无线通信系统中采用自适应分层调制实现均等差错保护的方法和节点的制作方法

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无线通信系统中采用自适应分层调制实现均等差错保护的方法和节点的制作方法
【技术领域】
[0001] 本文中所描述的实现方式一般设及一种发送器中的方法、发送器、接收器中的方 法W及接收器。具体地,本文中描述了一种通过提供动态流-标记映射并行传输多个独立 数据流的机制;从而有效地共享了相同的物理资源,而又对发送的数据流提供相似的差错 保护级别。
【背景技术】
[0002] 用户设备扣巧(也称为接收器)、移动站、无线终端和/或移动终端能够在无线通 信系统中W无线方式通信,有时候也称为蜂窝无线电系统或无线通信网络。可W通过无线 接入网络(RAN)W及可能的一个或多个核屯、网络在例如多个肥之间、肥和有线连接电话之 间和/或UE和服务器之间进行通信。无线通信可W包括诸如语音、报文、分组数据、视频、 广播等各种通信服务。
[0003] 所述UE/接收器还可W指移动电话、蜂窝电话、平板电脑或具有无线功能的便携 式电脑等。本文中的肥能够通过无线接入网络与例如为另一肥或服务器的另一实体传送 语音和/或数据,该UE例如为便携式、口袋可储存式、手持式、包含计算机的或车载移动设 备。
[0004] 无线通信系统可W包括多个传输点(TP),其用于在各TP范围内与任意肥通过射 频操作的空中接口进行通信。因此,在无线通信系统的任意TP的范围内,特定地理区域内 的多个肥可W通过任意TP进行通信。
[0005] 有时,无线通信系统覆盖可W划分为多个小区区域的地理区域,其中每个小区区 域由传输点灯巧或者无线网络节点提供服务,例如,基站、无线电基站(RB巧或基站收发 信台度TS),取决于所使用的技术和/或术语,在某些网络中可W称为"eNB"、"eNodeB", "NodeB"或"Bnode"。
[0006] 有时,词语"小区"可用于表示TP/无线电网络节点本身。然而,在正常的术语中, 小区也可W用于表示由位于基站站点的TP/无线电网络节点提供了无线电覆盖的地理区 域。位于基站站点的一个TP/无线电网络节点可W服务一个或若干个小区。TP/无线电网 络节点可W通过射频操作的空中接口与该TP/无线电网络节点范围内的任何UE进行通信。 此外,在一些实施例中,在一些无线通信系统中,多个TP可服务一个小区。
[0007] 在一些无线接入网络中,例如在通用移动通信系统OJMT巧中,多个TP/无线电网 络节点可W通过例如陆线或微波连接到无线网络控制器(RNC)。所述RNC,有时也称为基站 控制器度SC),例如在GSM中,可W监督和协调与其连接的多个无线网络节点的各种活动。 GSM是全球移动通信系统(原:移动专家组)的缩写。
[0008] 在第S代合作伙伴计划(3GP巧长期演进化TE) /先进的LTE中,无线网络节点(可 W指eNodeBs或eNBs)可W通过网关连接到一个或多个核屯、网,例如无线接入网关。
[0009] 未来的无线通信系统必须面对更高聚合数据速率的需求,同时又能够向许多并发 用户和应用提供可靠的通信。运种高数据速率通过越来越有效地利用信道的物理资源得W实现。
[0010] 考虑一种无线通信系统,其中服务区域由与该区域中存在的肥S进行交互的多个 TP或者无线网络节点的网络所覆盖,从而进行通信和协调任务。运种网络通常称为上文所 述的RAN。
[0011] 每个肥可W与一个或多个TP交互,反之亦然。在本文中,从TP到肥S的单向无 线链路可W称为下行链路值L)、下游链路或前向链路,并且从UE到TP的单向无线链路可W 称为上行链路扣U、上游链路或反向链路。
