专利名称：在h－arq分组重发中恢复发送码元的接收器与方法
技术领域：
一般地，本发明涉及通信系统领域，更具体地，涉及用于在H-ARQ分组重发的通信信号中恢复发送码元的接收器与方法。
背景技术：
在1X EV-DV(“Physical Layer Standard for cdma2000 SpreadSpectrum Systems，Release C)或者HSDPA(“High Speed DownlinkPacket AccessPhysical Layer Aspects，”3GPP TR 25.858)中，通过使用高级调制(例如16-QAM)和使用具有较小扩展因子的多信道化码，支持高速数据服务。由于由信道化码之间减小的正交性导致的码间与码元间干扰，使用传统的RAKE接收器来接收16-QAM调制码元在多径(耗散)环境中非常脆弱。这些结构性的干扰严重地限制了系统峰值数据速率/吞吐量。然而，一般认为，大部分高速数据服务的应用是在城区，其中多径信道是很常见的。因此，需要具有减轻码间与码元间干扰能力的接收器。为此目的，在编号为60/360382、转让给本发明受让人的共同未决专利申请提出了这样的接收器。
混合ARQ(H-ARQ)是隐式(implicit)链路自适应技术。在自适应调制与编码(AMC)中，使用显式(explicit)载波干扰比(C/I)测度或类似测度来设置调制与编码格式。在H-ARQ中，使用链路层确认来进行重发决策。存在多种用于实现H-ARQ的方案，例如，Chase组合、速率兼容穿孔Turbo码与增量冗余。增量冗余，也称II型H-ARQ，是H-ARQ技术的另一实现，其中如果在初次尝试中解码失败，增量地发送额外的冗余信息，而不是发送整个编码分组的简单重复。
在1X EV-DV/HSDPA中，如果在移动单元处没有正确地接收帧中的某些比特的话，使用H-ARQ重发。重发的帧可以是前一帧的精确副本(Chase组合)，或者前一帧的子集(部分Chase组合)，或者具有不同比特的不同副本(增量冗余)。然而，所有这些重发的帧源于同样的系统比特，从而可在移动单元处预测。使用该额外的信息，在接收H-ARQ重发帧期间，可施行增强的决策反馈均衡化方案，以进一步改善性能。
图1是接收器的有关部分的框图，其遵照本发明的优选实施例。
图2是用于在H-ARQ分组重发的通信信号中恢复发送码元的方法的框图表示，其遵照本发明的优选实施例。
图3是用于在H-ARQ分组重发的通信信号中恢复发送码元的方法的流程图，其遵照本发明的优选实施例。
具体实施例方式
本发明提供用于在H-ARQ分组重发的通信信号中恢复发送码元的接收器与方法。方法包括接收通信信号；确定信号中不想要的分量，该分量无助于想要的发送码元；从信号中去除不想要的分量，以生成修正的通信信号；确定有效信道冲激响应；使用有效信道冲激响应生成块滤波器；以及使用块滤波器来对修正的通信信号进行滤波，以去除修正的通信信号中的码间干扰并恢复想要的码元。
接收器包括接收器前端，其用于接收H-ARQ分组重发的发送信号并将发送信号转换为基带信号。接收器还包括基带信号处理模块，其可操作地连接到接收器前端，用于恢复基带信号中的发送码元，其通过以下步骤实现接收基带信号；确定信号中不想要的分量，该成分无助于想要的发送码元；从信号中去除不想要的分量，以生成修正的基带信号；确定有效信道冲激响应；使用有效信道冲激响应生成块滤波器；以及使用块滤波器来滤波修正的基带信号，以去除修正的基带信号中的码间干扰，以恢复发送码元。接收器还包括后端，其可操作地连接到基带信号处理模块，用于接收恢复的码元并将码元路由到打算的应用。
图1是接收器100的有关部分的框图，其遵照本发明的优选实施例。接收器100可以是移动站的接收器、PC卡、固定无线系统的接收器、等等。接收器100包括RF前端102、基带信号处理模块104与基带后端106。RF前端102自发送设备接收信号，并将信号从射频(RF)通带信号转换为基带信号。基带信号处理模块104接收基带信号并对其进行处理，以恢复H-ARQ分组重发的发送码元，其遵照本发明。恢复的数据被送往基带后端106，并输出到预定的应用(例如，网页浏览器、视频服务、文件传输协议(FTP)服务、等等)。
