有效的自动重复请求的方法和装置的制作方法

专利名称：有效的自动重复请求的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明针对在无线通信系统中进行通信的改进方法，特别地，针对在多路访问无线通信系统中的自动重复请求的改进方法。
背景技术：
蜂窝通信系统正变得更加普遍。在蜂窝系统中，通信区域被分成多个单元。每个单元通常包括至少一个基站。每个单元中的基站与多个位于与所述基站相同的单元之内的设备，例如，移动终端进行通信。基站通常作为移动终端到包括所述基站的通信网络的连接点。由于接入通信网络是由移动终端(例如经由无线链路)通过它所连接的基站而达到的，因此基站有时被称为接入节点。
在蜂窝无线数据通信系统中，常常在基站和移动终端之间经由被称为业务部分的资源量来传输数据。在这种系统中，在一个单元中数据通信可用的资源，例如业务信道，常常被分割成多个业务部分。可以经由其它信道，例如确认信道，来发射控制信息。下行链路业务部分从基站向一个或多个无线终端传输数据业务，而上行链路业务部分从一个或多个无线终端向基站传输数据业务。
确认信道包括可用于表示是否成功地接收一个或多个对应业务部分中的信息的确认部分。可以由移动设备使用上行链路确认信道以指示由基站发射的信息被成功地接收，例如能够被移动终端解码。这可以通过在上行链路确认信道的部分中发送一个确认(Ack)来实现。通过发送一个否认(NAK)而不是ACK，可以通知无法成功接收信息。可以使用单个比特，例如1代表ACK、0代表NAK，来表示ACK和NAK。以与移动终端使用上行链路确认信道的相同的方式，可以由基站使用下行链路确认信道以指示由手机在上行链路业务信道中发射的信息是否被基站成功地接收，例如能够被解码。当接收了NAK时，发射机例如基站或移动终端可以选择重新发射相同的数据。
重新发射先前发射过的信息表示发射冗余信息。尽管重新发射可能带来改善的发射成功，但由于发射资源被需要多次发射相同的数据而消耗，因此它是相对昂贵的方法。选择性的重新发射方法还可能在实现成功的发射结果中导致延迟。
进行关于冗余信息，例如先前发射过的信息，是否需要被发射的判断的机制有时被称为自动重复请求(ARQ)机制。
为了增加误码弹性并减少对重新发射数据的需要，可以使用纠错编码。纠错码(ECC)导致冗余信息的增加，例如以选择性的方式向发射的信息中增加一个或多个ECC。通过使用冗余信息，即使在发射过程内产生一些误码，恢复发射的信息也是可能的。
为了提供通信带宽的有效利用，通常最小化冗余信息(例如，与被传输的信息一起发射的纠错码的数量)是合乎需要的。因此，即使当使用纠错编码技术时，由于传输误差，仍然可能需要ARQ机制。
鉴于上述的讨论，应当意识到需要并且希望有用于传递冗余信息的改进的ARQ机制和方法，以增加可用来传递数据的有限带宽量的有效利用。

发明内容
本发明的方法和装置针对可以与纠错码结合使用以最小化，例如在通信误码的情况下，需要被重新发射的冗余信息量的技术。本发明还针对实现这种机制的新的和新颖的自动重复请求(ARQ)机制和方法。描述了可以与不同于其它众所周知的纠错码(包括Reed-Solomon码)并提供各种优势的低密度奇偶校验码(LDPC)一起使用的改进的ARQ机制，并将其用于各种实施例中。
本发明的方法和装置使用了NAK(否认)信号，发射该信号以表示发射故障，例如在解码信号中的无法校正的错误和/或关于解码信息可靠性的不令人满意的水平。可靠性的不令人满意的水平可以根据由解码器保存的一个或多个可靠性统计，例如，无法校正的错误和/或软信息值的计数来确定。
在解码成功的情况下，向从其接收成功地解码的信号的设备发射ACK(确认)信号。
依照本发明，NAK信号可以假定多个值，例如，一组预先选择值中的值或连续值范围内的值中的任意一个。NAK信号的值用于传递对确定应被发射以便于解码原先发射过的信息信号的冗余信息量有用的信息。依照本发明，可以根据作为解码过程的一部分从发射的信号中生成的表示解码值的可靠性的解码器误码统计，例如在解码信号或其它信息(像软信息值)中检测出的错误的计数，来确定NAK信号值。这种统计提供了解码成功的测量，例如与较多的不可校正错误数量相比，较少的不可校正错误表示更多的解码成功。由于解码错误率是接收的编码信号的质量的函数，依照本发明生成的NAK信号值表示接收的编码信号质量。
作为用于本发明各种实施例中的编码处理的一部分，生成编码信息信号以及一组冗余信息，例如无需与原始的编码信息信号一起发射的附加误码校正比特。有时，原始的编码信息信号包括一些纠错比特，但这一数量通常比包括在并不与编码信息信号一起发射的冗余信息组中的纠错比特数量小得多，例如小于一半。例如在接收了NAK的情况下，在发射编码信息信号之后，将冗余信息保存一段时间。在接收了ACK的情况下，冗余信息比特可以，并且通常，被丢弃而无需发射。
发射原始编码信息信号的设备根据接收的NAK信号的值，来确定应被发射以便于解码原始信息信号的冗余信息量。不同的冗余信息量通常将被选择用于不同的NAK信号值。这提供了一种有效的重复机制，其避免需要发送固定的冗余信息量而不管无法被解码的接收信号的质量。通过改变冗余信息量来反映解码成功的相对水平，在大多数情况下可以达到发射效率而无需重新发射整个原始信号。
有时，例如在支持NAK信号值的连续范围的情况下，发射的NAK信号的间隔尺寸可以比选择发射不同的冗余信息量的间隔尺寸更细。因此，在此情况下多个NAK信号值可以对应于冗余信息的相同规格部分，但至少一些NAK信号值将对应于冗余信息的不同规格部分。
在收到NAK信号之后，发射冗余信息的被选择的部分。接收冗余信息的设备将其与从原始的接收的信号中获得的信息结合使用，以试图成功地解码先前接收的信号。
通过使用冗余信息，先前接收的信号的成功解码引起响应于接收冗余信息而发射一个ACK。然而，如果接收冗余信息的设备仍然不能成功地解码接收的信息，则响应于接收冗余信息而发射一个NAK。选择NAK的值来表示解码成功的当前水平。这样，响应于接收冗余信息而发射的NAK通常将是与响应于原始的接收的信号而发射的NAK相比不同的值，因为通过使用冗余信息达到了更高水平的解码成功。
在各个实施例中，使用业务信道部分来发射信息信号。每个业务信道部分有固定的数据容量。在响应于NAK而发射的冗余信息不需要用于传递该冗余信息的信道部分的全部容量的情况下，打算供冗余信息所针对的设备使用的额外信息可被包括在用于传递冗余信息的信号中。
在一些实施例中，在分配报文中广播表示分配由特定设备使用的业务信道部分的分配信息。依照本发明，分配报文可以包括表示对应的业务部分将用于传递新的信息还是冗余信息的信息。在将传递冗余信息的情况下，分配报文还可以包括足以识别将发射的冗余信息所对应的先前发射过的信号的信息。该信息可以是，例如，识别其中有所述冗余信息所对应的原始编码信息的先前业务信道部分的信息。
本发明的多级NAK和重新发射方法非常适合于广泛的编码和发射方法。低密度奇偶校验(LDPC)编码方法特别适合依照本发明来使用，因为这种编码方法允许在编码时产生冗余信息，其可用于增加成功解码的可能性和/或解码信息的可靠性而(假定没有传输误差)无需用于实现成功的解码。LDPC解码方法的优势还在于提供有用的解码统计，其可以，并且是，用在各个实施例中以测量解码成功的水平。
尽管在本发明的各个实施例中使用了分配报文和LDPC编码技术，应当意识到本发明的多级NAK方法和响应于NAK信号而选择发射不同的冗余信息量非常适合于不使用分配报文或LDPC码的广泛应用。
在随后的详细描述中，将讨论本发明的许多额外的特征、好处和实施例。


图1表示一种依照并使用本发明的方法实施的典型通信系统。
图2是依照本发明实施的典型基站的说明。
图3是依照本发明实施的典型无线终端的说明。
图4是一个包括表示典型下行链路和典型上行链路信道的示意图的图示，并用于表示一种依照本发明的分配业务信道部分的典型方法。
图5表示一个依照本发明的使用递增的冗余码，例如，递增的冗余LDPC码的例子。
图6是表示依照本发明的时间窗口和时间窗口之内的部分索引的示意图。
图7表示一种典型的分配报文结构，并提供了依照本发明的使用递增的冗余码，例如，递增的冗余LDPC码的例子。
图8和12表示依照本发明，使用递增的冗余码并使用多级NAK信号的例子。
图9是表示依照本发明，一种包括一个ACK和一个典型3级NAK的确认信号的代码字的相位的典型说明的图示。
图10是表示依照本发明，一种包括一个ACK和一个连续范围NAK的确认信号的代码字的相位的典型说明，以及典型NAK如何映射到被请求比特范围的图示。
图11，其包括图11A-11D的组合，表示依照一个其中依照本发明使用多级NAK的典型实施例执行的步骤。
具体实施例方式
本发明的方法和装置非常适合于蜂窝通信系统，但并不限于仅适用于这种系统。可以使用本发明的蜂窝系统通常包括多个单元，每个单元包括至少一个基站和多个无线终端，例如移动节点。图1表示一种依照并使用本发明的方法实施的典型无线通信系统100。依照本发明，典型无线通信系统100支持有效的自动重复请求(ARQ)。典型无线通信系统100是一个扩频OFDM(正交频分复用)多路访问系统。尽管出于解释本发明的目的，在本申请中使用了典型的OFDM无线通信系统，但本发明的范围比所述例子更广，并且本发明可以应用到许多其它通信系统，例如，CDMA无线通信系统中。
