使用中斷容量優化的自適應h-arq的製作方法

2023-12-01 22:20:16

專利名稱：使用中斷容量優化的自適應h-arq的製作方法
使用中斷容量優化的自適應H-ARQ
背景技術：
在無線通信系統中，混合自動重複請求(H-ARQ)可以用作重傳協議，以確保發送 器與接收器之間的精確傳輸，以及重複未成功的發送或在發送數據中存在錯誤的發送。使 用H-ARQ，當重傳先前未成功傳輸的分組時，將從先前未成功傳輸中接收到的信息與重傳數 據相結合。然後，嘗試由接收器解碼經組合的數據分組。在H-ARQ的一個版本中，在每次迭 代中重傳相同量的信息，直到接收器報告分組的成功解碼，或者直到達到最大重傳次數。H-ARQ過程的變體可被稱為自適應H-ARQ，其中當接收器向發送器報告分組失敗 時，反饋來自接收器的附加信息。接收器通過否認(NACK)消息報告分組失敗。當發送器收 到來自接收器的NACK消息時，可以基於隨NACK消息一起收到的附加消息來調節重傳參數。 通常，這種附加消息包括從接收器反饋到發送器的信噪比(SNR)信息。然後，發送器基於先 前傳輸過程的SNR消息調節重傳參數，以試圖增大重傳分組比先前傳輸嘗試勝算更大的可 能性。然而，在正交頻分復用(OFDM)系統，SNR信息可能並非是足以指示無線系統性能的 指示符。


要求保護的主題內容在說明書的結論部分中特別指出並明確主張。然而，這種主 題內容可通過結合附圖參照下面的詳細說明而得以理解，在附圖中圖1是根據一個或多個實施方式的、使用中斷容量優化的自適應H-ARQ系統的框 圖；圖2是根據一個或多個實施方式的、能夠實現使用中斷容量優化的自適應H-ARQ 的無線廣域網的框圖；圖3是根據一個或多個實施方式的、使用中斷容量優化的自適應H-ARQ過程的流 程圖；圖4是曲線圖，示出了根據一個或多個實施方式的、使用中斷容量優化的自適應 H-ARQ系統的平均吞吐量；圖5是曲線圖，示出了根據一個或多個實施方式的、使用中斷容量優化的自適應 H-ARQ系統的相關性能改進；圖6是曲線圖，示出了根據一個或多個實施方式的、關於使用中斷容量優化的自 適應H-ARQ系統的、重傳中的碼元數與先前傳輸容量的關係；圖7是根據一個或多個實施方式的、能夠實現使用中斷容量優化的自適應H-ARQ 系統的示例設備的框圖；以及圖8是根據一個或多個實施方式的、能夠實現使用中斷容量優化的自適應H-ARQ 系統的信息處理系統的框圖；可以理解，出於圖示簡單和清楚的目的，附圖中示出的元件不一定按比例繪製。例 如，為清楚起見，一些元件的尺寸相對其它元件被誇大。另外，如果認為合適，附圖標記在附 圖當中被重複，以指示對應和/或相似的要素。
具體實施例方式在以下描述中，闡述了許多具體細節以透徹理解所要求保護的主題內容。然而，本 領域技術人員將理解，沒有這些具體細節也可實踐要求保護的主題內容。在其它實例中，未 對公知的方法、過程、組件和/或電路予以詳細描述。在下面的說明書和權利要求書中，可使用術語「耦合」和/或「連接」及其衍生詞。 在特定實施例中，可使用「連接」來指示兩個或更多個元件彼此直接物理或電氣接觸。「耦 合」可表示兩個或更多個元件直接物理和/或電氣接觸。然而，「耦合」也可表示兩個或更多 個元件可能彼此並不直接接觸，但是仍可彼此協作和/或交互。例如，「耦合」可表示兩個或 更多個元件不彼此接觸，但經由另一元件或多個中間件間接結合在一起。最後，術語「上」、 「覆蓋」和「上方」可能在下面的說明書和權利要求書中使用。「上」、「覆蓋」和「上方」可用 於指示兩個或更多個元件彼此直接的物理接觸。然而，「上方」也可表示兩個或更多個元件 彼此不直接接觸。例如，「上方」可表示一個元件高於另一元件但不彼此接觸，並且可以在 這兩個元件之間具有另外一個或多個元件。此外，術語「和/或」可表示「和」，可表示「或」， 可表示「異或」，可表示「一個」，可表示「一些、但非全部」，可表示「兩者皆非」，和/或可表示 「兩者皆如此」，儘管要求保護主題的範圍在這個方面並不受限。在下面的說明書和/或權 利要求書中，可能使用術語「包含」和「包括」及其衍生詞，並且有意將這些術語作為彼此和 同義詞。現在參照圖1，論述根據一個或多個實施方式的、使用中斷容量優化的自適應 H-ARQ系統的框圖。如圖1所示，自適應H-ARQ系統100可以包括一個或多個發送器110 和一個或多個接收器114。