专利名称：使用中断容量优化的自适应h-arq的制作方法
使用中断容量优化的自适应H-ARQ
背景技术：
在无线通信系统中，混合自动重复请求(H-ARQ)可以用作重传协议，以确保发送 器与接收器之间的精确传输，以及重复未成功的发送或在发送数据中存在错误的发送。使 用H-ARQ，当重传先前未成功传输的分组时，将从先前未成功传输中接收到的信息与重传数 据相结合。然后，尝试由接收器解码经组合的数据分组。在H-ARQ的一个版本中，在每次迭 代中重传相同量的信息，直到接收器报告分组的成功解码，或者直到达到最大重传次数。H-ARQ过程的变体可被称为自适应H-ARQ，其中当接收器向发送器报告分组失败 时，反馈来自接收器的附加信息。接收器通过否认(NACK)消息报告分组失败。当发送器收 到来自接收器的NACK消息时，可以基于随NACK消息一起收到的附加消息来调节重传参数。 通常，这种附加消息包括从接收器反馈到发送器的信噪比(SNR)信息。然后，发送器基于先 前传输过程的SNR消息调节重传参数，以试图增大重传分组比先前传输尝试胜算更大的可 能性。然而，在正交频分复用(OFDM)系统，SNR信息可能并非是足以指示无线系统性能的 指示符。
要求保护的主题内容在说明书的结论部分中特别指出并明确主张。然而，这种主 题内容可通过结合附图参照下面的详细说明而得以理解，在附图中图1是根据一个或多个实施方式的、使用中断容量优化的自适应H-ARQ系统的框 图；图2是根据一个或多个实施方式的、能够实现使用中断容量优化的自适应H-ARQ 的无线广域网的框图；图3是根据一个或多个实施方式的、使用中断容量优化的自适应H-ARQ过程的流 程图；图4是曲线图，示出了根据一个或多个实施方式的、使用中断容量优化的自适应 H-ARQ系统的平均吞吐量；图5是曲线图，示出了根据一个或多个实施方式的、使用中断容量优化的自适应 H-ARQ系统的相关性能改进；图6是曲线图，示出了根据一个或多个实施方式的、关于使用中断容量优化的自 适应H-ARQ系统的、重传中的码元数与先前传输容量的关系；图7是根据一个或多个实施方式的、能够实现使用中断容量优化的自适应H-ARQ 系统的示例设备的框图；以及图8是根据一个或多个实施方式的、能够实现使用中断容量优化的自适应H-ARQ 系统的信息处理系统的框图；可以理解，出于图示简单和清楚的目的，附图中示出的元件不一定按比例绘制。例 如，为清楚起见，一些元件的尺寸相对其它元件被夸大。另外，如果认为合适，附图标记在附 图当中被重复，以指示对应和/或相似的要素。
具体实施例方式在以下描述中，阐述了许多具体细节以透彻理解所要求保护的主题内容。然而，本 领域技术人员将理解，没有这些具体细节也可实践要求保护的主题内容。在其它实例中，未 对公知的方法、过程、组件和/或电路予以详细描述。在下面的说明书和权利要求书中，可使用术语“耦合”和/或“连接”及其衍生词。 在特定实施例中，可使用“连接”来指示两个或更多个元件彼此直接物理或电气接触。“耦 合”可表示两个或更多个元件直接物理和/或电气接触。然而，“耦合”也可表示两个或更多 个元件可能彼此并不直接接触，但是仍可彼此协作和/或交互。例如，“耦合”可表示两个或 更多个元件不彼此接触，但经由另一元件或多个中间件间接结合在一起。最后，术语“上”、 “覆盖”和“上方”可能在下面的说明书和权利要求书中使用。“上”、“覆盖”和“上方”可用 于指示两个或更多个元件彼此直接的物理接触。然而，“上方”也可表示两个或更多个元件 彼此不直接接触。例如，“上方”可表示一个元件高于另一元件但不彼此接触，并且可以在 这两个元件之间具有另外一个或多个元件。此外，术语“和/或”可表示“和”，可表示“或”， 可表示“异或”，可表示“一个”，可表示“一些、但非全部”，可表示“两者皆非”，和/或可表示 “两者皆如此”，尽管要求保护主题的范围在这个方面并不受限。在下面的说明书和/或权 利要求书中，可能使用术语“包含”和“包括”及其衍生词，并且有意将这些术语作为彼此和 同义词。现在参照图1，论述根据一个或多个实施方式的、使用中断容量优化的自适应 H-ARQ系统的框图。如图1所示，自适应H-ARQ系统100可以包括一个或多个发送器110 和一个或多个接收器114。