重传控制技术的制作方法

专利名称：重传控制技术的制作方法
技术领域：
本发明宽泛地涉及用于在多输入多输出(MIMO)无线通信系统 中传输数据包的重传控制方法。本发明还涉及用于MIMO无线通信系 统的发射器和用于MIMO无线通信系统的接收器。
背景技术：
在MIMO无线通信系统中，广泛采用了混合自动重传请求 (HARQ)技术以改善传输可靠性。在采用HARQ技术的通常的实施 中，发射器发射具有用于错误检测的循环冗余校验(CRC)位的每个 数据包。在接收器处，通过CRC验证每个传输的数据包的内容。如果 接收的数据包未能通过CRC验证，则接收器向发射器反馈否认 (NACK)信号以请求重传。发射器一接到该请求立即重传先前接收 的但是未成功解码的数据包。随后，接收器将重传的数据包与先前接 收的数据包结合以改善解码性能。另一方面，如果接收的数据包通过 CRC验证，接收器将确认(ACK)信号发回发射器以确认数据包的成 功接收和解码。
有两种典型的HARQ技术或者数据包重传协议，即Chase合并协 议和递增冗余(IR)协议。根据Chase合并协议，在发射器接收到NACK 信号之后，简单地重传先前未成功解码的数据包。根据IR协议，仅仅 将与先前传输的数据包中包含的奇偶信息不同的奇偶信息渐进地重 传，以提供更多冗余用于对随后重传中的系统信息进行解码。
在基于重传的每个IR协议中，发射器发射不能自解码的数据包。 在接收器处，根据IR协议，所有的数据包(最初传输的数据包和重传 的数据包)被合并并且以较低速率解码。结果，通过提供更多冗余， IR协议获得用于解码系统信息的编码增益。相反，Chase合并协议通 过合并最初数据包的多份拷贝，提供能量增益以改善解码性能。在实践中，没有被正确解码的接收的编码数据包经常存储在接收 器而不是被丟弃，并且当接收到重传的编码数据包时，来自先前的编 码数据包和重传的数据包的信息在送入解码器前被合并，这增加了成 功解码的可能性。
无线通信系统的传输能力通过在采用多个发射天线(NT)和多个 接收天线(NR)的MIMO信道上同时传输多个空间数据流而被增强。 同时传输的数据流可以属于一个编码数据包(单码字，SCW MIMO) 或者不同的编码数据包(多码字，MCWMIMO)。这里，石马字相当于 编码的数据包。在SCW MIMO系统中，在发射器处，将编码的数据 包分割为多个(空间)数据流，并且分别通过多个发射天线发射。在 SCW MIMO系统的接收器处，将所有检测的数据流多if各复用为单个数 据包，该单个数据包将分别通过用于解码的信道解码器和用于CRC验 证的CRC校验模块。随后，将ACK/NACK信号传输到SCW MIMO 系统的发射器以确认传输的数据包的接收质量。另一方面，在MCW MIMO系统中，每个(空间)数据流属于独立编码的数据包。将来自 多个编码数据包的多个数据流独立地从多个发射天线(NT)发射。在 MCW MIMO系统的接收器处，每个检测到的数据流经历独立信道解 码和CRC验证过程。将多个ACK/NACK信号反馈到发射器以确认多 个编码的数据包的接收质量。在SCW MIMO系统和MCW MIMO系 统中，由于数据流由不同的天线发射，并且通过不同通信连接设备(即， 天线)，所以空间数据流具有不同程度的链路条件。结果，解调质量随 空间数据流而变化。在MIMO系统中用于重传的HARQ过程的控制 方法(重传协议，编码速率和空间处理方法等)需要解决可能由MIMO 系统中的天线分集导致的问题。
因此，需要提供寻求解决以上至少一个问题的重传控制技术。

发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种重传控制方法，包括如下步 骤在MIMO发射器处接收指示在MIMO接收器处对编码的数据包 不成功解码的NACK信号；接收与不成功解码的数据包的一个或者多个传输的空间数据流相关联的可靠性测量；比较可靠性测量与至少一 个预定阈值；以及基于可靠性测量与至少一个预定阈值的比较，选择 重传协议。
所述重传控制方法还可以包括步骤根据选择的重传协议重传数 据包。
所述重传协议可以包括Chase合并协议或者递增冗余协议。 所述可靠性测量可包括系统位分量和奇偶位分量。 所述系统位分量可以包括与在SCW MIMO传输中用于不成功解 码的数据包的每个数据流相关联的系统位可靠性数据，奇偶位分量包 括不成功解码的数据包的奇偶位可靠性数据。
所述选择重传协议可以包括如果系统位可靠性数据大于系统位 阈值，则选择递增冗余协议用于重传数据包；或者如果系统位可靠性 数据小于或者等于系统位阈值，则选择Chase合并协议用于重传包。
