在通信系統中確認反向鏈路傳輸的方法和裝置制造方法
【專利摘要】在通信系統中確認反向鏈路傳輸的一種方法和裝置。信息位被設置，然后被重復。以代碼覆蓋被重復的信息位，其中該代碼具有由S＝M*N*R定義的幀長度，其中S是幀長度，M是每個時隙的碼符號的數量，N是每個幀的時隙的數量，R是代碼重復系數。然后相對于功率控制傳輸設置增益，然后由編碼操作產生的幀被調制。在調制后，利用正交擴展在指定信道上擴展這樣的結果，在擴展后，確認通過反向鏈路被傳輸。
【專利說明】在通信系統中確認反向鏈路傳輸的方法和裝置
[0001]本案是申請號為200480025719.5，申請日為2004年9月8日，題目為“在通信系統中確認反向鏈路傳輸的方法和裝置”的申請的分案。

【技術領域】
[0002]本發明主要涉及通信系統，并更具體地涉及在通信系統中確認反向鏈路傳輸的方法和裝置。

【背景技術】
[0003]無線通信技術在最近一些年中有了巨大的發展。這種發展部分地是由無線技術提供的移動自由和利用無線介質的語音與數據通信質量的極大改善所推動。語音服務連同增加的數據服務的改善的質量已經并且將繼續對通信公眾產生重要的影響。
[0004]迅速增長的一種類型的服務是利用便攜式通信設備的數據服務，尤其是對移動和固定終端的高速無線數據的傳送。TIA/EIA/IS-856 “CDMA 2000高速率分組數據空中接口規范”，IxEV-DO是一種為了對移動和固定終端傳送高速無線數據而優化的空中接口。
[0005]數據傳輸在幾個關鍵方面不同于語音傳輸。語音傳輸的特征是低的、固定不變的延遲。但是，語音傳輸對于不可容忍的大于100msec的長等待時間的延遲更加敏感。語音傳輸也傾向于更加容忍比特誤差，在前向與反向上是對稱的。
[0006]數據傳輸比語音傳輸更容忍延遲和延遲變化。但是，數據傳輸不太容忍比特誤差，并在前向與反向上是非對稱的。另外，數據傳輸是“突發性的”，尤其是當數據被下載到用戶時。
[0007]典型地，當使用諸如IxEV-DO的數據系統時，用戶請求信息，諸如網頁的下載。數據以“脈沖串”被發送給用戶，“脈沖串”包含所要求的數據分組。數據被排列成用于傳輸的分組序列。正確接收這些分組對于使用和處理請求的數據是至關重要的。為保證用戶正確地接收數據，一系列的確認被發送到傳輸源。這些確認指示出哪些分組已被用戶單元接收和正確地解碼。一般地，確認信道或ACK信道用于這些傳輸:分組在接收后3個時隙被確認。如果分組沒有被正確接收，則重傳請求被做出，分組被重傳。重傳的延遲可導致已被正確接收的分組的重新發送。分組的重傳增加延遲，并可對用戶的體驗產生不良影響。因此，要求有一種有效的方法，在通信系統中確認分組的傳輸。


【發明內容】

[0008]在本發明的一個方面中，提供了一種在通信系統中確認傳輸的方法。該方法包括獲得信息位；重復該信息位；以代碼覆蓋被重復的信息位，其中代碼具有由S = M*N*R定義的幀長度，其中:
[0009]S是幀長度
[0010]M是每個時隙的碼符號的數量
[0011]N是每個幀的時隙的數量
[0012]R是代碼重復系數
[0013]然后相對于功率控制傳輸設置增益；調制作為結果的幀；利用正交擴展在指定信道上擴展這些幀；然后傳輸結果，作為確認。
[0014]也可利用不同的矩陣構造技術執行本方法。一個實施例利用具有改變序列的H12構造的矩陣，該構造具有長度為4的快速傅立葉變換的基本向量。另一個實施例利用m序列構造產生的矩陣，該矩陣是用長度為3的快速傅立葉變換的基本向量交織的。
[0015]在本發明的另一個方面中，提供了一種設備。該設備包括處理器，該處理器可執行如下操作:獲得信息位；重復該信息位；以代碼覆蓋被重復的信息位，其中代碼具有由S =M*N*R定義的幀長度，其中:
[0016]S是幀長度
[0017]M是每個時隙的碼符號的數量
[0018]N是每個幀的時隙的數量
[0019]R是代碼重復系數
