA移动通信系统中发送器的结构。与图4中所示的实施例一样，图5也仅表示位于发送器中缓冲器和调制器之间的元件。
参考图5，通过以快速编码器(未图示)的母编码率编码输入数据产生的编码比特被存储在缓冲器502中。根据控制器520提供的有关编码率和所选择的HARQ类型的信息由穿孔器504正确地穿孔编码比特。穿孔器504根据HARQ类型使用用于穿孔编码比特的穿孔模式。当HARQ类型是CC或PIR时，每次发送时穿孔器504的输出由仅具有系统比特的系统子分组和仅具有奇偶比特的奇偶子分组组成。这里，当HARQ类型是CC时，穿孔器输出的奇偶子分组在初始发送和重发时保持不变。但是，当HARQ类型是PIR时，初始发送时的奇偶子分组与重发时的奇偶子分组不同。此外，当HARQ类型是FIR时，穿孔器504在初始发送时输出系统子分组和奇偶子分组，并且在重发时仅输出不同的奇偶子分组。子分组可定义为由系统比特或奇偶比特组成的具有特定数据量的编码比特流。
分组分配器506根据编码速率将来自穿孔器504的子分组分配给多个交织器508。例如，如果编码速率为1/2，系统子分组就与奇偶子分组的数据量相同(在CC和PIR中的每次发送，和在FIR中的初始发送)，或者两个不同的奇偶子分组数据量相同(在FIR中的每次重发)，所以分组分配器506将子分组分配给交织器508。但是，当编码速率为3/4时，系统子分组的数据量是奇偶子分组的数据量3倍(在CC和PIR中的每次发送，和在FIR中的初始发送)，子分组分配器506单独地分配系统子分组和奇偶子分组。在通过FIR重发的情况下，由于发送分组仅由奇偶子分组组成，奇偶子分组就可被均匀划分用于分配。通过分组分配器506分配的子分组由交织器508独立地进行交织，然后提供给分组选择器510。这里，虽然交织器508实际上分为两个交织器，但是它们不必被实际分离。在此情况下，单个交织器通过简单地修改其读/写机制在逻辑上进行分离。
分组选择器510根据初始发送时使用的有关调制技术、重发时使用的调制技术和重发数量的信息确定重发的数据量，然后根据确定的数据量从第一交织器和第二交织器中选择编码比特。由分组选择器510选择的编码比特提供给调制器512。在重发中，分组选择器510仅输出系统比特或仅输出奇偶比特，或输出系统比特和奇偶比特的组合。图7至11表示分组选择器510的分组选择模式的实例。下面将给出分组选择模式的详细描述。分组选择器输出的编码比特根据确定的调制技术通过码元映射被映射入一个码元中，并在发送前使用预定的多路编码进行扩展。
控制器520控制根据本发明实施例的发送器中的每个元件的操作。首先，控制器520根据初始发送过程中由接收器发送的有关当前下行链路信道环境的信息确定编码率和调制技术，并控制编码器以确定的编码率编码发送的数据。此外，控制器520根据确定的调制技术控制分组选择器510和调制器512。控制器520根据确定的编码率和调制技术通过确定所需的沃尔什编码的数量控制信道多路分解器(未图示)。
图13表示在根据本发明实施例的CDMA移动通信系统中通过重发中改变的调制技术用于重发的发送过程。图13的发送过程由图5的发送器执行。
在图13中，当通过在初始发送中上层正确地确定编码率和调制技术时，快速编码器因此执行编码，并根据在所选择的编码率和HARQ类型的基础上确定的穿孔模式执行穿孔。
参考图13，在步骤1310中，发送器确定初始发送或重发时使用的编码率R，和初始发送时发送的数据量Mi。在确定R和Mi后，在步骤1312中，发送器以母编码率信道编码发送的数据，并输出编码比特。经过编码后，在步骤1314中发送器根据预定的穿孔模式穿孔编码比特。根据初始发送或重发时使用的HARQ类型可以确定穿孔模式。而且，在步骤1314中的操作包括速率匹配。在步骤1316中，发送器将编码比特分配给由系统比特组成的系统子分组和由奇偶比特组成的奇偶子分组。在步骤1318中，编码比特经过分配后，发送器信道交织分配过的系统子分组和奇偶子分组。经过信道交织后，在步骤1320中，发送器确定当前发送是否是重发。如果当前发送是重发。发送器就进入步骤1322。否则，如果当前发送是初始发送，发送器就进入步骤1324。在步骤1324中，发送器将Mr设定为Mi，然后进入步骤1330。
在步骤1322中，发送器将重发中可发送的数据量Mr设定Mi的一半，即Mi*0.5。这是因为重发时使用的调制技术具有比初始发送时使用的调制技术低的调制阶数，并且通过低阶调制技术发送的数据量降低。在步骤1322中确定Mr后，在步骤1326中发送器在信道交织器输出的子分组中选择将被发送的子分组。下面描述选择将被发送子分组的实例方法。在选择将被发送的子分组后，在步骤1328中，发送器对通过步骤1324确定的子分组或在步骤1326中选择的子分组进行调制。通过对应于确定的调制技术的码元映射来执行这种调制。经过调制后，在步骤1330中，发送器用多路沃尔什编码扩展调制过的信号，并将扩展过的信号发送给接收器。