系统100包括多个单元单元1 102、单元M 104。每个单元(单元1 102、单元M 104)分别包括一个基站(BS)(BS 1 106、BS M 108)，并代表基站的无线覆盖区域。将BS 1 106经由无线链路(114、116)分别连接到多个终端节点(EN(1)110、EN(X)112)。将BS M 108经由无线链路(122、124)分别连接到多个终端节点(EN(1′)118、EN(X′)120)。终端节点110、112、118、120可以是移动和/或固定的无线通信设备，并被称为无线终端(WT)。移动WT有时被称为移动节点(MN)。MN可以在系统100中到处移动。将BS 1 106和BS M 108经由网络链路128、130分别连接到网络节点126。将网络节点126经由网络链路132连接到其它网络节点和因特网。网络链路128、130、132可以是例如光缆。
图2是依照本发明实施的典型基站200的说明。典型基站200可以是图1的基站106、108中任意一个的更详细的说明。基站200包括经由总线212连接在一起的一个接收机202、一个发射机204、一个处理器206、一个I/O接口208以及一个存储器210，通过所述总线212各个单元可以交换数据与信息。
接收机202包括一个解码器214和一个NAK生成模块218。解码器214包括一个解调器216和一个质量测定模块217。将接收机202连接到一个天线220，通过该天线，BS 200可以接收信号，例如来自WT 300的上行链路信号(参见图3)，其包括确认信道信号和含有数据的上行链路业务信道信号。解码器214，例如一个LDPC解码器，依照本发明对接收的信号执行解码操作。解调器216依照本发明对接收的信号执行解调操作。质量测定模块217生成并保存表示解码信号质量的解码统计信息，例如检测出的错误的计数、数量和/或水平的测量和/或对解码信号可靠性(像软信息值)的统计。依照本发明，当无法成功地解码接收的信号例如接收的数据时，NAK生成模块218生成一个NAK。将接收机202经由链路222连接到发射机204，通过所述链路，可以传递生成的NAK以用于后续由发射机204向WT 300进行的发射。
发射机204包括一个编码器224。编码器224，例如一个LDPC编码器，包括一个调制器226、一个确认信号处理模块228以及一个重新发射控制模块230。编码器224的操作包括将信息比特组编码成编码比特组。调制器226将信息调制成信号，例如下行链路分配信号、下行链路业务信号以及确认信号。将发射机204连接到天线232，通过该天线，可以向WT 300发射下行链路信号。确认信号处理模块228处理确认信号信息，例如，从WT 300接收的对应于无法成功地由WT 300解码的、先前的下行链路业务信道发射的NAK信号。依照本发明，这种处理可以包括获得接收的NAK的级别。依照本发明，重新发射控制模块230控制着向WT 300发射冗余信息，例如冗余比特组。重新发射控制模块230可以响应于来自确认信号处理模块228的信息而执行控制。重新发射控制可以包括控制将发射的冗余组的数量和/或规格，控制是否重新发射信息比特组，和/或控制是否放弃与编码的组相关的进一步发射。
存储器210包括例行程序234和数据/信息236。处理器206，例如一个CPU，执行例行程序234并使用存储器210中的数据/信息236来控制基站200的操作并实施本发明的方法。I/O接口208将BS 200连接到其它网络节点，例如路由器、其它基站、AAA服务器节点等，以及因特网。I/O接口208允许WT 300在BS 200的单元之内运转，以与BS 200的蜂窝覆盖区域之外的同级节点通信。
例行程序234包括通信例行程序238和基站控制例行程序240。基站控制例行程序240包括一个调度程序模块242、一个自动重复请求控制模块244以及信号发送例行程序246。通信例行程序238用于控制基站200执行各种通信操作，并履行各种通信协议。基站控制例行程序240用于控制基站200的操作，例如I/O接口208控制、接收机202控制、发射机204控制、功率控制、调度、ARQ控制、信号发送等，并执行本发明的方法的步骤。调度程序模块242用于控制发射调度和/或通信资源分配。调度程序模块242可以作为一个调度程序。调度程序模块242可以向信道部分，例如上行链路业务信道部分和下行链路业务信道部分，安排用户，例如WT 300。
依照本发明，自动重复请求控制模块244使用存储器210中的数据/信息236，并结合接收机202和发射机204来工作以控制ARQ的操作。信号发送例行程序246执行操作以控制通过无线接口，例如通过天线220、232，以及通过I/O接口208的信号生成、信号发射和信号接收。
数据/信息236包括数据248、无线终端(WT)数据/信息250、系统信息252、下行链路分配报文254、下行链路业务报文256、接收的确认报文258、上行链路分配报文260、上行链路业务信道报文262以及用于上行链路业务的确认报文264。
数据248包括用户数据，例如，通过无线链路从WT 300接收的数据、从其它网络节点接收的数据、将被发射到WT 300的数据以及将被发射到其它网络节点的数据。
无线终端数据/信息250包括多个WT数据/信息，WT 1信息266、WT N信息268。WT 1信息266包括数据270、终端ID信息272、信息比特组274、编码的比特组276以及解码信息的确定的质量282。数据270包括由BS 200从WT 1接收的用于WT 1的同级节点(例如WT N)的用户数据，以及打算从BS 200向WT 1发射的用户数据。终端标识符(ID)信息272包括一个基站分配的用于在与BS 200的通信和操作中识别WT 1的ID。信息比特组274包括将由发射机204的编码器224编码的信息组，例如用户数据比特组。编码的比特组276包括信息比特组278和冗余比特组280。对于每个编码的信息比特组，通常都有一个对应的冗余比特组。当在NAK的情况下发射冗余比特的一个或多个部分时，通常发射编码比特组。编码的信息比特组276可以包括一些作为编码处理的一部分生成的冗余信息，例如ECC比特。从由编码器224对信息比特组274执行的编码操作，例如，LDPC编码操作中输出编码的比特组276。信息比特组276可以，并且通常确实地，含有包括在输入信息比特组274中的信息，例如文本、语音或其它数据。它们还可能含有一些作为编码处理的一部分生成的冗余信息。冗余比特组280包括额外的冗余信息，例如纠错编码额外的比特。冗余比特组280包括多个冗余比特组，对于每个编码的信息比特组278来说，有部分1冗余比特284到部分N冗余比特286。出于发射的目的，可以将编码的信息比特组278与对应的第一部分284分成一组，并作为一批编码的信息来发射。可以将对应于发射的编码比特组278的冗余比特的剩余部分作为一组冗余信息来保存，其在NAK的情况下可被访问并使用，而在接收到表示成功收到并解码了对应的发射的编码信息比特组278的ACK时可被丢弃。解码信息的确定的质量282是来自解码器214的输出，表示解码信息的质量水平并从而表示解码成功的水平。NAK生成模块218将解码信息的确定的质量282与包括在NAK级别信息296中的信息相比较，以确定解码是否成功。这样，模块218决定是否应当生成NAK，并且如果应当的话，当解码并不完全成功时，根据解码成功的水平生成适当级别的NAK。
系统信息252包括音调信息288、调制信息290、定时信息292、编码信息294以及NAK级别信息296。音调信息288包括识别用于跳频序列、信道和/或部分中的音调的信息。调制信息290包括由BS 200使用以执行由调制器216和解调器226使用的各个调制方案的信息。定时信息292可以包括用于信道部分的跳频序列、父时隙、暂停、持续时间的定时信息，以及在不同的信道部分之间的定时关系，例如在分配部分、业务信道部分以及确认信道部分之间的定时关系。定时信息292还可以包括用在本发明的ARQ方法中的定时信息。编码信息294包括识别编码速率的信息、所使用的编码类型例如LDPC、用于产生编码信息中的ECC相关信息以及用于恢复编码信息的ECC相关信息。NAK级别信息296包括离散的级别信息298和连续的级别信息299。依照本发明，NAK级别信息296包括可由NAK生成模块218使用以生成用于后续向WT 300的发射的NAK的信息。NAK级别信息296还包括可由ACK信号处理模块228使用以解释和处理从WT300接收的NAK信号的信息。离散的级别信息298包括规定用于本发明一些实施例中的NAK的离散级别以及与此有关的信息。离散的级别信息298可以包括多个NAK信号值，每个可能的NAK信号值对应于编码的信号质量的不同水平，对应于一个ACK的一个相位值，以及对应于每个不同NAK级别的不同相位值。连续的级别信息299包括规定用于本发明一些实施例中的NAK信号值的连续级别以及与此有关的信息。连续的级别信息299包括对应于NAK相位的连续间隔的NAK信号值的连续范围，对应于一个ACK的一个相位值，对应于NAK信号的相位的连续范围并从其映射的被请求比特的一个间隔。
