在正交频分多址无线接入系统中支持混合自动请求重发的制作方法

专利名称：在正交频分多址无线接入系统中支持混合自动请求重发的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种正交频分多址(OFDMA)无线接入系统，更具体地说，本发明涉及在OFDMA无线接入系统中支持混合自动请求重发(HARQ)。尽管本发明适合非常大范围的应用，但是其尤其适合，当在支持HARQ的OFDMA无线接入系统中采用多天线系统时，如果通过多个天线经由相同的上行链路或者下行链路数据短脉冲串发送信号，则尽管不存在发送错误，也可以减少重发产生的开销。
背景技术：
通常，自动请求重发(ARQ)是在收到发射端发送的数据后，接收端通知发射端的响应消息。ARQ将是否正确收到该数据通知发射端。此外，可以将ARQ划分为三种系统，分别如图1A至1C所示。
图1A示出“停等式(stop-and-wait)”ARQ系统，在该“停等式”ARQ系统中，发送了数据之后，发射端等待，以接收ACK或者NACK消息。然后，发射端发送新数据，或者重发先前数据。
图1B示出“退N步(go-back-N)”ARQ系统，在该“退N步”ARQ系统中，发射端连续发送数据，而不考虑来自接收端的响应。收到NACK信号后，发射端从相应部分开始重发数据。
图1C示出“选择性重复式(selective-repeat)”ARQ系统，在该“选择性重复式”ARQ系统中，发射端连续发送数据，而不考虑来自接收端的响应。收到NACK信号后，该发射端仅重发对应于收到的NACK信号的数据。
为了解决由于因为在分组发送通信系统中要求数据速率超过2Mbps、10Mbps或者更高，所以选择较高编码速率(Rc＝5/6，3/4)、高阶调制(模＝16-QAM，64-QAM)等，而在信道上发生较大误差时出现的问题，提出了混合ARQ(HARQ)。
将发送中的错误的数据存储在缓冲器中，以通过与HARQ系统中的重发的信息组合在一起，而对其进行前向纠错(FEC)。相反，在ARQ系统中，丢弃发送中的错误数据。HARQ系统是一种通过将FEC和ARQ组合在一起产生的系统的类型。此外，HARQ主要被分类为下面4个系统。
在第一系统，即，图2所示的I型HARQ系统中，始终将数据附加到检错码上，以优先检测FEC(前向纠错)。如果分组中仍存在错误，则请求重发。丢弃错误分组，然后，与相同FEC码一起使用重发分组。
在第二系统，即，图3所示被称为IR ARQ(递增冗余ARQ)的II型HARQ系统中，不丢弃错误分组，而将它存储在缓冲器中，从而与重发冗余位组合在一起。在重发过程中，仅重发数据位之外的奇偶校验位。在每次重发时，重发的奇偶校验位被改变。
在第三系统，即，图4所示的、作为II型HARQ系统的特例的III型HARQ系统中，每个分组是可自解码的。该分组配置有错误的部分和待重发的数据。与II型HARQ系统相比，该系统可以更精确地解码，但是在编码增益方面存在缺陷。
在第四系统，即，图5所示的“软组合I型”HARQ系统中，对I型HARQ系统添加发射端首先与重发数据一起接收并存储数据的功能。“软组合I型”HARQ系统被称为量度组合或者跟踪(chase)组合系统。在信号与干扰噪声比(SINR)方面，该系统具有优点，而且该系统始终使用重发数据的相同奇偶校验位。
最近，为了研究和开发适合通过有线/无线信道进行高速数据发送的OFDM(正交频分复用)或者OFDMA(正交频分多址)，付出了很大努力。在OFDM中，利用互相正交的多个载波，提高了频率利用率。在发送/接收过程中，调制/解调多个载波与执行IDFT(离散傅立叶逆变换)/DFT(离散傅里叶变换)的结果相同，而且利用IFFT(快速傅立叶逆变换)/FFT(快速傅里叶变换)，可以以高速执行调制/解调多个载波的过程。
OFDM的原理是，通过将高速数据流划分为多个低速数据流，然后，通过利用多个副载波同时发送多个低速数据流，以增大码元时长的方式，利用多径延迟扩展，减小时间域内的相对扩散。此外，OFDM发送数据使用传输码元为单位。
由于可以利用DFT(离散傅里叶变换)集中地执行OFDM中的调制/解调，所以无需对每个单独的副载波设计调制器/解调器。
图6示出正交频分复用(OFDM)调制器/解调器的配置。参考图6，串行输入的数据流被变换为总数为副载波数量的并行数据流。对每个并行数据流分别执行离散傅立叶逆变换(IDFT)。为了快速的数据处理，采用IFFT(快速傅立叶逆变换)。然后，再将傅立叶逆变换的数据转换为串行数据，以通过频率变换发送。接收端接收相应的信号，以利用相反过程进行解调。
