CN100459482C - 按照arq方法传输数据的方法和装置 - Google Patents

Abstract

为了通过采用ARQ方法，尤其是混合ARQ方法并且优选地采用在移动无线电系统中实现尽可能可靠的面向分组数据传输，提出在对重复数据分组的位请求重复数据分组时采用与对相应的原发射的数据分组的位不同的速率匹配模式。特别有利的是，在通过把要传输的位分配到多个并列的分位流(A-C)用相应的分开的位速率匹配(21-23)进行。

Description

按照ARQ方法传输数据的方法和装置

技术领域

本发明涉及在通信系统，尤其是移动无线电系统中，用于按照ARQ方法，尤其是混合ARQ方法传输数据的方法以及相应配置的装置。

背景技术

尤其是与移动无线电系统相关联地，往往提出采用所谓的分组方法或者说面向分组的数据连接，因为流行的信令类型往往具有非常高的脉冲簇因数，从而只存在被长的静止时相间断开的短的有效期间。面向分组的数据连接可能在此种情况下对比存在连续数据流的其它数据传输方法效率提高得多，因为用连续数据流的数据传输方法中是一次分配的资源，例如载波频率或者时隙，而保留划分整个的通信关系，也就是说在当前不存在数据传输时也保持占据资源，从而该资源不能够提供给其它的网络用户。这导致非理想地利用移动无线电系统的紧缺的频带。

未来的移动无线电系统，例如根据UMTS移动标准(“通用移动通信系统”)提供大量的不同的业务，从而除了纯语音传输外多媒体应用的意义越来越大。随之出现带有不同的传输率的业务多样性要求在未来移动无线电系统的空气界面有非常灵活的接入协议。事实表明面向分组的数据传输方法在此非常地适用。

与UMTS移动无线电系统相关联地，在面向分组的数据连接中提出所谓的ARQ方法(“自动重复请求”)。其中，从发射机向接收机传输的数据分组在接收机方按照其解码在其质量方面受检验。如果接收的数据分组出错，接收机就要求从发射机重新传输该数据分组，这就是说从发射机向接收机发送重复数据分组，所述的重复数据分组与以前发送的，出错地接收的数据分组相同或者部分地相同(视重复的数据分组是包含少于还是等于原数据分组的数据而定，称之为完全的或者部分的重复)。关于对UMTS移动无线电标准提出的ARQ方法，不论是数据传输还是由所谓的标题信息传输都设在一个数据分组中，所述的ARQ方法也称为混合ARQ型I方法，在此标题信息还具有出错检验的信息，例如CRC位(循环冗余校验)，并且还可以编码用于纠错(所谓的“前向纠错”，FEC)。

根据UMTS标准化的当前状态提出借助于QAM调制(正交调幅)按照相应的信道编码的实施传输各个数据分组或者重复数据分组的位。在此把各个位通过称为“格雷映射”的方法映射成相应的QAM符号，所述的QAM符号构成一个二维的符号空间。在此问题在于，在所提出的QAM调制中具有包含多于四个QAM符号的字母范围，这显著地改变在高位字位与低位价字位之间要传输的字位的可靠性，在此尤其在实施信道编码方面是有缺点的，因此在这方面优选地使用涡轮编码器，为了达到足够高的处理能力这种编码器要求均匀的位可靠性。在前述的，其中重复数据分组与原数据分组相同的混合ARQ型I方法中，前述的位可靠性的变化特性导致，数据分组和重复数据分组的确定的位相应地处在QAM符号空间的相同的位置上，由此降低了整个数据传输的处理能力并且使得早期限制数据吞吐量。