下行链路分配报文254包括用于向WT 300通知它已被分配了下行链路业务信道部分的分配报文。下行链路分配报文254可以包括一个用于传达对应的下行链路业务部分是或者不是第一次业务部分的新/旧比特指示符。下行链路分配报文254还可以包括对于第一次业务部分，表示预定WT的ID的信息，或者对于非第一次部分，用于获得第一次部分的索引的信息。在下行链路分配部分上，由BS 200向WT300发射下行链路分配报文254。
下行链路业务信道报文256包括编码的随后在下行链路业务信道部分上从BS 200向WT 300发射的数据与信息，例如信息比特组274。接收的确认报文258包括从WT 300到BS 200的表示WT 300是否成功地解码发射的信息的确认信号，例如，在相位中传递识别肯定确认(ACK)或否认(NAK)级别的信息的一个确认信号，其中依照本发明，否认的级别可用于决定重新发射，例如将接着发送的冗余比特量。
上行链路分配报文260包括用于向WT 300通知它已被分配了上行链路业务信道部分的分配报文。上行链路分配报文260可以包括一个用于传达对应的上行链路业务部分是或者不是第一次业务部分的新/旧比特指示符。上行链路分配报文260还可以包括对于第一次业务部分，表示预定WT的ID的信息，或者对于非第一次部分，用于获得第一次部分的索引的信息。在上行链路分配部分上，由BS 200向WT300发射上行链路分配报文262。
上行链路业务信道报文262包括已经成功地从在上行链路业务信道部分上由WT 300向BS 200发射的编码信号中解码的接收的数据和信息。依照本发明，用于上行链路业务的确认报文264包括由NAK生成模块218根据解码信息的质量生成的确认报文，例如，一个对于信息成功恢复的ACK报文以及对于失败的解码尝试的对应于各个级别NAK的报文。
图3是依照本发明实施的典型无线终端300的说明。典型无线终端300可以是图1的终端节点110、112、118、120中任意一个的更详细的说明。无线终端300包括经由总线312连接在一起的一个接收机302、一个发射机304、一个处理器306以及一个存储器310，通过所述总线312各个单元可以交换数据与信息。
接收机302包括一个解码器314和一个NAK生成模块318。解码器314包括一个解调器316和一个质量测定模块317。将接收机302连接到一个天线320，通过该天线，WT 300可以接收包括分配信道信号、确认信道信号以及含有数据的下行链路业务信道信号在内的信号，例如来自BS 200的下行链路信号。解码器314，例如一个LDPC解码器，依照本发明对接收的信号执行解码操作。解调器316依照本发明对接收的信号执行解调操作。质量测定模块317生成并保存表示解码信号质量的解码统计信息，例如检测出的错误的计数、数量和/或水平的测量和/或对解码信号可靠性(像软信息值)的统计。依照本发明，当无法成功地解码接收的信号例如接收的数据时，NAK生成模块318生成一个NAK。将接收机302经由链路322连接到发射机304，通过所述链路，可以传递生成的NAK以用于后续由发射机304向BS 200进行的发射。
发射机304包括一个编码器324。编码器324，例如一个LDPC编码器，包括一个调制器326、一个确认信号处理模块328以及一个重新发射控制模块330。编码器324的操作包括将信息比特组编码成编码比特组。调制器326将信息调制成信号，例如上行链路业务信号以及确认信号。将发射机304连接到天线332，通过该天线，可以向BS 200发射上行链路信号。确认信号处理模块328处理确认信号信息，例如，从BS 200接收的对应于无法成功地由BS 200解码的先前的上行链路业务信道发射的NAK信号。依照本发明，这种处理可以包括获得接收的NAK的级别。依照本发明，重新发射控制模块330控制着向BS 200发射冗余信息，例如冗余比特组。重新发射控制模块330可以响应于来自确认信号处理模块328的信息而执行控制。重新发射控制可以包括控制将发射的冗余组的数量和/或规格，控制是否重新发射信息比特组，和/或控制是否放弃与编码的组相关的进一步发射。
存储器310包括例行程序334和数据/信息336。处理器306，例如一个CPU，执行例行程序334并使用存储器310中的数据/信息336来控制无线终端300的操作并实施本发明的方法。
例行程序334包括通信例行程序338和无线终端控制例行程序340。无线终端控制例行程序340包括一个自动重复请求控制模块342和信号发送例行程序344。通信例行程序338用于控制无线终端300执行各种通信操作，并履行各种通信协议。无线终端控制例行程序340用于控制无线终端300的操作，例如接收机302控制、发射机304控制、功率控制、ARQ控制、信号发送等，并执行本发明的方法的步骤。
依照本发明，自动重复请求控制模块342使用存储器310中的数据/信息336，并结合接收机302和发射机304来工作以控制ARQ的操作。信号发送例行程序344执行操作以控制通过无线接口，例如，通过天线320和332的信号生成、信号发射和信号接收。
数据/信息336包括数据346、终端ID信息348、音调信息350、调制信息352、编码信息354、定时信息356、信息比特组358、编码的比特组360、解码信息的确定的质量362、NAK级别信息364、接收的下行链路分配报文368、接收的下行链路业务报文370、用于下行链路业务的确认报文372、接收的上行链路分配报文374、上行链路业务信道报文376以及接收的用于上行链路业务的确认报文378。
数据346包括由WT 300从BS 200接收的用户数据，例如来自WT 300的通信同级节点的数据，以及打算从WT 300向BS 200发射的用户数据。终端标识符(ID)信息348包括一个基站分配的用于在与BS 200的通信和操作中识别WT 300的ID。信息比特组358包括将由发射机304的编码器324编码的信息组，例如用户数据比特组。编码的比特组360包括信息比特组380和冗余比特组382。从由编码器324对信息比特组358执行的编码操作，例如，LDPC编码操作中输出编码的比特组360。信息比特组380含有包含在输入的信息比特组358中的信息。冗余比特组382包括额外的冗余信息，例如纠错编码额外的比特。冗余比特组382包括多个冗余比特小组，部分1冗余比特384、部分N冗余比特386。解码信息的确定的质量362是来自解码器314的输出，表示解码信息的质量水平。NAK生成模块318可以将解码信息的确定的质量362与包括在NAK级别信息364中的信息相比较，以确定是否应当生成NAK和/或确定生成适当级别的NAK。
音调信息350包括识别用于跳频序列、信道和/或部分中的音调的信息。调制信息352包括由WT 300使用以执行由解调器316和调制器326使用的各个调制方案的信息。定时信息356可以包括用于信道部分的跳频序列、父时隙、暂停、持续时间的定时信息，以及在不同的信道部分之间的定时关系，例如在分配部分、业务信道部分以及确认信道部分之间的定时关系。定时信息356还可以包括用在本发明的ARQ方法中的定时信息。编码信息354包括识别编码速率的信息、所使用的编码类型例如LDPC、用于产生编码信息中的ECC相关信息以及用于恢复编码信息的ECC相关信息。NAK级别信息364包括离散的级别信息388和连续的级别信息390。依照本发明，NAK级别信息364包括可由NAK生成模块318使用以生成用于后续向BS 200的发射的NAK的信息。NAK级别信息364还包括可由ACK信号处理模块328使用以解释和处理从BS 200接收的NAK信号的信息。离散的级别信息388包括规定用于本发明一些实施例中的NAK的离散级别以及与此有关的信息。离散的级别信息388可以包括多个NAK信号值，每个可能的NAK信号值对应于编码的信号质量的不同水平，对应于一个ACK的一个相位值，以及对应于每个不同NAK级别的不同相位值。连续的级别信息390包括规定用于本发明一些实施例中的NAK信号值的连续级别以及与此有关的信息。连续的级别信息390包括对应于NAK相位的连续间隔的NAK信号值的连续范围，对应于一个ACK的一个相位值，对应于NAK信号的相位的连续范围并从其映射的被请求比特的一个间隔。
接收的下行链路分配报文368包括用于向WT 300通知它已被分配了下行链路业务信道部分的分配报文。接收的下行链路分配报文368可以包括一个用于传达对应的下行链路业务部分是或者不是第一次业务部分的新/旧比特指示符。下行链路分配报文368还可以包括对于第一次业务部分，表示预定WT的ID的信息，或者对于非第一次部分，用于获得第一次部分的索引的信息。在下行链路分配部分上，由BS 200向WT 300发射下行链路分配报文。