总之，根据HARQ类型经过步骤1314输出的穿孔数据能被分为系统子分组和奇偶子分组，或不同的奇偶子分组，发送器正确地将子分组分配给两个信道交织器并分别地交织分配过的子分组。在初始发送时，全交织过的数据通过预先确定的调制技术进行调制。这里，通过码元映射方法能够提高性能。但是，在重发时，能被重发的数据量由于调制技术改变为具有调制阶数降低了一步的调制技术而减少，所以必须根据改变的调制技术和确定的HARQ类型正确地选择子分组。
接收器的第一实施例图6表示根据本发明实施例的对应于图5发送器的接收器的结构。在图6中，将有关编码率、调制技术、使用的沃尔什编码、冗余分组数和经过下行链路控制信道重发的数量的信息提供给去扩展器602，解调器606和控制器620，这些元件根据提供的信息执行下面的操作。
参考图6，在发送前由图5的发送器使用多路沃尔什编码频率扩展过的所接收的数据码元由去扩展器602使用发送器用过的多路沃尔什编码去扩展为多个发送码元流。根据通过下行链路信道发送的沃尔什编码信息可以将发送器中使用的多路沃尔什编码提供给接收器。由去扩展器602去扩展的发送码元流由信道复用器604复用为一个发送数据流，并且经过复用的发送码元流被提供到解调器606。解调器606通过与在下行链路信道中发送(singnaled)的调制技术相对应的解调技术对发送数据流执行解调。解调器606输出解调过的码元的LLR值。
分配器608根据分组控制器620对输入数据特性(系统子分组或奇偶子分组，或系统子分组和奇偶子分组的组合)所作出的决定将由解调器606解调的码元的LLR值分配给相应的解交织器610。解交织器610对应于图5发送器中的交织器508，并由两个独立的解交织器组成。第一和第二解交织器将分配器608提供的系统比特和奇偶比特解交织。由于解交织器610使用的解交织模式具有与图5交织器508使用的交织模式相反的顺序，因此交织图案信息必须预先提供给接收器。正如参考发送器所述，解交织器610不必被实际分离，可从逻辑上进行分离。因此，其实际大小是不变的。
当FIR用作HARQ时，分组组合器612可由与最大允许冗余分组数据量相同的缓冲器组成。即，缓冲器的容量足以能够存储一个系统子分组和多个奇偶子分组。当每次重发时由分配器608分配具有相同特性的数据时，重发的数据就可与存储在相应缓冲器中的数据组合。但是，如果调制技术在重发中发生改变，重发的数据量也会改变，所以它能够降低缓冲器所需的容量。如果FIR或PIR选择为HARQ，使用奇偶子分组缓冲器的频率还要降低，如果CC选择为HARQ，将仅使用系统子分组的缓冲器。这里，由于使用低阶调制技术调制重发的系统子分组或部分奇偶子分组，与初始发送过程中相比数据的可靠性被显著地提高了。因此，虽然数据被部分组合，但是组合效果却非常好。总之，分组组合器612的输出改善了信道编码器614的编码性能，因此提高了系统的吞吐量。
分组控制器620根据有关发送器使用的HARQ类型、冗余数量和重发的数据量的信息控制分配器608以便经过解调的数据能被正确地解交织。此外，分组控制器620控制分组组合器612以便能够由分组组合器612执行相应分组之间的组合。
信道解码器614根据其功能分为解码器和CRC校验器。解码器接收由分组组合器612输出的系统比特和奇偶比特组成的编码比特，通过使用预定的解码技术对编码比特进行解码而输出所需的比特。一种用于接收系统比特和奇偶比特并解码系统比特的技术可用作预定的解码技术。根据发送器使用的编码技术确定解码技术。对于来自解码器的解码输出比特，校验数据发送过程中通过发送器添加的CRC来确定是否在解码比特中产生差错。如果确定在解码比特中没有产生差错，信道解码器614就输出解码比特，并将表示接收到这些比特的响应信号ACK发送给发送器。但是，如果它确定在解码比特中产生差错，信道解码器614就将表示请求重发比特的响应信号NACK发送给发送器。分组组合器612中的缓冲器根据发送的响应信号ACK/NACK初始化，或者保持当前状态。即，发送ACK信号时，缓冲器被初始化以能接收新的分组，发送NACK信号时，缓冲器保持其当前状态以准备与重发的分组组合。
在详细的描述本发明的优选实施例前，下面将简述这些实施例。
第一个实施例提出一种在支持1/2编码率和PIR类型的HARQ的CDMA移动通信系统中用于在重发中支持具有比初始发送时使用的调制技术的调制阶数低的调制技术的发送器和接收器。例如，16QAM可用作初始发送时的调制技术，而QPSK可用作重发时的调制技术。更具体的说，本实施例提出了一种根据重发中改变的调制技术用于选择发送数据的方法和一种用于有效组合所发送的数据的方法。
第二个实施例提出一种在支持3/4编码率和PIR类型的HARQ的CDMA移动通信系统中用于在重发中支持具有比初始发送时使用的调制技术的调制阶数低的调制技术的发送器和接收器。例如，16QAM可用作初始发送时的调制技术，而QPSK可用作重发时的调制技术。更具体的说，本实施例提出了一种根据重发中改变的调制技术用于选择发送数据的方法和一种用于有效组合所发送的数据的方法。