所述方法还可以包括对于使用Chase合并协议重传数据包，如 果奇偶位可靠性数据小于或者等于奇偶位阈值，则选择与最初传输相 比降低的编码速率；或者对于使用Chase合并协议重传数据包，如果 奇偶位可靠性数据大于奇偶位阈值，则选择与最初传输相比相同的编 码速率。
所述方法还可以包括如果系统位可靠性测量数据大于系统位阈 值，则将重传数据包分割为在与使用Chase合并协议的最初传输相比 相同的天线上的多个空间数据流；或者如果系统位可靠性数据大于系 统位阈值，则将数据包分割为在与使用Chase合并协议的最初传输相 比不同的天线上的多个数据流。
在选择降低或者相同的编码速率之后，执行重传数据包的分割。 所述系统位分量可以包括与在各个不成功解码的数据包的MCW MIMO传输中的所有数据流相关联的系统位可靠性数据，奇偶位分量 包括与在MCW MIMO系统中的所述所有数据流相关联的奇偶位可靠 性数据。
所述选择重传协议可以包括如果系统位可靠性数据大于系统位 阈值，则选择递增冗余协议用于重传数据包；或者如果系统位可靠性数据小于或者等于系统位阈值，则选择Chase合并协议用于重传包。 所述方法还可以包括对于使用Chase合并协议的重传数据包， 如果奇偶位可靠性数据小于或者等于奇偶位阈值，则选择与最初传输 相比降低的编码速率；或者对于使用Chase合并协议的重传数据包， 如果奇偶位可靠性数据大于奇偶位阈值，则选择与最初传输相比相同
的编码速率。
所述可靠性测量可以基于最初不成功解码的数据包或者最初不成 功解码的数据包与一个或者多个重传的编码的数据包的合并的各个解 调的系统位和奇偶位的对it似然比(LLR)的大小。
所述可靠性测量可以基于LLR的平均大小。
所述可靠性测量可以基于分别具有最低的LLR大小的最小可靠 系统位和最小可靠奇偶位。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于MIMO通信系统的发射 器，所述发射器包括接收指示对编码的数据包不成功解码的NACK 信号的装置；接收与不成功解码的数据包的一个或者多个传输的空间 数据流相关联的可靠性测量的装置；将所述可靠性测量与至少一个预 定阈值进行比较的装置；以及基于所述可靠性测量与所述至少一个预 定阈值的比较来选择重传协议的装置。
根据本发明的第三方面，提供了一种用于MIMO通信系统的接收 器，所述接收器包括接收编码的数据包的装置；创建与不成功解码 的数据包的一个或者多个空间数据流相关联的可靠性测量的装置；将 指示对所述不成功解码的数据包不成功解码的NACK信号和所述可靠 性测量发送到与所述编码的数据包相关联的发射器的装置。


本发明将参考附图进行描述，其中
图1示出用于SCW MIMO系统或者MCW MIMO系统的发射器 的功能模块；
图2示出当SCW MIMO系统接收到ACK信号时，发射器控制模 块的处理步骤；图3示出当SCW MIMO系统接收到NACK信号时，发射器控制 模块的处理步骤；
图4示出当MCWMIMO系统接收到ACK信号时，发射器控制模 块的处理步骤；
图5示出当MCWMIMO系统接收到NACK信号时，发射器控制 模块的处理步骤；
图6示出了对于SCW MIMO系统，当接收到具有所有数据流的 系统位可靠性和数据包的奇偶位可靠性的NACK信号时，发射器控制 才莫块的更详细的处理步骤；
图7示出对于MCWMIMO系统，当接收到具有数据包的一个空 间数据流的系统位和奇偶位的可靠性的NACK信号时，发射器控制模 块的更详细的处理步骤；
图8示出当SCW MIMO系统接收到NACK信号时，发射器控制 模块接收的可靠性信息的内容；
图9示出当MCWMIMO系统接收到NACK信号时，发射器控制 模块接收的单个数据流的可靠性信息的内容；
图10示出用于SCW MIMO系统或者MCW MIMO系统的接收器 的功能模块；
图11示出16-QAM ( 16信道正交幅度调制)方案的I分支和Q 分支映射结构；以及
图12示出在示例性实施方式中的重传控制方法的流程图。
具体实施例方式
在以下描述中，描述了用于实现在MIMO系统中重传数据的示例 性实现。该示例性实现在重传数据中利用Chase合并协议和递增冗余 (IR)协议的组合。下面分别宽泛地描述了 MIMO系统的发射器和接 收器，接着描述了示例性实现的详细描述。