在移动通信系统中，资源包括频道，即，频带。多址联接是为了有效使用而对各用户分配有限频带的方法。双工是在双向通信中，区别上行链路(UL)连接和下行链路(DL)连接的连接方法。无线多址联接和多路复用系统是进行无线发送以有效使用有限频率资源的基本平台技术，而且其取决于分配的频带、用户数量、数据速率、迁移率、小区结构、无线环境等。
OFDM(正交频分复用)是一种采用许多载波的MCM(多载波发送/调制)，其使输入数据并行化为所使用的载波数量，以发送在相应载波上负载的数据的系统。OFDM是满足第四代移动通信基础设施的要求的无线发送技术的强有力候选对象，根据用户的多址联接系统，可以将其划分为OFDM频分多址(OFDM-FDMA)、OFDM时分多址(OFDM-TDMA)以及OFDM码分多址(OFDM-CDMA)。OFDM-FDMA、OFDM-TDMA和OFDM-CDMA系统具有优点和缺点。此外，存在对该缺点进行补偿的方案。
OFDM-FDMA(OFDMA)适于第四代宏蜂窝/微蜂窝基础设施，它没有小区间干扰、频率再用效率高而且具有良好的自适应调制和颗粒度。通过利用扩散跳频、多个天线、强有力的编码等补偿该OFDM-FDMA的缺点，可以提高分集，因此，可以减小小区间干扰的影响。通过根据每个用户请求的数据速率不同地分配副载波数量，OFDMA可以有效分配资源。此外，OFDMA还可以提高发送效率，因为它不需要像OFDM-TDMA那样，在接收数据之前，要求每个用户利用前置码进行初始化。特别是，OFDMA适合使用大量副载波的情况(例如，FFT数量大的情况)，它有效应用于具有较大的小区面积的无线通信系统。此外，在通过克服无线信道中存在深度衰落的副载波的情况中，或者克服存在另一用户引起的副载波干扰的情况中，提高频率分集效果并实现中等干扰结果的情况下，采用跳频OFDMA系统。图6示出OFDMA系统，在该OFDMA系统中，分配的格栅(grid)根据时隙在频域内执行跳频。
图7是根据现有技术的OFDMA无线通信系统中的数据帧的结构图。参考图7，水平轴是以码元为单位表示的时间轴，而垂直轴是以子信道为单位表示的频率轴。子信道指一束多个副载波。特别是，在OFDMA物理层，将有效载波划分为组，以便将它们分别发送到不同接收端。因此，发送到一个接收端的一组副载波被称为子信道。在这种情况下，配置该子信道的载波可以彼此相邻，也可以互相均匀地分开。
如图7所示，利用二维空间的数据区定义对每个用户分配的时间片，该数据区是利用短脉冲串分配的一组连续子信道。在OFDMA中，如图7所示，可以利用时间和子信道坐标确定的矩形表示一个数据区。可以对特定用户的上行链路分配这种数据区。此外，基站可以将这种数据区发送到下行链路中的特定用户。
在现有技术的OFDM/OFDMA无线通信系统中，如果存在要发送到移动用户站(MSS)的数据，则基站(BS)分配通过DL-MAP(下行链路MAP)发送的数据区。通过分配的区域，移动用户站接收数据(图7所示的DL短脉冲串#1至#5)。
在图7中，下行链路子帧以用于实现同步并使物理层均衡的前置码开始，而且利用用于确定地址和分别对上行链路和下行链路分配的短脉冲串的使用的广播格式的下行链路MAP(DL-MAP)和上行链路MAP(UL-MAP)消息来定义整个帧的结构。
DL-MAP消息定义在短脉冲串模式的物理层中对下行链路间隔分配的每个短脉冲串的使用，而UL-MAP消息确定对上行链路间隔分配的短脉冲串的使用。在配置DL-MAP消息的信息元(IE)时，在用户端，利用DIUC(下行链路间隔使用代码)和该短脉冲串的位置信息(例如，子信道偏移、码元偏移、子信道数、码元数)识别下行链路业务间隔。同时，在配置UL-MAP消息的信息元上，利用每个CID(连接ID)的UIUC(上行链路间隔使用代码)确定其使用，而利用“时长”调节相应间隔的位置。在这种情况下，根据UL-MAP使用的UIUC的值，确定每个间隔的使用。每个间隔以离开先前IE开始点某个距离的点开始，其中该距离的长度为UL-MAP IE调节的“时长”。
DCD(下行链路信道描述符)消息和UCD(上行链路信道描述符)消息包括调制类型、FEC代码类型等，作为要应用于分别对下行链路和上行链路分配的短脉冲串间隔的物理层相关参数。此外，提供基于各种前向纠错代码类型的必要参数(例如，R-S码的K、R等)。利用分别对UCD和DCD内的UIUC(上行链路间隔使用代码)和DIUC(下行链路间隔使用代码)设置的短脉冲串分布，求得这些参数。
在OFDMA通信系统中，根据是否支持HARQ系统，可以将短脉冲串分配方法分类为通用MAP方法和HARQ方法。
下行链路中的通用MAP的短脉冲串分配方法教导了矩形，如图7所示，其配置了时间轴和频率轴。即，该短脉冲串分配方法教导开始码元数(码元偏移)、开始子信道数(子信道偏移)、使用的码元数量(OFDMA码元数量)以及使用的子信道数量(子信道数量)。由于在上行链路采用对码元轴顺序分配短脉冲串的方法，所以通过仅告知使用的码元数量，可以分配上行链路短脉冲串。