为了解决该问题，已经有人提出了一种方法，通过动态地重新排列“格雷映射”把在重复数据分组与原数据分组中相同的位置上出现的位在QAM空间指派不同的QAM符号。

这在下面参照图4A-4D详细地加以说明。在图4A中示出16QAM调制的信号状况或者说QAM符号空间。在此在此把相应的位i₁和i₂以及q₁和q₂以i₁，q₁，i₂，q₂的顺序映射到二维的QAM符号空间25的相应的QAM符号26。对于二维符号空间中QAM符号26的每个位i₁，i₂，q₁，q₂可能的列和行分别借用于相应的虚线标出。从而例如位i₁＝“1”只映射到ARQ符号空间的头两个列上。基于“格雷映射”高位i₁的可靠性大于低位i₂的可靠性。此外位i₂的位可靠性取决于相应传输的QAM符号26起伏(就是说取决于相应的QAM符号26是安排在QAM符号空间25的左外列还是在右外列)。这也适用于位q₁和q₂，因为位q₁和q₂的映射等效于位i₁和i₂(然而是与之正交的)的映射进行。

根据借助于图4A-4D说明的常规的方法提出，对于重复数据分组使用与原数据分组的“格雷映射”不同的“格雷映射。这就是说对于第一重复数据分组例如可采用图4B中示出的”格雷映射，而对于第二重复数据分组例如可采用图4C中示出的”格雷映射，对于第三重复数据分组例如可采用图4D中示出的”格雷映射。通过比较图4A-4D看出，同一个位组合i₁，q₁，i₂，q₂相应地指派不同的ARQ符号26，这就是说在二维的ARQ符号空间25中指派不同的点。这种“格雷映射”的动态变化可以例如进行到使得一定数量的重复后，经优或者良或差的可靠性传输在ARQ符号空间25中的一个位置上的每个位i₁，i₂，q₁和q₂，在此该方法可以对不同数量的重复进行优化。

从图4A-4D可以看出这种做法相对地高费用，因为必须要对每个重复数据分组改变“格雷映射”。

发明内容

因此本发明的任务是提出一种按照ARQ方法进行数据传输用的方法以及一种相应安排的装置，用之可以以尽可能简单的方式方法解决前述的问题，也就是说尽可能地可靠地用高数据吞吐量传输数据。

该任务根据本发明通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求15特征的装置解决。从属权利要求相应地定义本发明的优选并且有利的实施形式。

根据本发明提出，在原数据分组以及各个重复数据分组的各个位上采用不同的速率匹配模式，这就是说使用不同的点化模式或者说重复化模式，从而在执行ARQ调制前相应的位就可以出现在相应分组中的不同位置上，并且从而可以没有“格雷映射”变化地在ARQ符号空间中指派不同的点或者ARQ符号。以此方式在数据分组和续后的重复数据分组之间达到受传输位的均匀的可靠性分配，从而可以例如在使用涡轮编码器的条件下实行高处理性能的信道编码，从而在实现高数据吞吐量的同时保证整体上足够高的信息传输及数据传输的处理性能。

本发明可以例如在使用常规的速率匹配算法的条件下实现，在此，实质上确定相应使用的速率匹配模式的一种按照该速率匹配算法使用的补偿值，在原数据分组和各个的重复数据分组之间改变。通过这种补偿值的改变可以达到比常规的混合ARQ型I方法处理能力高的编码。

优选地在此可以把信道编码的位流划分到多个平行的分位流(所谓的位分离)，在此在各个分位流上相应地采用相互独立的速率匹配模式，就是说相互独立的点化或者重复，从而在该分位流的相应位的最后组合(所谓的位集合)以后可以达到带有对于原数据分组和各个重复数据分组不同的补偿值的所希望的速率匹配。通过把位流划分到多个平行的分位流可以在信道编码时得到特别高的灵活性。

因为以此方式和方法处理数据分组及重复数据分组的相应接收机应当知道相应使用的补偿值，并且详尽地传输该补偿值可能是有是不利的，把补偿值例如与相应的时隙号(“时隙”)同步和/或与相应的帧号同步地改变，从而接收机可以除相应接收时隙或者帧之外直接地归结为相应地采用的补偿值。

在把位划分到多个平行的分位流的前述位分离中可以对结束的位集合，把每数据分组或重复数据分组不同的平行的位流也按分额地相互组合，由此在使用位重复时可以特别有利地采用这种相互组合。前述的补偿值可以对原数据分组以及各个重复数据分组这样地调节：使得由此得出的速率匹配模式的推移相互为最大和/或尽可能多的原数据分组以及各个重复数据分组彼此相应的位在最后的调制时映射到二维符号空间中的不同的点。