本领域技术人员可以理解，虽然在下面发射器和接收器被描述为 每个分别包括两个发射天线和接收天线，但是示例性实现可以应用于 包括多于两个发射天线和接收天线的发射器和接收器。此外，虽然以下描述的通信使用OFDM,但是本领域技术人员可以理解，可以4吏用 其它单载波和多载波传输技术。在以下描述中，新数据流指先前还没 有传输的数据流，而重传数据流指基于先前传输的数据流被重传的数 据流。
图1示出利用正交频分复用多输入多输出(MIMO-OFDM)技术 的发射器(100)的功能模块。发射器(100)包括用于从接收器接收 二进制数据序列(102)和ACK/NACK反馈信号(122)的发射器控 制模块(104)。该发射器控制模块输出数据流用于交织器(108)处的 交织。交织器(108)交换数据流的数据位以将突发误差转移为独立误 差。然后基于各种调制方案(例如，多进制移相键控(MPSK)和多 进制正交幅度调制(MQAM)方案)由符号映射模块(110)在交织 的数据流上执行位到符号的映射。经交织和调制的数据流进一步由导 频插入模块(112)处理以加入导频符号。导频符号用于在接收器处执 行信道估计和MIMOOFDM的同步。在插入导频符号之后，由用于基 带实现的快速傅里叶反变换(IFFT)运算模块(118)对符号映射的数 据流进行处理。最后，将处理的数据流通过各个发射天线(120)独立 发射。
以下描述的某些部分明确或隐含地由对计算机存储器中的数据操 作的算法和功能或者符号表示给出。这些算法描述和功能或者符号表 示是数据处理领域的技术人员最有效地将他们的工作传达给本领域的 其它技术人员的手段。这里，算法通常被设计为导致期望结果的有条 理的步骤序列。步骤是那些需要对物理量(例如，能被存储、传输、 组合、比较和其它操作的电、磁或者光信号)进行物理操作的步骤。
除非特别说明，否则从下文明显可见，可以理解在本说明书的通 篇，使用术语(例如"选择"、"比较"、"确定"、"创建"、"生成"、"计 算"、"输出"等)的讨论指计算机化系统的行为和处理，其对表示为 计算机化系统中的物理量的数据进行操作，和将它们转换为同样表示 为计算机化系统或者其它信息存储、传输或者显示设备中的物理量的 其它数据。
图2表示当SCWMIMO系统接收到ACK信号时(210)，发射器控制模块(104)的处理步骤(200)。 ACK信号从接收器经控制信道 传输到发射器(100，图1 )。发射器控制模块(104)监控所有控制信 道并且使用当前传输间隔解码ACK信号。才艮据MIMO系统的类型(即， SCW MIMO或者MCW MIMO )，发射器控制模块(104 )执行不同类 型的处理。在SCW MIMO系统中，首先在CRC附加才莫块(202)中 将新接收的二进制数据序列(201)附加上CRC。然后由Turbo编码 器(204)将模块202输出的附加了 CRC的二进制数据序列信道编码 为编码的数据。在编码器(204)中，通过给接收到的二进制数据序列 (201)添加额外的数据位而提供附加冗余。可以理解，除了 Turbo编 码器以外的其它信道编码器可用于此阶段的信道编码。从Turbo编码 器(204)输出的编码的数据包含系统信息和奇偶信息。在需要重传二 进制数据序列(201)的情况下，将编码的数据分为多个编码的包并且 存储在发射器缓存器(206)中。多个编码的包中的一个包含系统信息 和某些奇偶信息并且在最初传输中传输，而只包含不同奇偶信息的其 余编码的包用于请求重传的事件。
在接下来的空间处理模块(208)中，将从模块(204)输出的包 含系统信息和某些奇偶信息的编码的数据包进行空间处理，并且根据 可用的发射天线的数量(NT)分割为多个空间数据流(214)。接着， 将多个空间数据流(214)发送到用于交织的交织器(108，图1)。
图3示出当SCW MIMO系统接收到NACK信号时(302 )，发射 器控制模块(104)的处理步骤(300)。随同NACK信号，从接收器 接收所有空间数据流的系统位的可靠性(304)和先前传输的数据包的 奇偶位的可靠性(308 )。基于系统位的可靠性，发射器控制模块(104) 首先决定是否重传IR数据包或者Chase数据包(306 )。如果选择Chase 合并协议用于重传数据包，则发射器控制模块(104)基于奇偶位的可 靠性调整Chase数据包的编码速率(307 )。基于先前的处理步骤(306、 307)，发射器控制模块(104)进一步用所选的编码速率从HARQ緩 沖器提取用于重传的编码数据包(即，包含系统位和奇偶位的Chase 数据包，或者只包含奇偶信息的IR数据包)(310 )。根据是Chase合 并协议还是IR协议用于重传，从发射器緩沖器提取不同的编码包并传输。例如，Chase数据包(经Chase合并协议传输的数据包)包括系 统位和奇偶位，而IR数据包(经递增冗余协议传输的数据包)只包含 奇偶位。通常，Chase包只是最初传输的重复，可能编码速率有所变 化。然而，IR数据包通常包含与最初传输相比不同的奇偶位。在重传 中，可以基于信道条件选择重传协议(IR或者Chase数据包)和包含 在Chase数据包中的奇偶位的数目。