图8是根据HARQ MAP的数据帧的示意图。参考图8，在HARQMAP中，在上行链路和下行链路均采用沿子信道(副载波)轴顺序分配短脉冲串的方法，这与通用MAP方法不同。在HARQ MAP中，仅通知短脉冲串的长度。在该方法中，如图8所示，顺序分配短脉冲串。短脉冲串的开始位置对应于先前短脉冲串的结束位置，而且占用等于从该开始点开始的分配长度的无线资源。下面解释的方法涉及以累加方式沿频率轴分配短脉冲串的方法。沿时间轴分配短脉冲串的方法遵从相同的原理。
在HARQ MAP中，可以将MAP消息划分为多个MAP消息(例如，HARQ MAP#1、HARQ MAP#2、...、HARQ MAP#N)，以使得每个划分的MAP消息均具有随机短脉冲串的信息。例如，MAP消息#1可以包括短脉冲串#1的信息，MAP消息#2可以包括短脉冲串#2的信息，而MAP消息#3可以包括短脉冲串#3至#5的信息。
如上所述，OFDMA系统利用HARQ MAP支持HARQ。由于HARQMAP指针IE被包括在DL-MAP中，所以存在于HARQ MAP中，如果要通知HARQ MAP的位置，就沿下行链路子信道轴顺序分配短脉冲串的方法。短脉冲串的开始位置对应于先前短脉冲串的结束位置，而且占用等于从该开始位置开始的分配长度的无线资源，这同样可以应用于上行链路。
在HARQ MAP中，应该通知控制信息。表1示出表示该控制信息的HARQ控制IE的数据格式。


该控制信息包括AI_SN、SPID、SCID等。如果通过相同的ARQ信道成功传输了短脉冲串，为了表示发送的短脉冲串是新短脉冲串，或对应于重发的先前短脉冲串，该AI_SN是在“0”和“1”之间切换的值。为了进行HARQ发送，对设置在每个短脉冲串内的数据位保留4种冗余位。SPID是在每次重发期间用于选择不同冗余位的值。SCID是HARQ信道ID。
利用表示是否成功收到发送的数据短脉冲串的ACK/NACK信号，通知上行链路的ACK信号区。如果移动用户站在第一帧收到短脉冲串，则将ACK/NACK信号发送到第(1+j)帧的上行链路的ACK信号区。利用UCD发送“j”的值。在分配ACK信号区的过程中，有一种方法对每个HARQ消息的上行链路分配ACK信号区。存在另一种方法，在该方法中，帧的多个HARQ MAP消息的至少两个HARQ MAP消息使用一个ACK信号区。
下面详细说明其中通过判定帧的HARQ ACK区为1，而顺序通知利用HARQ MAP消息表示的短脉冲串的ACK/NACK信号的时间片的方法。
图9是以HARQ MAP消息的方式分配HARQ信号区的方法的示意图。在HARQ MAP消息中，利用ACK信号区的开始位置和四种信息(OFDMA码元偏移、子信道偏移、OFDMA码元数量、子信道数量)，对上行链路分配ACK信号区。每个移动用户站将ACK/NACK信号顺序输入到对上行链路分配的ACK信号区(图9)，以指示是否成功收到各短脉冲串。ACK/NACK信号的开始位置对应于邻近先前收到的ACK/NACK信息的位置的位置。在HARQ MAP消息中，ACK/NACK信号的顺序遵循在下行链路的短脉冲串顺序。即，像短脉冲串#1至#7的顺序一样，以对应于一系列短脉冲串#至#7的顺序，顺序发送上行链路上分配的HARQ ACK区内的ACK/NACK信号。
参考图9，MAP消息#1包括短脉冲串#1和#2的分配信息，MAP消息#2包括短脉冲串#3和#4的分配信息，而MAP消息#3包括短脉冲串#5至#7的分配信息。移动用户站#1(MSS#1)读取MAP消息#1的内容中的短脉冲串#1的信息，然后，通知利用HARQ MAP消息表示的HARQ ACK信号区内的初始时间片是否成功收到发送数据。通过识别其顺序邻近ACK信号区中的短脉冲串#1的ACK/NACK信号时间片的位置，MSS#2知道其在HARQ ACK信号区中的位置(通过使MAP消息#1的内容中的短脉冲串#1的计数递增，得知HARQ ACK信号中的位置)。通过计算MAP消息#1的短脉冲串#1和#2的时间片的总数，MSS#3得知其在HARQ ACK区中的位置。因此，可以顺序地得知HARQACK区中的位置。
如果对于下行链路短脉冲串的区域支持多天线的一个移动用户站将数据装载到同一个区域上进行发送，或者如果几个移动用户站将数据装载到同一个区域上进行发送，则仅当所有层的循环冗余检验(CRC)中发生错误时，发送该ACK信号。否则，则发送NACK信号。在这种情况下，层指发送数据的编码单元，而且根据如何发送数据，层数直接对应于天线的数量。例如，如果对发送的整个数据进行编码，则将CRC插入该编码的数据中。然后，将其除以天线的数量。如果利用所有天线发送划分的数据，则层数等于1。在另一个例子中，如果对装载到每个天线上的数据进行编码，则将CRC插入该编码的数据中。如果发送该编码的数据，则层数等于天线的数量(请参考图10)。上面描述的情况可以应用于移动用户站以上行链路发送短脉冲串的情况以及收到该短脉冲串的基站以下行链路发送ACK信号的情况。