设bk(n)表示索引为n的码信道k的调制码元。矢量b(n)K×1＝[b1(n)b2(n)…bK(n)]T表示索引为n的K个码信道的调制码元。设sk(n)表示用于码元索引为n的码信道k的信道码(Walsh码组合发送器专用的扰码)。当使用长码(即，码周期比码元持续时间长)加扰，例如在1xEV-DV与HSDPA中时，sk(n)是码元索引n的函数。当使用短码(即，码周期等于码元持续时间)加扰时，sk(n)将对于所有索引n均相同。sk(n)的扩展长度是P，单位为片(chip)。
K个信道的信道化码可组成矩阵S(n)＝[s1(n)s2(n)…sK(n)]P×K。使用对角阵A来表示码信道的幅度 其中ak，1≤k≤K表示码信道k的幅度。在分组发送期间，码信道的幅度不变，因此矩阵A与ak，1≤k≤K不以n索引。发送基带信号可表示为K个信道的信道化码、码信道的幅度、以及码信道的调制码元的乘积，即u(n)＝S(n)·A·b(n)。设矢量h＝[h(0)h(1)…h(L)]1×(L+1)表示基带发送器(图1中未显示)与基带信号处理模块104之间的有效基带信道冲激响应(发送器滤波器、多径信道冲激响应、以及接收器滤波器的卷积)，其中复数变量h(i)，0≤i≤L表示延时为i时的路径的幅度与相位响应，且L为最大延时，单位为片。为解释简单起见，这里仅考虑延时为整数片的情形；然而，本领域普通技术人员应该认识到，到亚片级(sub-chip)延时的推广是直截了当的。这样，可从h构造信道矩阵 其中 表示等于或大于x的最小整数。根据这些表示，关于A·b(n)的信息完全包含在y(n+m)， 中，其可用下列方程表示 w(n+1)]]>.
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其中Hl·S(n)， 导致码间干扰， 组成由不同于想要的码元b(n)的码元导致的不想要的分量，而w(n+m)， 表示协方差矩阵为σ2IK×K(其中IK×K是K×K的单位矩阵)的加性白高斯噪声(AWGN)。
因此，根据前述方程 设 (如图2中的204所示)，其中b(n)是根据分组先前的发送得到的对b(n)的估计，且其中y(n)是没有由不同于b(n)的码元导致的分量的基带信号。如果索引为n时，接收的或估计的码元b(n)与b(n)相同，则根据方程(4)与(5)y‾=(n+m)=Hm·S(n)·A·b(n)+w(n+m)---0≤m≤|LP|---(6)]]>将Hm，y(n+m)，和w(n+m)， 相加 我们得到H‾‾·S(n)·A·b(n)+w‾‾=y‾‾.---(8)]]>如图2所示(组件202)，其后可使用块滤波器G‾‾(n)={[H‾‾·S(n)]H·H‾‾·S(n)}-1·[H‾‾·S(n)]H]]>来解相关接收的信号(去除码间干扰)
G‾‾(n)·y‾‾={[H‾‾·S(n)]H·H‾‾·S(n)}-1·[H‾‾·S(n)]H·y‾‾]]>={[H‾‾·S(n)]H·H‾‾·S(n)}-1·[H‾‾·S(n)]H[H‾‾·S(n)·A·b(n)+w‾‾---(9)]]>=A·b(n)+{[H‾‾·S(n)]H·H‾‾·S(n)}-1·[H‾‾·S(n)]H·w‾‾]]>上述方程中使用的量b(n+l)， 根据分组的先前发送来估计。依据码速率与组合技术，对解码分组的先前发送而生成的结果适当地穿孔。预测并在调制中使用H-ARQ分组重发中的比特，以生成b(n+l)， 的估计。
图3是本发明的优选实施例的流程图。在步骤302，方法将索引n初始化为1。在步骤304，方法接收基带信号 w(n+1)]]>.
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在步骤306，方法确定y(n+m)， 的有助于b(n)之外的码元的分量。从在步骤304中确定的基带信号，我们看到(1)y(n)的有助于b(n)之外的码元的分量是 (2)y(n+1)的有助于b(n)之外的码元的分量是 以及(3) 的有助于b(n)之外的码元的分量是 在步骤308，方法从接收的基带信号y(n+m)， 中去除有助于b(n)之外的码元的分量，以生成y(n+m)， 在优选实施例中，方法从在步骤304接收的基带信号y(n+m)， 减去在步骤306中确定的分量，以生成修正的基带信号y(n+m)， 特别地 =H1·S(n)·A·b(n)+w(n+1)]]>.