如果在实行速率匹配后所述的位直接地映射到相应的所希望的调制符号空间，前述的方法理想地起作用。然而一般地却不是这种情况，因为在速率匹配与调制之间常常还发生所谓的交织，由此把位在时间上重新排列。在随机交织时把相邻的位随机地划分到二维符号空间的相应的点或者符号上，从而可以通过前述的改变补偿值达到的一个位的推移也得出二维符号空间的点或符号的随机改变。然而这却是非理想的，因为最好这样地改变指派：使得在传输原数据分组时较少的可靠性位，在续后的重复数据分组要以较高的可靠性传输到调制符号空间(例如QAM符号空间)的，并且相反地映射，而在随机的交换中只可能达到为最高可能增益的50％的增益。

因此优选地对交织使用一种非常正规的交织，例如字组交织，在此除了在其上交织器分配带有连接的列交换或者说列置换的列的数量，和相应采用的符号空间的有不同的程度加权或者不同可靠性的点或者符号应当是不可约分的，从而得到优化的指派。

在请求多个重复数据分组时，如果相应采用的速率匹配模式，也就是相应的点化模式/重复模式从重复数据分组到重复数据分组地逐个推移是有利的。

借助于本发明范围提出的在原发射数据分组为一方对后续重复数据分组为另一方之间的速率匹配模式推移虽然得到同一个代码率，却可以改善传输质量和位出错率。

总体上根据本发明提出的过程相对于在本文开始说明的并且从现有技术公知的过程具有显著地小得多的复杂性，在此，为实现本发明尤其不必实施新的方法步骤。

附图说明

下面参照附图借助于移动无线电系统中的面向分组数据传输的优选实施例详细地说明本发明，在此本发明当然不局限于移动无线电系统，而是可以应用于其中要用ARQ方法进行数据传输的通信系统的每个技术方面。

图1示出说明根据本发明的面向分组的ARQ方法的信号处理的图示，

图2示出说明移动无线电中的通信的图示，

图3示出一种速率匹配算法，所述的算法例如在本发明的范围中可以用于速率匹配，

图4A-4D示出说明根据现有技术的从原发射的数据分组或者相应的重复数据分组的位向QAM符号的映射，

图5示出速率匹配的简化方框图，

图6示出速率匹配模式的图表说明，

图7示出速率匹配模式的图表说明，

图8示出速率匹配的简化方框图，

图9示出速率匹配的简化方框图，

具体实施方式

如前文已经说明，下面说明的出发点是借助于本发明应当在移动无线电系统中实现一种面向分组的数据传输，如在图2中示意地示出那样。在此在图2中示出例如在移动无线电系统的基站1与移动站2之间的通信，所述移动无线电系统例如是UMTS移动无线电系统。从基站1向移动站2的信息传输通过所谓的“下行链路”信道DL进行，而从移动站2向基站1的信息传输通过所谓的“上行链路”信道UL进行。

本发明在下面举例地借助于从基站1向移动站2的面向分组的数据传输，就是说借助于经过“下行链路”信道进行的面向分组的数据传输说明，在此本发明还是可以类似用于经“上行链路”信道进行的数据传输。此外，在下面借助于在相应的发射机中实施的信号处理说明本发明，但是要注意的是在相应的接收机中要求以相反的顺序进行相应的信号处理以分析以此方式在发射机方处理过的数据，从而本发明不仅涉及发射方，而是也涉及接收方。

在图1中示出根据本发明的混合ARQ方法进行的，用数据分组传输数据信息和标题信息的信号处理。

在标题方把由功能框3产生的标题信息传送到功能框12，所述的功能框12负责把应当用同一个无线电分组发射所有数据分组的全部标题汇集成一个单个的标题(所谓的“标题并置”)。功能框13对由此产生的标题信息添加CRC位，用于标题识别。接着由功能框14进行信道编码并且由功能框15进行由此得出的位流的速率匹配。交织器16的作用是把向它输送的符号及位以一定的方式方法重新分配并且在时间上展开。从交织器16输出的数据块由功能框17分配给各个发射帧或者说无线电帧(所谓的“无线电帧分割”)。