發送器110可以包括一個或多個天線112，以實現諸如單輸入 單輸出(SISO)或多輸入多輸出(MIMO)系統。類似地，接收器114可以包括一個或多個天 線116，以實現SISO或MIMO系統。同樣可以實現其它類型的天線系統，諸如單輸入多輸出 (SIMO)或多輸入單輸出(MISO)系統。然而，要求保護主題的範圍在這一方面並不受限。在 一個或多個實施方式中，發送器110向接收器114發送一個或多個分組118。當分組被發送 器114接收到或嘗試被接收時，接收器114在反饋迴路中向發送器110發送回復消息120， 以向發送器110指示所發送的分組118是否被接收器114成功接收並解碼。如果分組118 的傳輸成功，則接收器114向發送器110反饋確認(ACK)消息作為回復消息120，在這種情 況下，發送器110可以隨後向接收器114發送下一分組118。然而，如果分組118的傳輸不 成功，則接收器114向發送器110反饋否認(NACK)消息作為回復消息120。在收到作為回 復消息120的NACK消息時，發送器110可以一次或多次重傳失敗了的相同分組118。分組 118可被反覆重傳多次，直到接收器114能夠成功接收和解碼所重傳的分組118，或者直到 達到最大允許重傳次數。如果發送器114能夠成功接收和解碼所重傳的分組118，則接收器 114可以隨後向接收器110反饋ACK消息作為回復消息，在這種情況下，發送器110可以繼 續發送一個或多個新分組118。如果在未被接收器114成功解碼的情況下達到最大重傳次 數，則結束重傳。根據一個或多個實施方式，回復消息120可以包括除NACK消息外由接收器114向 發送器110反饋的信息。發送器110可以使用此反饋信息為隨後一次或多次重傳失敗了的 分組118調節傳輸參數。此附加信息與分組118的先前傳輸以及先前傳輸為何失敗相關，從而發送器110可以校正或適應導致失敗的條件，以使下一傳輸可以具有更大的可能性被 成功地接收和解碼。根據一個或多個實施方式，附加信息可以包括一個或多個先前傳輸的 信道容量。於是，發送器可以將容量設置為在一次或多次重傳分組118中用於發送分組118 的碼元數的函數，從而優化重傳的吞吐量。在一個或多個實施方式中，可以通過目標中斷 值來測量吞吐量。例如，對於單輸入單輸出(SISO)天線系統，目標中斷值可被選為約1%， 即在所傳輸的分組118中，會失敗，99%會成功。然而，這只是一個示例性的目標中斷參 數值，可以使用其它類似的目標中斷值。此外，諸如多輸入多輸出(MIMO)天線系統等其它 類型的天線系統可以涉及相應的目標中斷值，並且要求保護主題的範圍在這一方面並不受 限。此外，目標中斷值可以表示對時間的平均值，並且要求保護主題的範圍在這一方面並不 受限。圖2示出了一例使用圖1中自適應H-ARQ系統100的無線廣域網(WffAN)，以下將參 照圖2予以描述。現參照圖2，論述根據一個或多個實施方式的、能夠實現使用中斷容量優化的自適 應H-ARQ的無線廣域網的框圖。如圖2所示，網絡200可以是網際網路協議(IP)類型的網絡， 包括能夠支持移動無線接入和/或固定無線接入網際網路210的網際網路210類型網絡或類似 網絡。在一個或多個實施方式中，網絡200可以符合微波存取全球互通(WiMAX)標準或未 來各代WiMAX，並且在一個特定實施方式中，可以符合電氣和電子工程師協會802. 16m標準 (IEEE 802.16m)。在一個或多個替換實施方式中，網絡200可以符合第三代夥伴項目長期 演進(3GPP LTE)標準或3GPP2空中接口演進(3GPP2 AIE)標準，和/或可以是蜂窩網絡後 代，諸如第四代GG)網絡或類似物。通常，網絡100可以包括基於無線網絡的任何類型的 正交頻分多址(OFDMA)，並且要求保護主題的範圍在這些方面並不受限。作為移動無線接 入的示例，接入服務網絡(ASN) 212能夠與基站(BS) 214耦合，以在移動用戶站(SS) 216與 網際網路210之間提供無線通信。用戶站216可以包括能夠經由網絡200進行無線通信的移 動類型設備或信息處理系統，例如筆記本計算機、上網本、蜂窩電話、個人數字助理，或類似 物。ASN 212可以實現這樣的配置文件(profile)，所述配置文件能夠定義網絡功能到網絡 200上一個或多個物理實體的映射。