发送器110可以包括一个或多个天线112，以实现诸如单输入 单输出(SISO)或多输入多输出(MIMO)系统。类似地，接收器114可以包括一个或多个天 线116，以实现SISO或MIMO系统。同样可以实现其它类型的天线系统，诸如单输入多输出 (SIMO)或多输入单输出(MISO)系统。然而，要求保护主题的范围在这一方面并不受限。在 一个或多个实施方式中，发送器110向接收器114发送一个或多个分组118。当分组被发送 器114接收到或尝试被接收时，接收器114在反馈回路中向发送器110发送回复消息120， 以向发送器110指示所发送的分组118是否被接收器114成功接收并解码。如果分组118 的传输成功，则接收器114向发送器110反馈确认(ACK)消息作为回复消息120，在这种情 况下，发送器110可以随后向接收器114发送下一分组118。然而，如果分组118的传输不 成功，则接收器114向发送器110反馈否认(NACK)消息作为回复消息120。在收到作为回 复消息120的NACK消息时，发送器110可以一次或多次重传失败了的相同分组118。分组 118可被反复重传多次，直到接收器114能够成功接收和解码所重传的分组118，或者直到 达到最大允许重传次数。如果发送器114能够成功接收和解码所重传的分组118，则接收器 114可以随后向接收器110反馈ACK消息作为回复消息，在这种情况下，发送器110可以继 续发送一个或多个新分组118。如果在未被接收器114成功解码的情况下达到最大重传次 数，则结束重传。根据一个或多个实施方式，回复消息120可以包括除NACK消息外由接收器114向 发送器110反馈的信息。发送器110可以使用此反馈信息为随后一次或多次重传失败了的 分组118调节传输参数。此附加信息与分组118的先前传输以及先前传输为何失败相关，从而发送器110可以校正或适应导致失败的条件，以使下一传输可以具有更大的可能性被 成功地接收和解码。根据一个或多个实施方式，附加信息可以包括一个或多个先前传输的 信道容量。于是，发送器可以将容量设置为在一次或多次重传分组118中用于发送分组118 的码元数的函数，从而优化重传的吞吐量。在一个或多个实施方式中，可以通过目标中断 值来测量吞吐量。例如，对于单输入单输出(SISO)天线系统，目标中断值可被选为约1%， 即在所传输的分组118中，会失败，99%会成功。然而，这只是一个示例性的目标中断参 数值，可以使用其它类似的目标中断值。此外，诸如多输入多输出(MIMO)天线系统等其它 类型的天线系统可以涉及相应的目标中断值，并且要求保护主题的范围在这一方面并不受 限。此外，目标中断值可以表示对时间的平均值，并且要求保护主题的范围在这一方面并不 受限。图2示出了一例使用图1中自适应H-ARQ系统100的无线广域网(WffAN)，以下将参 照图2予以描述。现参照图2，论述根据一个或多个实施方式的、能够实现使用中断容量优化的自适 应H-ARQ的无线广域网的框图。如图2所示，网络200可以是互联网协议(IP)类型的网络， 包括能够支持移动无线接入和/或固定无线接入互联网210的互联网210类型网络或类似 网络。在一个或多个实施方式中，网络200可以符合微波存取全球互通(WiMAX)标准或未 来各代WiMAX，并且在一个特定实施方式中，可以符合电气和电子工程师协会802. 16m标准 (IEEE 802.16m)。在一个或多个替换实施方式中，网络200可以符合第三代伙伴项目长期 演进(3GPP LTE)标准或3GPP2空中接口演进(3GPP2 AIE)标准，和/或可以是蜂窝网络后 代，诸如第四代GG)网络或类似物。通常，网络100可以包括基于无线网络的任何类型的 正交频分多址(OFDMA)，并且要求保护主题的范围在这些方面并不受限。作为移动无线接 入的示例，接入服务网络(ASN) 212能够与基站(BS) 214耦合，以在移动用户站(SS) 216与 互联网210之间提供无线通信。用户站216可以包括能够经由网络200进行无线通信的移 动类型设备或信息处理系统，例如笔记本计算机、上网本、蜂窝电话、个人数字助理，或类似 物。ASN 212可以实现这样的配置文件(profile)，所述配置文件能够定义网络功能到网络 200上一个或多个物理实体的映射。