第三个实施例提出一种在支持1/2编码率和FIR类型的HARQ的CDMA移动通信系统中用于在重发中支持具有比初始发送时使用的调制技术的调制阶数低的调制技术的发送器和接收器。例如，16QAM可用作初始发送时的调制技术，而QPSK可用作重发时的调制技术。更具体的说，本实施例提出了一种根据重发中改变的调制技术用于选择发送数据的方法和一种用于有效组合所发送的数据的方法。
第四个实施例提出一种在支持3/4编码率和FIR类型的HARQ的CDMA移动通信系统中用于在重发中支持具有比初始发送时使用的调制技术的调制阶数低的调制技术的发送器和接收器。例如，16QAM可用作初始发送时的调制技术，而QPSK可用作重发时的调制技术。更具体的说，本实施例提出了一种根据重发中改变的调制技术用于选择发送数据的方法和一种用于有效组合所发送的数据的方法。
第五个实施例提出一种在支持1/2编码率和CC类型的HARQ的CDMA移动通信系统中用于在重发中支持具有比初始发送时使用的调制技术的调制阶数低的调制技术的发送器和接收器。例如，16QAM可用作初始发送时的调制技术，而QPSK可用作重发时的调制技术。更具体的说，本实施例提出了一种根据重发中改变的调制技术用于选择发送数据的方法和一种用于有效组合所发送的数据的方法。
第六个实施例提出一种在支持3/4编码率和CC类型的HARQ的CDMA移动通信系统中用于在重发中支持具有比初始发送时使用的调制技术的调制阶数低的调制技术的发送器和接收器。例如，16QAM可用作初始发送时的调制技术，而QPSK可用作重发时的调制技术。更具体的说，本实施例提出了一种根据重发中改变的调制技术用于选择发送数据的方法和一种用于有效组合所发送的数据的方法。
现在，将参考附图给出实施例的描述。
首先，在本实施例中，将对在重发中改变调制技术的情况下对实际将被发送的数据量作出描述。如果初始发送时的调制技术定义为Mi，重发时的调制技术定义为Mr，初始发送时发送的数据比特的数量定义为Di，和重发中必须发送的数据比特的数量定义为Dr，那么就给出下面的关系式α=log2Mrlog2Mi---(1)]]>Dr＝α×Di…………………(2)在方程式(1)和(2)中，对应于每种调制技术的参数Mr或Mr设定为对于64QAM为64，对于16QAM为16以及QPSK为4。因此，如果本实施例中初始发送时的调制技术是16QAM，重发时的调制技术是QPSK，那么从方程式(1)可知可被重发的数据量仅仅为初始发送时发送的数据量的1/2。在方程式(1)中，α表示可被重发的数据量与初始发送时发送的数据量的比率。如果计算出α，那么将α和Di代入到方程式(2)中可计算重发的数据量Dr。
1.第一实施例(编码率1/2，PIR)在第一个实施例中，编码率为1/2，PIR用作HARQ。此外，假定初始发送和重发时的调制技术分别是16QAM和QPSK。而且，还假定重发时使用的沃尔什编码的数量与初始发送时的沃尔什编码的数量相等。
在本实施例中，为了方便起见，仅考虑三个奇偶子分组。在图7至11B所示的每个表格中，“O”表示当重发时的调制技术与初始发送时的调制技术相同时发送的子分组，而“X”表示根据本发明的实施例当重发时调制技术发生改变时所选择的子分组。
图7表示在图4的重发掩模部406或图5的分组选择器中当调制技术在重发中发生改变时可以被选择的子分组。
首先，对图7的五种不同情况作描述，其中在初始发送和重发时使用了相同的调制技术。在图7中，初始发送和重发时发送的子分组用“O”表示。在此情况下，图4表示的是节点B和UE之间交换信息的一种方法。
由于编码率为1/2，和PIR用作HARQ，每次发送时的系统子分组和奇偶子分组的数据量相同。即，在初始发送时发送子分组(S、P1)并且在重发时以(S、P2)和(S、P3)的顺序发送子分组。这里，P1、P2和P3表示冗余奇偶子分组，可能的冗余奇偶子分组的类型根据使用中的快速编码器的编码率和穿孔模式而确定不同。一旦接收到初始发送和重发的系统子分组和奇偶子分组，UE中的接收器就在相同的系统子分组之间或相同的奇偶子分组之间执行组合。如图14所示那样。此外，接收器执行图7中所示每个表格的相同行中由“O”或“X”表示的子分组之间的组合。
虽然根据本发明的实施例要由发送器发送的子分组可以用不同的方法进行选择，但是图7仅表示5个典型的实例。
方案1表示一种即使HARQ类型是PIR时，仅重发用于组合的系统子分组而忽略冗余奇偶子分组的方法。方案1的缺点在于它不能够根据有效的编码增益发展PIR的优势(strong point)，但是它能够显著地提高系统子分组的组合增益。此外，方案1有助于硬件结构的简化，因为它操作时好像HARQ类型是CC。
方案2表示一种在重发中选择用于从穿孔器中输出的编码比特的系统子分组和所有产生的冗余奇偶子分组的方法。方案2的优点在于它能够获得用于系统子分组的组合增益和用于不同冗余奇偶子分组的发送的编码增益。
