在通信系统中确认反向链路传输的方法和装置制造方法

在通信系统中确认反向链路传输的方法和装置制造方法
【专利摘要】在通信系统中确认反向链路传输的一种方法和装置。信息位被设置，然后被重复。以代码覆盖被重复的信息位，其中该代码具有由S＝M*N*R定义的帧长度，其中S是帧长度，M是每个时隙的码符号的数量，N是每个帧的时隙的数量，R是代码重复系数。然后相对于功率控制传输设置增益，然后由编码操作产生的帧被调制。在调制后，利用正交扩展在指定信道上扩展这样的结果，在扩展后，确认通过反向链路被传输。
【专利说明】在通信系统中确认反向链路传输的方法和装置
[0001]本案是申请号为200480025719.5，申请日为2004年9月8日，题目为“在通信系统中确认反向链路传输的方法和装置”的申请的分案。

【技术领域】
[0002]本发明主要涉及通信系统，并更具体地涉及在通信系统中确认反向链路传输的方法和装置。

【背景技术】
[0003]无线通信技术在最近一些年中有了巨大的发展。这种发展部分地是由无线技术提供的移动自由和利用无线介质的语音与数据通信质量的极大改善所推动。语音服务连同增加的数据服务的改善的质量已经并且将继续对通信公众产生重要的影响。
[0004]迅速增长的一种类型的服务是利用便携式通信设备的数据服务，尤其是对移动和固定终端的高速无线数据的传送。TIA/EIA/IS-856 “CDMA 2000高速率分组数据空中接口规范”，IxEV-DO是一种为了对移动和固定终端传送高速无线数据而优化的空中接口。
[0005]数据传输在几个关键方面不同于语音传输。语音传输的特征是低的、固定不变的延迟。但是，语音传输对于不可容忍的大于100msec的长等待时间的延迟更加敏感。语音传输也倾向于更加容忍比特误差，在前向与反向上是对称的。
[0006]数据传输比语音传输更容忍延迟和延迟变化。但是，数据传输不太容忍比特误差，并在前向与反向上是非对称的。另外，数据传输是“突发性的”，尤其是当数据被下载到用户时。
[0007]典型地，当使用诸如IxEV-DO的数据系统时，用户请求信息，诸如网页的下载。数据以“脉冲串”被发送给用户，“脉冲串”包含所要求的数据分组。数据被排列成用于传输的分组序列。正确接收这些分组对于使用和处理请求的数据是至关重要的。为保证用户正确地接收数据，一系列的确认被发送到传输源。这些确认指示出哪些分组已被用户单元接收和正确地解码。一般地，确认信道或ACK信道用于这些传输:分组在接收后3个时隙被确认。如果分组没有被正确接收，则重传请求被做出，分组被重传。重传的延迟可导致已被正确接收的分组的重新发送。分组的重传增加延迟，并可对用户的体验产生不良影响。因此，要求有一种有效的方法，在通信系统中确认分组的传输。


【发明内容】

[0008]在本发明的一个方面中，提供了一种在通信系统中确认传输的方法。该方法包括获得信息位；重复该信息位；以代码覆盖被重复的信息位，其中代码具有由S = M*N*R定义的帧长度，其中:
[0009]S是帧长度
[0010]M是每个时隙的码符号的数量
[0011]N是每个帧的时隙的数量
[0012]R是代码重复系数
[0013]然后相对于功率控制传输设置增益；调制作为结果的帧；利用正交扩展在指定信道上扩展这些帧；然后传输结果，作为确认。
[0014]也可利用不同的矩阵构造技术执行本方法。一个实施例利用具有改变序列的H12构造的矩阵，该构造具有长度为4的快速傅立叶变换的基本向量。另一个实施例利用m序列构造产生的矩阵，该矩阵是用长度为3的快速傅立叶变换的基本向量交织的。
[0015]在本发明的另一个方面中，提供了一种设备。该设备包括处理器，该处理器可执行如下操作:获得信息位；重复该信息位；以代码覆盖被重复的信息位，其中代码具有由S =M*N*R定义的帧长度，其中:
[0016]S是帧长度
[0017]M是每个时隙的码符号的数量
[0018]N是每个帧的时隙的数量
[0019]R是代码重复系数
[0020]然后相对于功率控制传输设置增益；调制作为结果的帧；利用正交扩展在指定信道上扩展作为结果的帧；然后传输结果，作为确认。
[0021]在本发明的另一个方面中，提供了一种移动终端。该移动终端包括处理器，其用于获得信息位；重复该信息位；以代码覆盖被重复的信息位，其中代码具有由s = M*N*R定义的帧长度，其中:
[0022]S是帧长度
[0023]M是每个时隙的码符号的数量
[0024]N是每个帧的时隙的数量
[0025]R是代码重复系数
[0026]然后相对于功率控制传输设置增益；调制作为结果的帧；利用正交扩展在指定信道上扩展作为结果的帧；然后传输结果，作为确认。