然后将提取的编码的数据包(Chase数据包或者IR数据包)发送 到空间处理模块(312)，将数据包分割为多个空间数据流(314)作为 在NT个天线上的空间处理(312)。然后在交织器(108，图1)处对 这些数据流(314)进行交织处理。
图4示出当在MCW MIMO系统中接收到先前传输的二进制数据 序列的码字中的一个的ACK信号(410)时，发射器控制模块(104) 的处理步骤(400)。类似于SCWMIMO系统，当接收到ACK信号(410) 时，模块(104)以当前传输间隔接收输入二进制数据序列(401)。在 CRC附加模块(402)中将二进制数据序列(401)附加上CRC，并且 进一步在编码器(404)中对其进行编码。在请求重传二进制数据序列 的情况下，将从模块204输出的多个编码的数据包存储在HARQ緩沖 器(406)中。通常在最初传输中传输包含系统信息和某些奇偶信息的 Chase数据包。与SCW MIMO系统形成对比，在接下来的空间处理 (408)中，不对二进制数据序列进行分割，并且在标号(407)处输 出的编码的数据包用于构成一个空间数据流。将此空间数据流(407 )、 连同用于MCWMIMO传输的其它数据流(410)、以及接收NACK信 号的一个或者多个其它码字的可靠性信息(412)传递到用于空间处理 的空间处理模块(408)。发送经空间处理的编码包(414)用于交织。 另外，在用于具有ACK信号的二进制数据序列的天线与用于具有 NACK信号的二进制数据序列的天线之间执行天线切换。
图5示出当在MCW MIMO系统中接收到先前传输的二进制数据 序列的码字中的一个的NACK信号(502)时发射器控制模块(104) 的处理步骤(500)。随同NACK信号，从接收器接收二进制数据序列 的系统位的可靠性(504)和奇偶位的可靠性(508 )。基于系统位的可靠性(504)，发射器控制模块(104)选择重传协议(506)，即，重传 IR数据包还是Chase合并数据包。如果选择重传Chase数据包，则发 射器控制模块(104)基于二进制数据序列的奇偶位的可靠性(508) 调整Chase数据包的编码速率(507)。此后，发射器控制模块(104) 基于在(506)处的选择在(510)处从HARQ緩沖器提取对应的编码 的数据包(Chase数据包或者IR数据包)。与SCW MIMO系统形成对 比，在接下来的空间处理(508)中，不对提取的编码的包进行分割， 在(510)处从HARQ緩冲器提取的编码的数据包用于构造一个空间 数据流。发送提取的数据包(空间数据流)用于空间处理(508),如 果需要则扭j亍天线切换。在空间处理期间，4妄收到用于MCW MIMO 传输的其它空间数据流(511)在(508 )进行处理，当接收到用于其 它码字的一个或者多个NACK信号时，还接收到各自的可靠性信息 (512)在(508)进行处理。发送经空间处理的数据序列(514)用于 交织。
图6示出了对于SCW MIMO系统，当接收到具有每个空间数据 流的系统位的可靠性(604)和编码数据包的奇偶位的可靠性(608) 的NACK信号(602)时，发射器控制模块(104，图3)的更详细的 处理步骤(600)。当接收到NACK信号(602)时，发射器控制模块
(104，图3)还接收到用于每个天线的空间数据流(每个空间数据流) 的二进制数据序列的系统位的可靠性信息(604 )以及用于二进制数据 序列(编码的数据包)的奇偶位的可靠性信息(608)。系统位和奇偶 位的可靠性由对数似然比(LLR)的大小表示，这将在随后详细讨论。 然后在模块(104，图3)中将接收到的每个天线的系统位的可靠性
(604)与每个天线的系统位的预定阈值进行比较(610)，以选择适当 的重传协议(IR数据包或者Chase合并数据包)(614)。阈值是正的 经验值。