上面描述的现有技术的方法只能应用于不是多天线系统的系统。然而，对于多天线系统，现有技术的方法浪费资源。例如，如果基站检测到两个移动用户站#1和#2将其数据装载到短脉冲串#2上的情况，则层数是2。此外，移动用户站#1的短脉冲串不存在错误，而移动用户站#2的短脉冲串存在错误。然后，根据现有技术的上述原理，该基站将NACK信号分别发送到移动用户站#1和#2。如果如此，则两个移动用户站应该分别再一次发送数据。因此，为了重发，丢弃移动用户站#1的无错误数据，这样浪费了资源。此外，与上行链路相同的问题也同样存在于下行链路中。

发明内容
本发明涉及在被配置以支持多输入和多输出的无线通信系统中发送分组数据。
在下面的描述中将在某种程度上对本发明的其他特征和优点进行说明，而且在某种程度上，根据下面的描述，本发明的其他特征和优点显而易见，或者通过实施本发明，可以得知本发明的其他特征和优点。利用本发明的书面说明及其权利要求和附图特别指出的结构，可以实现和达到本发明的目的和其他优点。
为了实现本发明的这些以及其他优点，而且根据本发明的用途，正如在此所具体和广泛地描述的那样，以在被配置以支持多输入和多输出的无线通信系统中发送分组数据的方法实现本发明，该方法包括接收包括数据映像信息元的下行链路数据帧和包括多层的数据短脉冲串，其中利用相应信道编码器编码每层，而且其中通过提供分别与多层中的每层相关的控制信息，配置该数据映像信息元以支持多天线，从而实现空时发射分集，其中该控制信息包括对应于该多层的确认状态信道的分配；以及在上行链路数据帧中发送多个确认状态，每个确认状态分别与多层中的相应层是否被正确解码相关。
根据本发明的一个方面，该多层中每层的控制信息包括话务间隔、信道标识符、重发状态以及重发期间用于选择不同冗余位的值的至少其中之一。
根据本发明的又一方面，该信道编码器包括前向纠错编码器。
根据本发明的另一方面，该数据映像信息元包括HARQ映像信息元。
根据本发明的一个方面，一半子信道用于每个确认状态。
根据本发明的又一方面，利用代码字表示多个确认状态中的至少部分确认状态。
根据本发明的又一方面，数据映像信息元是上行链路映像信息元和下行链路映像信息元之一。
根据本发明另一个实施例，一种在被配置以支持多输入和多输出的无线通信系统中发送分组数据的方法包括接收包括数据映像信息元的第一下行链路数据帧，其中通过提供分别与多层中的每层相关的控制信息，配置该数据映像信息元，以支持多天线，从而实现空时发射分集，其中该控制信息包括对应于该多层的确认状态信道的分配；在上行链路数据帧中发送包括该多层的数据短脉冲串，其中利用相应信道编码器编码每层；以及接收包括多个确认状态的第二下行链路数据帧，每个确认状态与多层中的相应层是否被正确地解码相关。
根据本发明的一个方面，该多层中每层的控制信息包括话务间隔、信道标识符、重发状态以及重发期间用于选择不同冗余位的值的至少之一。
根据本发明的又一方面，该信道编码器包括前向纠错编码器。
根据本发明的另一方面，该数据映像信息元包括HARQ映像信息元。
根据本发明的一个方面，一半子信道用于每个确认状态。
根据本发明的又一方面，利用代码字表示多个确认状态中的至少部分确认状态。
根据本发明的另一方面，数据映像信息元是上行链路映像信息元和下行链路映像信息元之一。
根据本发明另一实施例，一种在被配置以支持多输入和多输出的无线通信系统中发送分组数据的方法包括将包括数据映像信息元的下行链路数据帧和包括多层的数据短脉冲串发送到接收设备，其中利用相应信道编码器编码每层，而且其中通过提供分别与多层中的每层相关的控制信息，配置该数据映像信息元以支持多天线，从而实现空时发射分集，其中该控制信息包括对应于该多层的确认状态信道的分配；以及接收包括多个确认状态的上行链路数据帧，每个确认状态与多层中的相应层是否被接收设备正确地解码相关。
根据本发明的一个方面，该多层中每层的控制信息包括话务间隔、信道标识符、重发状态以及重发期间用于选择不同冗余位的值的至少其中之一。
根据本发明的另一方面，该信道编码器包括前向纠错编码器。
根据本发明的另一方面，该数据映像信息元包括HARQ映像信息元。
该方法优选地进一步包括，在收到指示相应层没有被接收端正确地解码的确认后，重发与相应层相关的数据。
根据本发明的一个方面，一半子信道用于每个确认状态。
根据本发明的另一个方面，利用代码字表示多个确认状态中的至少部分确认状态。
