专利名称：宽带无线通信系统中提高混合自动重发请求组合增益的装置和方法
技术领域：
本发明一般涉及宽带无线通信系统中提高基于混合自动重发请求(HARQ)组合的 增益的装置和方法。更具体地，本发明涉及包括多个小区(其中基站(BS)位于每个小区的 中心)的系统的装置和方法，用于在每个帧改变干扰模式(interference pattern)以便防 止在用于改善移动台(MS)与BS之间的帧错误的HARQ方案中当因为相邻BS的干扰占优而 造成信道的改变缓慢以及干扰模式在重传期间相同时不产生HARQ组合增益。
背景技术：
已经引入宽带无线通信系统以提供高效率的无线互联网服务。宽带无线通信系统使用正交频分复用/正交频分多址(0FDM/0FDMA)方案，即，使 用多个副载波发送物理信道信号，从而使得高速数据传输成为可能。用于宽带无线通信系 统的无线接入方案目前正在电气和电子工程师协会(IEEE)802. 16标准组中进行标准化。一般，在无线数据通信中，取决于无线信道状态数据中可能发生错误。针对该错误 的控制和恢复技术可以被划分为自动重复请求(ARQ)技术和前向纠错(FEC)编码技术。混合ARQ (HARQ)技术是将ARQ技术与FEC编码技术组合的方案。ARQ技术是这样 的方案，其通过循环冗余校验(CRC)检查在接收器处接收的分组的错误，如果错误发生则 将重复请求反馈回发送器，然后从发送器重传对应的分组。从而，发送器依靠肯定应答(ACK) /否定应答(NACK)信号来执行HARQ分组的重传 或新分组的传输。因此，HARQ的特征在于将重传的分组与先前接收的分组软组合，由此减 少错误发生的概率。如果相邻BS引起干扰，特别地，如果因为接入相邻BS的用户的发送数据很少或没 有用户而造成相邻BS主要只是发送导频副载波而几乎不发送数据副载波，即，如果因为没 有产生区域切换而造成数据分配在第一置换之后被维持，则只有固定导频模式引起干扰。例如，在HARQ组合过程中，当由导频副载波造成相邻BS的干扰时，根据通过公式 的比较，第一传输和重传信号没有改变。然而，问题在于，当考虑因干扰造成的信道估计错 误并且假设该干扰与热噪声相比占优时，第一传输和重传信号的软判决值的组合是每个软 判决值的两倍，但是没有对信噪比(SNR)的增益。
发明内容
设计本发明以解决至少上面提及的问题和/或不足，并且提供至少以下所述的优 点。因此，本发明的一个方面在于提供宽带无线通信系统中提高混合自动重发请求(HARQ) 组合增益的装置和方法。本发明的另一个方面在于提供宽带无线通信系统中在每个帧改变干扰模式以提 高HARQ组合增益的装置和方法。本发明的另一个方面在于提供宽带无线通信系统中在每个帧改变置换器和伪噪声(PN)码产生器的种子值以提高HARQ组合增益的装置和方法。通过提供一种在宽带无线通信系统中提高HARQ组合增益的装置和方法来实现以 上和其他各方面。依照本发明的一个方面，提供一种在宽带无线通信系统中提高混合自动重发请求 (HARQ)组合增益的发送装置。该装置包括种子信息产生器和副载波分配器。如果因为干扰 模式在重传期间相同而不产生HARQ组合增益，则种子信息产生器以帧为单位随机地产生 种子值用于改变副载波的信道和干扰模式。副载波分配器使用产生的种子值分配数据副载 波。依照本发明的另一个方面，提供一种在宽带无线通信系统中提高HARQ组合增益 的发送方法。该方法包括如果因为干扰模式在重传期间相同而不产生HARQ组合增益，则 以帧为单位随机地产生种子值用于改变副载波的信道和干扰模式；以及使用产生的种子值 分配数据副载波。
通过下面的详细说明并结合附图，本发明的具体实施例的上述及其他方面、特征 及优势将会更加清楚，其中图1是说明根据本发明的实施例的用于增强混合自动重发请求(HARQ)组合增益 的发送装置的框图；图2是说明根据本发明的实施例的用于增强HARQ组合增益的副载波分配器的框 图；图3是说明根据本发明的实施例的发送装置中用于增强HARQ组合增益的副载波 分配的过程的流程图；图4是说明根据本发明的实施例的发送装置中产生置换器的种子值的过程的流 程图；以及图5是说明根据本发明的实施例的发送装置中产生PN码产生器的种子值的过程 的流程图。全部附图中，类似的参考数字将被理解为指代类似的部分、组件和结构。