方案3表示一种在每次重发时交替选择系统子分组和不同冗余奇偶子分组，并发送所选择子分组的方法。方案3能够补偿增益，因为它提高了系统子分组的组合增益。这里，必须注意在前面和后面的方案中重发的调制技术是QPSK。当然，如果初始发送的调制技术是64QAM，重发的调制技术将变为16QAM，其为一种调制阶数比64QAM低一步的调制技术。方案3还能够以与前面和后面方案相似的方法实现。
在方案2和3中，在图15中描述节点B和UE之间交换信息的过程。参考图15，节点B通过16QAM发送系统子分组S和奇偶子分组P1。一旦从UE接收到响应发送的子分组的NACK，节点B就通过QPSK仅重发系统子分组S。但是，一旦再次从UE接收到响应重发的系统子分组S的NACK时，节点B就重发奇偶子分组P3。此后，一旦再一次从UE接收到NACK，在方案2中节点B就重发的奇偶子分组P2，并在方案3中重发系统子分组S。
上述的三种方案提供了一种根据HARQ类型在由穿孔器穿孔过的编码比特中选择子分组的方法，所以它们能够使用图4的发送器和图5的发送器。此外，图4的重发掩模部406和穿孔器404能够实现组合或分离，能够灵活地适应硬件结构的变化。
与此不同，方案4和方案5提供了一种顺序发送系统子分组和奇偶子分组而不管在PIR内将被原始发送的子分组的使用顺序的方法。
更具体的说，方案4提供了一种从系统子分组开始的初始重发的方法，除了顺序有差别外与方案2相同。方案5提供了一种从第一冗余奇偶子分组P1开始的顺序初始重发的方法。方案4和方案5能够通过考虑所有冗余奇偶子分组提高编码增益。此外，方案4和方案5的优点在于可简化有关将被发送的子分组的调度。在图4的发送器中，方案4和方案5能够通过组合穿孔器404和重发掩模部406而实现。同时，在图5的发送器中，方案4和方案5能够通过修改穿孔模式而实现。
2.第二实施例(编码率3/4，PIR)编码率是3/4时，快速编码器的输出比特中的系统比特的数量是奇偶比特数量的3倍。为了表示一个单位的发送分组，为了方便起见，系统分组就被分为数据量相同的子分组S(1)、S(2)和S(3)。而且，为了方便起见，在本实施例中假定奇偶子分组P1，P2和P3的数量是3。
图8所示的是当重发中调制技术发生改变时可以由图4的重发掩模部406和图5的分组选择器510进行选择的子分组和当调制技术没有发生改变时能被选择的子分组。在图8的每个表格中，“O”表示当重发时使用的调制技术与初始发送时使用的调制技术相同时发送的子分组，而“X”表示根据本发明的实施例当重发时调制技术发生改变时所选择的子分组。
首先，对图8所示的四种方案作描述，其中在初始发送和重发时使用了相同的调制技术。在图8中，初始发送和重发时发送的子分组用“O”表示。
由于编码率为3/4，和PIR用作HARQ，每次发送时的系统子分组的数据量是奇偶子分组数据量的3倍。因此，子分组在初始发送时按照S(1)，S(2)，S(3)，P1的顺序发送，在重发时按照S(1)、S(2)、S(3)、P2和S(1)、S(2)、S(3)、P3的顺序发送。这里，P1、P2和P3表示冗余奇偶子分组，并且可能的冗余奇偶子分组的类型根据使用中的快速编码器的编码率和穿孔模式而确定不同。一旦接收到初始发送和重发的系统子分组和奇偶子分组，UE中的接收器就在相同的系统子分组之间或相同的奇偶子分组之间执行组合。接收器执行图8中所示每个表格的相同行中用“O”或“X”表示的子分组之间的组合。
虽然要由发送器发送的子分组在根据本发明实施例的调制技术发生改变的情况下可以用不同的方法进行选择，但是图8仅表示4个典型的实例。而且，在图8中，16QAM用作初始发送的调制技术，QPSK用作重发时的调制技术。
与图7的方案1相同的方案1表示一种即使HARQ类型是PIR时，仅重发用于组合的系统子分组而忽略冗余奇偶子分组的方法。方案1能够显著地提高系统子分组的组合增益。此外，方案1有助于硬件结构的简化。这里由于编码率是3/4，它就不能够立即发送全部系统子分组。因此，这些子分组按照{S(1)、S(2)}、{S(2)、S(3)}、和{S(1)、S(3)}的顺序进行连续地发送。
方案2提供一种在重发中选择用于穿孔器中输出的编码比特的系统子分组和所有产生的冗余奇偶子分组的方法。方案2的优点在于它能够获得用于系统子分组的组合增益和用于不同冗余奇偶子分组的发送的编码增益。在根据方案2的重发中，子分组按照{S(1)、S(2)}、{S(3)、P3}、{S(1)、P1}、{S(2)、P2}和{S(1)、S(3)}的顺序进行连续地发送。
方案3表示一种在每次重发时交替选择系统子分组和不同冗余奇偶子分组，并发送所选择子分组的方法。方案3提高了系统子分组的组合增益。在根据方案3的重发中，子分组按照{S(1)、S(2)}、{S(3)、P3}、{S(1)、S(2)}、{S(3)、P2}和{S(1)、S(2)}的顺序进行连续地发送。
上述的三种方案能够使用图4的发送器和图5的发送器。此外，图4的重发掩模部406和穿孔器404能够实现实际上的组合或分离，能够灵活地适应硬件结构的变化。