【专利附图】

【附图说明】
[0027]图1是根据本发明的一个实施例的示意性通信系统的简图。
[0028]图2是图解根据本发明的一个实施例的示意性通信系统的基本子系统的框图。
[0029]图3是图解根据本发明的一个实施例的数据优化系统与典型的无线网络的叠加的简图。
[0030]图4是显示根据本发明的一个实施例的数据优化系统中的反向链路信道的结构的简图。
[0031]图5图解了根据本发明的一个实施例的ACK信道的信道结构。
[0032]图6图解了根据本发明的一个实施例的ACK信道的构造。
[0033]图7是根据本发明的一个实施例创建m序列矩阵所必需的步骤的流程图。

【具体实施方式】
[0034]图1表不不意性的通信系统100。一个这样的系统是符合IS-95标准的CDMA通信系统。该通信系统包括多个蜂窝小区102a-102g。每个蜂窝小区102被相应的基站104服务。各种远程站106被分布在整个通信系统中。在一个有利的实施例中，每个远程站106在前向链路上经由每个业务信道帧或帧，与O个或更多的基站104通信。例如，在前向链路上经由帧i，基站104a传输到远程站106a和106j，基站104b传输到远程站106b和106j，基站104c传输到远程站106c和106h。如图1所示,每个基站104在任何给定的时刻传输数据到O个或更多的远程站106。另外，数据速率是可变的，可取决于接收的远程站106所测量的载波与干扰比(C/I)，以及要求的比特能量与噪声功率谱密度比(Eb/ΝΟ)。为简洁起见，从远程站106到基站104的反向链路传输在图1中未示出。
[0035]图2显示了图解示意性的通信系统的基本子系统的框图。基站控制器210连接分组网络接口 224、公共交换电话网络(PSTN) 230和通信系统中的全部基站104(为了简洁起见，在图2中只显示了一个基站104)。基站控制器210协调通信系统中的远程站106和连接到分组网络接口 224以及PSTN 230的其他用户之间的通信。通过标准电话网络(图2中未标出)，PSTN 230与用户接口连接。
[0036]基站控制器210包含许多选择器元件214，尽管在图2中只显示了一个。一个选择器元件214被分配，以控制一个或多个基站104与一个远程站106之间的通信。如果选择器214未被分配给远程站106，则呼叫控制处理器216被通知需要寻呼远程站106。呼叫控制处理器216然后指示基站104来寻呼远程站106。
[0037]数据源220包含将被传输到远程站106的数据。数据源220把数据提供到分组网络接口 224。分组网络接口 224接收数据并把数据输送到选择器元件214。选择器元件214把数据发送给与远程站106通信的每个基站104。每个基站维持数据队列240，该数据队列240控制将被传输到远程站106的数据。
[0038]数据以数据分组从数据队列240被发送到信道元件242。在前向链路上，数据分组指的是一个帧内的将被传输到目的地远程站106的固定量的数据。对于每个数据分组，信道元件242插入必要的控制域。信道元件242然后对格式化的分组进行编码，并对被编码的分组内的符号进行交织。交织的分组然后利用长PN码被加扰，利用沃尔什覆盖被覆盖，并被扩展。结果被提供到RF单元244，该RF单元244对信号进行正交调制、滤波和放大。前向链路信号通过天线246在前向链路250上被空中传输。
[0039]在远程站106，前向链路信号由天线260接收，并被输送到前端262内的接收器。接收器对信号进行滤波、放大、正交调制和量化。数字化的信号被提供到解调器(DEMOD) 264，在此信号被反扩展，去覆盖(decover)和解扰。解调的数据被提供到解码器266，该解码器266执行在基站104所做的信号处理功能的逆转。在本发明的实施例中，处理器274被用于根据本发明的方法来创建确认信道。被解码的数据被提供到数据宿268。
[0040]通信系统支持反向链路252上的数据和消息传输。在远程站106内，控制器276通过把数据或消息输送到编码器272来处理数据或消息传输。编码器272格式化消息，然后产生和附加一组CRC比特，附加一组码尾比特，对数据和附加比特进行编码，并对被编码数据内的符号重新排序。交织的数据被提供到调制器(MOD) 274。数据然后被调制，滤波，放大，然后反向链路信号通过天线260在反向链路252上被空中传输。