根据本发明的另一个方面，数据映像信息元是上行链路映像信息元和下行链路映像信息元之一。
根据本发明的另一个实施例，一种用于发送分组数据的无线通信设备包括多个天线，用于实现空时发射分集；多个信道编码器，分别与相应天线相关联；以及控制器，其被配置以识别包括数据映像信息元的发送数据帧和包括多层的数据短脉冲串，其中利用相应信道编码器编码每层，而且其中该数据映像信息元包括该多层中每层的控制信息，其中进一步配置该控制器以识别包括多个确认状态的接收数据帧，每个确认状态分别与多层中的相应层是否被接收设备正确地解码相关。
根据本发明的一个方面，该多层中每层的控制信息包括话务间隔、信道标识符、重发状态以及重发期间用于选择不同冗余位的值的至少其中之一。
根据本发明的又一个方面，该信道编码器包括前向纠错编码器。
根据本发明的另一个方面，该数据映像信息元包括HARQ映像信息元。
根据本发明的一个方面，一半子信道用于每个确认状态。
根据本发明的又一个方面，利用代码字表示多个确认状态中的至少部分确认状态。
根据本发明的另一个方面，数据映像信息元是上行链路映像信息元和下行链路映像信息元之一。
显然，上面对本发明所做的一般说明和下面对本发明所做的详细说明是典型性的和说明性的，而且它们意在进一步解释所要求的本发明。


所包括的附图有助于进一步理解本发明，而且附图引入本说明书、构成本说明书的一部分，它们示出本发明的实施例，而且它们与说明一起用于解释本发明原理。根据本发明的一个或者多个实施例，在不同附图中利用同样的参考编号表示的本发明的特征、单元和方面表示相同、等效或者类似的特征、单元或者方面。
图1A至1C是根据现有技术的不同类型的自动请求重发(ARQ)系统。
图2至5示出根据现有技术的不同类型ARQ系统的特征。
图6示出正交频分复用(OFDM)调制器/解调器的配置。
图7示出根据现有技术的正交频分多址(OFDMA)无线通信系统中的数据帧。
图8示出根据现有技术的分配HARQ短脉冲串的数据帧。
图9示出根据现有技术的用于分配HARQ MAP消息中的HARQ信号区的方法。
图10示出根据现有技术的每层的编码方法。
图11示出根据本发明的一个优选实施例的OFDMA无线接入系统的数据帧。
图12示出根据本发明的一个优选实施例的ACK/NACK传输信道的分配顺序。
图13示出根据本发明的一个优选实施例在上行链路和下行链路ACK信号区内分配ACK/NACK传输信道的方法。
图14示出根据本发明的一个优选实施例在上行链路和下行链路ACK信号区内分配ACK/NACK传输信道的方法。
图15示出根据本发明的一个优选实施例在上行链路和下行链路ACK信号区内分配ACK/NACK传输信道的方法。
具体实施例方式
本发明涉及在正交频分多址(OFDMA)无线接入系统中支持混合自动请求重发(HARQ)。具体地说，本发明涉及在被配置以支持多输入和多输出的无线通信系统中发送分组数据。
现在，将详细说明本发明的优选实施例，附图示出其例子。在所有附图中，只要可能，就利用同样的参考编号表示相同或者类似的部分。
本发明公开了一种在将多天线系统应用于上行链路或者下行链路数据短脉冲串时，发送每层的ACK或者NACK信号的方法。换句话说，对于向其应用多天线系统的上行链路或者下行链路数据短脉冲串分配其数量等于对该数据短脉冲串分配的层数的ACK/NACK信号传输信道。
当对下行链路短脉冲串支持多天线的移动用户站发送装载到同一个帧内的数据时，或者在几个移动用户站发送装载在同一个帧内的数据时，将所有层的信号装载到同一个帧上。然而，接收端检测该信号，然后，识别每层上的信号。此外，通过对识别层的信号进行循环冗余检验(CRC)，可以得知是否存在每层信号的误差。
本发明意在使发射端能够通过发送ACK或者NACK信号而知道每层上的信号是否存在错误。为了支持这样做，需要每层的ACK或者NACK信道的分配，以承载存在或者不存在错误。利用该信道，发送了短脉冲串的一侧可以接收每层的ACK或者NACK信号，然后，判定下一个发送方式。例如，通过重发对应于收到的NACK的层的信号，或者通过停止发送对应于收到的ACK的层的信号，直到其他层根据该系统实现的方法收到该ACK信号，减小其他信号的干扰。
通过装载其他数据，该系统可以增加发送能力。因此，为了对每层采用不同的发送方法，应该将控制信息给与每层。例如，在现有技术中，因为所有层一起收到ACK或者NACK提供组合的控制信息，。然而，根据本发明，优选地提供各种控制信息，例如，指示每层是否收到ACK或者NACK、是否提供新短脉冲串、是否重发先前短脉冲串(AI_SN)、要提供四种(SPID)冗余位的信息以及关于H-ARQ信道ID(SCID)的信息。
图11示出根据本发明优选实施例的OFDMA无线接入系统的数据帧。优选地示出利用两层将数据发送到采用多天线系统的多个移动用户站的基站执行的ACK/NACK传输信道分配方法。