与方案1至方案3不同，方案4提供了一种顺序发送系统子分组和奇偶子分组而不管将被原始发送的子分组类型的方法。在根据方案4的重发中，子分组按照{S(1)、S(2)}、{S(3)、P3}、{S(1)、P2}、{S(2)、P3}和{S(3)、S(1)}的顺序进行顺序地发送。方案4通过考虑所有的冗余奇偶子分组能够提高编码增益。此外，方案4的优点在于能够简化有关将被发送的子分组的调度。方案4能够通过组合图4的穿孔器404和重发掩模部406而实现。
3.第三实施例(编础率1/2，FTR )在本实施例中，为了方便起见，仅考虑5个奇偶子分组。当根据第三实施例的重发中调制技术发生改变时，图9所示的是可以由图4的重发掩模部406或图5的分组选择器510进行选择的子分组。在图9A和9B的每个表格中，“O”表示当重发时使用的调制技术与初始发送时使用的调制技术相同时发送的子分组，而“X”表示根据本发明的实施例当在重发时调制技术发生改变时所选择的子分组。与PIR不同，在重发中，FIR可以在发送所有冗余奇偶子分组后发送系统子分组。
首先，对图9的六种情况作描述，其中在初始发送和重发时使用了相同的调制技术。在图9中，初始发送和重发时发送的子分组用“O”表示。
由于编码率为1/2，和FIR用作HARQ，在重发中仅发送奇偶子分组。即，在初始发送时，发送子分组(S、P1)。在重发时，子分组按照(P2、P3)和(P4、P5)的顺序进行顺序发送，此后，子分组再次从(S、P1)开始发送。因此，在重发中选择子分组的方法稍有不同。虽然奇偶子分组的类型有多个种，但是为方便起见仅考虑5个奇偶子分组。在图9中，P1、P2、P3、P4和P5表示冗余奇偶子分组，可能的冗余奇偶子分组的类型根据使用中的快速编码器的编码率和穿孔模式而确定不同。虽然产生冗余奇偶子分组的方法有多种，但是本发明提出一种将快速编码器中两个卷积编码器的输出定义为发送对(pair)的方法。即，在重发分组(P2、P3)和(P4、P5)中，P2和P4是由快速编码器中的第一编码器输出的奇偶比特(图2的Y1和Y2)组成，而P3和P5是由快速编码器中的第二编码器输出的奇偶比特(图2的Z1和Z2)组成。这里，从相同编码器输出的P2和P4是不同的冗余，P3和P5也是不同的冗余。这样，所选择的重发冗余奇偶子分组可用作所有系统比特的典型奇偶子分组。一旦接收到初始发送和重发的系统子分组和奇偶子分组，UE中的接收器就在相同的系统子分组之间或相同的奇偶子分组之间执行组合。但是，由于在重发中，FIR能够在发送所有冗余奇偶子分组后发送系统子分组，因此在全部发送完冗余奇偶子分组后执行组合。此外，接收器执行图9中所示每个表格的相同行中用“O”或“X”表示的子分组之间的组合。
虽然将由发送器发送的子分组可以用不同的方法进行选择，但是图9仅表示6个典型的实例。在图9中，16QAM用作初始发送的调制技术，QPSK用作重发时的调制技术。
方案1提供一种在重发中交替选择所有冗余奇偶子分组的方法，并能够充分使用FIR的原始编码增益。当然，因为在重发中使用QPSK，能被重发的数据量仅仅为初始发送时发送的数据量的1/2。因此，为了发送所有的冗余奇偶子分组，发送时间应该加倍。但是，由于每次重发时发送的冗余奇偶子分组具有较高的可靠性，所以它能够充分地补偿编码增益的降低。即，根据方案1的发送方法损失了一半的FIR编码增益，但是它能够通过改变调制技术获得改进的增益。在方案1中，子分组(S，P1)在初始发送时进行发送，子分组P2、P4、S、P3和P5在重发时顺序进行发送。
方案2与方案1相似。在方案1中，首先发送子分组P2和P4，然后发送子分组P3和P5。但是，在方案2中，子分组是按照P2、P5、P3和P4的顺序发送的。原因是因为子分组P2和P4是快速编码器中第一卷积编码器的输出，子分组P3和P5是第二卷积编码器的输出。为了充分地利用快速编码器的特性就需要交替地发送子分组。在方案2中，子分组(S、P1)在初始发送时进行发送，并且子分组在重发中按照P2、P5、S、P3和P4的顺序发送。
与方案1不同，方案3提供了一种仅连续重发一部分冗余奇偶子分组的方法，并能够通过允许发送的奇偶子分组之间的组合获得增益，虽然它不能重发所有冗余奇偶子分组。此外，方案3有助于实现的简化，在方案3中，子分组(S、P1)初始发送，并且子分组在重发中按照P2、P4、S、P2和P4的顺序发送。
与方案2相同，为了利用快速编码器的特性，方案4限于方案2中奇偶子分组P2和P5的发送。在方案4中，子分组(S、P1)在初始发送时进行发送，子分组在重发中按照P2、P5、S、P2和P5的次序顺序发送。
方案1至方案4使用了图4的发送器和图5的发送器。此外，图4的重发掩模部406和穿孔器404可以实现实际上的组合或分离，能够灵活地适应硬件结构的变化。
方案5和方案6提供了一种为了获得FIR编码增益而顺序发送所有冗余奇偶子分组的方法。方案5提供了一种以系统子分组为开始的初始重发的方法，方案6提供了一种以奇偶子分组为开始的初始重发的方法。方案5和方案6的优点在于它们能够简单地实现。但是，在方案5和方案6中，必须使用一种与FIR原始穿孔模式不同的穿孔模式。因此，通过稳固地组合图4中的穿孔器404和重发掩模部406能够实现子分组选择的调度，并且当使用图5的发送器时，通过改变穿孔器504的穿孔模式能够实现方案5和方案6。