基站214可以包括无线电设备，以便与用户站216射 频(RF)通信，并且可以包括诸如符合IEEE 802. 16m标准的物理层(PHY)和媒体访问控制 (MAC)层设备。基站214还可以包括IP底板，以经由ASN 212耦合到互联网210，但是要求 保护主题的范围在这些方面并不受限。网络200还可以包括能够提供一个或多个网络功能的受访连通性服务网络 (CSN) 224，所述一个或多个网络功能包括但不限于，代理和/或中继类型的功能，例如认 证、授权和计费(AAA)功能、动态主机配置协议(DHCP)功能、或者域名服务控制或类似物； 诸如公共交换电话网(PSTN)网关或互联网协议语音(VOIP)网关等的域网关；和/或互联 网协议(IP)类型的服务器功能；或者类似物。然而，这些只是能够由受访CSN或本地CSN 226提供的功能类型的示例，而要求保护主题的范围在这些方面并不受限。在某些情况下， 受访CSN 2M可以被称为受访CSN，这些情况例如包括受访CSN 2M并非用户站216的常规 服务提供方的一部分；用户站216离开诸如本地CSN 226等本地CSN正在漫游；或者网络 200是用户站的常规服务提供方的一部分，但不包括网络200位于并非是用户站216的主要 或起始位置的另一位置或状态。在固定无线方案中，WiMAX类型的用户驻地设备(CPE)222 可以位于家中或商业场所，以便以类似于用户站216经由基站214、ASN 212和受访CSN 224的接入方式，提供经由基站220、ASN 218和本地CSN 226对互联网210的家庭或商业用户 宽带接入，不同之处在于虽然可以按照需要移动到不同位置，但是WiMAX CPE 222通常处 于固定位置，而如果用户站216在诸如基站214的范围内，则可在一个或多个位置使用用户 站216。根据一个或多个实施方式，操作支持系统(OSS) 2 可以是网络200的一部分，以向 网络200提供管理功能，并且在网络200的功能实体之间提供接口。图2的网络200只是 在网络200中示出一定数量组件的一个无线网络类型，但是要求保护主题的范围在这一方 面并不受限。图3示出了运行自适应H-ARQ过程的流程图，以下将参照图3予以描述。现在参照图3，论述根据一个或多个实施方式的、使用中断容量优化的自适应 H-ARQ过程的流程图。附图3的自适应H-ARQ过程300的流程图可以通过图1所示的自适 应H-ARQ系统100实现。在框310，可以由发送器110发送数据分组118，其中在k · Ii1个 码元上编码k比特，η,可以是由如下所述优化过程的结果所确定的值。标记i可以表示传 输编号，i = 1表示第一次传输，i = 2表示第二次传输，依此类推。标记i = 2或更大的传 输可被称为重传，但是传输一般会提到标记i的任何值或者第i次传输，并且要求保护主题 的范围在这一方面并不受限。可以确定调制，从而可以将码率R表示为R= 1/(H1 -Nbps)其中Nbps是调制中的每码元比特数。至少部分基于调制，将码率R选为在预定范 围内。然后，接收器114接收分组118，尝试解码分组118中的数据，并确定容量。如果接 收器114能够解码分组118，则在框312，接收器114向接收器110发送ACK消息，并且自适 应H-ARQ过程300在框318结束。类似地，如果达到最大重传次数，则过程300在框318结
束ο否则，如果尚未达到最大传输次数，且接收器114不能解码分组118，则在框312， 接收器114将NACK消息连同来自第一次尝试传输分组118的质量容量信息一起发送给发 送器110。在一个或多个实施方式中，容量信息可被表示为C，并且可以是一次或多次先前 重传的容量或合计容量。在一个或多个实施方式中，本文使用的术语“容量”可以是指信道的香农 (Shannon)容量，但是要求保护主题的范围在这一方面并不受限。在一个或多个实施方式 中，术语“容量” 一般是指用于测量信道质量的一个或多个度量，并且在某些实施方式中，是 指用于测量信道上最大传输速率的度量，例如交互信息和/或其近似物，但要求保护主题 的范围在这一方面并不受限。对于下一传输i，其中i = 2.....到最大重传次数，在框314，发送器110将码元