具体实施例方式提供参考附图的以下说明以助于应由权利要求及其等价物定义的本发明的具体 实施例的完整理解。该说明包括各种具体细节以助于该完整理解，但是这些被看作仅仅是 示例的。因此，本领域的普通技术人员将认识到，可以对这里所述的实施例进行各种改变和 修改而不背离本发明的范围和精神。同样，出于清楚和简洁之故，公知的功能和结构的说明 被省去。 以下做出关于包括多个小区的系统的装置和方法的说明，其中基站(BS)位于每 个小区的中心，该装置和方法用于在每个帧改变干扰模式以便防止当因为相邻BS的干扰 占优而造成信道的改变缓慢时以及干扰模式在重传期间相同时不产生混合自动重发请求 (HARQ)组合增益。图1是说明根据本发明的实施例的用于增强HARQ组合增益的发送装置的框图。发送装置改变副载波的信道和干扰模式以便解决在现有技术中发生的问题，即，如果因为相 邻BS的干扰占优而造成信道的改变非常缓慢、以及如果干扰模式在重传期间相同(即，如 果因为没有产生区域切换造成数据分配在第一置换之后维持)，则HARQ组合增益几乎不产
生。 参考图1，发送装置包括HARQ控制器101、分组缓冲器103、编码器和调制器105、 副载波分配器106、逆快速傅立叶变换(IFFT)操作器109、数模转换器(DAC) 111、射频(RF) 发送器113、和种子信息产生器115。HARQ控制器101确定从移动台(MS)反馈回的关于发送的分组的肯定应答(ACK) 或否定应答(NACK)消息，并且确定相应的分组的重传或不重传。如果NACK消息被反馈并 执行重传，则在Chase组合(CC)方案中，HARQ控制器101控制以重传相同的分组，而在递 增冗余(IR)方案中，HARQ控制器101控制以重传下一个版本的额外比特。分组缓冲器103存储要发送的分组，并且存储初始发送的分组直到在HARQ控制器 101中确定ACK消息。编码器和调制器105根据考虑信道状态确定的关于发送分组的调制和编码方案 (MCS)等级来编码和调制来自分组缓冲器103的比特流。副载波分配器106将从编码器和调制器105提供的数据信号映射到副载波。置换 器分配来自编码器和调制器105的数据并且向预定的位置插入导频。具体地，本发明的实 施例使用由种子信息产生器115产生的种子值并且乘以BS原生的伪噪声(PN)码来加扰 OFDM码元的混合数据和导频副载波。即，副载波分配器106通过在帧之间改变加扰导频模 式并改变数据置换规则来改变相邻BS的干扰模式和副载波的信道。种子信息产生器115以帧为单位随机地改变置换器的种子值(即，第一种子值) 和PN码产生器的种子值(即，第二种子值)，以便改变根据HARQ组合的副载波的信道并改 变干扰模式。种子信息产生器115可以使用帧编号和分配给BS的种子值的范围来产生置换器 的种子值和PN码产生器的种子值。例如，种子信息产生器115可以使用公式(1)获得置换器的种子值和PN码产生器 的种子值。Seed(new) = (fn+Sn)mod Mn · · · · (1)公式(1)中，Seedfoew)表示想要随机改变的置换器的种子值，fn表示帧编号，Sn表 示分配给BS的种子值的范围，而Mn表示分配给BS的种子值的范围的最大值加1的值。从而，在分配给BS的种子值的范围内改变想要随机改变的置换器的种子值和PN 码产生器的种子值。例如，当假定对BS设置的置换器的种子值在0到31的范围内并且PN码产生器的 种子值在0到3的范围时，该发送装置在0到31之间随机产生第一种子值(即，置换器的 种子值)，并且在0到3之间随机产生第二种子值(即，PN码产生器的种子值)。IFFT 109充当OFDM调制器，用于通过IFFT操作将从副载波分配器106提供的频 域信号转换为时域OFDM码元。DAC 111将从IFFT 109提供的数字信号转换为模拟信号。RF发送器113将从DAC 111提供的基带信号转换为RF频带信号，并且通过天线放大和发送RF频带信号。
