无线通信系统中的发送和接收方法_3

文档序号:9693606阅读:来源:国知局
比 现有技术方法更优的估计。
[0101] 无线通信中传输的传输数据被接收,并且被划分为κ> 1个数据流,其中K为正整数。 不同的数据流被输入各相关的并行处理路径,使得输出Κ个调制数据包,具有索引j=l,…, K。每个处理路径包括:将数据流分段,采用第一错误检测码编码分段数据流,以及调制错误 检测编码后的分段数据流,从而获得包括多个调制符号的调制数据包j。之后,将K个调制数 据包复用,使得每个调制数据包j的至少一个调制符号在时间和/或频率上彼此邻近放置。 该复用的步骤在本方法中非常重要。最后,在无线通信系统的无线电信道上发送所述复用 的调制数据包,该无线通信系统,例如,可以是如3GPP系统或者其他合适的通信系统的蜂窝 系统。该发送也可以在Μ頂0信道上进行,这意味着该发送机被适当地设置用于这种传输。
[0102] 在接收机处,来自发送机的复用的调制数据包在一个或多个通信信号中被接收。 该复用的调制数据包被解复用,从而获得Κ个调制数据包。之后,执行顺序信道估计,S卩,对 于接收到的调制数据包j,其中」= 1,···,Κ:解调和检测第j个调制数据包以获得第j个数据 包,通过错误检测校验检验所述第j个数据包是否是正确的数据包,并且若该第j个数据包 是正确的,则重新调制所述第j个数据包,并且将重新调制的第j个数据包以及之前的(对于 1,···,」_1)数据包中的至少一个用于第(j+Ι)个调制数据包的信道估计,解调和检测。因此, 换句话说,在阶段j,j= 2,···,K,包含之前已解调的并正确检测的数据包的至少一个调制符 号的子集被用于信道估计,这显著改善了无线电信道的估计。根据本发明的一个实施例,这 说明属于不同的之前已解调并正确检测的数据包的调制符号可以被结合用于信道估计。然 而,根据本发明的另一个实施例,对于提高的性能,在阶段j,所有先前已解调并检测的数据 包被用作信道估计。
[0103] 图3示出了根据本发明的发送机方法的一个实施例。在发送机侧,传输数据(即用 于传输的数据)首先被分段,初始比特被用来增加错误检测能力,例如,以循环冗余校验 (CRC)或者任意其他错误检测码的形式。CRC校验通常是通信系统的一部分,并且CRC的主要 目的在于使接收机验证解码的数据包是正确的还是错误的。接着,带CRC的分段数据被分割 为更小的数据包。在图示的发送机中,有K>1个数据包被生成,并且被并行处理。每个数据包 以传统方式被编码。本示例中,假设数据是从单一源生成的,但是该方法也适用于具有多数 据源的情形。首先使用分段块将信息比特分组,然后将附加比特增加到每个信息块。该情形 中,根据本发明的一个实施例,附加比特例如以循环冗余校验(CRC)的形式被用来增加错误 检测能力。该CRC可以是数据包专用的,并且可以不同于用于其他并行数据包的CRC。然而, 根据本发明,为了一个新的用途使用CRC或者其他错误检测码,以允许增强信道估计能力, 如后续接收机结构中所述。
[0104] CRC编码后,每个信息块被传送到一个带纠错能力(ECC)的可选的信道编码器,以 生成编码比特块(即,带CRC的编码数据包)。图3描述的编码块典型地包括一个主纠错编码 器,以及跟随的速率匹配,和可能的比特交织器。编码的信息数据包随后被传送到调制器, 生成编码调制数据包。
[0105] 在平行处理流中,以类似第一个数据包的方式处理其他数据包。然而,其他数据包 可以有不同的编码速率,以及可能不同的调制阶数或者比特到符号(bit-t〇-Symb〇l)的映 射。可以通过如下两种主要的方法获得不同的错误编码率:改变主码或者执行速率匹配。速 率匹配可以通过打孔(缩短主码字)或者重复(延长主码字)来实现,这些在现有技术中都是 熟知的。
[0106] 生成每个平行流的编码符号后,在这一情形中,编码符号及预定义的导频符号一 起被复用。复用的方案应该以这样的方式设计,即,使接收机侧的信道估计能够改善。在提 出的方法中,导频符号是可选的,系统设计允许移除传统的导频符号,这意味着增加吞吐量 和降低开销。
[0107]应该以这样的方式设计本复用器,g卩,使接收机处解码的"较早的"数据包可以被 用来实现信道估计的改善,即,第j阶段的信道估计器使用数据包1到j-Ι中的正确解码的数 据包的子集中调制符号,以在接收机处重新估计信道。估计的信道,其一般形式可以被写 作,
[0109]其中,fj代表信道估计器,其中,其使用传统导频符号&(若存在),以及较早的数据 包·中已正确调制的数据符号。