如果每个空间数据流的系统位的LLR的大小高于系统位的预定 阈值，这意味着每个数据流的系统位被以良好的质量解调，则很可能 最初的不成功的解码是由奇偶位的讹误引起的。结果，发射器控制模 块(104)选择IR协i义用于重传IR凄t据包(612)。使用用于重传协议选择的阈值比较的概念是基于系统位的可靠性而不是基于奇偶位的可 靠性。这是因为接收到的系统位是将被解码的数据序列的内容，而奇
偶位只是为系统位解码提供冗余。只包含奇偶位的IR数据包提供更多 冗余以获得重传(612)的编码增益。通过将所述数据包分割为Nt个 空间数据流来进一步对IR数据包进行空间处理(630 )，无论它是在与 先前不成功接收的传输相比相同或者不同的天线上分割。因此发送经 处理的IR数据包用于交织(644)。
然而，如果一个或者多个空间数据流的系统位的LLR的大小低于 或等于系统位的预定阈值，则很可能接收的二进制数据序列的系统位 没有被可靠接收，从而导致不成功解码。因此，准备包含系统位和奇 偶位的Chase数据包用于重传(618)，以通过提供能量增益来改善系 统位的传输质量。
当重传Chase数据包(618)时，发射器控制模块(104，图3) 比较数据包的奇偶位的可靠性与奇偶位的 一个预定可靠性阈值(620 ), 以确定在随后的重传中使用的适当的编码速率。奇偶位的可靠性的计 算将在随后详细讨论。类似于系统位的可靠性阈值，奇偶位的阈值也 是正的经验值。如果奇偶位的可靠性低于或等于奇偶位的阈值，这意 味着奇偶位被严重讹误，因此不能提供足够的冗余用于解码，则在随 后的重传中传输更多奇偶位，以提供更多冗余用于确保系统位的解码。 简而言之，选择具有较低编码速率的Chase数据包(624)用于空间处 理。例如，编码速率的1/3可以用于空间处理，取代先前的不成功传 输中使用的编码速率的1/2。在降低用于Chase数据包的编码速率 (624)之后，发射器控制模块(104,图3)执行空间处理(630)， 即，将选择的Chase数据包分割为nt个空间流(630),而不管分割发 生在与先前不成功接收的传输相比相同或者不同的天线上。最后，分 割的数据包离开发射器控制模块(104,图3)用于交织(644)。
此外，如果在比较(622)处数据包的奇偶位的可靠性高于奇偶位 的预定阈值，则模块(104,图3)还检验一个或者多个空间数据流的 系统位的可靠性是否高于系统位的预定阈值(628)。如果一个或者多 个空间数据流的系统位的可靠性高于系统位的预定阈值，则分割数据包使得系统位在与先前不成功传输不同的天线上传输(634)。用于系 统位的天线切换的目的是提供用于空间数据流的天线分集。如果没有 空间数据流的系统位的可靠性高于系统位的预定阈值，则在(630)处 将数据包被分割为NT个数据流而不进行天线切换。传递进行了天线切 换(634)或者没有进行天线切换(630)的分割的空间数据流用于交 织(644)。
图7示出了对于MCWMIMO系统，当接收到具有一个空间数据 流(编码的数据包)的系统位的可靠性(704 )和奇偶位的可靠性(708 ) 的NACK信号(702)时，发射器控制模块(104,图4)的更详细的 处理步骤(700)。在MCWMIMO系统中，图7的步骤(700)用于一 个空间数据流，而不是如图6所示用于所有空间数据流。在步骤(704 ), 发射器控制模块(104,图4)接收到由NACK信号(702)伴随的单 个数据流的系统位的可靠性。在接下来的步骤(708)中，发射器控制 模块(104)还接收到所述数据流的奇偶位的可靠性。这不同于在用于 SCM MIMO系统的图6的步骤608中由多个数据流构成的数据包的奇 偶位的可靠性信息。
在接下来步骤(710)中，将系统位的可靠性与系统位的预定阂值 比较用于选择合适的重传协议。比较(714)的结果导致重传IR数据 包(712)还是重传Chase数据包(718)的选择。此外，如果在比较 (714 )处相关数据流的系统位的可靠性高于或者等于系统位的阈值， 则将该数据流的奇偶位的可靠性与奇偶位的预定阈值进行比较(720)。 比较(720)的结果(722)导致选择降低重传的编码速率(724)还是 保持编码速率。此外，在步骤(730),结合来自其它码字的空间数据 流(706)，对所述数据流(Chase数据包或者IR合并数据包)进行空 间处理(730)。通过将传输该数据流的天线与传输接收到ACK信号的 另一数据流的天线进行切换，执行空间处理。然后传递空间数据流用 于交织(744)。