基站214可以包括無線電設備，以便與用戶站216射 頻(RF)通信，並且可以包括諸如符合IEEE 802. 16m標準的物理層(PHY)和媒體訪問控制 (MAC)層設備。基站214還可以包括IP底板，以經由ASN 212耦合到網際網路210，但是要求 保護主題的範圍在這些方面並不受限。網絡200還可以包括能夠提供一個或多個網絡功能的受訪連通性服務網絡 (CSN) 224，所述一個或多個網絡功能包括但不限於，代理和/或中繼類型的功能，例如認 證、授權和計費(AAA)功能、動態主機配置協議(DHCP)功能、或者域名服務控制或類似物； 諸如公共交換電話網(PSTN)網關或網際網路協議語音(VOIP)網關等的域網關；和/或互聯 網協議(IP)類型的伺服器功能；或者類似物。然而，這些只是能夠由受訪CSN或本地CSN 226提供的功能類型的示例，而要求保護主題的範圍在這些方面並不受限。在某些情況下， 受訪CSN 2M可以被稱為受訪CSN，這些情況例如包括受訪CSN 2M並非用戶站216的常規 服務提供方的一部分；用戶站216離開諸如本地CSN 226等本地CSN正在漫遊；或者網絡 200是用戶站的常規服務提供方的一部分，但不包括網絡200位於並非是用戶站216的主要 或起始位置的另一位置或狀態。在固定無線方案中，WiMAX類型的用戶駐地設備(CPE)222 可以位於家中或商業場所，以便以類似於用戶站216經由基站214、ASN 212和受訪CSN 224的接入方式，提供經由基站220、ASN 218和本地CSN 226對網際網路210的家庭或商業用戶 寬帶接入，不同之處在於雖然可以按照需要移動到不同位置，但是WiMAX CPE 222通常處 於固定位置，而如果用戶站216在諸如基站214的範圍內，則可在一個或多個位置使用用戶 站216。根據一個或多個實施方式，操作支持系統(OSS) 2 可以是網絡200的一部分，以向 網絡200提供管理功能，並且在網絡200的功能實體之間提供接口。圖2的網絡200隻是 在網絡200中示出一定數量組件的一個無線網絡類型，但是要求保護主題的範圍在這一方 面並不受限。圖3示出了運行自適應H-ARQ過程的流程圖，以下將參照圖3予以描述。現在參照圖3，論述根據一個或多個實施方式的、使用中斷容量優化的自適應 H-ARQ過程的流程圖。附圖3的自適應H-ARQ過程300的流程圖可以通過圖1所示的自適 應H-ARQ系統100實現。在框310，可以由發送器110發送數據分組118，其中在k · Ii1個 碼元上編碼k比特，η,可以是由如下所述優化過程的結果所確定的值。標記i可以表示傳 輸編號，i = 1表示第一次傳輸，i = 2表示第二次傳輸，依此類推。標記i = 2或更大的傳 輸可被稱為重傳，但是傳輸一般會提到標記i的任何值或者第i次傳輸，並且要求保護主題 的範圍在這一方面並不受限。可以確定調製，從而可以將碼率R表示為R= 1/(H1 -Nbps)其中Nbps是調製中的每碼元比特數。至少部分基於調製，將碼率R選為在預定範 圍內。然後，接收器114接收分組118，嘗試解碼分組118中的數據，並確定容量。如果接 收器114能夠解碼分組118，則在框312，接收器114向接收器110發送ACK消息，並且自適 應H-ARQ過程300在框318結束。類似地，如果達到最大重傳次數，則過程300在框318結
束ο否則，如果尚未達到最大傳輸次數，且接收器114不能解碼分組118，則在框312， 接收器114將NACK消息連同來自第一次嘗試傳輸分組118的質量容量信息一起發送給發 送器110。在一個或多個實施方式中，容量信息可被表示為C，並且可以是一次或多次先前 重傳的容量或合計容量。在一個或多個實施方式中，本文使用的術語「容量」可以是指信道的香農 (Shannon)容量，但是要求保護主題的範圍在這一方面並不受限。在一個或多個實施方式 中，術語「容量」 一般是指用於測量信道質量的一個或多個度量，並且在某些實施方式中，是 指用於測量信道上最大傳輸速率的度量，例如交互信息和/或其近似物，但要求保護主題 的範圍在這一方面並不受限。對於下一傳輸i，其中i = 2.....到最大重傳次數，在框314，發送器110將碼元