参考图11，基站对下行链路(DL)子帧分配下行链路ACK区(DL-ACK SIGNAL REGION(DL-ACK信号区))，而对上行链路(UL)子帧分配上行链路ACK信号区(UL-ACK SIGNAL REGION(UL-ACK信号区))。下行链路ACK信号区是响应多个移动用户站发送的数据对该基站发送的ACK或者NACK信号分配的区域。上行链路ACK信号是响应基站发送的数据对一个或者多个移动用户站发送的ACK或者NACK信号分配的区域。
如果该基站发送包括两层的数据短脉冲串，则利用两层收到该数据短脉冲串的移动用户站检验该基站的每层发送的数据的发送错误(例如，CRC检验)。如果根据检验结果，每层都不存在发送错误，则相应移动用户站发送ACK信号。如果存在发送错误，则相应移动用户站发送NACK信号。对收到基站利用一层发送的数据短脉冲串的移动用户站分配一个ACK/NACK传送信道。因此，对该移动用户站的上行链路子帧的上行链路ACK信号区分别分配其数量等于该基站发送各数据短脉冲串使用的层数的ACK/NACK传送信道#1-1、#1-2、#2-1、#2-2、#3、#4...。
在下行链路ACK信号区上，该基站对利用两层发送数据的移动用户站分配每层的ACK/NACK传送信道#2-1和#2-2，而对分别使用一层的每个移动用户站分配一个ACK/NACK传送信道#1、#3、#4等。该基站检验移动用户站发送的数据的发送错误(例如，CRC检验)。如果根据检验结果每层都不存在发送错误，则该基站发送ACK信号。如果存在发送错误，则该基站发送NACK信号。
在上行链路ACK信号区和下行链路ACK信号区内，可以沿时间轴、沿频率轴或者交替沿频率轴和时间轴顺序分配ACK/NACK传送信道。作为选择地，可以将一半子信道用于沿频率轴和时间轴交替顺序分配的每个ACK或者NACK信号，如图12所示。一半子信道包括24个副载波。
图13是根据本发明另一优选实施例的在上行链路和下行链路ACK信号区内分配ACK/NACK传输信道的方法的说明图。优选地在上行链路和下行链路ACK信号区内单独分配具有多天线系统的移动用户站的上行链路或者下行链路ACK区。
参考图13，对于在下行链路ACK区内利用两层(2层)发送数据短脉冲串的移动用户站，与ACK/NACK传送信道一起，对利用一层发送数据短脉冲串的移动用户站分配第一层的一个ACK/NACK传送信道#2-1。通过在下行链路ACK区内建立单独ACK区，分配第二层的另一ACK/NACK传送信道#2-2。优选地对上行链路ACK区(UL-ACK区)应用相同的方法。
在图13中，基站利用四层(4层)发送HARQ DL短脉冲串#2。优选地邻近对其分配了第一层的ACK/NACK传输信道的区，分配对第二层或者更高层分配的单独ACK区。
图14是根据本发明另一实施例的用于在上行链路和下行链路ACK信号区内分配ACK/NACK传送信道的方法的说明图。
在图14中，在上行链路ACK信号区和下行链路ACK信号区内，分别分配具有多天线系统的移动用户站的上行链路或者下行链路ACK区。图14所示的方法与在图13实现的方法的不同之处在于，利用代码字，分配具有应用于其的多层的相同数据短脉冲串的多个ACK/NACK传送信道#2-2、#2-3和#2-4，作为ACK/NACK传输信道。即，在图14所示的例子中，利用代码字，减小上行链路ACK区的范围，因为如果层数增加，则无需扩展上行链路ACK区的范围。
表2和表3示出支持图14的代码字的例子。



在发送上行链路ACK/NACK信号的过程中，如上所述，对于每个ACK或者NACK信号，一半子信道包括24个副载波。如果使用表2或者表3所示的代码字，则可以利用这24个副载波发送一至三个ACK或者NACK信号。表2和表3中的例子确定四层的代码字，它也可以应用于两层或者三层。对于对其应用三层的数据短脉冲串，优选地忽略与表1和表3中的层4相关的代码字。对于对其应用两层的数据短脉冲串，忽略与表1和表3中的层4和层3相关的代码字。
同时，对于下行链路，与现有技术的方法类似，如果利用1位发送ACK/NACK信号，则不需要使用该代码字。
图15是根据本发明另一实施例在上行链路和下行链路ACK信号区上分配ACK/NACK传输信道的方法的说明图。
参考图15，以图13或者图14相同的方式，分别分配使用数据短脉冲串、对其应用了多天线系统的移动用户站的ACK区。对其余上行链路或者下行链路ACK区，分配ACK/NACK传输信道。因此，仅当CRC在所有层不发生错误时，发送ACK信号。否则，发送NACK信号。
表4和表5示出分别根据本发明的一个实施例的MIMO压缩DL-MAP IE格式和MIMO压缩UL-MAP IE格式。