图8示出在所描述的实施例中，当SCW MIMO系统接收到NACK 信号时，由发射器控制模块(104，图3)接收的可靠性信息(800) 的内容。信息(800)包括用于所有空间数据流的系统位的可靠性{即，数据流l( 802 )至数据流NT( 804 )}和数据包的奇偶位的可靠性(806 )。 将所有可靠性信息(802、 804、 806)连同NACK信号一起通过控制 信道传输。在发射器侧，发射器监控控制信道，并且解码可靠性信息 (802、 804、 806)和NACK信号。
图9示出在所描述的实施例中，伴随用于MCW MIMO系统的 NACK信号的、从接收器反馈到发射器的可靠性信息(900)的内容。 可靠性信息(900)包括所有空间数据流的系统位和奇偶位的可靠性 {即，数据流l ( 902、 904)到数据流Nt ( 906、 908) }。
图10示出MIMO-OFDM系统的接收器1000的功能框图。接收器 1000具有两个接收天线1002。可以理解，接收器1002可以扩展为包 括多个(NR)接收天线。
在接收器IOOO处，将接收到的信号传递到N-pint快速傅立叶变 换(FFT)模块1004用于执行FFT。然后将模块1004输出的数据传 递到MIMO检测和空间处理才莫块1012和信道估计才莫块1022。在信道 估计模块1022处通过并入到接收的数据中的导频信号对接收的数据 流经历的信道衰落增益进行估计。将在信道估计模块1022中获得的估 计的信道增益传递到模块1012用于检测。因为在示例性实施例中，在 接收天线1002处接收的数据流包括从NT个发射天线发射的NT个独立 信号，所以模块1012的MIMO检测功能负责将接收到的数据流分离 为单独的传输数据流。模块1012的空间处理功能是恢复可能在发射器 控制模块104处执行的天线切换。
在模块1012中对接收的数据流进行检测和切换恢复之后，在解映 射模块1014处执行数据流的位到符号的解映射以将符号序列转换为 数据位序列。接着，由去交织模块1018执行解映射模块1014的单独 数据流的输出数据位的去交织。此后，将去交织模块1018的输出数据 流传递到HARQ控制才莫块1020。
根据系统是SCW MIMO系统还是MCW MIMO系统，HARQ控 制模块1020执行得不同。对于SCW MIMO系统，HARQ控制模块1020 首先将多个空间数据流多路复用为 一个数据包，如果该数据包是新传 输的包，则对该数据包进行解码和CRC验证；或者如果数据包是重传的包，则将该数据包与先前接收的数据包进行合并、解码和CRC验证。 从HARQ控制模块1020输出一个解码的数据包、以及ACK信号(如 果数据包通过CRC验证)或者NACK信号(如果数据包没通过CRC 验证)。对于MCW MIMO系统，与SCW MIMO系统形成对比，不对 接收的多个数据流执行多路复用。而是，接收的多个数据流中的每个 独立于其它数据流，要么被解码和CRC验证(如果所述数据流是新传 输的数据流)，要么与先前接收的数据流合并、被解码和CRC验证。 从HARQ控制模块1020输出多个数据包以及多个ACK/NACK信号， 每个ACK/NACK信号用于 一 个数据包。
现在将参考图11和12为各个描述的实施例更详细地讨论用于 SCW MIMO和MCW MIMO系统的系统位和奇偶位的可靠性信息的比 较步骤(图6中的610/614、620/622/628,和图7中的710/714、720/722 )。
由于由每个接收天线接收的信号包括来自所有发射天线的多个发 射数据流，所以MIMO接收器(未示出)通过采用已知的MIMO检 测技术(例如，线性最小均方误差(LMMSE)检测技术)将接收的多 个数据流分离为独立传输的数据流。在MIMO检测之后，接收器解映 射数据流，并且将符号流转换为软位流(soft-bit stream),随后将所述 软位流传递到信道解码器用于解码。解映射功能的输出是LLR， LLR 的定义为LLR=log(P(u=l)/P(u=-l))。这里，P(x)表示事件x发生的概 率，u表示二进制位。
LLR值的计算通过使用作为示例的16-QAM描述。参考图11， 一 个16-QAM符号包括4位并且由u!、 u2、 U3和U4表示，而每位的LLR 根据等式1到4计算
exp(- (/ - 4 )2, 2cr2)+ exp(- (/ _ 4 )2 / 2ct2
m
(2)
(3)
(4)
在等式1到4中，o"2是噪声功率。I和Q分别表示接收的16-QAM符
ZZ及(Mi)二lOg- ,, \2 2、 ,/ 、2 2
exp、—(/ —4//2cr卜exp、—(/一4) /2ct