在数据方同样地设有功能框4用于添加CRC位。功能框5起分裂输送到信道编码器6的数据作用，其分裂的方式是使得总是由信道编码器进行限制到一定的位数的编码。

通过由信道编码器6进行的信道编码向原本要发射的数据添加冗余的信息。这导致，多个依次发射的数据分组具有有相同的信息来源的位。

把从信道编码器6输出的位输送到功能框19，该功能框19通过抽取或者去除各个位(所谓的点化)或者通过重复各个位(所谓的重复化)相应地调节位流的位率。由接着的功能框9可以向数据流添加所谓的DTX位(“间断传输”)。此外还在数据方设有功能框10和11，它们承担与标题方设的功能框16和17的相同的功能。

接着把在数据方和标题方上输出的位由功能框18映射到相应的物理传输信道或发送信道上，以及多路复用(所谓的“多路复用”)并且借助于适当的调制，例如QAM调制，向接收机传输。

在混合ARQ型I方法中在失误地接收或者失误地解码数据分组时通过接收机请求重复数据分组，所述的重复数据分组与以前发送的并且失误地接收的数据分组完全相同或者部分地相同。取决于重复数据分组具有少于还是等于原数据分组的那样多的数据，称为完全的或部分的重复。数据分组和相应的重复数据分组从而具有带至少部分地相同的信息来源的位。从而接收机可以通过全面地分析原发射的数据分组以及所请求的后续的重复数据分组重新得到带有改善了质量的原发射信息。

本发明实质上涉及图1中所示的功能段19。该功能段19包含功能框20。该功能段20取决于通过功能框3的控制，把由前置的信道编码器6输出的编码了的位划分到至少两个平行的分位流，所述的分位流是相应地分开地，就是说是彼此无关地，承受一种速率匹配。在图1中与此有关地示出三个分位流A-C，其中为每个分位流设有一个功能框21-23以进行相应的速率匹配，就是说点化或者重复化各个位。以此方式出现多个不同编码的平行的分位流，所述的分位流输送到另一个功能框24。该另一个功能框24具有把平行的位流的各个位汇集到由功能框用于位分离采用的同一个顺序的任务，即用于划分到各个平行的分位流的同一个顺序(位集合)的任务。以此方式整体上不改变在速率匹配后剩余位的顺序。

如前面已经说明，为各个分流A-C设的速率可以通过功能框21-23完全彼此独立地进行。特别是一或多个分位流的位还可能根本不承受点化或者说重复化。总体上这样地选择各个平行的分位流A-C速率匹配：使得由整个功能段19在由功能框6输出的信道编码了的位流上每个分组或重复数据分组采用所希望的速率匹配模式。用图1所示的以多个平行地实行的速率匹配实现功能框19可以在编码时达到特别高的灵活性。

这样地安排功能框19：使得它取决于通过功能框3的控制在重复数据分组的位上采用与相应地原发射的数据分组不同的速率匹配模式。这就是说由功能框3取均值功能段19是否由相应的接收机要求了重复数据分组，在此于这种情况下功能框19如此地选择或者说调节由各个功能框21-23实现的速率匹配模式：使得总体上用与作为基础的原发射的数据分组不同的速率匹配模式处理重复数据分组。

总体上由功能段19实现的速率匹配可以按照在图3中所示的速率匹配算法实行，所述的速率匹配算法本身是由现有技术所公知的。

包含在UMTS标准中的速率匹配(rate matching)算法说明在【25.212】中。它采用的基本参数为：

●X_b：位流b中每个分组的编码的位数量

●e_ini：开始-出错值(N_TTT/3)

●e_plus在点化/重复化时出错值的增量

●e_minus每输出位出错值的减量

在现有技术中例如对于带有固定的位位置的涡轮编码的传输通道(【25.212】4.2.7.2.1节)如下得出这些参数：

e_ini＝N_max.                         (5.1)