4.第四实施例(编码率3/4，FIR)编码率为3/4时，快速编码器输出比特中的系统比特的数据量是奇偶比特的3倍。为了表示一个单位的发送分组，为了方便起见，系统分组就分为数据量相同的子分组S(1)、S(2)和S(3)。因此，子分组在初始发送时就按照S(1)，S(2)和S(3)、P1的顺序进行发送，在重发时按照(P2、P3)和(P4、P5)的顺序进行发送。这里，子分组P1的数据量与S(1)、S(2)和S(3)的数据量相同，并且子分组P2、P3、P4和P5的数据量是子分组P1的数据量的2倍。而且，16QAM用作初始发送的调制技术和QPSK用作重发时的调制技术。图10表示调制技术在重发中发生改变时选择发送子分组的方法。
方案1提供一种在重发中交替选择所有冗余奇偶子分组的方法。即，方案1在重发中按照P2、P4、P3和P5选择子分组。方案1能够充分利用FIR的原始编码增益。当然，因为在重发中使用QPSK，能被重发的数据量仅仅为初始发送时发送的数据量的1/2。因此，为了发送所有的冗余奇偶子分组，发送时间应该加倍。但是，由于每次重发时发送的冗余奇偶子分组具有较高的可靠性，所以它能够充分地补偿编码增益的降低。而且，它能够通过改变调制技术获得改进的增益。
虽然方案2与方案1相似，但是它是按照P2、P5、P3和P4的顺序发送子分组的，而在方案1中，首先发送子分组P2和P4，然后发送子分组P3和P5。以方案2的方式发送子分组的原因如下。如上所述，由于子分组P2和P4是快速编码器中第一卷积编码器的输出，子分组P3和P5是第二卷积编码器的输出。为了充分地利用快速编码器的特性，最好是交替地发送子分组。
与方案1不同，方案3提供了一种仅连续重发一部分冗余奇偶子分组的方法，即，方案3重复地发送子分组P2和P4。因此，虽然方案3不能重发所有冗余奇偶子分组，但是它能够对发送的子分组进行组合，因此获得组合增益。此外，方案3的优点在于它能够简单地实现。
与方案2相同，为了利用快速编码器的特性，方案4限于奇偶子分组P2和P5的发送。即，方案4可重复地发送子分组P2和P5。
方案1至方案4可以使用图4的发送器和图5的发送器。此外，图4的重发掩模部406和穿孔器404能够实现实际上的组合或分离，能够灵活地适应硬件结构的变化。
方案5和方案6提供了一种为了获得FIR编码增益而顺序发送所有冗余奇偶子分组的方法。方案5从系统子分组开始重发，方案6从奇偶子分组开始重发。方案5和方案6的优点在于它们能够简单地实现。但是，必须使用一种与FIR原始穿孔模式不同的独立的穿孔模式。因此，通过稳固地组合图4中的穿孔器404和重发掩模部406能够实现子分组选择的调度，并且当使用图5的发送器时，通过改变穿孔器504的穿孔模式能够实现方案5和方案6。
5.第五实施例(编码率1/2，CC)图11A表示一种CC用作HARQ时选择子分组的方法。当编码率是1/2时，系统子分组和奇偶子分组以相同的比率进行发送，即使在每次重发时也能够发送与初始发送相同的子分组，这样有助于实现的简化。
方案1提供一种在重发中交替选择系统子分组和奇偶子分组的方法，以便系统子分组和奇偶子分组能被全部组合，由此提高其性能增益。
与方案1不同，方案2提供了一种仅重发系统子分组的方法。方案2的优点在于它能够简单地实现。
6.第六实施例(编码率3/4，CC)图11B表示另一种CC用作HARQ时选择子分组的方法。当编码率是3/4时，产生系统子分组S1、S2、S3和一个奇偶子分组P，并且即使在每次重发时也能够发送与初始发送相同的子分组，这样有助于实现的简化。
方案1提供一种在重发中交替选择4个子分组S(1、S(2)、S(3)和P的方法，以便系统子分组和奇偶子分组能被顺序地全部组合，由此提高其性能增益。
与方案1不同，方案2提供了一种仅重发系统子分组的方法。方案2的实现比方案1的实现简单，但是性能比方案1低。
图15和16表示在支持IR类型HARQ的移动通信系统中在节点B和UE之间交换信息的过程。更具体的说，图15表示支持PIR的移动通信系统中的过程，图16表示支持FIR的移动通信系统中的过程。在任一种情况下，使用的编码率都是1/2。在图15和16中，系统子分组S的数据量与奇偶子分组P1、P2和P3的数据量相同。便于参考，阴影方框和用实线画出的方框表示能被发送的子分组，而用虚线画出的方框表示在使用改变的调制技术时不能被发送的子分组。
首先，图15表示用于图7的方案2和方案3的过程。简而言之，在初始发送时，节点B使用16QAM发送所有数据分组(S、P1)。一旦接收到来自UE的重发请求NACK，节点B仅选择子分组(S、P2)中的子分组S，并通过QPSK重发所选择的系统子分组。在这点上，UE将通过16QAM预先发送的系统子分组和通过QPSK重发的系统子分组组合，能够提高解码效率。但是，如果产生CRC差错，UE就再次将重发请求NACK发送给节点B。然后节点B在能被发送的子分组(S、P3)中选择奇偶子分组P3而不是系统子分组S，并通过QPSK发送所选择的奇偶子分组。因此，UE对组合的系统子分组和两个奇偶子分组P1和P3执行解码，提高了解码性能。