[0020]然后相對于功率控制傳輸設置增益；調制作為結果的幀；利用正交擴展在指定信道上擴展作為結果的幀；然后傳輸結果，作為確認。
[0021]在本發明的另一個方面中，提供了一種移動終端。該移動終端包括處理器，其用于獲得信息位；重復該信息位；以代碼覆蓋被重復的信息位，其中代碼具有由s = M*N*R定義的幀長度，其中:
[0022]S是幀長度
[0023]M是每個時隙的碼符號的數量
[0024]N是每個幀的時隙的數量
[0025]R是代碼重復系數
[0026]然后相對于功率控制傳輸設置增益；調制作為結果的幀；利用正交擴展在指定信道上擴展作為結果的幀；然后傳輸結果，作為確認。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是根據本發明的一個實施例的示意性通信系統的簡圖。
[0028]圖2是圖解根據本發明的一個實施例的示意性通信系統的基本子系統的框圖。
[0029]圖3是圖解根據本發明的一個實施例的數據優化系統與典型的無線網絡的疊加的簡圖。
[0030]圖4是顯示根據本發明的一個實施例的數據優化系統中的反向鏈路信道的結構的簡圖。
[0031]圖5圖解了根據本發明的一個實施例的ACK信道的信道結構。
[0032]圖6圖解了根據本發明的一個實施例的ACK信道的構造。
[0033]圖7是根據本發明的一個實施例創建m序列矩陣所必需的步驟的流程圖。

【具體實施方式】
[0034]圖1表不不意性的通信系統100。一個這樣的系統是符合IS-95標準的CDMA通信系統。該通信系統包括多個蜂窩小區102a-102g。每個蜂窩小區102被相應的基站104服務。各種遠程站106被分布在整個通信系統中。在一個有利的實施例中，每個遠程站106在前向鏈路上經由每個業務信道幀或幀，與O個或更多的基站104通信。例如，在前向鏈路上經由幀i，基站104a傳輸到遠程站106a和106j，基站104b傳輸到遠程站106b和106j，基站104c傳輸到遠程站106c和106h。如圖1所示,每個基站104在任何給定的時刻傳輸數據到O個或更多的遠程站106。另外，數據速率是可變的，可取決于接收的遠程站106所測量的載波與干擾比(C/I)，以及要求的比特能量與噪聲功率譜密度比(Eb/ΝΟ)。為簡潔起見，從遠程站106到基站104的反向鏈路傳輸在圖1中未示出。
[0035]圖2顯示了圖解示意性的通信系統的基本子系統的框圖。基站控制器210連接分組網絡接口 224、公共交換電話網絡(PSTN) 230和通信系統中的全部基站104(為了簡潔起見，在圖2中只顯示了一個基站104)。基站控制器210協調通信系統中的遠程站106和連接到分組網絡接口 224以及PSTN 230的其他用戶之間的通信。通過標準電話網絡(圖2中未標出)，PSTN 230與用戶接口連接。
[0036]基站控制器210包含許多選擇器元件214，盡管在圖2中只顯示了一個。一個選擇器元件214被分配，以控制一個或多個基站104與一個遠程站106之間的通信。如果選擇器214未被分配給遠程站106，則呼叫控制處理器216被通知需要尋呼遠程站106。呼叫控制處理器216然后指示基站104來尋呼遠程站106。
[0037]數據源220包含將被傳輸到遠程站106的數據。數據源220把數據提供到分組網絡接口 224。分組網絡接口 224接收數據并把數據輸送到選擇器元件214。選擇器元件214把數據發送給與遠程站106通信的每個基站104。每個基站維持數據隊列240，該數據隊列240控制將被傳輸到遠程站106的數據。
[0038]數據以數據分組從數據隊列240被發送到信道元件242。在前向鏈路上，數據分組指的是一個幀內的將被傳輸到目的地遠程站106的固定量的數據。對于每個數據分組，信道元件242插入必要的控制域。信道元件242然后對格式化的分組進行編碼，并對被編碼的分組內的符號進行交織。交織的分組然后利用長PN碼被加擾，利用沃爾什覆蓋被覆蓋，并被擴展。結果被提供到RF單元244，該RF單元244對信號進行正交調制、濾波和放大。前向鏈路信號通過天線246在前向鏈路250上被空中傳輸。