[001引在频分双工(抑D)模式下,化和化信道采用不同的载波频率。在时分双工灯孤) 模式下,化和化信道共享同一载波频率,但是分配不同的时隙。为了避免上行传输和下行 传输之间的干扰,在完全分离的频带上采用抑D方式。在TDD中,在同一频带上但在不同时 间间隔发送上行和下行流量。因此,上行和下行流量的发送相互分离,在TDD传输的时间维 度中,上行和下行传输之间可能带有保护时段(GP)。为了避免上行链路与下行链路之间的 干扰,对于同一区域内的无线网络节点和/或肥,不同小区中无线网络节点和UE之间的上 行和下行传输可W通过同步方式对齐到共同时间基准,并对上行链路和下行链路采用相同 的资源分配。
[0013] 通常,从TP到肥W及从肥到TP的无线电信道可WW不同传播条件为特征,其导 致不同程度的信道质量(C曲。在F孤模式下,每个肥独立地评估其入站化信道的CQ并通 过化信道将如此获得的信道质量信息(CQI)报告给TP。采用类似的机制来评估和报告化 的CQ。运种CQI评估和报告技术有时也用在TDD模式下。
[0014] 可选地,在T孤模式下,由于无线信道的互易特性,可W假设,从TP到肥W及从肥 到TP的无线电信道具有相同传播条件。因此,肥和TP可W独立地评估入站信道的CQ并 利用运一信息来适应出站信道的信道条件。
[0015] 肥与TP之间的交换信息组织为流的形式。每个流携带用于同一肥的一系列报 文。报文在传输之前被独立编码和调制。信道编码器输出端的速率匹配(RM)块使信道编 码器产生的代码块与可传输的时频资源元素的数量的相适应。图1的方案示出了信息报文 的编码和调制过程。
[0016] 为了提供合适的差错保护级别,选择编码器、速率匹配和调制器参数作为TP-UE 链路上的CQ的函数。负责执行运种选择的TP实体为调度器。对于给定的肥-TP信道质 量,调度器选择所需要的最合适的代码类型、速率和调制阶数,W保证在提供所需的数据速 率时提供足够的差错保护等级。
[0017] 多址(MA)方案使得希望独立地传输其信息流的多个用户能够同时访问共享信 道。为了避免用户间的干扰或者其它会导致可靠性降低或性能下降的降级,MA需要采用适 当的协调技术。
[001引诸如频分多址(FDMA)、时分多址灯DMA)、空分多址(SDMA)和码分多址(CDMA)等 传统M方式依赖不同类型的信道资源分配W避免产生干扰,例如,通过频率、时间、空间和 编码。
[0019] 广泛使用的正交频分复用(0抑M)调制技术使得可W分配给不同数据流的一组正 交(即,独立的)时频资源元素可用,从而导致所谓的正交频分多址接入(CFDMA)方案。
[0020] 在数学术语中,可W说,通过运些技术手段使得用户数据流在传输信号的向量空 间中为正交的。
[0021] 在高密度用户的无线通信系统中,可W发现一服务区域内的多个用户群组的传播 条件类似。在运些情况下,所有用户反馈给RAN的CQI值在群组中重合。因此,RAN可W根 据自身的化CQ对用户进行分组。采用相同的代码类型、速率和调制参数值对传送给同一 群组内的用户的报文进行编码。
[0022] 由于肥越来越多而且对单用户(per-user)数据速率的需求日益增加,未来的无 线蜂窝系统必须要增加聚合数据速率。
[0023] 采用M方案W使多个用户同时访问共享大容量信道成为可能。M方案的主要目 标是实现最高可能的聚合数据速率或频谱效率,同时为所有流提供同一差错保护级别。
[0024] 正交多路复用方案(FDMA、TDMA、正交CDMA)的一个问题在于,它们通常在频谱效 率方面不是最优的。非常正交性是设计缺陷,通常是由它所表现出的接收器的低复杂度所 导致的。