在此N_max表示在所有的传输格式和传输信道上测量的速率匹配前每奇偶校验位流的最高的位数量。出错值的增量和减量表达为：

$e_{\mathrm{plus}}=a\×N_{\max },e_{\min \mathrm{us}}=a\left|\mathrm{\Δ}{N}_i^b\right|,---\left(5.2\right)$

式中对于第一奇偶校验位流a＝2并且对于第二奇偶校验位流a＝1。

|ΔN_i ^b|

是对传输信道i的每个奇厅偶校验位流b点化的位的数量。

在此尤其是采用速率匹配参数e_ini，它表示对于相应实行的速率匹配有效的在相应采用的速率模式方面的补偿值。在图3中示出的速率匹配算法的开始初始化一种具有这种补偿值e_ini的出错变量，其中出错e在点化的情况下表示例如当前的点化率与所希望的点化率之间的关系。

接着把当前要处理的指数m位设定为第一位，就是说设定为数值1并且初始化辅助参数e_plus。

接着把相应的要处理的数据分组的所有的位进行循环，在此用x_I表示各个数据分组的位数。

在此循环的内部首先在采用另一个辅助出错参数e_minus的条件下进行更新并且检验：由此得出的出错e是否大于零，以用此方式确定是否应当点化相应的位。如果满足前述条件，把相应的位设定为辅助值δ并且以此点化，就是说禁止后续的数据传输。

反之如果不满足前述的条件，就选出相应的位并且在应用第一处说明的辅助出错参数e_plus的条件下重新计算出错e。

在速率匹配算法或点化算法结束时把位指数增量m并且以此为前述的处理选取下面的位。

可以基本上通过选择补偿值e_ini影响在数据分组或者重复数据分组的位上应用的速率匹配模式。通过改变该补偿值可以以此对重复数据分组采用与对原发射的数据分组不同的速率匹配模式，在此可以把所述的速率匹配特别优选地用于各个分位流A-C(比较图1)的奇偶校验位上。

由于相应地以此方式方法处理数据分组或者重复数据分组的接收机必须知道相应地采用的速率匹配模式或者相应采用的补偿值e_ini，补偿值e_ini的改变可以例如与相应地发送时隙号数同步进行和/或与相应的发射帧号数同步进行，从而接收机可以取决于相应地接收的时隙的号数或者取决于相应接收的帧归结出相应应用的速率匹配模式。在此通过e_ini定义相应的所谓冗余制式。

以有利的方式如此地为原发射的数据分组和重复数据分组选择补偿值e_ini：使得由此得出的速率匹配模式的推移为最大，就是说尽可能地大。此外以有利的方式如此地为原发射的数据分组和重复数据分组选择补偿值e_ini：在最终的调制，特别是在QAM调制时，把尽可能多的两个分组的彼此相应的位映射到相应的二维QAM算法的不同的点，也就是不同的QAM符号(比较这方面举例的图4的映射)。

这可以通过把原数据分组的补偿值e_ini设定为e_ini＝0并且对后续的重复数据分组设定为e_ini＝e_plus达到。在第一种情况下由此把第一位点化，而在第二情况下把重复数据分组的最后一位点化。从而彼此相应地还把所述在此之间的位各自推移一个位置。从而保证(在适当的安排后续的交织器10以及后续的“格雷映射”以实现相应的调制时)在两种传输中都把一个位映射到相应的二维符号空间的不同的点，这以此有利地于均匀地分配受传输的位的可靠性。一个附加的优点在于，在重复数据分组中附加地含有新的信息，并且不只是重复原数据分组的位，从而由此可以得到增益。

补偿值e_ini的设置可以对于各个分位流A-C协调地进行，从而例如取决于相应采用的算法e_ini的选择，对各个分位流A-C交替地用零和e_plus或正相反地(gegengleich)预设(vorbelegen)。