[0039]在遠程站106，前向鏈路信號由天線260接收，并被輸送到前端262內的接收器。接收器對信號進行濾波、放大、正交調制和量化。數字化的信號被提供到解調器(DEMOD) 264，在此信號被反擴展，去覆蓋(decover)和解擾。解調的數據被提供到解碼器266，該解碼器266執行在基站104所做的信號處理功能的逆轉。在本發明的實施例中，處理器274被用于根據本發明的方法來創建確認信道。被解碼的數據被提供到數據宿268。
[0040]通信系統支持反向鏈路252上的數據和消息傳輸。在遠程站106內，控制器276通過把數據或消息輸送到編碼器272來處理數據或消息傳輸。編碼器272格式化消息，然后產生和附加一組CRC比特，附加一組碼尾比特，對數據和附加比特進行編碼，并對被編碼數據內的符號重新排序。交織的數據被提供到調制器(MOD) 274。數據然后被調制，濾波，放大，然后反向鏈路信號通過天線260在反向鏈路252上被空中傳輸。
[0041]在基站104，反向鏈路信號由天線246接收，并被提供到RF單元244。RF單元244對信號進行濾波、放大、解調和量化，并把數字化信號提供到信道元件242。信道元件242對數字化的信號進行反擴展。信道元件242還執行沃爾什碼映射或去覆蓋，這取決于在遠程站106執行的信號處理。信道元件242然后對解調的數據重新排序，對解交織的數據進行解碼。被解碼的數據然后被提供到選擇器元件214。選擇器元件214然后把數據和消息輸送到適當的目的地。
[0042]上述的硬件支持數據，消息，語音，視頻的傳輸，以及利用前向鏈路的其它通信。數據特殊的架構與該結構疊加，以支持可變的數據速率和數據優化。
[0043]調度程序212連接基站控制器210內的全部選擇器元件214。調度程序212調度前向和反向鏈路上的高速數據傳輸。調度程序212接收指明被傳輸數據量的隊列尺寸。利用隊列尺寸，調度程序212調度數據傳輸，以獲得最大數據吞吐量。調度程序212通過整個通信系統來協調前向和反向鏈路高速數據傳輸。
[0044]對利用前向鏈路的高速數據傳遞的增加的期望和要求，已導致數據優化架構的發展。一種代表性的架構是lxEV-DO。數據優化系統是具有一種架構的廣域無線系統，包括幾個系統部件:無線設備或遠程站，這可以是獨立的設備或可集成在電話、個人數字助理(PDA)或計算機內；接入網絡，基站收發器子系統(BTS)，分組控制功能(PCF)，和基站控制器(BSC);服務網絡，移動交換中心(MSC)，和分組數據服務節點(PDSN)。高速或數據優化系統在如上述的IS-95系統的相同架構內被實現。一個區別是數據優化系統不利用任何的移動交換中心(MSC)資源。另一個區別是數據優化網絡是高速前向鏈路數據速率，典型地是從38.4kbps到2.4Mbps，同時較低的反向鏈路數據速率范圍是9.6kbps到153.7kbps。產生不同的速率是由于用戶以高速率接收數據內容并回顧它。但常常很少或不需要對內容做出響應，這導致較低的反向鏈路數據速率。一個典型的例子是觀看接收的廣播。遠程站做出響應，自動發送數據確認消息，以保持廣播內容的流動。
[0045]圖3顯示了數據優化系統300如何與現有的無線網絡疊加。無線設備或遠程站106接收兩個載波306和308。載波306是數據優化載波。載波308是典型的無線通信載波。兩個載波被從集成的BSC/PCF 310被發送。BSC/PCF被連接到H)SN312，roSN312依次被連接到因特網314。
[0046]無線設備102通過空中與在小區基站的BTS通信。每個BTS典型地集成了多個載頻(例如1.25MHz)，這可用于傳統的無線服務或數據優化服務。小區基站，信號塔和天線在傳統的無線系統和數據優化系統之間是共享的，小區覆蓋區域對兩個系統是相同的。