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在步骤310，方法确定有效信道冲激响应矩阵
在步骤312，生成块滤波器G‾‾(n)={[H‾‾·S(n)]H·H‾‾·S(n)}-1·[H‾‾·S(n)]H.]]>其后，在步骤313可使用块滤波器来解相关接收的信号。特别地，在步骤313，方法对相加的修正的接收的基带信号进行滤波，其在步骤308自修正的基带信号生成 以去除码间干扰，从而恢复发送码元。换言之，将块滤波器 与叠加的修正的接收的基带信号 相乘，以产生如下发送码元Ab‾(n)=G‾‾(n)·y‾‾]]>={[H‾‾·S(n)]H·H‾‾·S(n)}-1·[H‾‾·S(n)]H·y‾‾]]>={[H‾‾·S(n)]H·H‾‾·S(n)}-1·[H‾‾·S(n)]H[H‾‾·S(n)·A·b(n)+w‾‾]]]>=A·b(n)+{[H‾‾·S(n)]H·H‾‾·S(n)}-1·[H‾‾·S(n)]H·w‾‾]]>其中b(n)是恢复的码元。
接着，在步骤314，方法存储恢复的码元b(n)或自其生成的解码结果，以用于恢复后继重发中的码元。在步骤316，方法确定是否已恢复所有发送码元。在优选实施例中，方法确定“n”是否等于分组的长度。当“n”等于分组的长度时，已恢复所有码元，且方法在步骤320结束。当“n”不等于分组的长度时，方法在步骤318增加“n”，并进行到步骤304，以重复恢复过程。
本发明提出了一种使用自分组的先前发送中获取的信息来帮助恢复分组的H-ARQ重发中的码元的方法。通过使用自分组的先前发送中获取的信息，可使用如本发明所述的增强的决策反馈均衡化来更好地自码间与码元间干扰恢复码元。这可以改善接收器的性能，并最终增加网络的容量。
尽管本发明可能存在各种修改与可供选择的形式，这里通过图中的示例显示并详细地描述了特定实施例。然而，应该理解，发明人无意将本发明限制到公开的特定形式。事实上，本发明试图覆盖所有修改、等价物与可供选择的形式，其落入如所附权利要求书所述的本发明的实质与范围。
权利要求
1.一种用于在H-ARQ分组重发的通信信号中恢复发送码元的方法，其包括接收通信信号；确定所述信号中不想要的分量，该分量无助于想要的码元；从所述信号中去除所述不想要的分量，以生成修正的通信信号；确定有效信道冲激响应；使用所述有效信道冲激响应生成块滤波器；和使用所述块滤波器来对所述的修正的通信信号进行滤波，以去除所述的修正的信号中的码间干扰并恢复所述的想要的码元。
2.如权利要求1所述的方法，其进一步包括步骤存储恢复的码元和使用恢复的码元的解码结果之一，以用于在分组的后继H-ARQ重发中恢复码元。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述的接收通信信号的步骤包括接收基带信号y(n+m)， 其中 表示对码元间干扰有贡献的最大码元数。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述的确定所述信号中无助于想要的码元的分量的步骤包括确定y(n+m)， 的有助于b(n)之外的码元的分量。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述的从所述信号去除不想要的分量，以生成修正的通信信号的步骤包括减去y(n+m)， 的有助于b(n)之外的码元的分量，以生成所述的修正的基带信号y(n+m)，
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述的确定有效信道冲激响应的步骤包括确定
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述的使用所述有效信道冲激响应生成块滤波器的步骤包括确定G‾‾(n)={[H‾‾·S(n)]H·H‾‾·S(n)}-1·[H‾‾·S(n)]H.]]>
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述的对修正的通信信号进行滤波的步骤包括将块滤波器G‾‾(n)={[H‾‾·S(n)]H·H‾‾·S(n)}-1·[H‾‾·S(n)]H.]]>与叠加的修正的基带信号 相乘，以恢复想要的码元。
9.一种接收器，其包括接收器前端，用于接收发送信号并将所述信号转换为基带信号；基带信号处理模块，其可操作地连接到所述接收器前端，用于恢复H-ARQ分组重发的通信信号中的发送码元，其通过下述步骤来完成接收所述基带信号；确定所述基带信号中不想要的分量，其无助于想要的码元；从所述基带信号中去除所述的不想要的分量，以生成修正的信号；确定有效信道冲激响应；使用所述有效信道冲激响应生成块滤波器；以及使用所述块滤波器来去除修正的信号中的码间干扰，并恢复所述发送码元；和后端，其可操作地连接到所述基带信号处理模块，用于接收恢复的码元并将所述码元路由到预定的应用。
全文摘要
本发明公开一种用于在H－ARQ分组重发中恢复发送码元的接收器与方法。方法包括接收通信信号(304)；确定信号中无助于想要的码元的分量(306)；从信号中去除不想要的分量，以生成修正的通信信号(308)；确定修正的通信信号的有效信道冲激响应(310)；使用有效信道冲激响应生成块滤波器(312)；以及使用块滤波器来滤波修正的通信信号，以去除修正的通信信号中的码间干扰(313)并恢复想要的码元。
文档编号H04L1/18GK1669229SQ03817115
公开日2005年9月14日 申请日期2003年6月26日 优先权日2002年7月18日
发明者毕皓 申请人:摩托罗拉公司(在特拉华州注册的公司)