瑪2) = 1ogex十n^:+e叶n/2" exp(-(/— 4) )2 / 2o"2)+exp(—(/- 4 )2 / 2cj2
瑪3) = bg—， —^ "+exP「(尸—^/2《 exp(-(g — A)2 / 2ct2 )+exp卜(g - 4 ) / 2o"2
瑪4)=log—-(g-4〖/2cx:僚p卜^-乂/2"
exp — & - / 2cj2exp(—(g - 4 )2 / 2c72号的I分支和Q分支分量。Ao=-d， A产-3d， A2=d， A3=3d, d = V^7T^， 并且^是16-QAM符号能量。
一个解调的位的可靠性可以通过LLR的大小或者Re- ILLRI测量。 基于等式1至4,可以看出LLR的大小越大表示数据位被正确解调的 概率越高。
多个系统位和奇偶位可以存在于单个接收的数据流中，用于表示 系统位和奇偶位的可靠性的度量(基于等式(1)到(4))反映了在单 个空间流中传输的所有系统位和奇偶位的可靠性。此外，当重传发生 时，将重传的数据流和最初传输的数据流合并用于解码。因此，所述 度量应该反映合并的效果。在本实施例中，两种方法可以用于测量系 统位和奇偶位的可靠性。
根据第一种方法，系统位或者奇偶位的可靠性由等式(5)给出
<formula>formula see original document page 19</formula>
这里，M^表示在第n次传输中的第k个系统位或奇偶位。M和Ns分 别是传输次数(包括最初传输和重传)和包含在一个数据流中的系统 位或者奇偶位的数量。
根据第二种方法，系统位或者奇偶位的最小可靠性用于表现数据 流的系统位或者奇偶位的可靠性的特征。
<formula>formula see original document page 19</formula>(6)
对于MCWMIMO系统，由于每个空间数据流等于一个码字(编 码的数据包)，所以系统位和奇偶位的可靠性通过等式5或者等式6 计算。对于SCW MIMO系统， 一个空间数据流的系统位的可靠性通 过等式5或者等式6计算。然而，在SCWMIMO系统中，数据包的 奇偶位的可靠性由等式7计算
<formula>formula see original document page 19</formula> (7)
这里，灯)w表示空间流s的奇偶位的可靠性。
图12示出在示例实施方式中的重传控制方法的流程图1200。在 步骤1202，在MIMO发射器处接收指示在MIMO接收器处对编码的 数据包不成功解码的NACK信号。在步骤1204,接收与不成功解码的数据包的 一 个或者多个空间数据流相关联的可靠性测量。在步骤
1206，比较所述可靠性测量与至少一个预定阈值(系统位阈值或者奇 偶位阈值)。在步骤1108,基于可靠性测量与至少一个预定阈值的比 较，选择重传协议。
上述实施方式寻求通过在系统位和奇偶位的解调质量基础上控制 重传协议(即，IR或者Chase合并协议)、编码速率和空间处理来改 善接收性能。由于没有在所有情况下比其它协议更优异的单个重传协 议，所以希望实现适合各种情况的自适应重传控制方法。
在MIMO系统中，由于在最初传输中系统信息和奇偶信息的严重 讹误，所以可能在接收的数据包上发生解码错误。当在描述的实施例 中请求重传时，根据解码错误的原因，解码性能将根据使用的重传协 议而改变。如果解码错误主要是由于系统信息的讹误，则希望重传更 多奇偶信息。这是因为将重传的奇偶信息与最初传输的数据包进行码 合并(code-combine)用于正确地解码系统信息。然而，如果在最初 传输中接收到的系统信息不可靠，则提供有更多奇偶信息的编码增益 能提供帮助很小。因此，应该发送Chase数据包以改善系统信息的传 输质量。另一方面，如果奇偶信息在最初的不成功传输中严重失真， 则导致提供不可靠或者不充分的奇偶信息而造成解码错误，重传更多 奇偶信息以提供编码增益比重传Chase数据包以提供能量增益更有 利。
本领域技术人员可以理解如可以对在特定实施方式所示的本发明 进行多种改变和/或修改，而不背离宽泛描述的本发明的精神或者范 围。因此，这些实施方式将在所有方面被认为是实例性的而非限制性 的。
权利要求
1.一种重传控制方法，包括如下步骤在MIMO发射器处接收指示在MIMO接收器处对编码的数据包不成功解码的NACK信号；接收与不成功解码的数据包的一个或者多个传输的空间数据流相关联的可靠性测量；将所述可靠性测量与至少一个预定阈值相比较；以及基于所述可靠性测量与所述至少一个预定阈值的比较，选择重传协议。