[0110] 信道估计器可以根据不同的偏好来选择,但是根据本发明实施例,两种主要的选 项为最小均方差(MMSE)和最大似然(ML)估计器。此处Π…,Χ?/;1}表示选择正确解 码数据包的调制符号的指示函数。该选择基于错误检测能力进行,例如使用CRC校验。复用 应该被执行以使得估计的信道增益&的质量随着j的增加平均得以提高。
[0111] 为了设计有效的复用方案,发送机可以使用信道的长期统计数据,如信道的相干 时间和相干带宽,以确定设计多少个并行数据包,多大数据速率,以及在相干时间和相干带 宽内复用每个数据包的多少个符号。
[0112] 因此,为了增强信道估计的质量,可以考虑下述用于接收机复用的基本原则。
[0113]数据包j的编码调制符号应该邻近数据包1到j-Ι的编码调制符号以及传统导频符 号放置,若存在传统导频符号。这保证了被较早数据包的编码调制符号影响的信道是足够 相关的,使得接收机能够为后续数据包进行增强信道估计。根据本发明的一个实施例,邻近 意味着相同的无线电信道相干时间T。和/或相同的无线电信道相干带宽B。。
[0114] -种具体的设计选择是,复用器以这样的方式工作,S卩,复用的编码调制符号和传 统的导频符号横跨所述相同的相干时间和带宽。也就是说,对于给定的相干时间T。和/或相 干带宽B。大小的时间-频率帧,存在若干数据包的编码调制符号。以这种方式,后续数据包 的信道估计质量可以被改善。
[0115]为保证较早数据包的信道估计稳健,除了优化时间-频率网格上的放置外,根据本 发明的另一个实施例,还可以优化数据包的长度,相关的数据速率,每个相干带宽和时间内 放置的编码调制符号的数量。
[0116]在复用时,较早数据包的编码调制符号在时间-频率网格中的放置应该被完成,以 使来自使用相同的时间-频率资源的邻居节点的干扰量得以减轻。一个具体的准则是,利用 参考符号的结构和邻居节点的控制区域以放置第一个数据包的编码调制符号,以避免潜在 的干扰,并且使得初始的信道估计稳健。在有来自接收节点的反馈信号的情况下,调制编码 符号的放置可以动态调整。因此,这为更灵活的无线电传输铺平了道路。换句话说,所提出 的方案可以被并入到网络调度器,该网络调度器亦为改善信道估计而调度无线资源。
[0117]对于给定相干带宽和时间(可以通过信道的长期数据统计获得)的无线链路,随着 并行数据包的增加而增加每个相干时间和带宽内放置编码调制符号的数量,这从总体来讲 是有益的。
[0118] 对于没有传统导频符号的通信系统,根据本发明,第一个数据包应该被盲解码,下 一个数据包可以通过利用较早的数据包的数据符号来估计信道增益以进行相干解码。因 此,该系统可以设计第一个数据包扮演传统导频的角色。该解决方案可能对由于被设想在 如大量多输入多输出(Μπω)无线链路中,因而传统导频符号需要大量开销的情形有用。在 Μπω情形下,根据本发明的另一个实施例,接收机的导频扩展应该仅包含那些从相同天线 端口发送的符号。
[0119] 在后续公开的内容中,讨论用于单载波和多载波系统的根据本发明的复用导频和 数据符号的说明性示例。
[0120]单载波时分复用(SCTM)
[0121] 在SCTM中,编码调制符号和导频符号一起被复用,以使不同编码符号横跨相关信 道。一种典型的措施是利用如前所述的信道相干时间。相干间隔表明在多少个符号上信道 保持不变。相干间隔取决于用户的移动性。用户移动越快,相干间隔越小,反之亦然。若信道 的相干时间是Τ。,那么一个潜在的方案就是使用至少一个导频符号和至多1-1个编码符号 属于不同的编码数据包。
[0122] 然而,系统可以通过调整并行流数量的自由度,导频和数据符号的数量,以及在相 干时间内的相关映射来优化取决于信道参数,用户数量,移动性等的系统性能。因此,总的 来说,系统可以允许每个相干时间内来自不同数据包的编码调制符号的数量是可变的。图4 示出了基于无线信道相干间隔的符号复用示例。
[0123] 多载波时间-频率复用(MCTFM)
[0124] 根据本发明的复用也可以以多载波方式实现。图5示出了多载波时间-频率复用的 一个示例。在该情形下编码符号和导频符号一起被复用以使不同的编码符号横跨一个资源 块。一种典型的措施是利用无线信道相干时间和相干带宽大小的资源块。进一步地,系统可 以优化编码符号在时间和频率网格上的放置。导频和编码符号的放置及密度以及并行编码 数据包的数量可以基于信道参数、数据速率、用户数量、移动性等被优化。因此,类似于单载 波的情形,总的来说,系统可以允许每个相干间隔内的编码符号的数量是可变的。因此,根 据本发明的一个实施例,至少一个导频符号和至多BcTc-1个调制符号属于不同的调制数据 包。
[0125] 图6示出了复用符号与可
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