种子信息产生器115的功能可以由发送装置的副载波分配器106实现。然而，为了便于解释，这些组件在图1中单独示出且无意限制本发明的范围。本领域的技术人员可 以理解，可以在本发明的范围内做出结构的各种修改。例如，副载波分配器106可以处理全 部的功能。图2是说明根据本发明的实施例的用于增强HARQ组合增益的副载波分配器的框 图。参考图2，副载波分配器106包括置换器107和PN码产生器108。如果因为相邻 BS的干扰占优而造成信道的改变非常缓慢以及如果干扰模式在重传期间相同(即，如果因 为宽带无线通信系统中没有产生区域切换而造成数据分配在第一置换之后被维持)，则副 载波分配器106在每个帧改变干扰模式以便防止不产生HARQ组合增益。为了执行以上操作，副载波分配器106使用由种子信息产生器115使用帧编号随 机产生的置换器107的种子值和PN码产生器108的种子值。即，为了防止由于干扰模式在 重传期间相同而不产生HARQ组合增益，副载波分配器106通过由置换器107的第一种子值 置换想要发送的码元的混合数据副载波和将PN码产生器108的第二种子值乘以BS原生的 PN码来在每个帧改变干扰模式。之后，执行IFFT操作。图3是说明根据本发明的实施例的发送装置中用于增强HARQ组合增益的副载波 分配的过程的流程图。参考图3，在步骤301，发送装置确定数据重传事件是否发生。当数据重传事件没 有发生时，发送装置在步骤313执行相应的功能(如，连续数据发送等)。当数据重传事件发生时，在步骤303，发送装置产生第一种子值，即，置换器的种子 值。在步骤305，发送装置产生第二种子值，即，PN码产生器的种子值。发送装置通过随机改变第一种子值和第二种子值来改变数据分配位置，以便改变 根据HARQ组合的副载波的信道并且改变干扰模式。而且，通过在每个帧改变第一种子值和第二种子值，发送装置防止其中即使在任 意时间(诸如初始设置)中相邻BS之间的导频模式或数据置换规则一致的情况产生。从 而，发送装置通过在帧之间改变导频模式以及通过改变数据置换规则来改变相邻BS的干 扰模式和副载波的信道。在步骤307，发送装置使用在步骤305产生的第二种子值产生PN码。在步骤309， 发送装置使用产生的置换器和PN码产生器的种子值执行加扰处理(即，数据副载波分配和 PN码掩码)。即，发送装置加扰想要发送的OFDM码元的混合数据和导频副载波并且乘以BS 原生的PN码。在步骤311，发送装置通过IFFT将从发送装置的副载波分配器提供的频域信号转 换为时域OFDM码元，然后将数字信号转换为模拟信号。之后，发送装置将转换为模拟信号 的基带信号转换为RF频带信号，并且通过天线放大和发送RF频带信号。图4是说明根据本发明的实施例的发送装置中产生置换器的种子值的过程的流 程图。参考图4，在步骤401，发送装置在分配给BS的M数量的置换当中选择任何置换 (j)，该BS—般在小区规划阶段中识别为不与相邻BS(或扇区)重叠。在步骤403，发送装 置设置在每个BS中相同地固定的随机置换(Q)。这向BS (或扇区)分配彼此不同的M数量的置换当中它自己的置换(j)。即，发送装置执行分配以使得，即便在应用步骤403的相同 的置换改变规则(Q)之后，在409步骤相邻BS(或扇区)如果可能的话也不使用相同的置 换，从而仍旧防止干扰模式不彼此重叠。在步骤405，发送装置确定当前帧编号(η)。在步骤407，发送装置产生用于当前帧 的第一种子值。即，如上所述，发送装置产生第一种子值用于在每个帧将用于置换的索引改 变为不使用相同置换的相邻BS。发送装置确定帧编号用于以帧为单位改变用于获得HARQ 组合增益的 组合副载波的信道以及干扰模式。即，发送装置使用逐帧增加的帧编号来每帧 不同地设置置换器的种子值。而且，利用公式(2)，发送装置可以设置使用帧编号和种子值的范围的第一种子值。e = (j+n)mod M ____(2)公式(2)中，e表示想随机改变的置换器的种子值，η表示帧编号，j表示在分配给 BS的种子值的范围当中的任何置换，而M表示分配给BS的种子值的范围。