数Iii (C)计算和设置为先前获得的用于重传的容量的函数，并且在框316，使用适当的调制 和编码方案(MCQ通过k · Iii个码元发送分组118。在接收器114没有成功接收和解码该 分组的情况下，可以重复框312、314、和316，直到成功接收和解码了分组118或者达到最大 重传次数。下文所述的优化过程发现了用于优化频谱效率的函数Hi (C)。在一个或多个实施方式中，可以利用中断容量来优化自适应H-ARQ过程300。在 这些实施方式中，SISO系统的目标中断容量可以是约的目标中断值，表示数据分组的 约未被接收器114成功接收或解码。中断容量值可以通过反馈来自先前一次或多次分 组传输的信道容量而得到优化，其中发送器110可以例如通过选择重传中的码元数来调节 用于一次或多次重传该分组的传输参数。在一个或多个实施方式中，可以至少部分地通过启发式算法来确定一次或多次重传中的码元数，以将目标中断值优化在所选值处，例如用 于SISO系统的目标值。例如，可以将一次或多次先前传输的总容量从接收器114反馈 给发送器110，其中发送器110将一次或多次重传的长度设置为反馈容量的递减函数。反馈 的容量可以通过各种方法确定，诸如每次重传的容量、一次或多次先前传输的总容量、或对 分组118解码中涉及的剩余容量。除了容量之外，还可以利用其它质量信息。例如，作为近 似，可以如下反馈容量之和
权利要求
1.一种方法，包括向接收器发送数据分组，所述数据分组包括在第一数量的码元上编码的第一数量的比特；如果所述接收器未成功解码所述数据分组，则连同对所述发送的度量一起接收否认消 息；以及向所述接收器一次或多次重传用数量变化的码元编码的数据分组，码元的变化数量是 对所述发送的度量的函数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，选择码元的变化数量，以便将所述一次或多 次重传优化为目标中断值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，码元的变化数量被确定为一个或多个先前 传输的度量的线性递减函数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述度量信息包括一个或多个先前传输的 容量、用于解码所述数据分组的剩余容量、或每次传输的容量，或者其组合。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述度量包括由用于一个或多个传输的码 元的变化数量加权的估计信噪比的函数。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，码元的变化数量是来自一个或多个先前传 输的合计度量的函数。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，用于第i次传输的码元的变化数量是至少部 分基于比特的第一数量乘以值Ili而选择的，其中
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，选择码元的变化数量，以便通过在度量信 息的值落在阈值之下时中止所述一次或多次重传，将所述一次或多次重传优化为目标中断值。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果传输次数超过一所选数量，则结束所述 一次或多次重传。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对于一个或多个后续传输，所述数据分组 是通过数量变化的码元而编码的，无论从所述接收器收到的是确认消息还是否认消息，码 元的变化数量是一个或多个先前传输的度量信息的函数。
