專利名稱：具有自動重復請求(arq)的多載波通信系統的方法和設備的制作方法
具有自動重復請求(ARQ)的多載波通信系統的方法和設備本發明申請是國際申請日為2005年2月7日、國際申請號為“PCT/ US2005/003889”、國家申請號為“200580004085. X”、發明名稱為“具有自動重復請求(ARQ) 的多載波通信系統的方法和設備”的發明專利申請的分案申請。相關申請的交叉索引本申請要求于2004年2月7日提交的美國臨時專利申請No. 60/542，317的權益。 本申請還涉及于2005年I月27日提交的PCT申請NO. PCT/US2005/003518，標題為’Methods and Apparatus for OverlayingMulti-Carrier and Direct Sequence Spread Spectrum Signals in a Broadbandffireless Communication System，，，該 PCT 申請要求于 2004 年 I 月29日提交的美國臨時申請No. 60/540,032以及于2004年I月30日提交的美國臨時申請 No. 60/540，586 的權益。
背景技術：
自動重復請求(ARQ)方案經常用于包通信系統中，用來改善傳輸可靠性。混合ARQ 是一種將FEC(前向糾錯)和ARQ 二者組合的方法，其中，先前不成功的傳輸以FEC解碼來使用而不是被丟棄。混合ARQ增強了 FEC解碼的有效性，并且允許在高誤差率工作點發送 FEC塊(S. B. Wicker,Error Control Systems for Digital Communication and Storage, Prentice-HalI, Inc.,1995)。混合ARQ的一種形式是“Chase”組合，其中，發射機重發同一編碼數據包 (D. Chase, “Code Combing :A maximum-1ikelihood decodingapproach for combining an arbitrary number of noisy packets, ^IEEE Trans, on Commun.,第 33 卷、第 593-607 頁， 1985年5月)。接收機處的解碼器以某種方式來組合這個被發射包的多個拷貝。另一種形式稱作增量冗余，其中，替代發送編碼數據包的簡單重復，在包的每一后續發射中發送漸進奇偶包(progressive parity packet)。然后,解碼器以適當的方式來組合具有增量信息的包，并且因此以較低的碼率來對該包進行解碼。混合AQR —般說來涉及物理層的功能性，并且使用用于控制信令的嵌入式物理層快速反饋信道來控制FEC編碼和FEC解碼功能。有時，物理層混合ARQ-FEC塊可重發最大次數而不成功。因此，它不可單獨提供無誤差的數據遞送，但是允許以較低的信號與噪聲干擾比(SINR)來操作。媒體接入控制(MAC)ARQ是一種誤差控制特征，其以靈活的方式來重發錯誤的MAC 包數據單元(PDU)，以便實現無誤差的數據遞送。MAC-ARQ重發可在初始發射之后很久才發生，并且該重發可分段，并使用所限定的ARQ塊大小的粒度在其它MAC PDU上馱載。
圖I示出由子載波構成的頻域中的多載波信號的基本結構。圖2示出在頻域和時域二者中分割成小單元的無線資源子信道和時隙。圖3示出單個ARQ過程，其中，包的首次發射失敗導致NACK反饋，并且包(可以或不可為相同的大小)的二次發射成功導致ACK反饋。圖4描述了一個保留至少一個子信道用于包重發的系統。圖5描述了這樣的情況，其中，來自于同一用戶的包P和q在幀k中發射。包P失敗而包q成功。包P在幀k+m中在原定用于包q的子信道上重發。圖6描述了這樣的情況,其中,來自于同一用戶的包P和q在巾貞k中發射。包p失敗并且在幀k+m中在同一子信道上重發。
具體實施例方式在此描述了系統。具體而言，方法和設備設計成利用時間/頻率/空間分集來執行錯誤包的重發。另外，分層ARQ方案設計成將物理層和MAC層的ARQ功能組合，從而使得多載波系統在高的包誤差環境中更加魯棒。這里提及的多載波系統可以是諸如0FDM、或多載波碼分多址(MC-CDMA)的任何格式。所提出的方法還可應用到下行鏈路、上行鏈路、或二者，其中，雙工技術是時分雙工 (TDD)或頻分雙工(FDD)。以下說明提供了用于完全理解各個實施例以及用于本領域的技術人員實施的特定細節。然而，本領域的技術人員應該理解，無需這樣的細節亦可實踐本發明。在一些實例中，為了避免不必要地混淆對實施例的描述，沒有詳細示出或描述公知的結構和功能。