[0041]在基站104，反向链路信号由天线246接收，并被提供到RF单元244。RF单元244对信号进行滤波、放大、解调和量化，并把数字化信号提供到信道元件242。信道元件242对数字化的信号进行反扩展。信道元件242还执行沃尔什码映射或去覆盖，这取决于在远程站106执行的信号处理。信道元件242然后对解调的数据重新排序，对解交织的数据进行解码。被解码的数据然后被提供到选择器元件214。选择器元件214然后把数据和消息输送到适当的目的地。
[0042]上述的硬件支持数据，消息，语音，视频的传输，以及利用前向链路的其它通信。数据特殊的架构与该结构叠加，以支持可变的数据速率和数据优化。
[0043]调度程序212连接基站控制器210内的全部选择器元件214。调度程序212调度前向和反向链路上的高速数据传输。调度程序212接收指明被传输数据量的队列尺寸。利用队列尺寸，调度程序212调度数据传输，以获得最大数据吞吐量。调度程序212通过整个通信系统来协调前向和反向链路高速数据传输。
[0044]对利用前向链路的高速数据传递的增加的期望和要求，已导致数据优化架构的发展。一种代表性的架构是lxEV-DO。数据优化系统是具有一种架构的广域无线系统，包括几个系统部件:无线设备或远程站，这可以是独立的设备或可集成在电话、个人数字助理(PDA)或计算机内；接入网络，基站收发器子系统(BTS)，分组控制功能(PCF)，和基站控制器(BSC);服务网络，移动交换中心(MSC)，和分组数据服务节点(PDSN)。高速或数据优化系统在如上述的IS-95系统的相同架构内被实现。一个区别是数据优化系统不利用任何的移动交换中心(MSC)资源。另一个区别是数据优化网络是高速前向链路数据速率，典型地是从38.4kbps到2.4Mbps，同时较低的反向链路数据速率范围是9.6kbps到153.7kbps。产生不同的速率是由于用户以高速率接收数据内容并回顾它。但常常很少或不需要对内容做出响应，这导致较低的反向链路数据速率。一个典型的例子是观看接收的广播。远程站做出响应，自动发送数据确认消息，以保持广播内容的流动。
[0045]图3显示了数据优化系统300如何与现有的无线网络叠加。无线设备或远程站106接收两个载波306和308。载波306是数据优化载波。载波308是典型的无线通信载波。两个载波被从集成的BSC/PCF 310被发送。BSC/PCF被连接到H)SN312，roSN312依次被连接到因特网314。
[0046]无线设备102通过空中与在小区基站的BTS通信。每个BTS典型地集成了多个载频(例如1.25MHz)，这可用于传统的无线服务或数据优化服务。小区基站，信号塔和天线在传统的无线系统和数据优化系统之间是共享的，小区覆盖区域对两个系统是相同的。
[0047]当用户在传输数据时，数据分组从无线设备通过空中被发送到BTS，然后被传送到基站控制器/分组控制功能(BSC/PCF)310。BSC把数据传送到与BSC集成在一起的PCF310。PCF然后把数据传送到H)SN 312。当用户在接收数据时，目的地为用户的分组到达提供者的IP网络，PDSN 312把分组传送到BSC/PCF 310，BSC/PCF 310随后把它们传送到BTS，和传送到用户。
[0048]每个BTS同时包括在小区基站的多个RF载波(例如1.25MHz)的RF和数字部件。BTS终止空中链路，通过回程把无线链路协议(RLP)/用户数据报协议(UDP)连通性提供到BSC0回程被分包。RF载波(例如1.25MHz)可被利用在全向天线或扇形天线中。每个数据优化扇区能够达到前向链路上最高到2.4Mbs和反向链路上最高到153.6Kbps的峰值速率。
[0049]多个基站收发器(BTS)被连接到给定的BSC。随着远程站在小区基站之间移动，远程站从一个BTS被越区切换到另一个。BSC执行会话控制、连接控制和选择功能，以支持每个远程站的会话。
[0050]PCF提供功能性以处理分组数据。PCF管理PDSN 312与BSC之间的接口。PCF管理到roSN 312的通用路由封装隧道(GRE/IP)接口的建立，管理I3DSN选择，跟踪全部设备的空闲计时器，并把该信息提供给BSC。
[0051]PDSN 312执行传统的网络接入服务器(NAS)功能，诸如点对点协议(PPP)。IS-95和IS-856数据优化服务都利用相同的I3DSN 312。