更具体地，公式(2)用于在分配给BS的种子值 的范围内改变想随机改变的置换器 的种子值。例如，如果在BS中设置0到31的范围的置换器的种子值，发送装置在0到31之 间随机产生置换器的种子值。在步骤409，发送装置设置当前帧中使用的置换索引(k = Q(e))。这里，将作为第 一种子值的索引(e)通过置换(Q)选择为将在BS的第η帧中使用的置换索引(k)。在置换 集合(Pc^P1........Pm-J中，选择置换(Pk)。图5是说明根据本发明的实施例的发送装置中产生PN码产生器的种子值的过程 的流程图。参考图5，在步骤501，发送装置在分配给BS的N数量的置换当中分配任何加扰 码(b)。在步骤503，发送装置设置在每个BS中相同地固定的随机置换(R)以便向BS (或 扇区)分配彼此不同的N数量的置换当中它自己的加扰码。发送装置执行分配以使得相邻 BS(或扇区)如果可能的话不使用相同的置换，从而防止干扰模式不彼此重叠。在步骤505，发送装置确定当前帧编号(m)。在步骤507，发送装置产生当前帧的第 二种子值。即，如上所述，发送装置选择BS的分配的任意置换的任何一个并且改变置换的 索引。而且，利用公式(3)，发送装置可以设置使用帧编号和种子值的范围的第二种子值。d = (b+m) mod N ____(3)公式(3)中，d表示想随机改变的PN码产生器的种子值，m表示帧编号，b表示在 分配给BS的种子值的范围当中的任何置换，而N表示分配给BS的种子值的范围。在步骤509，发送装置设置当前帧中使用的置换索引(k = R(d))。这里，将作为第 二种子值的索引(d)通过置换(R)选择为将在BS的第m帧中使用的置换索引(k)。在置换 集合ICc^C1........CN_J中，选择置换(Ck)。图4和5中，当依据本发明的上述实施例产生置换器和PN码产生器的种子值时， 发送装置可以利用逐帧增加一的帧编号在每个帧使用不同的种子值。而且，置换器和PN码产生器的种子值通过DL_PermBaSe和PRBS_ID的值来确定，因此，发送装置应用上述的方 法，从而虽然产生新的DL_PermBaSe和新的PRBS_ID也能够获得相同的效果。DL_PermBaSe 和PRBS_ID是用来确定置换器的种子值和伪噪声(PN)码产生器确定的种子值。也即，发送 装置可以使用公式(4)和(5)产生置换器和PN码产生器的种子值。同样，发送装置可以使用公式(2)设置使用帧编号和种子值的范围的第一种子 值。
DL_PermBase_new = (fn+DL_PermBase)mod Mn ____(4)PRBS_ID_new = (fn+PRBS_ID)mod Nn· · · · (5)在公式(4)，DL_PermBase_new是根据本发明的实施例产生的新的DL_PermBase 值，fn是帧编号，Sn表示分配给BS的种子值的范围，而Mn表示分配给BS的种子值的范围 的最大值加1的值。在公式(5)，PRBS_ID_new是根据本发明的实施例产生的新的PRBS_ID 值，fn是帧编号，Nn表示分配给BS的种子值的范围的最大值加1的值。以上方法中，发送装置通过以帧为单位随机重新产生PN码产生器的种子值以及 在帧之间改变PN码来改变相邻信道的干扰模式，并且通过以帧为单位随机重新产生置换 器的种子值以及改变数据副载波的置换规则来在每个帧改变数据副载波的位置。因此，发 送装置在每个帧改变数据副载波的位置，从而即便在缓慢衰落信道中也引起关于HARQ组 合副载波的帧之间的信道改变并能够提高组合增益。表权利要求
1.一种在宽带无线通信系统中提高混合自动重发请求(HARQ)组合增益的发送装置， 该装置包括种子信息产生器(115)，适配为当因为干扰模式在重传期间维持不变而不产生HARQ组 合增益时，以帧为单位随机地产生种子值用于改变副载波的信道和干扰模式；以及 副载波分配器(106)，适配为使用产生的种子值分配副载波。
2.如权利要求1所述的装置，其中种子信息产生器在分配给基站(BS)的种子值的范围 内产生种子值。