[0025] -种分层调制的想法已经被提出,并且已在图象编码和视频传输中得到应用。具 体地,已在DVB-T标准中采用分层QAM调制用于数字编码视频流的地面广播。运些方案的 主要目的是采用不均等差错保护功能在开环广播系统中同时发送多个数据流。在DVB-T标 准中,将高优先级流和低优先级流运两个流多路复用成一个调制信号。具体地,所述高优先 级流由星座中的高可靠性比特表征,而所述低优先级流由星座中的低可靠性比特表征。
[0026] 3GPP2标准W类似的方式定义了一种基于分层调制的传输模式,其中,基础调制层 和所谓的增强层重叠而形成高阶星座。运里,增强层的目的是向具有足够好的信道条件的 用户提供具有增强质量的服务,而向仅能够解码基础层的用户提供较低的服务质量。
[0027] 利用分层调制的特征,W便采用机会调度来调度传输系统中两个最佳用户的同时 传输。为了决定如何为所选择的多个用户划分总的可用传输速率,设计一种"比特分配器 度itassigner)"块。由比特分配导致的保护级别在大多数情况下是不相等的。此外,所述 "比特分配器"块是不随时间变化的,即,静态的。
[0028] 可W通过线性组合多个调制信号来获得叠加调制。所得星座的二进制标记是通过 所述线性组合获得的,并且在不改变调制方式的情况下得不到提高。
[0029] 因此,在多址环境中进行通信时,还有改进的空间。

【发明内容】

[0030] 因此,本发明的目的在于消除至少部分上述缺点,并改善无线通信系统中的性能。
[0031] 运个及其它目的通过所附独立权利要求的特征来实现。基于从属权利要求、说明 书及说明书附图可获得进一步的实施形式。
[0032] 根据第一方面,提供了一种在无线通信网络中用于发射机的方法。所述方法针对 多址环境中的多路复用数据流。所述方法包括:在多个数据流上发送数据,所述数据待由 至少一个接收器待接收。所述方法还包括:获取信道质量估计。另外,所述方法还包括:基 于所述获取的信道质量估计选择多个数据流。此外,所述方法包括:基于所述获取的信道 质量估计,确定所述选择的数据流要用的调制方案。此外,所述方法还包括:形成能够包含 所有数据流的比特的二进制标记,并将所述标记中的每个比特位与所选择的数据流进行映 射。所述方法还包括:根据所述映射通过从所有数据流中收集多个比特,确定所述形成的二 进制标记的值。进一步地,所述方法还包括:在所述确定的调制方案中,选择根据所述确定 的二进制标记标记的星座点。此外,所述方法还包括:在时频资源元素中发送表征所述选择 的星座点的数据。
[0033] 在根据第一方面所述方法的第一种可能的实现方式中,动态地执行所述映射,使 得在包括至少两个符号间隔的多个符号间隔的周期内所述形成的二进制标记中每个比特 被映射至每个所选择的数据流的次数相似。从而,可W实现所有选择的数据流上的差错保 护级别相似。
[0034] 根据第一方面所述方法或者根据第一方面所述方法的第一种可能的实现方式,在 第二种可能的实现方式中,周期性地执行所述映射,W实现在包括至少两个符号间隔的周 期内所有选择的数据流上的差错保护级别相似。因此,通过周期性循环所述映射,可W采用 位图索引的任意置换阶数构成二进制标记。
[0035] 在根据第一方面所述方法的第=种可能的实现方式或者根据第一方面所述方法 的前述任一种可能的实现方式中,所述获取的信道质量估计设及间接指向数据流的信道; 并且在所述接收的各信道质量估计之间的差值小于阔值时,选择数据流。