由于不能提供每层的控制信息，所以现有技术的信息元(IE)不支持本发明。因此，应该对支持HARQ多天线的信息消息(MIMOCompact DL/UL MAP IE)设置各种控制信息，以使每层具有不同的操作。在这种情况下，各种控制信息包括指示根据送到每层的ACK或者NACK(AI_SN)是提供新短脉冲串还是重发先前短脉冲串的信息，指示提供4种中的哪种冗余位(SPID)的信息以及H-ARQ信道ID(SCID)的信息。如果需要，各种控制信息可以具有直接排列在支持HARQ多天线的信息消息(MIMO Compact DL/DU MAP IE)的字段。作为选择的，在支持HARQ多天线的信息消息(MIMO Compact DL/DUMAP IE)时，可以以插入现有技术信息元“Control_IE”的方式，使用各种控制信息。
因此，在本发明中，如果多天线系统利用相同的上行链路或者下行链路数据短脉冲串通过多个天线发送信号，则每层发送ACK或者NACK信号。因此，本发明可以减少因为不考虑发送错误而重发产生的开销。
尽管结合移动通信描述了本发明，但是本发明还可以应用于采用诸如装备了无线通信能力的PDA和膝上型计算机的移动设备的任意无线通信系统。
利用采用标准编程和/或者工程技术以产生软件、固件、硬件或者它们的任意组合的方法、设备或者制品，可以实现该优选实施例。在此使用的术语“制品”指以硬件逻辑(例如，集成电路芯片、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等)或者计算机可读介质(例如，磁存储介质(例如，硬盘驱动器、软盘、磁带等)、光存储器(CD-ROM、光盘等)、易失性和非易失性存储器件(例如，EEPROM、ROM、PROM、RAM、DRAM、SRAM、固件、可编程逻辑等)的形式实现的代码或者逻辑。
处理器存取并执行计算机可读介质中的代码。实现优选实施例的代码还可以是通过传输介质或者通过网络从文件服务器可以存取的。在这种情况下，其上实现该代码的制品可以包括传输介质，例如，网络传输线、无线传输介质、通过空间传播的信号、无线电波、红外信号等。当然，本技术领域内的技术人员明白，在不脱离本发明范围的情况下，可以对该配置进行许多修改，而且该制品可以包括本技术领域内公知的任意信息承载介质。优选在包括上面描述的处理器和如图10所示的多个天线和信道编码器以及图6所示部件的移动通信设备上实现本发明。
在不脱离本发明实质范围的情况下，对本发明进行各种修改和变更，对于本技术领域内的技术人员是显而易见的。因此，本发明意在涵盖落入所附权利要求及其等同的范围内的本发明的各种修改和变型。
工业应用本发明可以应用于无线通信系统，例如，宽带无线接入系统、移动通信系统或者移动因特网系统等。
权利要求
1.一种在被配置以支持多输入和多输出的无线通信系统中发送分组数据的方法，该方法包括接收包括数据映像信息元的下行链路数据帧和包括多层的数据短脉冲串，其中利用相应信道编码器编码每层，而且其中通过提供与多层中的每层相关的控制信息，配置该数据映像信息元以支持多天线，从而实现空时发射分集，其中该控制信息包括对应于该多层的确认状态信道的分配；以及在上行链路数据帧中发送多个确认状态，每个确认状态与多层中的相应层是否被正确地解码相关。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，该多层中每层的控制信息包括话务间隔、信道标识符、重发状态以及重发期间用于选择不同冗余位的值的至少其中之一。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，该信道编码器包括前向纠错编码器。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，该数据映像信息元包括HARQ映像信息元。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，一半子信道用于每个确认状态。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，利用代码字表示多个确认状态中的至少部分确认状态。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，该数据映像信息元是上行链路映像信息元和下行链路映像信息元之一。