[0047]當用戶在傳輸數據時，數據分組從無線設備通過空中被發送到BTS，然后被傳送到基站控制器/分組控制功能(BSC/PCF)310。BSC把數據傳送到與BSC集成在一起的PCF310。PCF然后把數據傳送到H)SN 312。當用戶在接收數據時，目的地為用戶的分組到達提供者的IP網絡，PDSN 312把分組傳送到BSC/PCF 310，BSC/PCF 310隨后把它們傳送到BTS，和傳送到用戶。
[0048]每個BTS同時包括在小區基站的多個RF載波(例如1.25MHz)的RF和數字部件。BTS終止空中鏈路，通過回程把無線鏈路協議(RLP)/用戶數據報協議(UDP)連通性提供到BSC0回程被分包。RF載波(例如1.25MHz)可被利用在全向天線或扇形天線中。每個數據優化扇區能夠達到前向鏈路上最高到2.4Mbs和反向鏈路上最高到153.6Kbps的峰值速率。
[0049]多個基站收發器(BTS)被連接到給定的BSC。隨著遠程站在小區基站之間移動，遠程站從一個BTS被越區切換到另一個。BSC執行會話控制、連接控制和選擇功能，以支持每個遠程站的會話。
[0050]PCF提供功能性以處理分組數據。PCF管理PDSN 312與BSC之間的接口。PCF管理到roSN 312的通用路由封裝隧道(GRE/IP)接口的建立，管理I3DSN選擇，跟蹤全部設備的空閑計時器，并把該信息提供給BSC。
[0051]PDSN 312執行傳統的網絡接入服務器(NAS)功能，諸如點對點協議(PPP)。IS-95和IS-856數據優化服務都利用相同的I3DSN 312。
[0052]數據優化系統的前向鏈路結構不同于典型的無線通信系統，這是由于支持數據和廣播服務所必需的高數據速率。前向鏈路物理層被組織在提供數據信道的載波周圍，數據信道被分割為給定大小的時隙(例如1.66ms)。這些信道被時分復用，以用于導頻信道、控制信道和用戶業務信道。利用調度程序，用戶被分配TDM業務的特定時間。特定的時隙被用于發送導頻和控制信息，包括尋呼和同步功能。在被分配的時段期間，全功率被專門用于單個遠程站。盡管功率是固定的，但傳輸速率是可變的，并由遠程站通過反向鏈路發送的反饋決定。用戶在前向鏈路上使用的傳輸速率是在反向鏈路上由遠程站請求的相同的速率，并由遠程站作為對信道條件的響應來確定。這樣，在數據優化系統中，每個用戶被分配時段，在這個時段中，只有該用戶的數據以全功率在前向鏈路上被傳輸。
[0053]數據優化系統中的反向鏈路不同于前向鏈路。單個遠程站的反向鏈路傳輸是碼分復用(CDM)的，如同在IS-95系統中的反向鏈路傳輸。反向鏈路也利用可變功率和可變速率傳輸，速率從9.6kbps到153.6kbps。反向鏈路上的功率控制利用如IS-95系統中的軟切換和更軟切換。
[0054]圖4顯示了反向鏈路的信道結構。反向鏈路400具有兩個主要的信道:接入信道402和業務信道408。接入信道402是由遠程站使用，以與網絡通信或響應傳給遠程站的消息。接入信道402由2個子信道組成:導頻信道404和數據信道406。導頻信道404為相干解調和定時提供基準。數據信道406承載遠程站使用的接入信道數據，以獲得數據優化系統。業務信道408由下面的信道組成:導頻信道410，介質接入控制信道412，確認信道418和數據信道420。導頻信道410為相干解調和定時提供基準。介質接入控制(MAC)信道412由2個子信道組成:指示出反向鏈路傳輸的數據速率的反向速率指示器(RRI)子信道414，和數據速率控制(DRC)信道416。DRC信道由遠程站使用以向網絡指出可支持的前向業務信道數據速率。確認(ACK)信道418確認正確接收的前向鏈路分組。數據信道420包含用戶數據和控制信息。
[0055]圖5圖解了 ACK信道的結構。ACK信道在I信道上的每個時隙的前半段上被發送，作為對提交給它的每個前向業務信道的響應；否則ACK信道被斷開。在ACK信道上的完整的時隙占用1.67ms。