[0036] 在根据第一方面所述方法的第四种可能的实现方式或者根据第一方面所述方法 的前述任一种可能的实现方式中,选择第一数据流和第二数据流。而且,所述确定的调制方 案为所述二进制标记的不同比特提供多个不同的差错保护级别,其中,每个不同的差错保 护级别包括所述形成的二进制标记内偶数个比特,其中,在每个奇数符号间隔中,对于每个 保护级别:第一半数比特与所述第一数据流进行映射,第二半数比特与所述第二数据流进 行映射,并且在每个偶数符号间隔中,所述第一半数比特与所述第二数据流进行映射,所述 第二半数比特与所述第一数据流进行映射。
[0037] 在根据第一方面所述方法的第五种可能的实现方式或者根据第一方面所述方法 的前述任一种可能的实现方式中,选择Z>K的众多可用数据流中的K个数据流。另外,通 过从所述选择的K个数据流中的每个收集m。个比特形成所述二进制标记,形成长度为m术 个比特的二进制标记。此外,所述确定的调制方案包括具有終心个符号的高阶扩展星座。 而且,W使得所述K个数据流具有相似的差错保护级别的方式形成所述二进制标记。
[0038] 在根据第一方面所述方法的第六种可能的实现方式或者根据第一方面所述方法 的前述任一种可能的实现方式中,所述发送器包括传输点TP,其中数据的传输在下行链路 中进行且待由至少一个包括用户设备肥的接收器接收。
[0039] 在根据第一方面所述方法的第屯种可能的实现方式或者根据第一方面所述方法 的第六种可能的实现方式,所述发送器包括用户设备肥,其中数据的传输在同一发送电路 的上行链路中进行且待由至少一个包括传输点TP的接收器接收。
[0040] 在根据第一方面所述方法的第八种可能的实现方式或者根据第一方面所述方法 的前述任一种可能的实现方式中,所述发送器用于在TDD模式下操作,所述获取信道质量 估计的动作包括在反向链路上接收来自所述接收器的信号W及估计所接收信号的信道质 量。
[0041] 在根据第一方面所述方法的第九种可能的实现方式或者根据第一方面所述方法 的前述任一种可能的实现方式中,所述发送器用于在F孤模式或TDD模式下操作,所述获取 信道质量估计的动作包括接收来自所述接收器的信道质量估计。
[0042] 在第二方面中,提供一种在无线通信网络中用于数据传输的发送器,其中所述发 送器用于在多址接入环境中多路复用数据流。所述发送器包括:发送电路,用于在多个数据 流上发送数据,所述数据待由至少一个接收器接收,并且还用于在时频资源元素中发送表 征星座点的数据。此外,所述发送器还包括:接收电路,用于获取信道质量估计。另外,所述 发送器还包括:处理器,用于基于所述获取的信道质量估计选择多个数据流;还用于基于 与所述选择的数据流相关联的所述获取的信道质量估计,确定所述选择的数据流要用的调 制方案。此外,所述处理器还用于形成能够包含所有数据流的比特的二进制标记,并将所述 标记中的每个比特位与所选择的数据流进行映射。另外,所述处理器还用于根据所述映射 通过从所述数据流中收集多个比特,确定所述形成的二进制标记的值。此外,所述处理器进 一步还用于在所述确定的调制方案中,选择根据所述确定的二进制标记标记的星座点。
[0043] 在所述第二方面的第一种可能的实现方式中,所述处理器还用于动态地执行所述 映射,使得在包括至少两个符号间隔的周期内所述形成的二进制标记中每个比特被映射至 每个所选择的数据流的次数相似。
[0044] 在所述第二方面的第二种可能的实现方式或者所述第二方面的第一种可能的实 现方式中,所述处理器还可W用于周期性地执行所述映射,W实现在包括至少两个符号间 隔的周期内所述选择的数据流上的差错保护级别相似。
[0045] 在所述第二方面的第=种可能的实现方式或者所述第二方面的前述任一种可能 的实现方式中,所述获取的信道质量估计设及间接指向数据流的信道。所述处理器还用于 在所接收的各信道质量估计之间的差值小于阔值时,选择数据流。
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