8.一种在被配置以支持多输入和多输出的无线通信系统中发送分组数据的方法，该方法包括接收包括数据映像信息元的第一下行链路数据帧，其中通过提供与多层中的每层相关的控制信息，配置该数据映像信息元以支持多天线，从而实现空时发射分集，其中该控制信息包括对应于多层的确认状态信道的分配；在上行链路数据帧中发送包括多层的数据短脉冲串，其中利用相应信道编码器编码每层；以及接收包括多个确认状态的第二下行链路数据帧，每个确认状态与多层中的相应层是否被正确地解码相关。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，该多层中每层的控制信息包括话务间隔、信道标识符、重发状态以及重发期间用于选择不同冗余位的值的至少其中之一。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，该信道编码器包括前向纠错编码器。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，该数据映像信息元包括HARQ映像信息元。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，一半子信道用于每个确认状态。
13.根据权利要求8所述的方法，其中，利用代码字表示多个确认状态中的至少部分确认状态。
14.根据权利要求8所述的方法，其中，该数据映像信息元是上行链路映像信息元和下行链路映像信息元之一。
15.一种在被配置以支持多输入和多输出的无线通信系统中发送分组数据的方法，该方法包括将包括数据映像信息元的下行链路数据帧和包括多层的数据短脉冲串发送到接收设备，其中利用相应信道编码器编码每层，而且其中通过提供与多层中的每层相关的控制信息，配置该数据映像信息元以支持多天线，从而实现空时发射分集，其中该控制信息包括对应于多层的确认状态信道的分配；以及接收包括多个确认状态的上行链路数据帧，每个确认状态分别与多层中的相应层是否被接收设备正确地解码相关。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，该多层中每层的控制信息包括话务间隔、信道标识符、重发状态以及重发期间用于选择不同冗余位的值的至少其中之一。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，该信道编码器包括前向纠错编码器。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，该数据映像信息元包括HARQ映像信息元。
19.根据权利要求15所述的方法，进一步包括，在收到指示相应层没有被接收端正确地解码的确认后，重发与相应层相关的数据。
20.根据权利要求15所述的方法，其中，一半子信道用于每个确认状态。
21.根据权利要求15所述的方法，其中，利用代码字表示多个确认状态中的至少部分确认状态。
22.根据权利要求15所述的方法，其中，该数据映像信息元是上行链路映像信息元和下行链路映像信息元之一。
23.一种用于发送分组数据的无线通信设备，该设备包括多个天线，其用于实现空时发射分集；多个信道编码器，每个分别与相应的天线相关；以及控制器，其被配置以识别包括数据映像信息元的发送数据帧和包括多层的数据短脉冲串，其中利用相应信道编码器编码每层，而且其中该数据映像信息元包括多层中每层的控制信息，其中进一步配置该控制器以识别包括多个确认状态的接收数据帧，每个确认状态与多层中的相应层是否被接收设备正确地解码相关。
24.根据权利要求23所述的设备，其中，该多层中每层的控制信息包括话务间隔、信道标识符、重发状态以及重发期间用于选择不同冗余位的值的至少其中之一。
25.根据权利要求23所述的设备，其中，该信道编码器包括前向纠错编码器。
26.根据权利要求23所述的设备，其中，该数据映像信息元包括HARQ映像信息元。
27.根据权利要求23所述的设备，其中，一半子信道用于每个确认状态。
28.根据权利要求23所述的设备，其中，利用代码字表示多个确认状态中的至少部分确认状态。
29.根据权利要求23所述的设备，其中，该数据映像信息元是上行链路映像信息元和下行链路映像信息元之一。
全文摘要
本发明公开了一种在正交频分多址(OFDMA)无线接入系统支持混合自动请求重发(HARQ)的方法。该方法优选地包括接收包括数据映像信息元的下行链路数据帧和包括多层的数据短脉冲串，其中利用相应信道编码器编码每层，而且其中通过提供与多层中的每层相关的控制信息，配置该数据映像信息元以支持多天线，从而实现空时发射分集，其中该控制信息包括对应于多层的确认状态信道的分配；以及在上行链路数据帧中发送多个确认状态，每个确认状态分别与多层中的相应层是否被正确地解码相关。
文档编号H04L29/04GK101091339SQ200580044964
公开日2007年12月19日 申请日期2005年12月27日 优先权日2004年12月27日
发明者任彬哲, 千珍英, 陈庸硕, 李昌宰 申请人:Lg电子株式会社