[0056]ACK信道指出在前向業務信道上發送的數據分組是否被正確接收。如果數據分組已被正確接收，則ACK信道傳輸“O”比特，而如果數據分組未被正確接收，則傳輸“I”。
[0057]圖6圖解了 ACK信道的物理結構。ACK信道的產生是通過獲得單個的ACK比特，重復該比特128次，用對于ACK信道是唯一的代碼來覆蓋作為結果的128個符號。ACK信道的增益然后相對于前向業務信道導頻的增益而被設置，并通過I信道上的正交擴展被進行二相相移鍵控(BPSK)調制。
[0058]ACK信道以特定速率(例如9.6kbps)被傳輸,作為對遠程站檢測的每個前向業務信道前同步碼的響應；否則ACK信道被斷開。ACK信道在時隙的前半段被傳輸，如圖6所示，并具有1024碼片的持續時間。在分組被接收后的3個時隙，ACK信道對分組進行確認。
[0059]ACK信道利用幀來傳輸。在幀結構內可使用各種代碼。較長的碼字具有降低的峰值功率要求，和較短的碼字相比執行得更好。用4個變量，相對于幀結構來描述代碼:
[0060]令M為每個幀時隙的ACK信道碼符號的數量。
[0061]令N為每個幀的獨立時隙的數量。
[0062]令R為代碼重復系數。
[0063]令S為ACK信道幀的長度，表示為ACK信道符號的數量。
[0064]4個變量之間的關系可利用下面的等式來表示:
[0065]S = M*N*R(I)
[0066]上面的每個變量可被選擇，以改善ACK信道性能。應選擇提供最小的碼干擾同時維持最佳性能的值。下面討論示意性的代碼。
[0067]供ACK信道中使用的一個示意性代碼被定義如下:
[0068]M = 8，N = 6，R = 2，S = 96
[0069]該代碼可支持最多48個用戶，導致5ms的幀。每個時隙的ACK碼符號的數量由矩陣表示。對于該代碼來說，代碼是由W8的重復產生的，其中重復是48個符號相隔的。
[0070]

【權利要求】
1.一種方法，包括: 根據第一矩陣，產生用于確認傳輸的一組碼字，其中，所述第一矩陣是二進制正交矩陣， 將所述碼字分配給用戶，并且 產生確認幀，所述確認幀包括來自所述一組碼字中的第一碼字和來自所述一組碼字中的第二碼字，所述第二碼字重復所述第一碼字的確認并且具有置換的用戶分配。
2.如權利要求1所述的方法，其中: 所述第一矩陣是m序列矩陣，所述m序列矩陣是通過組合特定長度的所有可能的循環移位作為子矩陣的行，并添加全部是“ + ”的行和全部是“ + ”的列來把所述子矩陣擴大到預定的維數而形成的。
3.如權利要求2所述的方法，其中: 所述第一矩陣是m序列構造產生的H16，是用特定長度的快速傅立葉變換的基本向量交織的。
4.如權利要求1所述的方法，還包括: 形成所述第一矩陣，和 利用擴展功能來進行擴展，所述擴展功能利用小于所述第一矩陣的第二矩陣
5.如權利要求4所述的方法，其中，形成所述第一矩陣包括: 利用m序列構造，通過組合特定長度的所有可能的循環移位作為子矩陣的行，并添加全部是“ + ”的行和全部是“ + ”的列來把所述子矩陣擴大到預定的維數，來形成所述第一矩陣。
6.如權利要求1或4所述的方法，其中: 所述第一矩陣是Hadamard矩陣。
7.如權利要求1或4或5所述的方法，其中: 所述第一矩陣是用特定長度的快速傅立葉變換的基本向量交織的改變序列的H12矩陣。
8.一種用于產生確認信道的裝置，所述裝置包括: 用于根據第一矩陣產生用于確認傳輸的一組碼字的裝置，其中，所述第一矩陣是二進制正交矩陣，并且將所述碼字分配給用戶，和 用于產生確認幀的裝置，所述確認幀包括來自所述一組碼字中的第一碼字和來自所述一組碼字中的第二碼字，所述第二碼字重復所述第一碼字的確認并且具有置換的用戶分配。
【文檔編號】H04L1/16GK104135350SQ201410366652
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2004年9月8日 優先權日:2003年9月8日
【發明者】P.加爾 申請人:高通股份有限公司