[0052]数据优化系统的前向链路结构不同于典型的无线通信系统，这是由于支持数据和广播服务所必需的高数据速率。前向链路物理层被组织在提供数据信道的载波周围，数据信道被分割为给定大小的时隙(例如1.66ms)。这些信道被时分复用，以用于导频信道、控制信道和用户业务信道。利用调度程序，用户被分配TDM业务的特定时间。特定的时隙被用于发送导频和控制信息，包括寻呼和同步功能。在被分配的时段期间，全功率被专门用于单个远程站。尽管功率是固定的，但传输速率是可变的，并由远程站通过反向链路发送的反馈决定。用户在前向链路上使用的传输速率是在反向链路上由远程站请求的相同的速率，并由远程站作为对信道条件的响应来确定。这样，在数据优化系统中，每个用户被分配时段，在这个时段中，只有该用户的数据以全功率在前向链路上被传输。
[0053]数据优化系统中的反向链路不同于前向链路。单个远程站的反向链路传输是码分复用(CDM)的，如同在IS-95系统中的反向链路传输。反向链路也利用可变功率和可变速率传输，速率从9.6kbps到153.6kbps。反向链路上的功率控制利用如IS-95系统中的软切换和更软切换。
[0054]图4显示了反向链路的信道结构。反向链路400具有两个主要的信道:接入信道402和业务信道408。接入信道402是由远程站使用，以与网络通信或响应传给远程站的消息。接入信道402由2个子信道组成:导频信道404和数据信道406。导频信道404为相干解调和定时提供基准。数据信道406承载远程站使用的接入信道数据，以获得数据优化系统。业务信道408由下面的信道组成:导频信道410，介质接入控制信道412，确认信道418和数据信道420。导频信道410为相干解调和定时提供基准。介质接入控制(MAC)信道412由2个子信道组成:指示出反向链路传输的数据速率的反向速率指示器(RRI)子信道414，和数据速率控制(DRC)信道416。DRC信道由远程站使用以向网络指出可支持的前向业务信道数据速率。确认(ACK)信道418确认正确接收的前向链路分组。数据信道420包含用户数据和控制信息。
[0055]图5图解了 ACK信道的结构。ACK信道在I信道上的每个时隙的前半段上被发送，作为对提交给它的每个前向业务信道的响应；否则ACK信道被断开。在ACK信道上的完整的时隙占用1.67ms。
[0056]ACK信道指出在前向业务信道上发送的数据分组是否被正确接收。如果数据分组已被正确接收，则ACK信道传输“O”比特，而如果数据分组未被正确接收，则传输“I”。
[0057]图6图解了 ACK信道的物理结构。ACK信道的产生是通过获得单个的ACK比特，重复该比特128次，用对于ACK信道是唯一的代码来覆盖作为结果的128个符号。ACK信道的增益然后相对于前向业务信道导频的增益而被设置，并通过I信道上的正交扩展被进行二相相移键控(BPSK)调制。
[0058]ACK信道以特定速率(例如9.6kbps)被传输,作为对远程站检测的每个前向业务信道前同步码的响应；否则ACK信道被断开。ACK信道在时隙的前半段被传输，如图6所示，并具有1024码片的持续时间。在分组被接收后的3个时隙，ACK信道对分组进行确认。
[0059]ACK信道利用帧来传输。在帧结构内可使用各种代码。较长的码字具有降低的峰值功率要求，和较短的码字相比执行得更好。用4个变量，相对于帧结构来描述代码:
[0060]令M为每个帧时隙的ACK信道码符号的数量。
[0061]令N为每个帧的独立时隙的数量。
[0062]令R为代码重复系数。
[0063]令S为ACK信道帧的长度，表示为ACK信道符号的数量。
[0064]4个变量之间的关系可利用下面的等式来表示:
[0065]S = M*N*R(I)
[0066]上面的每个变量可被选择，以改善ACK信道性能。应选择提供最小的码干扰同时维持最佳性能的值。下面讨论示意性的代码。
[0067]供ACK信道中使用的一个示意性代码被定义如下:
[0068]M = 8，N = 6，R = 2，S = 96
[0069]该代码可支持最多48个用户，导致5ms的帧。每个时隙的ACK码符号的数量由矩阵表示。对于该代码来说，代码是由W8的重复产生的，其中重复是48个符号相隔的。
[0070]