除非上下文清楚地要求，否則，貫穿本說明和權利要求，用語“包括”、“包含”等應以包含性的意義來解釋而不是排他性或窮盡性的意義，即，其含義為“包括，但不限于”。在本詳細描述部分中，使用單數或復數的用語也分別包括復數或單數。此外，在用于本申請中時，用語“在此”、“以上”、“以下”及類似意義的用語指的是作為整體的本申請而不是本申請任何特定部分。當權利要求使用用語“或”來引用兩個或更多項時，此用語覆蓋以下所有對該用語的解釋序列中的任何項、序列中的所有項和序列中項的任何組合。多載波通信系統在多載波通信系統中，可在頻域和時域二者上分割物理媒介資源(如無線電或線纜)。該規范的分割為資源共享提供了高靈活性和精細粒度。在頻域中多載波信號的基本結構由子載波構成。在特定譜帶或信道中，存在固定數目的子載波，存在三種類型的子載波I.數據子載波，其攜帶信息數據；2.導頻子載波，其相位和振幅是預定的，并為所有接收機所知，并且其用于協助系統功能，如系統參數的估計；以及3.靜默(silent)子載波,其沒有能量,并且用于保護帶(guard band)和DC載波。數據子載波可設置于稱作子信道的群中，以便支持可縮放性和多址。形成一個子信道的載波沒有必要彼此相鄰。每個用戶可使用部分或全部的子信道。這個概念示于圖I 中，其示出了由子載波構成的頻域中的多載波信號的基本結構。數據子載波可以特定的方式分組到子信道中。導頻子載波也以特定的方式分布于整個信道上。時域中的多載波信號的基本結構由時隙構成，以支持多址。頻域和時域二者中的資源分割在圖2中描述，其說明了在頻域和時域中分割成小單元的無線資源子信道和時隙。
自適應調制和編碼(AMC)根據各個的信道狀況來調整調制和編碼方案。其可針對一個單獨的子信道或一群子信道來控制。表I提供了以AMC的編碼和調制方案以及以bits/ s/Hz為單位的對應譜效率的實例。表I :以自適應調制和編碼控制的編碼和調制方案的實例
權利要求
1.一種正交頻分多址OFDMA通信系統，包括至少一個發射機，配置成發射并重發數據包和相關聯的控制信息，其中無線資源在時域中分成多個時隙、在頻域中分成多個子信道，其中，頻域子信道由頻域子載波群組成；所述發射機使用至少一個頻域子信道進行混合自動重復請求ARQ傳輸；所述發射機在發射數據包后接收來自相應接收機的、包括確認/否定確認ACK/NACK信號的信息反饋；如果收到有關已發射的數據包的否定確認信號，所述發射機重新選擇至少另一頻域子信道用于發射所述數據包的重復或增量冗余，以優化系統效率；其中，所述至少另一頻域子信道從系統為重發數據包所保留的頻域子信道中選出、且具有比用于初次發射數據包的頻域子信道較高的小區間頻率重用因子。
2.權利要求I的系統，其中系統為重發數據包所保留的頻域子信道具有比用于初次發射數據包的頻域子信道較小的小區間干擾。
3.權利要求I的系統，其中，較高層消息傳遞指示將使用哪個重發過程。
4.權利要求I的系統，其中，關于重發過程的一些信息嵌入每個重發的包的頭中。
5.一種正交頻分多址OFDMA通信系統，包括至少一個接收機，配置成接收數據包和相關聯的控制信息，其中無線資源在時域中分成多個時隙、在頻域中分成多個子信道，其中頻域子信道由頻域子載波群組成；所述接收機使用至少一個頻域子信道進行混合自動重復請求ARQ接收；所述接收機向相應的發射機反饋有關接收到的數據包的確認/否定確認ACK/NACK信號，以協助發射機重新選擇至少另一頻域子信道用于發射傳輸失敗的數據包的重復或增量冗余；其中，所述至少另一頻域子信道從系統為重發數據包所保留的頻域子信道中選出、且具有比用于初次發射數據包的頻域子信道較高的小區間頻率重用因子。
6.權利要求5的系統，其中系統為重發數據包所保留的頻域子信道具有比用于初次發射數據包的頻域子信道較小的小區間干擾。
7.權利要求5的系統，其中，所述接收機根據接收到的控制信息在指定頻域子信道上接收重傳的數據包或其增量冗余。
8.權利要求5的系統，其中，所述接收機將通過相同或不同子信道發射的初始發射的信號和重發信號進行組合，以檢測數據包。
9.權利要求5的系統，其中，較高層消息傳遞指示將使用哪個重發過程。
10.權利要求5的系統,其中，關于重發過程的一些信息嵌入每個重發的包的頭中。
全文摘要
在多載波通信系統中，采用混合ARQ，以便通過利用時間/頻率/空間分集、并通過組合在物理層和MAC層的ARQ功能來進行錯誤包的重發，從而使得該多載波系統在高的包誤差環境中更加魯棒。
文檔編號H04J3/14GK102594501SQ201210020099
公開日2012年7月18日 申請日期2005年2月7日 優先權日2004年2月7日
發明者李克民, 李小東, 羅國揚, 黃海明 申請人:橋揚科技有限公司