接收的下行链路业务信道报文370包括已经成功地由解码器314解码的数据与信息，例如信息比特组358。在下行链路业务信道部分上，由BS 200向WT 300发射下行链路业务报文。用于下行链路业务的确认报文372包括在确认信号中从WT 300向BS 200发射的表示WT 300是否成功地解码接收的信息的报文，例如，在其相位中传递识别肯定确认(ACK)的信息或在相位中传递识别否认(NAK)级别的信息的一个确认信号，其中依照本发明，否认级别可用于决定重新发射，例如，被请求接着发送的冗余比特量。
接收的上行链路分配报文374包括用于向WT 300通知它已被分配了上行链路业务信道部分的分配报文。接收的上行链路分配报文374可以包括一个用于传达对应的上行链路业务部分是或者不是第一次业务部分的新/旧比特指示符。上行链路分配报文374还可以包括对于第一次业务部分，表示预定WT的ID的信息，或者对于非第一次部分，用于获得第一次部分的索引的信息。在上行链路分配部分上，由BS 200向WT 300发射上行链路分配报文。
上行链路业务信道报文376包括被编码成编码比特组、并在上行链路业务信道部分上由WT 300向BS 200在上行链路信号中发射的数据与信息，例如信息比特组358。
接收的用于上行链路业务的确认报文378包括从BS 200到WT300的表示BS 200是否成功地解码发射的信息的确认信号，例如，在相位中传达识别肯定确认(ACK)或否认(NAK)级别的信息的一个确认信号，其中依照本发明，否认的级别可用于决定重新发射，例如被请求接着发送的冗余比特量。
在一个有一个单元的典型系统中，在与所述单元，例如，单元1102中的基站200通信的无线终端300之间动态地共用业务部分。基站200中的安排功能根据许多标准，向单元中的无线(例如移动)终端300之一分配每个上行链路和下行链路部分。在被称为分配部分的控制资源上传递所述分配。对应于每个业务部分，有一个唯一的分配部分，其包括业务部分所分配给的无线终端300的标识符。由基站200在下行链路业务部分上发射的数据由预定的终端接收机来解码。由分配的无线终端300在上行链路部分上发射的数据由基站200来解码。通常，发射的部分包括有助于接收设备(例如，基站200)或无线(例如移动)终端300判断是否正确地解码数据的冗余比特，例如纠错码。这是要做的，因为用于在基站200和无线(例如移动)终端300之间发射数据的无线信道可能是不可靠的，并且数据业务通常有高度的完整性要求以成为有用的。然后，接收设备向发射机提供反馈。该反馈表示接收的业务部分解码的成功或者失败。通过发送肯定确认，例如一个ACK，来表示接收的部分的成功解码。通过发送否认，例如一个NAK，来表示部分的失败解码。使用控制资源，例如一个包括多个确认部分的控制信道，来发送所述确认。可以在以预定方式对应于一个或多个业务信道部分的不同的确认部分中发射每个ACK或NAK。在一个特定实施例中，一个唯一的确认部分与每个业务部分相关。当收到NAK时，发射机可以选择重新发射相同的数据，或者依照本发明，发射表示补充的纠错码信息的冗余信息。这样，本发明的典型系统支持自动重复请求机制，其中可以响应于收到NAK而发射冗余信息，例如对应于先前发射过的数据的递增的LDPC信息。
图4用于表示一种可用来分配将向业务信道部分发射的数据的典型方法，以及使用确认部分来传达对应于在业务信道部分中发射的数据的确认信息(ACK或NAK)。
图4包括下行链路信道的示意图400，其中横轴402表示时间，纵轴404表示频率，例如频率音调。图4还包括上行链路信道的示意图450，其中横轴452表示时间，纵轴454表示频率，例如频率音调。在图4中，将业务部分在逻辑上表示为一个矩形方块。示意图400包括下述的下行链路信道部分用于对应的下行链路业务部分的分配部分406，用于对应的上行链路业务部分的分配部分408，下行链路业务部分410，以及对应于上行链路业务部分的确认部分412。示意图450包括下述的上行链路信道部分上行链路业务信道部分456和上行链路确认部分458。在一个实际的系统中，例如由于跳频或其它原因，由业务部分占用的物理频率，例如音调，可以不是连续的，并且可以随时间而改变。每个业务信道部分可以对应于一个或多个音调。此外，每个业务信道部分可以持续一个或多个时间间隔，例如符号周期。图4表示在下行链路中有一个分配信道。分配信道包括分配部分406的序列。表示为矩形方块的每个分配部分406，用于发射一个特定下行链路业务部分410的分配信息。分配信息包括将接收在相关下行链路业务部分410中的数据的无线终端300的标识符。为了便于接收机的操作，分配信息还可以包括像信道编码和调制速率这类信息，以用于处理在对应的下行链路业务部分410中的数据。下行链路业务部分410以规定的(例如预定的)已知方式与对应的分配部分406相关。由基站200的调度程序来分配每个上行链路业务部分456，如同每个下行链路业务部分410一样，以供一个或多个无线(例如移动)终端300使用。在与分配的上行链路业务部分456有预定关系的下行链路中，使用分配部分408来传递分配信息。由于在分配部分406、408和业务部分410、456之间的关系是预定且已知的，因此在该典型实施例中无需在分配部分406、408中包括表示分配信息在特定分配部分中所对应的业务信道部分410、456的信息。
图4表示，如同在下行链路中一样，在上行链路中有一个确认信道。上行链路确认信道包括确认部分458的序列。上行链路确认部分458表示是否正确地接收在相关的下行链路业务部分410中的信息，例如，是否可能正确地解码在对应的业务部分410中接收的信息。已被分配了相关的下行链路业务部分410的无线终端300在对应的上行链路确认部分458中发射确认，而所有其它无线终端通常不使用该特定确认部分458进行发射。确认信息可以包括仅仅一比特，或者ACK，例如一个“1”以表示接收成功，或者NAK，例如一个“0”以表示接收失败。下行链路业务部分410以规定的(例如预定的)方式，与对应的上行链路确认部分458相关。相似地，有一个下行链路确认信道，其中确认部分412包括用于对应的上行链路业务部分456的确认信息。
依照本发明，可以使用级联的编码，例如级联的LDPC编码，以提供响应于收到NAK而发射的冗余信息。
使用下行链路或上行链路业务部分来传送信息比特组。在本发明的一个实施例中，使用信道编码方法，例如在此通过引用明确地合并的2001年2月的IEEE信息论学报第47卷第2号的第638-656页的T.Richardson和R.Urbanke的《低密度奇偶校验码的有效编码》中描述的低密度奇偶校验(LDPC)编码，将信息比特组编码成编码比特组。
然后，将编码的比特组映射到一组星座符号，例如作为也可被称为调制操作的符号映射操作的一部分。通过无线信道来发射生成的符号。接收设备执行一个符号恢复操作，然后处理恢复的符号以获得发射的比特。使恢复的编码比特组经受一个信道解码操作，例如LDPC解码操作，以试图恢复在发射之前经受LDPC编码操作的信息比特组。
为了防止在通过无线信道的发射期间可能产生的讹误，信道编码向发射的信号增加了冗余。给定一个固定的调制方案，增加的冗余比特量越大，发射可以承受而仍然正确地解码(恢复信息比特)的讹误量越大。当将在业务部分中第一次发射信息比特组时，将信息比特组编码成有一些特定冗余的代码字。
在本发明的一个特定实施例中，在第一业务部分中发射的编码比特表示LDPC编码的代码字。LDPC编码非常适合于混合的ARQ，其中当收到NAK时，发射校正码信息形式的额外冗余信息，而不是重新发射原先发射过的信息。
给定LDPC编码，如使用Tanner图形所表示的，可以通过在图形中引入附加的变量节点和约束节点来定义编码的扩展。实际上，编码的扩展包括原始代码字中的比特的奇偶校验。在Tanner图形中的特定实施例中，将额外的奇偶校验比特表示为额外的一度变量节点，每个均连接到一个单个的附加约束节点。通过在扩展的图形上执行报文传递的解码，来继续LDPC解码。可以用明确结构的形式来预定、或者用随机过程的形式(其产生适合一些同时可用于发射机和接收机的种子的扩展)含蓄地规定额外的奇偶校验，例如图形扩展。
依照本发明，响应于NAK而发射的递增的冗余比特，扩展(在第一业务部分中发射的)第一发射代码字的代码字，以形成给予与初始代码字相比增加的冗余、而有希望被成功解码的较大的代码字。在一个实施例中，通过执行原始信息比特或原始LDPC代码字的奇偶校验而形成的额外的奇偶校验比特包含递增的冗余比特。在本发明的另一实施例中，递增的比特包括在第一业务部分中发射的一些/全部信息比特和/或一些或全部奇偶校验比特，例如递增的比特所对应的第一发射的信息比特。
依照本发明的一个特征，当与同一信息比特相关的两个业务部分，例如第一和第二业务部分，均被NAK时，发射机可以在第三业务部分中发射递增的冗余比特，以便接收机可以结合这三个收到的业务部分来实现更好的解码性能。递增的冗余比特的结构与第二业务部分中的那些相似。上述过程可以重复多次例如N次，其中N为正整数，直到满足一些终止标准，例如实现解码成功。在一些实施例中，N大于3，例如4或5。