3.如权利要求2所述的装置，其中种子信息产生器产生置换器的种子值和伪噪声(PN) 码产生器的种子值中的至少一个，作为产生的种子值。
4.如权利要求3所述的装置，其中种子信息产生器使用下式产生置换器的种子值， e = (j+n)mod M，其中e表示意图随机改变的置换器的种子值，η表示帧编号，j表示在分配给BS的种子 值的范围当中的置换，而M表示分配给BS的种子值的范围。
5.如权利要求3所述的装置，其中种子信息产生器使用下式产生PN码产生器的种子值，d = (b+m) mod N,其中d表示意图随机改变的PN码产生器的种子值，m表示帧编号，b表示在分配给BS 的种子值的范围当中的置换，而N表示分配给BS的种子值的范围。
6.如权利要求2所述的装置，其中种子信息产生器产生DL_PermBase值作为产生的种子值。
7.如权利要求6所述的装置，其中种子信息产生器使用下式产生DL_PermBase值， DL_PermBase_new = (fn+DL_PermBase)mod Mn,其中DL_PermBase_new表示产生的新的DL_PermBase值，fn表示帧编号，Sn表示分配 给BS的种子值的范围，而Mn表示分配给BS的种子值的范围的最大值加1的值。
8.一种在宽带无线通信系统中提高混合自动重发请求(HARQ)组合增益的发送方法， 该方法包括当因为干扰模式在重传期间维持不变而不产生HARQ组合增益时，以帧为单位随机地 产生种子值用于改变副载波的信道和干扰模式；以及 使用产生的种子值分配副载波。
9.如权利要求8所述的方法，其中产生的种子值是在分配给基站(BS)的种子值的范围 内随机地产生的。
10.如权利要求9所述的方法，其中产生的种子值包括置换器的种子值和伪噪声(PN) 码产生器的种子值中的至少一个。
11.如权利要求10所述的方法，其中使用下式产生置换器的种子值， e = (j+n)mod M，其中e表示意图随机改变的置换器的种子值，η表示帧编号，j表示在分配给BS的种子 值的范围当中的置换，而M表示分配给BS的种子值的范围。
12.如权利要求10所述的方法，其中用下式产生PN码产生器的种子值， d = (b+m) mod N,其中d表示意图随机改变的PN码产生器的种子值，m表示帧编号，b表示在分配给BS 的种子值的范围当中的置换，而N表示分配给BS的种子值的范围。
13.如权利要求9所述的方法，其中产生的种子值是DL_PermBaSe值。
14.如权利要求13所述的方法，其中使用下式产生DL_PermBaSe值， DL_PermBase_new = (fn+DL_PermBase)mod Mn,其中DL_PermBase_new表示产生的新的DL_PermBase值，fn表示帧编号，Sn表示分配 给BS的种子值的范围，而Mn表示分配给BS的种子值的范围的最大值加1的值。
15.如权利要求7所述的装置，其中种子信息产生器使用下式产生PRBS_ID值， PRBS_ID_new = (fn+PRBS_ID)mod Nn,其中PRBS_ID_new表示产生的新的PRBS_ID值，fn表示帧编号，而Nn表示分配给BS的 种子值的范围的最大值加1的值。
16.如权利要求14所述的方法，其中使用下式产生PRBS_ID值， PRBS_ID_new = (fn+PRBS_ID)mod Nn,其中PRBS_ID_new表示产生的新的PRBS_ID值，fn表示帧编号，而Nn表示分配给BS的 种子值的范围的最大值加1的值。
全文摘要
提供一种在宽带无线通信系统中提高HARQ组合增益的装置和方法。该装置包括种子信息产生器和副载波分配器。当因为干扰模式在重传期间相同而不产生HARQ组合增益时，种子信息产生器以帧为单位随机地产生种子值用于改变副载波的信道和干扰模式。副载波分配器使用产生的种子值分配副载波。
文档编号H04L1/18GK102037670SQ200980118831
公开日2011年4月27日 申请日期2009年7月15日 优先权日2008年7月15日
发明者林钟汉, 殷裕昌, 金仁滢 申请人:三星电子株式会社