2. 根据权利要求1所述的重传控制方法，还包括步骤根据选择 的重传协议重传所述数据包。
3. 根据权利要求l或2所述的重传控制方法，其中，所述重传协 议包括Chase合并协议或者递增冗余协议。
4. 根据权利要求3所述的重传控制方法，其中，所述可靠性测量 包括系统位分量和奇偶位分量。
5. 根据权利要求4所述的重传控制方法，其中，所述系统位分量 包括与SCW MIMO传输中不成功解码的数据包的每个数据流相关联 的系统位可靠性数据，所述奇偶位分量包括所述不成功解码的数据包 的奇偶位可靠性数据。
6. 根据权利要求5所述的重传控制方法，其中，选择重传协议包括如果系统位可靠性数据大于系统位阈值，则选择递增冗余协议用 于重传数据包；或者如果所述系统位可靠性数据小于或者等于所述系统位阔值，则选择Chase合并协议用于重传数据包。
7. 根据权利要求6所述的重传控制方法，其中所述方法还包括 对于使用Chase合并协议重传数据包，如果所述奇偶位可靠性数据小于或者等于奇偶位阈值，则选择与最初传输相比降低的编码速率； 或者对于使用Chase合并协议重传数据包，如果所述奇偶位可靠性数 据大于所述奇偶位阈值，则选择与最初传输相同的编码速率。
8. 根据权利要求6或7所述的重传控制方法，其中所述方法还包括如果所述系统位可靠性测量数据大于所述系统位阈值，则将重传 数据包分割为在与使用Chase合并协议的所述最初传输相同的天线上 的多个空间数据流；或者如果所述系统位可靠性数据大于所述系统位阈值，则将所述数据 包分割为在与使用Chase合并协议的所述最初传输相比不同的天线上 的多个数据流。
9. 根据权利要求7和8所述的重传控制方法，其中在选择降低或 者相同的编码速率之后，执行对重传数据包的分割。
10. 根据权利要求5所述的重传控制方法，其中，所述系统位分 量包括与在各个不成功解码的数据包的MCW MIMO传输中的所有数 据流相关联的系统位可靠性数据，所述奇偶位分量包括与在MCW MIMO系统中的所述所有数据流相关联的奇偶位可靠性数据。
11. 根据权利要求IO所述的重传控制方法，其中，选择所述重传 协议包括如果所述系统位可靠性数据大于系统位阈值，则选择递增冗余协 议用于重传数据包；或者如果所述系统位可靠性数据小于或者等于所述系统位阈值，则选择Chase合并协议用于重传数据包。
12. 根据权利要求11所述的重传控制方法，其中所述方法还包括 对于使用Chase合并协议重传数据包，如果所述奇偶位可靠性数据小于或者等于奇偶位阈值，则选择与最初传输相比降低的编码速率； 或者对于使用Chase合并协议重传数据包，如果所述奇偶位可靠性数 据大于所述奇偶位阈值，则选择与所述最初传输相同的编码速率。
13. 根据前述权利要求中任一项所述的重传控制方法，其中，所 述可靠性测量基于最初不成功解码的数据包或者最初不成功解码的数 据包与 一个或者多个重传的编码的数据包的结合的各个解调的系统位 与奇偶位的对数似然比(LLR)的大小。
14. 根据权利要求13所述的重传控制方法，其中，所述可靠性测 量基于LLR的平均大小。
15. 根据权利要求11所述的重传控制方法，其中，所述可靠性测 量基于分别具有最低LLR的大小的最小可靠系统位和最小可靠奇偶位。
16. —种用于MIMO通信系统的发射器，所述发射器包括 接收指示对编码的数据包不成功解码的NACK信号的装置；接收与不成功解码的数据包的 一 个或者多个传输的空间数据流相关联的可靠性测量的装置；将所述可靠性测量与至少一个预定阈值进行比较的装置；以及 基于所述可靠性测量与所述至少一个预定阈值的比较来选择重传协议的装置。
17. —种用于MIMO通信系统的接收器，所述接收器包括 接收编码的数据包的装置；创建与不成功解码的数据包的一个或者多个空间数据流相关联的 可靠性测量的装置；将指示对所述不成功解码的数据包不成功解码的NACK信号和所 述可靠性测量发送到与所述编码的数据包相关联的发射器的装置。
全文摘要
一种重传控制方法、发射器和接收器。所述方法包括步骤在MIMO发射器处接收指示在MIMO接收器处对编码数据包不成功解码的NACK信号；接收与不成功解码的数据包的一个或者多个传输的空间数据流相关联的可靠性测量；比较可靠性测量与至少一个预定阈值；以及基于可靠性测量与至少一个预定阈值的比较，选择重传协议。
文档编号H04L1/18GK101617492SQ200780043846
公开日2009年12月30日 申请日期2007年1月25日 优先权日2007年1月25日
发明者平 罗, 莫容红 申请人:松下电器产业株式会社