图5表示一个依照本发明的使用递增的冗余码，例如，递增的冗余LDPC码的例子。图5包括一个依照本发明实施的含有一个编码器504的发射机502。图5还包括一个依照本发明实施的含有一个解码器524的接收机522。发射机502可以用作图2的BS 200的发射机204，或者图3所示的WT 300的发射机304。接收机522可以用作BS 200的接收机202或者WT 300的接收机302。当将发射信息比特组506时，有编码器504的发射机502使用一个大的奇偶校验矩阵来生成包括大的奇偶校验比特组的编码比特508。编码比特508包括信息比特组510和冗余比特组512。冗余比特组512包括一个第一部分514、一个第二部分516、一个第三部分518以及一个第四部分519。在第一业务部分520中，发射信息比特510和奇偶校验比特的第一部分514。编码信息比特510和奇偶校验比特的第一部分514的组合形成了将发射的第一组编码信息。剩余的奇偶校验比特，第二到第四奇偶校验比特，形成一组将被保存并在NAK情况下使用的冗余信息。如果有解码器524的接收机522无法解码信息比特510并发送一个NAK 526，则发射机502在第二业务部分528中发送奇偶校验比特的第二部分516。接收机522在解码过程中使用这两个收到的部分520、528，以试图解码信息比特510。现在假定如同由接收设备522在对应于第二业务部分528的确认部分中发送另一NAK 530所表明的，接收机522仍然无法解码信息比特510。然后，发射机502在第三业务部分532中发射奇偶校验比特的第三部分518。接收机522应当使用一些或全部的收到的部分，例如部分520、528、532，以解码信息比特510。如果接收机522在某个时间成功地解码信息比特510，那么发射机可以丢弃未使用的奇偶校验比特。
在图5的例子中，接收设备522无法解码第一和第二业务部分520、528，并以NAK 526、530分别响应这些部分中的每一个。通过将在第一和第二业务部分(520、528)中接收的信息((510和514)、(516))与在第三业务部分532中接收的递增的信息，例如递增的LDPC信息518，相结合，接收设备522最终能够成功地解码接收的信息510。这引起接收设备522在对应于第三业务部分532的确认部分中发射一个ACK 534。响应于ACK 534，发射设备502被通知它不必发射额外的冗余信息，例如额外的冗余比特519，如额外的LDPC比特。
在上述例子中，当发射与同一信息比特510相关的多个业务部分520、528、532时，重新发射业务部分528、532包括额外的冗余，例如，奇偶校验比特516、518，而无需在第一业务部分520中发射原始信息510。
在本发明的另一实施例中，除了额外的冗余比特之外，重新发射业务部分还可以包括新的信息比特，例如并不对应于在先前的业务部分中发射的代码字的比特。这样，如果接收机能够正确地解码组合的第一次发射部分和重新发射部分，则接收机不仅有效地接收了包括在第一次发射部分，例如，第一业务部分中的信息比特，而且接收了增加在重新发射部分，例如，第二或第三业务部分中的新的信息比特。
现在将在一个典型实施例中描述依照本发明的递增的分配。本发明的一个特征针对一种能够使用递增的冗余编码(例如递增的冗余LDPC编码)的业务部分分配的方法。
首先考虑下行链路业务部分。在用于解释本发明的各个典型实施例中，对于每个下行链路业务部分，有一个对应的分配部分，其表示该下行链路业务部分的分配信息。预先决定并固定在下行链路业务部分和对应的分配部分之间的关联。
依照本发明，在一些实施例中，分配部分明确地表示对应的业务部分是否是第一次发射。
如果是第一次发射，分配部分应当包括像无线终端的标识符这类信息。
如果不是第一次发射，依照本发明，例如替代于无线终端的标识符，分配部分应当包括可以链接到与同一信息比特组相关的先前发射的业务部分的信息。这种信息在本描述中被称为“递增的分配”。给予递增的分配，那么业务部分的接收机可以将那些部分组合在一起，并有效地解码信息比特组。
依照本发明，在某个时段例如一个周期间隔中，唯一地索引每个业务部分。例如，图6表示在时间间隔T 616中的索引为1、2、...、N的N个业务部分，其中出于说明的目的在本例中N＝3。一般来说，N的值是一个比3大得多的数。图6是纵轴602上的频率，例如频率音调，相对于横轴604上的时间的示意图600。图6的例子表示每个业务部分占用相同的频率，但占用不同的时隙。图6表示业务部分N606，接着是业务部分1 608，接着是业务部分2 610，接着是业务部分N 612，接着是业务部分1 614。在N等于大于3的数的情况下，在时间间隔T 616中，将包括额外的部分。在时间窗口T 616之内的任意过去的业务部分可以通过部分索引来唯一地识别。因而时间间隔T 616被称为有效时间窗口。依照本发明的一个特征，无线终端300保存在有效时间窗口之内没能被解码的分配的业务部分。无线终端300还保存在有效时间窗口之内的过去的分配信息。将该信息保存在包括在无线终端300中的存储器内。
考虑一个表示与信息比特组相关的第n次发射的业务部分，其中n＞l。下面描述递增的分配的一些实施例。
在一个实施例中，递增的分配包括同一信息比特组的第一次业务部分的索引。在另一实施例中，递增的分配包括同一信息比特组的第(n-l)次部分发射的索引。
在另一实施例中，递增的分配包括一个索引差Δ(Δ＞0)。将当前业务部分的索引表示为I。例如，递增的分配可以表示给定同一信息比特组的第一次业务部分为(I-Δ)模N。在另一例子中，递增的分配表示给定同一信息比特组的第(n-1)个部分发射为(I-Δ)模N。
图7详述了图5的例子并表示依照本发明，用于在图5的例子中传递的信息比特组的三个业务部分的分配信息，例如分配部分。图7包括一种含有一个新/旧指示符比特702和WT ID/部分索引比特704的典型分配部分报文700。新/旧指示符比特702的指示符是一个1比特的指示符，其可用于传递对应的业务部分是第一次业务部分或者不是第一次业务部分。如果新/旧比特指示符是例如0，分配报文可以表示该分配是用于第一次业务部分，并且在WT ID/部分索引比特704中的信息表示被分配了对应业务部分的WT的标识符。如果新/旧比特指示符是例如1，分配报文可以表示该分配不是第一次业务部分，并且在WT ID/部分索引比特704中的信息表示第一次部分的索引。
图7进一步包括下行链路信道的示意图720，描绘了纵轴722上的频率例如频率音调相对于横轴724上的时间。示意图720分别包括三个下行链路分配部分724、726、728，以及三个业务信道部分730、732、734。图7还包括上行链路信道的示意图750，描绘了纵轴752上的频率例如频率音调相对于横轴754上的时间。示意图750包括三个分别对应于下行链路业务部分730、732、734的上行链路确认部分756、758、760。
将三个典型的发射间隔表示为第一发射间隔762、第二发射间隔764以及第三发射间隔766。在第一发射间隔762中，分配部分724传达新/旧指示符比特＝0 736，以表示对应的业务部分730是第一次业务部分。分配部分724还传达WT ID/部分索引比特738，以表示被分配给业务部分730的无线终端的标识符。基站在业务部分730发射包括信息比特和冗余比特的第一部分在内的信息。预定的WT无法成功地解码信息比特，并在对应的上行链路确认信道部分756上发射一个上行链路NAK信号。
在第二发射时间间隔764中，分配部分726传达新/旧指示符比特＝1 740，以表示对应的业务部分732不是第一次业务部分。分配部分726还传达表示第一次部分的索引的WT ID/部分索引信息742，例如表示业务部分732的索引的信息。基站在业务部分732发射包括冗余比特的第二部分的信息。预定的WT仍然无法成功地解码信息比特，并在对应的上行链路确认信道部分758上发射一个上行链路NAK信号。
在第三发射时间间隔766中，分配部分728传达新/旧指示符比特＝1 746，以表示对应的业务部分734不是第一次业务部分。分配部分728还传达表示第一次部分的索引的WT ID/部分索引信息748，例如表示业务部分734的索引的信息。基站在业务部分734发射包括冗余比特的第三部分的信息。预定的WT能够成功地解码信息比特，并在对应的上行链路确认信道部分760上发射一个上行链路ACK信号。
相同的递增的分配方法可用于使在上行链路业务部分中递增的冗余码能够使用。在上行链路的情况下，基站应当，并且在各个实施例中确实地，表示当基站准备接收一个新的信息比特组时，分配是用于第一次业务部分。在收到用于第一次部分的分配部分时，无线终端发射机应当启动一个新的信息比特组，并生成一个用于该新信息比特组的大的奇偶校验比特组。无线终端应当，并且确实，发射该信息比特组和奇偶校验比特的第一部分。如果基站接收机无法解码该信息比特组，则基站应当并且确实分配另一上行链路业务部分。所述分配包括表示业务部分不是用于第一次发射部分的信息。而且，所述分配包括递增的分配。依照本发明，在收到分配部分不是用于第一次部分时，无线终端发射机追溯保存在其存储器中的信息以检索对应的使用该递增的分配信息的信息比特组，然后发射奇偶校验比特的后续部分。