數Iii (C)計算和設置為先前獲得的用於重傳的容量的函數，並且在框316，使用適當的調製 和編碼方案(MCQ通過k · Iii個碼元發送分組118。在接收器114沒有成功接收和解碼該 分組的情況下，可以重複框312、314、和316，直到成功接收和解碼了分組118或者達到最大 重傳次數。下文所述的優化過程發現了用於優化頻譜效率的函數Hi (C)。在一個或多個實施方式中，可以利用中斷容量來優化自適應H-ARQ過程300。在 這些實施方式中，SISO系統的目標中斷容量可以是約的目標中斷值，表示數據分組的 約未被接收器114成功接收或解碼。中斷容量值可以通過反饋來自先前一次或多次分 組傳輸的信道容量而得到優化，其中發送器110可以例如通過選擇重傳中的碼元數來調節 用於一次或多次重傳該分組的傳輸參數。在一個或多個實施方式中，可以至少部分地通過啟發式算法來確定一次或多次重傳中的碼元數，以將目標中斷值優化在所選值處，例如用 於SISO系統的目標值。例如，可以將一次或多次先前傳輸的總容量從接收器114反饋 給發送器110，其中發送器110將一次或多次重傳的長度設置為反饋容量的遞減函數。反饋 的容量可以通過各種方法確定，諸如每次重傳的容量、一次或多次先前傳輸的總容量、或對 分組118解碼中涉及的剩餘容量。除了容量之外，還可以利用其它質量信息。例如，作為近 似，可以如下反饋容量之和
權利要求
1.一種方法，包括向接收器發送數據分組，所述數據分組包括在第一數量的碼元上編碼的第一數量的比特；如果所述接收器未成功解碼所述數據分組，則連同對所述發送的度量一起接收否認消 息；以及向所述接收器一次或多次重傳用數量變化的碼元編碼的數據分組，碼元的變化數量是 對所述發送的度量的函數。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，選擇碼元的變化數量，以便將所述一次或多 次重傳優化為目標中斷值。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，碼元的變化數量被確定為一個或多個先前 傳輸的度量的線性遞減函數。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述度量信息包括一個或多個先前傳輸的 容量、用於解碼所述數據分組的剩餘容量、或每次傳輸的容量，或者其組合。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述度量包括由用於一個或多個傳輸的碼 元的變化數量加權的估計信噪比的函數。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，碼元的變化數量是來自一個或多個先前傳 輸的合計度量的函數。
7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，用於第i次傳輸的碼元的變化數量是至少部 分基於比特的第一數量乘以值Ili而選擇的，其中
8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，選擇碼元的變化數量，以便通過在度量信 息的值落在閾值之下時中止所述一次或多次重傳，將所述一次或多次重傳優化為目標中斷值。
9.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，如果傳輸次數超過一所選數量，則結束所述 一次或多次重傳。
10.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，對於一個或多個後續傳輸，所述數據分組 是通過數量變化的碼元而編碼的，無論從所述接收器收到的是確認消息還是否認消息，碼 元的變化數量是一個或多個先前傳輸的度量信息的函數。
11.一種方法，包括從接收器接收在第一傳輸中發送的數據分組，所述數據分組包括在第一數量的碼元上 編碼的第一數量的比特；如果所述數據分組未被成功解碼，則連同所述第一傳輸的容量一起發送否認消息；以及在一個或多個後續傳輸中接收所述數據分組，直到所述分組被成功解碼，其中所述數 據分組是通過數量變化的碼元而編碼的，而碼元的變化數量是一個或多個先前傳輸的容量 的函數。
12.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，選擇碼元的變化數量，以便將後續傳輸優 化為目標中斷值。