其次，图16表示用于图9的方案2的过程。简而言之，在初始发送时，节点B通过16QAM发送所有数据分组(S、P1)。一旦接收到来自UE的重发请求NACK，节点B仅选择子分组(P2、P3)中的奇偶子分组P2，并通过QPSK重发所选择的奇偶子分组P2。在这点上，UE将通过16QAM预先发送的子分组(S、P1)和通过QPSK重发的奇偶子分组P2组合，能够提高解码效率。但是，如果产生CRC差错，UE就再次将重发请求NACK发送给节点B。然后节点B在能被发送的子分组(P4，P5)中选择奇偶子分组P5，并通过QPSK发送所选择的奇偶子分组P5。因此，UE对系统子分组S和三个奇偶子分组P1、P2和P5执行解码，提高了解码性能。
图17和18表示在支持CC类型HARQ的移动通信系统中在节点B和UE之间交换信息的过程。更具体的说，图17表示支持1/2编码率的移动通信系统中的过程，图18表示支持3/4编码率的移动通信系统中的过程。在CC中，在初始发送和重发时发送相同的分组。因此，根据重发中的低阶调制技术正确地选择子分组的过程具有比支持IR的移动通信系统中过程的结构简单的多的结构。
首先，图17表示用于图11A的方案1的过程。简而言之，在初始发送时，节点B通过16QAM发送数据分组(S、P)，UE通过快速编码器校验所发送的数据分组的CRC。如果产生CRC差错，UE就将重发请求NACK发送给节点B。一旦接收到重发请求NACK，节点B使用QPSK，一种调制阶数低于初始发送使用的16QAM的调制技术，发送数据分组(S、P)中的系统子分组S。在这点上，UE将初始发送的系统子分组和重发的系统子分组组合。这里，由于通过QPSK发送重发的系统子分组，因此能够提高组合效果。如果再次接收到UE的NACK，节点B就通过QPSK发送数据分组(S、P)中的奇偶子分组P，所以能够在UE中使数据分组(S、P)的组合效果达到最大化。
其次，图18用于表示图11B方案1的过程。除了由于其编码率是3/4因此数据分组S和P的数量不同之外，该过程与图17的过程相同，所以这里就不提供详细的描述了。
如上所述，本发明提供一种在支持AMCS和HARQ的高速无线电分组数据通信系统中，在重发中用于将调制技术改变为低阶调制技术而不管所选择的调制技术的方法。而且，本发明提供了一种当通过改变的调制技术仅重发一部分初始发送的分组时通过有选择地发送具有较高优先级的子分组从而能够显著地提高应用于快速解码器的输入比特的LLR值的可靠性的系统。因此，新的系统与现有的系统相比具有较低的帧差错率，提高了发送效率。本发明能够适用于有线/无线通信系统中的各种无线收发装置。此外，如果本发明应用到3GPP和3GGP2提出的HSDPA和1xEV-DV，那么它能够提高整个系统的性能。
尽管已参照本发明的确定优选实例表示和描述了本发明，但本领域内的普通技术人员将理解的是，可在不背离由所附权利要求限定的本发明宗旨和范围的前提下对本发明进行各种形式和细节上的修改。
权利要求
1.一种在移动通信系统中响应于接收器的重发请求通过发送器用于重发编码比特的方法，其中该系统根据预定的穿孔模式通过以给定的母编码速率穿孔编码器输出的编码比特来选择将被发送的编码比特，并将通过给定的调制技术通过码元映射选择的编码比特而获得的码元流从发送器发送到接收器，该方法包括下列步骤选择一种调制阶数比初始发送时使用的调制技术低的调制技术作为重发时使用的调制技术；根据HARQ(混合自动重复请求)类型选择穿孔模式，并在通过选择的穿孔模式穿孔的编码比特中选择与通过所选择的调制技术可以进行码元映射的编码比特数量相同的编码比特；及通过所选择的调制技术码元映射所选择的编码比特，并将码元映射过的编码比特发送给接收器。
2.如权利要求1所述的方法，其中，以从发送的编码比特中首先选择具有较高优先级的编码比特的方式选择编码比特。
3.如权利要求1所述的方法，其中，以从发送的编码比特中首先选择先前没有被发送的编码比特的方式选择编码比特。
4.如权利要求1所述的方法，其中，以从发送的编码比特中交替地选择具有较高优先级的编码比特和具有较低优先级的编码比特的次数与重发的数量相同的方式选择编码比特。
5.一种在移动通信系统中响应于接收器的重发请求通过发送器用于重发编码比特的装置，其中该系统根据预定的穿孔模式通过以给定的母编码速率穿孔编码器输出的编码比特来选择将被发送的编码比特，并将通过给定的调制技术通过码元映射选择的编码比特而获得的码元流从发送器发送到接收器，该装置包括控制器，用于选择重发时使用的HARQ(混合自动重复请求)类型，并用于选择一种调制阶数比初始发送时使用的调制技术低的调制技术作为重发时使用的调制技术；选择器，用于根据HARQ类型选择穿孔模式，并用于在通过选择的穿孔模式穿孔的编码比特中选择与通过所选择的调制技术可以进行码元映射的编码比特数量相同的编码比特；及调制器，用于通过所选择的调制技术码元映射所选择的编码比特，并将码元映射过的编码比特发送给接收器。