现在将描述依照本发明的多级否认和自适应资源分配。本发明进一步针对一种发送一个对应于业务部分的确认部分、以改善使用递增的冗余编码(例如，递增的冗余LDPC编码)的混合ARQ方案的性能的方法。
在上述方法中，接收机在信息比特组已被正确地解码时发送一个ACK，并且在需要更多冗余比特以解码信息比特组时发送一个NAK。在收到NAK时，发射机发送递增的冗余比特以增加接收机能够正确地解码信息比特组的可能性。
然而，当发射机只有来自接收机的NAK反馈时，发射机可能不知道需要多少递增的信息。传递的递增信息的有效量取决于发射了多少冗余比特以及每一比特消耗多少能量。有时，接收机可能需要大量递增的信息，而发射机只能发送较少量，这由于被要求实现成功发射的大量ARQ环而导致过度的延迟。在其它情况下，接收机可能需要少量递增的信息，例如几比特，而发射机发送大量冗余信息，浪费了系统资源。
依照本发明的一个特征，当接收机需要递增的信息时，它首先，例如以比特，估计它所需要以便正确地解码信息比特组的有效递增信息的量，然后发送一个多级NAK，其中NAK的每个级别代表需要有效递增信息的不同数量。从而，在这样的实施例中，除了NAK之外，接收机发射一个，例如由它的所需比特估计确定的，要提供的冗余信息量的指示符。在这样的实施例中，当接收机并不需要任何递增的冗余比特时，它发送一个ACK。上述表示所需或所希望的冗余信息量的方法适用于下行链路和上行链路业务部分这两者。包括在递增比特中的有效信息是“真实的”信息内容的衡量，其可能不同于发射的递增冗余比特的数量。
分配给业务部分的空中链路资源量(发射符号的数量、它们的功率和调制)决定了包括在该部分中的有效的递增比特的数量。例如，业务部分的发射功率，以及在一些系统中的频率带宽和时间量，随着该部分中所需的有效的递增冗余比特的数量而增加。这样，根据来自多级NAK的反馈信息，发射机能够自适应地决定包含在业务部分中的有效的递增冗余比特的数量，并相应地调节分配给业务部分的空中链路资源量。为了便于接收机的操作，递增的分配可以，并且在各个实施例中确实地，还包括表示包含在业务部分中的有效的递增比特数量的信息。依照本发明，包括在第k次部分发射中的比特数量可以不是，并且在各种情况下的确不是，对所有的k相同，其中k＞0。
图8继续图5中的例子，并表示依照本发明，3级NAK确认如何能够改善ARQ的性能。图8包括下行链路信道的示意图800，描绘了纵轴802上的频率例如频率音调相对于横轴804上的时间。示意图800分别包括两个分配部分806、808，以及两个对应的下行链路业务信道部分810、812。图8还包括上行链路信道的示意图850，描绘了纵轴852上的频率例如频率音调相对于横轴854上的时间。示意图850包括两个分别对应于下行链路业务部分810、812的上行链路确认部分856、858。
特别地，当将发射信息比特组时，发射机生成一个大的低密度奇偶校验代码字。在第一发射时间860中，基站在分配部分806中发射一个分配报文，其包括一个表示业务部分810是第一次业务部分的新/旧比特指示符816＝0。在分配部分806中的分配报文还包括含有一个被分配给下行链路业务部分810的WT的标识符的WT ID/部分索引比特818。在第一业务部分810中，发射信息比特和代码字的第一部分。现在假定接收机无法解码该信息比特，因而在确认部分856中发送一个2级NAK。在收到2级NAK时，发射机在分配部分808中发送一个分配报文。该分配报文包括一个表示对应的业务部分812不是第一次业务部分的新/旧比特指示符864＝1，以及一个含有表示第一次部分的索引的信息的WT ID/部分指示符比特866。然后，发射机在第二业务部分812中，以一个为了传输某个数量的有效信息比特的功率水平来同时发送奇偶校验比特的第二和第三部分。通过同时使用接收的部分810、812来解码所述信息比特，现在，接收机这次可能成功地解码所述信息比特，并在确认部分858中发送ACK。在本例中，与图7所示的例子相比，多级NAK机制有助于减少所需的ARQ环。
图9是用于在本发明的一个典型实施例中表示ack/多级nak代码字的相位的图示900。图9包括用于一个ACK 902、用于一个1级NAK904、用于一个2级NAK 906以及用于一个3级NAK 908的相位说明。如图9所示，用于确认部分中的代码字是如此以至在ACK 902和多级NAK 904、906、908中任意一个之间的Euclidean距离比在多级NAK904、906、908中任意两个之间的距离大得多。
在本发明的另一实施例中，NAK级别的数量是无限的。图10是用于表示ack/无限级别NAK的相位的图示1000。图10包括一个ACK1002的相位说明，一个典型NAK 1004的相位说明，以及连续间隔的NAK相位1006。图10还包括对应于连续间隔的NAK相位1006的连续整数间隔的被请求比特1050，用于被请求比特的最小值1052以及用于被请求比特的最大值1054。图10表示接收的符号或代码字的相位，其是从x 1008到y 1010的连续变量，其能被映射到所需额外信息比特的数量的连续整数间隔。图10表示如箭头1060所示的，映射到被请求比特的特定数量1056的典型NAK 1004。
图11，其包括图11A到11D的组合，是一种依照本发明的自动重复请求(ARQ)的典型方法的流程图1100。操作从起始节点1102前进到步骤1104。在步骤1104中，初始化第一设备，例如移动节点，以及第二设备，例如基站(BS)。操作从步骤1104前进到步骤1108。在步骤1108中，由基站处理将发射的信息，例如文本、语音或其它数字数据1106。在步骤1108中，基站中的编码器编码信息1106，所述编码生成第一组编码信息和第一组冗余信息。第一组编码信息可以包括，例如如编码处理的一部分生成的编码信息比特组510和纠错比特的第一部分514。第一组冗余信息可以包括如在信息1106上执行的编码的一部分生成的剩余冗余比特516、518、519。在步骤1110中，基站保存第一组冗余信息。操作从步骤1110前进到步骤1112。在步骤1112中，BS选择一个业务信道隙，并从而选择一个对应于所选择隙的业务信道部分，以用于发射第一组编码信息。在步骤1114中，BS生成一个表示所选择的业务信道隙的分配的业务信道分配报文，所述分配报文包括一个MN标识符和一个表示将在业务信道隙中向所述MN发射的编码信息并不对应于先前发射过的信号的指示符。接着，在步骤1116中，在分配信道隙，例如，对应于用来发射分配报文的分配隙的业务信道隙中，BS发射生成的分配报文。接着，在步骤1118中，MN接收分配报文。然后在步骤1120中，BS在一个发射于所分配的业务信道隙中的信号中发射第一组编码信息。操作从步骤1120前进到步骤1122。在步骤1122中，MN接收包括第一组编码信息的信号。操作从步骤1122经由连接节点A 1124前进到步骤1126。在步骤1126中，MN对包括第一组编码信息的接收的信号执行解码操作。作为步骤1126的解码操作的一部分，执行子步骤1128。在子步骤1128中，MN保存解码统计，例如，检测出的无法校正的错误的计数、解码结果可靠性信息和/或软标准。操作从步骤1126前进到步骤1130。在步骤1130中，MN判断是否成功地解码了编码信息。这可通过将一个或多个解码统计与一个表示成功解码的阈值水平相比较来完成。该阈值水平可以是，例如，在解码处理的结果中的无法校正的错误的零计数。
如果在步骤1130中判断成功地解码了编码信息，那么操作前进到步骤1132。在步骤1132中，MN向BS发射一个ACK信号。操作从步骤1132经由连接节点B 1134前进到步骤1108，其中BS处理将发射的额外信息。
如果在步骤1130中判断并未成功地解码编码信息，则操作前进到步骤1136。在步骤1136中，MN，例如从表示解码信息质量的解码统计像误码统计(例如，检测出的无法校正的错误的计数)和/或可靠性统计中，判断解码成功的水平。操作从步骤1136前进到步骤1138。在步骤1138中，MN生成一个NAK信号，所述生成包括从多个可能的NAK信号值中根据解码成功的判断水平来选择一个NAK信号值。然后在步骤1140中，MN发射生成的NAK信号。接着，在步骤1142中，BS接收NAK信号。操作从步骤1142前进到步骤1144。在步骤1144中，BS根据接收的NAK信号值来从保存的第一组冗余信息中确定冗余信息量，以发射到MN。比起在NAK值表示高水平的解码成功(例如很少误码时)所选择发射的相比，当NAK值表示低水平的解码成功(例如解码结果中的大量误码时)选择发射更多信息。操作从步骤1144经由连接节点C 1146前进到步骤1148。
在步骤1148中，BS判断冗余信息的确定量是否小于业务部分的容量。如果BS判断冗余信息的确定量小于业务部分的容量，则操作前进到步骤1150，否则操作前进到连接节点D 1152。