11.一种方法，包括从接收器接收在第一传输中发送的数据分组，所述数据分组包括在第一数量的码元上 编码的第一数量的比特；如果所述数据分组未被成功解码，则连同所述第一传输的容量一起发送否认消息；以及在一个或多个后续传输中接收所述数据分组，直到所述分组被成功解码，其中所述数 据分组是通过数量变化的码元而编码的，而码元的变化数量是一个或多个先前传输的容量 的函数。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，选择码元的变化数量，以便将后续传输优 化为目标中断值。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，码元的变化数量被确定为一个或多个先 前传输的容量的线性递减函数。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述容量包括用于解码所述数据分组的 剩余容量、或每次重传的容量，或者其组合。
15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述容量包括由一个或多个传输的码元 的变化数量加权的估计信噪比的函数。
16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，码元的变化数量是来自一个或多个先前 传输的合计度量的函数。
17.如权利要求11所述的方法，其特征在于，用于第i次传输的码元数量是至少部分基 于比特的第一数量乘以值Ili而选择的，其中
18.如权利要求11所述的方法，其特征在于，选择码元的数量，以便通过在度量信息的 值落在阈值之下时中止后续传输，将所述一个或多个后续传输优化为目标中断值。
19.如权利要求11所述的方法，其特征在于，如果后续传输次数超过一所选数量，则结 束所述一个或多个后续传输。
20.如权利要求11所述的方法，其特征在于，对于一个或多个后续传输，所述数据分组 是通过数量变化的码元来编码的，无论向发送器发送的是确认消息还是否认消息。
21.一种信息处理系统，包括 基带处理器；以及耦合到所述基带处理器的收发器，其中所述基带处理器被配置成使所述收发器 向接收器发送数据分组，所述数据分组包括在第一数量的码元上编码的第一数量的比特；如果所述接收器未成功解码所述数据分组，则连同对所述发送的度量一起接收否认消 息；以及向所述接收器重传通过数量变化的码元编码的数据分组，码元的变化数量被确定为一 个或多个先前传输的度量的线性递减函数。
22.如权利要求21所述的信息处理系统，其特征在于，选择码元的变化数量，以便将后 续传输优化为目标中断值。
23.如权利要求21所述的信息处理系统，其特征在于，所述度量包括一个或多个先前 传输的容量。
24.如权利要求21所述的信息处理系统，其特征在于，所述容量包括用于解码所述数 据分组的剩余容量、或每次重传的容量，或者其组合。
25.如权利要求21所述的信息处理系统，其特征在于，所述度量包括由用于一个或多 个传输的码元的变化数量加权的估计信噪比的函数。
26.如权利要求21所述的信息处理系统，其特征在于，码元的变化数量是来自一个或多个先前传输的合计度量的函数。
27.如权利要求21所述的信息处理系统，其特征在于，用于第i次传输的码元的变化数 量是至少部分基于比特的第一数量乘以值Hi而选择的，其中
28.如权利要求21所述的信息处理系统，其特征在于，选择码元的变化数量以，以便通 过在度量信息的值落在阈值之下时中止传输，将后续传输优化为目标中断值。
29.如权利要求21所述的信息处理系统，其特征在于，如果传输次数超过一所选数量， 则结束后续传输。
30.如权利要求21所述的信息处理系统，其特征在于，对于一个或多个后续传输，所述 数据分组是通过数量变化的码元而编码的，无论从所述接收器收到的是确认消息还是否认 消息，码元的变化数量是一个或多个先前传输或重传的度量信息的函数。
全文摘要
本发明涉及使用中断容量优化的自适应H-ARQ。简言之，根据一个或多个实施方式，向接收器发送数据分组，该数据分组包括在第一数量的码元上编码的第一数量的比特。如果接收器未成功解码数据分组，则连同关于传输的度量信息一起接收否认消息。通过数量变化的码元对数据分组编码，并向接收器发送数据分组，其中码元的变化数量是第一次传输的度量信息的函数。
文档编号H04L1/16GK102104466SQ20101061801
公开日2011年6月22日 申请日期2010年12月21日 优先权日2009年12月22日
发明者Y·洛内兹 申请人:英特尔公司