【权利要求】
1.一种方法，包括: 根据第一矩阵，产生用于确认传输的一组码字，其中，所述第一矩阵是二进制正交矩阵， 将所述码字分配给用户，并且 产生确认帧，所述确认帧包括来自所述一组码字中的第一码字和来自所述一组码字中的第二码字，所述第二码字重复所述第一码字的确认并且具有置换的用户分配。
2.如权利要求1所述的方法，其中: 所述第一矩阵是m序列矩阵，所述m序列矩阵是通过组合特定长度的所有可能的循环移位作为子矩阵的行，并添加全部是“ + ”的行和全部是“ + ”的列来把所述子矩阵扩大到预定的维数而形成的。
3.如权利要求2所述的方法，其中: 所述第一矩阵是m序列构造产生的H16，是用特定长度的快速傅立叶变换的基本向量交织的。
4.如权利要求1所述的方法，还包括: 形成所述第一矩阵，和 利用扩展功能来进行扩展，所述扩展功能利用小于所述第一矩阵的第二矩阵
5.如权利要求4所述的方法，其中，形成所述第一矩阵包括: 利用m序列构造，通过组合特定长度的所有可能的循环移位作为子矩阵的行，并添加全部是“ + ”的行和全部是“ + ”的列来把所述子矩阵扩大到预定的维数，来形成所述第一矩阵。
6.如权利要求1或4所述的方法，其中: 所述第一矩阵是Hadamard矩阵。
7.如权利要求1或4或5所述的方法，其中: 所述第一矩阵是用特定长度的快速傅立叶变换的基本向量交织的改变序列的H12矩阵。
8.一种用于产生确认信道的装置，所述装置包括: 用于根据第一矩阵产生用于确认传输的一组码字的装置，其中，所述第一矩阵是二进制正交矩阵，并且将所述码字分配给用户，和 用于产生确认帧的装置，所述确认帧包括来自所述一组码字中的第一码字和来自所述一组码字中的第二码字，所述第二码字重复所述第一码字的确认并且具有置换的用户分配。
【文档编号】H04L1/16GK104135350SQ201410366652
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2004年9月8日 优先权日:2003年9月8日
【发明者】P.加尔 申请人:高通股份有限公司