在步骤1150中，BS判断在业务部分中是否有足够的空闲容量以传送第二组编码信息的一部分。如果在步骤1150中，BS判断在业务部分中有足够的容量以传送第二组编码信息的一部分，则操作前进到步骤1156，否则操作前进到连接节点D 1152。
在步骤1156中，BS处理将发射的额外信息，例如文本、语音或其它数字数据1154。在步骤1156中，BS对额外信息1154进行编码，所述编码生成第二组编码信息和第二组冗余信息。操作从步骤1156前进到步骤1158。在步骤1158中，BS保存第二组冗余信息。操作从步骤1158前进到步骤1160。在步骤1160中，BS选择第二组编码信息的一部分以与从保存的第一组冗余信息中获得的选择的冗余信息一起发射。然后，操作前进到连接节点D 1152。
操作从连接节点D 1152前进到步骤1162。在步骤1162中，BS选择一个业务信道隙以发射所述选择的冗余信息组。接着在步骤1164中，BS生成一个表示所述选择的业务信道隙的分配的业务信道分配报文，所述分配报文包括一个表示将在分配的业务信道隙中发射冗余信息的指示符，识别冗余信息所对应的先前信号的信息，以及如果新的编码信息将与冗余信息一起发射，则一个新的编码信息指示符。识别先前信号的信息可以是，例如与先前信号相关的业务隙或分配隙标识符和/或与先前信号相关的移动节点标识符。然后在步骤1166中，BS在分配信道隙中发射生成的业务分配报文。接着在步骤1168中，MN接收在步骤1166中发射的分配报文。操作从步骤1168前进到步骤1170。在步骤1170中，假定在分配的隙中有可用空间，BS发射对应于第一组编码信息的选择的冗余信息组，以及对应于第二信息组的新的编码信息。然后在步骤1172中，MN接收包括冗余信息的信号。操作从步骤1172前进到步骤1174。在步骤1174中，MN根据接收的分配报文确定所述冗余信息所对应的先前接收的信号。操作从步骤1174前进到步骤1176。在步骤1176中，MN使用接收的冗余信息和从冗余信息所对应的先前接收的信号中获得的信息，执行额外的解码操作。
操作从步骤1176经由连接节点E 1178前进到步骤1130，其中MN判断是否成功地解码了编码信息。操作按照先前讨论的从步骤1176继续，例如，使用重复的NAK并发射额外的冗余信息，直到实现第一组编码信息的成功解码。
图12是依照本发明在上行链路信息发射的环境下，使用多级NAK的另一例子。在图12的例子中，除了如图8的例子所述的下行链路业务信道部分之外，基站还负责分配上行链路业务信道部分。图12包括下行链路信道的示意图1200，描绘了纵轴1202上的频率例如频率音调相对于横轴1204上的时间。示意图1200包括两个上行链路分配部分1206、1208和两个用来传递关于在上行链路上发送的信号的信息的确认部分1210、1212。图12还包括上行链路信道的示意图1250，描绘了纵轴1252上的频率例如频率音调相对于横轴1254上的时间。示意图1250包括两个上行链路业务信道部分1256、1258。分配部分1206对应于上行链路业务部分1256；上行链路业务部分1256对应于确认部分1210。分配部分1208对应于上行链路业务部分1258；上行链路业务部分1258对应于确认部分1212。
特别地，当将发射信息比特组时，WT中的发射机生成一个大的低密度奇偶校验代码字。在第一发射时间1260中，基站在分配部分1206中发射一个分配报文，其包括一个表示分配的上行链路业务部分1256是第一次业务部分的新/旧比特指示符1216＝0。在分配部分1206中的分配报文还包括含有一个被分配给上行链路业务部分1256的WT的标识符的WT ID/部分索引比特1218。在第一上行链路业务部分1256中，由WT向BS发射包括一组编码信息的信息比特和所述代码字的第一部分。现在假定在BS中的接收机无法解码该信息比特，因而在确认部分1210中发送一个2级NAK。BS中的发射机在分配部分1208中向WT发送一个上行链路分配报文。该分配报文包括一个表示对应的业务部分1258不是第一次业务部分的新/旧比特指示符1264＝1，以及一个含有表示第一次部分的索引的信息的WT ID/部分指示符比特1266。WT在确认信道部分1210中接收2级NAK，并在分配部分1208中接收分配。然后，WT的发射机响应于NAK，在第二上行链路业务部分1258中以一个为了传输某个数量的有效信息比特的功率水平，来发送选择的冗余信息，即同时发送保存的奇偶校验比特组的第二和第三部分。BS接收上行链路业务信道部分1258。BS同时使用来自接收的部分1256、1258的信息，以解码所述信息比特。响应于确定解码操作成功，BS的接收机在确认部分1212中发送一个ACK。在本例中，与图7所示的例子相比，多级NAK机制有助于减少所需的ARQ环。
应当注意对应于分配部分的业务信道部分常常在时间上在分配部分之后。然而，分配和对应的业务信道部分有可能部分或完全地重叠，这导致在分配部分和对应的业务部分中同时发射，其中不同的频率用于不同的部分。
尽管在OFDM系统的环境下进行了描述，但本发明的ARQ方法和装置，以及在此描述的新颖的确认方法，适用于广泛的通信系统，包括许多非OFDM和/或非蜂窝式的系统。此外，尽管在典型无线通信系统的环境下进行了描述，但应当理解本发明的方法和装置可用于其它不包括无线通信链路但需要减少或最小化重新发射在发射和接收设备之间的通信期间丢失的数据的需求的应用中。例如，本发明的方法可以与光纤通信、基于网络的导线及其它发生信息发射的通信系统一起使用。
在不同的实施例中，使用一个或多个模块来实施在此描述的节点，以执行对应于本发明的一个或多个方法的步骤，例如信号处理、报文生成和/或发射步骤。这样，在一些实施例中，本发明的各个特性是使用模块来实施的。这种模块可以使用软件、硬件或者软件和硬件的组合来实施。上文描述的方法或方法步骤中的许多可以使用机器可执行指令，例如，包括在机器可读介质例如存储设备如RAM、软盘等之内的软件来实施，以控制机器，例如有或者没有额外硬件的通用计算机，从而，例如在一个或多个节点中，实施全部或一部分上文描述的方法。因此，其中需要说明的一点是，本发明针对一种包括机器可执行指令以引起机器，例如处理器及相关硬件，执行一个或多个上文所述方法的步骤的机器可读介质。
对于那些熟悉技术的人来说，鉴于本发明的上述描述，上文描述的本发明的方法和装置的许多额外的变化将是显而易见的。这种变化将被认为包括在本发明的范畴之内。本发明的方法和装置可以，并且在不同的实施例中是，与CDMA、正交频分复用(OFDM)或各种其它类型的可用于提供接入节点和移动节点之间的无线通信链路的通信技术一起使用。在一些实施例中，将接入节点作为使用OFDM和/或CDMA与移动节点建立通信链路的基站来实施。在不同的实施例中，将移动节点作为笔记本电脑、个人数字助理(PDA)或其它便携式设备包括接收机/发射机电路和逻辑和/或例行程序来实施，以实现本发明的方法。
权利要求
1.一种通信方法，该方法包括操作一个第一通信设备以i)对一个包括编码信号信息的第一信号执行解码操作；ii)判断是否成功地解码了包括在所述第一信号中的编码信号信息；以及iii)当确定并未成功地解码所述编码信息时，生成一个具有多个可能的NAK信号值之一的第一NAK信号，所述多个可能的NAK信号值的每个都对应于解码成功的一个不同水平。
2.权利要求1的方法，其中所述解码操作产生解码信息，所述生成一个第一NAK信号的步骤包括根据解码信息的质量，选择所述第一NAK信号值。
3.权利要求2的方法，进一步包括当确定成功地解码了所述编码信息时，生成一个具有ACK信号值的ACK信号；以及其中在多个NAK信号值中的每个NAK信号值与所述多个NAK信号值中的任意其它一个之间的差异，小于所述多个NAK信号值的任意一个与所述ACK信号值之间的差异的最小值。
4.权利要求3的方法，其中所述NAK和ACK信号是复数信号，并且其中所述NAK信号值和所述ACK信号值是相位值。
5.权利要求1的方法，其中操作所述第一设备以执行解码操作包括确定解码所述编码信息生成的解码信息的质量；其中操作所述第一设备生成一个第一NAK信号包括操作所述第一设备以根据解码信息的所述被确定的质量，选择所述第一NAK信号值；以及其中操作所述第一设备进一步包括操作所述第一设备来发射所生成的第一NAK信号。
6.权利要求5的方法，其中确定解码信息的质量包括保存表示解码信息的可靠性的解码统计，所述解码统计表示解码信息的质量。
7.权利要求6的方法，其中所述保存的解码统计包括解码信息中检测出的错误数量的计数。
8.权利要求5的方法，进一步包括操作所述第一设备发射所述第一NAK信号；以及操作一个第二设备以i)接收所述第一NAK信号；以及ii)从所述第一NAK信号值中，确定一个冗余信息量以发射到所述第一设备，其中对至少两个不同的NAK信号值确定不同的冗余信息量。
9.权利要求5的方法，进一步包括操作所述第一设备以发射生成的第一NAK信号；接收包括对应于所述第一接收的编码信号的冗余信息的一个第二信号；使用所述冗余信息和从所述第一接收的信号中获得的信息，执行额外的解码操作；以及确定额外的解码操作是否成功地解码了包含在第一信号中的所述编码信号信息。