6.如权利要求5所述的装置，其中，选择器包括穿孔器，用于根据HARQ类型选择穿孔模式，并根据所选择的穿孔模式穿孔来自编码器的编码比特；及重发掩模部，用于产生给定的用于选择通过所选择的调制技术可以进行码元映射的编码比特的掩模函数，并通过将掩模函数应用于穿孔器的发送编码比特上，在发送的编码比特中用于选择与通过所选择的调制技术可以进行码元映射的编码比特数量相同的编码比特。
7.如权利要求5所述的装置，其中，选择器包括穿孔器，用于根据HARQ类型选择穿孔模式，并根据所选择的穿孔模式穿孔来自编码器的编码比特；分组分配器，用于将来自穿孔器的发送编码比特分配为具有给定数据量的子分组；及分组选择器，用于在子分组中选择与通过所选择的调制技术可以进行码元映射的编码比特数量相同的子分组。
8.如权利要求5所述的装置，其中，选择器从穿孔的编码比特中首先选择具有较高优先级的编码比特。
9.如权利要求5所述的装置，其中，选择器从穿孔的编码比特中首先选择先前没有被发送的编码比特。
10.如权利要求5所述的装置，其中，选择器从穿孔的编码比特中交替地选择具有较高优先级的编码比特和具有较低优先级的编码比特的次数与重发的数量相同。
11.一种在移动通信系统中响应于接收器的重发请求通过发送器用于重发编码比特的方法，其中该系统根据预定的穿孔模式通过以给定的母编码速率穿孔编码器输出的编码比特来选择将被发送的编码比特，并将通过给定的调制技术通过码元映射所选择的编码比特而获得的码元流从发送器发送到接收器，该方法包括下列步骤选择一种调制阶数比初始发送时使用的调制技术低的调制技术作为重发时使用的调制技术；将通过对应于HARQ类型的穿孔模式穿孔的发送编码比特分配给若干具有给定数据量的子分组流，并在子分组流中选择与通过所选择的调制技术可以进行码元映射的编码比特数量相同的子分组；及通过所选的调制技术码元映射组成所选择子分组的编码比特并将码元映射过的编码比特发送给接收器。
12.如权利要求11所述的方法，其中，子分组流进行交织。
13.如权利要求11所述的方法，其中，子分组流包括在编码比特中各由具有较高优先级的编码比特组成的系统子分组流和各由具有较低优先级的编码比特组成的奇偶子分组流。
14.如权利要求13所述的方法，其中，以首先选择系统子分组的方式选择子分组流。
15.如权利要求11所述的方法，其中，以从子分组中首先选择先前没有被发送的子分组的方式选择子分组流。
16.如权利要求13所述的方法，其中，以交替地选择系统子分组和奇偶子分组的次数与重发的数量相同的方式选择子分组流。
17.一种在移动通信系统中响应于接收器的重发请求通过发送器用于重发编码比特的装置，其中该系统根据预定的穿孔模式通过以给定的母编码速率穿孔编码器输出的编码比特来选择将被发送的编码比特，并将通过给定的调制技术通过码元映射选择的编码比特而获得的码元流从发送器发送到接收器，该装置包括控制器，用于选择重发时使用的HARQ(混合自动重复请求)类型，并用于选择一种调制阶数比初始发送时使用的调制技术低的调制技术作为重发时使用的调制技术；分组分配器，用于将通过对应于HARQ类型的穿孔模式穿孔的发送编码比特分配给若干具有给定数据量的子分组流；分组选择器，用于在子分组流中选择与通过所选择的调制技术可以进行码元映射的编码比特数量相同的子分组；调制器，用于通过所选择的调制技术码元映射组成所选择子分组的编码比特，并将码元映射过的编码比特发送给接收器。
18.如权利要求17所述的装置，其中，子分组流进行交织。
19.如权利要求17所述的装置，其中，子分组流包括在编码比特中各由具有较高优先级的编码比特组成的系统子分组流和各由具有较低优先级的编码比特组成的奇偶子分组流。
20.如权利要求19所述的装置，其中，分组选择器首先选择系统子分组。
21.如权利要求17所述的装置，其中，分组选择器从子分组中首先选择先前没有被发送的子分组。
22.如权利要求19所述的装置，其中，分组选择器交替地选择系统子分组和奇偶子分组的次数与重发的数量相同。
全文摘要
一种在移动通信系统中响应于接收器的重发请求通过发送器重发编码比特的方法，该方法包括确定一种调制阶数比初始发送时使用的调制技术低的调制技术作为重发时使用的调制技术；根据HARQ(混合自动重复请求)类型确定穿孔模式，和在通过所确定的穿孔模式穿孔的编码比特中选择与通过所确定的调制技术可以进行码元映射的编码比特数量相同的编码比特；和通过所确定的调制技术码元映射所选择的编码比特，和将码元映射过的编码比特发送给接收器。
文档编号H04J13/00GK1427568SQ02139958
公开日2003年7月2日 申请日期2002年11月2日 优先权日2001年11月2日
发明者文庸石, 金宪基, 尹在升 申请人:三星电子株式会社