13.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，碼元的變化數量被確定為一個或多個先 前傳輸的容量的線性遞減函數。
14.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述容量包括用於解碼所述數據分組的 剩餘容量、或每次重傳的容量，或者其組合。
15.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述容量包括由一個或多個傳輸的碼元 的變化數量加權的估計信噪比的函數。
16.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，碼元的變化數量是來自一個或多個先前 傳輸的合計度量的函數。
17.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，用於第i次傳輸的碼元數量是至少部分基 於比特的第一數量乘以值Ili而選擇的，其中
18.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，選擇碼元的數量，以便通過在度量信息的 值落在閾值之下時中止後續傳輸，將所述一個或多個後續傳輸優化為目標中斷值。
19.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，如果後續傳輸次數超過一所選數量，則結 束所述一個或多個後續傳輸。
20.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，對於一個或多個後續傳輸，所述數據分組 是通過數量變化的碼元來編碼的，無論向發送器發送的是確認消息還是否認消息。
21.一種信息處理系統，包括 基帶處理器；以及耦合到所述基帶處理器的收發器，其中所述基帶處理器被配置成使所述收發器 向接收器發送數據分組，所述數據分組包括在第一數量的碼元上編碼的第一數量的比特；如果所述接收器未成功解碼所述數據分組，則連同對所述發送的度量一起接收否認消 息；以及向所述接收器重傳通過數量變化的碼元編碼的數據分組，碼元的變化數量被確定為一 個或多個先前傳輸的度量的線性遞減函數。
22.如權利要求21所述的信息處理系統，其特徵在於，選擇碼元的變化數量，以便將後 續傳輸優化為目標中斷值。
23.如權利要求21所述的信息處理系統，其特徵在於，所述度量包括一個或多個先前 傳輸的容量。
24.如權利要求21所述的信息處理系統，其特徵在於，所述容量包括用於解碼所述數 據分組的剩餘容量、或每次重傳的容量，或者其組合。
25.如權利要求21所述的信息處理系統，其特徵在於，所述度量包括由用於一個或多 個傳輸的碼元的變化數量加權的估計信噪比的函數。
26.如權利要求21所述的信息處理系統，其特徵在於，碼元的變化數量是來自一個或多個先前傳輸的合計度量的函數。
27.如權利要求21所述的信息處理系統，其特徵在於，用於第i次傳輸的碼元的變化數 量是至少部分基於比特的第一數量乘以值Hi而選擇的，其中
28.如權利要求21所述的信息處理系統，其特徵在於，選擇碼元的變化數量以，以便通 過在度量信息的值落在閾值之下時中止傳輸，將後續傳輸優化為目標中斷值。
29.如權利要求21所述的信息處理系統，其特徵在於，如果傳輸次數超過一所選數量， 則結束後續傳輸。
30.如權利要求21所述的信息處理系統，其特徵在於，對於一個或多個後續傳輸，所述 數據分組是通過數量變化的碼元而編碼的，無論從所述接收器收到的是確認消息還是否認 消息，碼元的變化數量是一個或多個先前傳輸或重傳的度量信息的函數。
全文摘要
本發明涉及使用中斷容量優化的自適應H-ARQ。簡言之，根據一個或多個實施方式，向接收器發送數據分組，該數據分組包括在第一數量的碼元上編碼的第一數量的比特。如果接收器未成功解碼數據分組，則連同關於傳輸的度量信息一起接收否認消息。通過數量變化的碼元對數據分組編碼，並向接收器發送數據分組，其中碼元的變化數量是第一次傳輸的度量信息的函數。
文檔編號H04L1/16GK102104466SQ20101061801
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月21日 優先權日2009年12月22日
發明者Y·洛內茲 申請人:英特爾公司