10.权利要求9的方法，其中所述操作第一设备执行额外的解码操作的步骤包括从一个第二设备接收一个业务信道分配报文；以及从包含在所述业务信道分配报文中的信息中，识别所述第二信号所对应的第一信号。
11.权利要求10的方法，其中所述第一设备是一个移动节点，并且所述第二设备是一个基站；以及其中包括在所述业务信道分配报文中用来识别第一信号的信息是用来发射所述第一信号的业务部分的索引。
12.权利要求10的方法，其中所述第一设备是一个移动节点，并且所述第二设备是一个基站；以及其中包括在所述业务信道分配报文中用来识别第一信号的信息是一个业务信道索引差，用于表示在与该分配报文相关的业务信道部分的索引和用来发射所述第一信号的业务信道部分的索引之间的差。
13.权利要求9的方法，其中所述第一设备是一个基站并且所述第二设备是一个移动节点，所述方法进一步包括操作第一设备向第二设备发射一个上行链路信道分配报文；操作第二设备从包括在上行链路信道分配报文中的信息中识别第一信号，为该信号将在通过所述信道分配报文分配的上行链路信道部分中发射冗余信息；以及操作第二设备发射包括冗余信息的所述第二信号。
14.权利要求13的方法，其中包括在所述上行链路信道分配报文中用来识别第一信号的信息是用来发射第一信号的上行链路业务部分的索引。
15.权利要求13的方法，其中包括在所述业务信道分配报文中用来识别第一信号的信息是一个上行链路业务信道索引差，用于表示在与该分配报文相关的上行链路业务信道部分的索引和用来发射第一信号的上行链路业务信道部分的索引之间的差。
16.权利要求9的方法，其中所述第二信号除了所述冗余信息之外，还包括新的编码信息，所述方法进一步包括操作所述第一设备来解码所述新的编码信息。
17.权利要求9的方法，进一步包括操作第一设备以确定通过所述额外的解码操作，是否成功地解码了包括在第一信号中的编码信号信息；以及当确定通过所述额外的解码操作，并未正确地解码所述编码信息时，操作第一设备生成一个具有所述多个可能的NAK信号值之一的第二NAK信号，所述多个可能的NAK信号值的每一个对应于解码成功的一个不同水平，操作第一设备生成一个第二NAK信号包括根据通过所述额外的解码操作生成的解码信息的质量，来选择一个第二NAK信号值。
18.权利要求1的方法，进一步包括操作一个第二通信设备以i)对将发射的信息执行编码操作，以产生第一组编码信息和一组冗余信息；以及ii)在所述第一信号中发射所述第一组编码信息。
19.权利要求18的方法，其中操作所述第二通信设备进一步包括操作所述第二通信设备以在用来分配用于发射所述第一信号的业务信道部分的一个业务信道分配报文中，发射一个表示所述第一信号并不对应于先前发射过的信号的指示符。
20.权利要求18的方法，其中操作所述第二通信设备进一步包括操作所述第二通信设备以从所述第一设备接收一个NAK信号，所述NAK信号对应于所述第一信号；以及根据接收的NAK信号值，确定向所述第一设备发射冗余信息组的什么部分。
21.权利要求20的方法，其中操作所述第二通信设备以确定向所述第一设备发射冗余信息组的什么部分包括根据接收的NAK信号值，选择冗余信息组的所述部分的规格，当NAK信号值表示第一级解码成功时，比起表示有比所述第一级解码成功更多解码成功的第二级解码成功的NAK信号值，选择较大的规格部分。
22.权利要求20的方法，进一步包括操作第二通信设备以在一个第二信息信号中，向所述第一设备发射冗余信息组的上述确定的部分。
23.权利要求22的方法，进一步包括操作所述第二通信设备以发射一个用于分配用来发射所述第二信息信号的信道部分的分配报文，所述分配报文包括表示包含在第二信息信号中的冗余信息所对应的先前发射的第一信号的信息，在所述第二信息信号之前发射所述分配报文。
24.权利要求22的方法，进一步包括操作第二通信设备以对将发射的额外信息执行第二编码操作，以产生第二组编码信息和第二组冗余信息；以及其中操作所述第二通信设备发射第二信息信号包括，操作第二通信设备在所述第二信息信号中包括所述第二组编码信息的一部分。
25.权利要求18的方法，其中所述编码操作是低密度奇偶校验编码操作。
26.一种通信设备，其包括用于对一个包括编码信号信息的第一信号执行解码操作的装置；用于判断是否成功地解码了包括在所述第一信号中的编码信号信息的装置；以及用于当确定并未成功地解码所述编码信息时，生成一个具有多个可能的NAK信号值之一的第一NAK信号的装置，其中所述多个可能的NAK信号值的每一个对应于解码信号成功的一个不同水平。
27.一个权利要求26的设备，其中所述用于执行解码操作的装置产生解码信息；以及其中所述用于生成一个第一NAK信号的装置根据解码信息的质量，来选择所述第一NAK信号值。
28.一个权利要求27的通信设备，进一步包括一个发射机，其被连接到所述用于生成一个第一NAK信号的装置，以发射所述生成的第一NAK信号；一个接收机，用于接收一个包括对应于所述第一接收的编码信号的冗余信息的第二信号；以及其中所述用于执行解码操作的装置包括，用于使用所述冗余信息和从所述第一接收的信号中获得的信息来执行额外的解码操作的装置。
29.一个权利要求28的通信设备，进一步包括用于判断所述额外的解码操作是否成功地解码了包含在所述第一信号中的编码信号信息的装置；以及用于当确定所述额外的解码操作并未正确地解码所述编码信息时，通过根据由所述额外的解码操作生成的解码信息的质量，选择一个第二NAK信号值，来生成一个第二NAK信号的装置，其中所述第二NAK信号具有所述多个可能的NAK信号值之一。
30.一种操作一个通信设备的方法，其包括使用一个编码器，对将发射的信息进行编码，以产生第一组编码信息和一组冗余信息；在一个第一信号中发射所述第一组编码信息；从所述第一信号被发射到的一个设备接收一个NAK信号；以及根据接收的NAK信号值来选择所述冗余信息组的一部分以向所述第一设备发射，使得其中对至少两个不同的可能的NAK信号值选择不同的冗余信息量。
31.权利要求30的方法，进一步包括在用来分配一个用于发射所述第一信号的通信信道部分的第一分配信号中，包括一个表示所述第一信号不对应于先前发射过的信号的指示符；以及在发射所述第一信号之前或同时，发射所述第一分配信号。
32.权利要求30的方法，其中选择将发射的冗余信息组的一部分包括，当NAK信号值表示第一级接收的编码信号质量时，比起当NAK信号值表示好于所述第一级接收的编码信号质量的第二级接收的编码信号质量时，选择冗余信息的较大规格的部分。
33.权利要求32的方法，进一步包括发射一个表示用于发射所述冗余信息组的被选择部分的信道部分的分配的第二分配信号，所述第二分配信号包括识别用于发射所述第一信号的信道部分的信息；以及在一个第二信息信号中，向所述第一设备发射冗余信息组的所述被选择的部分。
34.权利要求33的方法，进一步包括对将发射的额外信息执行第二编码操作，以产生第二组编码信息和第二组冗余信息；以及其中发射一个第二信息信号包括在所述第二信息信号中包括所述第二组编码信息的一部分。
35.权利要求30的方法，其中所述编码操作是低密度奇偶校验编码操作。
36.一种通信设备，其包括一个编码器，用于对将发射的信息进行编码，以产生第一组编码信息和一组冗余信息；一个发射机，用于在第一信号中发射所述第一组编码信息；一个接收机，用于从所述第一信号被发射到的一个设备接收NAK信号；以及用于根据接收的NAK信号值来选择冗余信息组的一部分以向所述第一设备发射的装置，其中使得对至少两个不同的可能的NAK信号值选择不同的冗余信息量。
37.一个权利要求36的设备，进一步包括用于生成一个用来分配用于发射所述第一信号的通信信道部分的分配信号的装置，其中所述分配信号包括一个表示所述第一信号不对应于先前发射过的信号的指示符；以及用于在发射所述第一信号之前，控制发射所述第一分配信号的装置。
38.权利要求36的方法，其中所述用于选择将发射的冗余信息组的一部分的装置，当NAK信号值表示第一级接收的编码信号质量时选择第一规格的部分，与由所述用于选择的装置在NAK信号值表示好于所述第一级接收的编码信号质量的第二级接收的编码信号质量时选择的第二规格的部分相比，所述第一规格的部分是冗余信息的较大规格的部分。
全文摘要
不同的NAK信号用于表示关于解码接收的信号的失败尝试的不同的相对成功水平。ACK信号用于解码成功的情况。生成并发射原始的编码信号的设备接收NAK信号，并根据NAK信号值来选择将发射的冗余信息，例如附加纠错比特的一部分。如果NAK信号表示在解码信号中有相对大量误码的低水平的解码成功，则选择并发射大的冗余信息组。如果NAK信号表示相对成功的解码，例如相对较少的误码，则选择并发射小的冗余信息组。其中在发射小的冗余信息组的情况下，可以与冗余信息一起发射新的信息。
文档编号H04L1/16GK1853380SQ200480010400
公开日2006年10月25日 申请日期2004年2月18日 优先权日2003年2月19日
发明者拉吉弗·拉罗拉, 汤姆·理查德森, 厉隽怿 申请人:高通弗拉里奥恩技术公司