在传输多个重复数据分组时速率匹配模式，也就是相应地选择的点化模式或者说重复化模式，应当有利地采用从重复数据分组到重复数据分组的推移。对于原发射的数据分组和第一重复数据分组可以如前所述地用零或e_plus预设补偿值e_ini，在此对于接着的重复应当采用与之偏离的值。从而例如在第k个重复时采用k·e_minus作为补偿值e_ini，其作用把速率匹配模式推移k位的作用。同样地可以对于2k号个重复采用k·e_minus作为补偿值e_ini，并且对于2k+1号个重复采用k·e_minus+e_plus作为补偿值e_ini。以此方式为所有的位(除直接在第一点化/重复化的开始的位和直接在最后一个点化/重复化的结尾的位外)在相继的重复数据分组的情况下得到不同的对各个点或者QAM符号空间中的QAM符号的分配，在此附加地点化/重复化不同的位。

视码率不同每个信道编码过程提供许多奇偶校验位。从而完全由此时还没有发送的奇偶校验位组成的，并且从而可望达到最大的IR增益的，可能的冗余方案的数量取决于代码率。在此出现了另一种实施变例，在接收机中没有附加的信令地计算该最大的冗余方案的N_pat数量。用在实际分组中的冗余方案R＝{0、1、2、…、N_pat-1}例如从系统帧号(SFN)通过下面的公式得出

R＝SFN mod N_pat。

如果分组号和帧界限不相同，还可以考虑用分组号或隙号进行这种冗余方案的确定。

如果冗余R按照上一个公式得出，此外还存在可能性在发射机中采取措施，对每个方框优化推移的冗余方案的次序。由此在所谓的调度-算法中引入附加的判断标准，所述的调度-算法确切地决定下个传输间期中是哪个用户。这种标准对为之存在有效数据的所有的用户计算下个传输间期中出现的冗余方案R。除了分析通常的标准(例如信号噪音比，要求的业务质量，等等)外优先考虑在所观察的间期中得出到此时传送的冗余的最好的补充的用户。以此可以最大化在传送此字块后成功地进行解码的概率，并且还可以提高通信系统的容量。由此可以优化从IR增益的SFN中计算冗余方案，却不必要详尽的信令。例如向这样的移动站发送带有很小的优先权的调度算法，在所述的移动站中在有效的间期中要发射带有已经含在较早的分组中的冗余方案的重复分组，因为不然就不会有IR增益。

对于在图1中所示的功能框10应当采用不进行随机的交织而进行非常有规律的交织的交织器。从而例如对于功能框10可以采用分组交织器。如果用作为功能框10的交织器是非常有规律的交织器，以及如果在其上交织器分派向之输送的位的列数，并且二维QAM符号位中的不同程度加权的点或一般地不同程度加权的调制点是因子之外的，从而得出优化的分配。根据当前的现有技术提出用带有附加的列交换的字组交织器充任交织器，所述的交织器把相邻的位分派到以“5”的数倍彼此分割开的列上，并且接着交换所述的列时按如下的方案进行列的排列：列号0、20、10、5、15、25、3、13、23、8…。因为例如在16QAM调制(即2位)和在64QAM调制(即3位)带有不同的位的数量的值“5”是不可约的，例如在这种组合时得出良好的编码或者说良好的向相应的调制点的映射。

根据另一个优选的实施例，可以这样地选取为原发射数据分组或重复数据分组选出的位速率匹配模式，使得各个位速率匹配模式仅在开始和结尾彼此不同，而在中间的区域中相同，在此各个位速率匹配模式的点化率或者说重复率是相同的。这特别适用于高的数据率，因为由此接收机中的存储需求可以相对于其中改变补偿值的前述的实施形式，以相应采用的点化率或者重复率的数量级降低。相对常规的方法达到的性能增益主要地在于在不同程度保护的或不同可靠性的QAM符号位上均匀地分配被传输的信息。在该实施例中，由于降低存储要求的优点，相应地抵偿了通过在重复数据分组中重新添加信息而不可利用的增益。

根据另一个实施变例上述的原则还可以首先确定在下文中称为基本模式的点化模式/重复化模式，通过这种模式比原先多点化或重复化n位。基于这种基本模式，通过由这种基本模式在开始不进行头j个点化或者说重复化而在结尾忽略n-j个点化或者说重复化。在此j可以相应于值0、1、…n。通过这种措施可以把基本模式式在开始和结尾总共删除n个位置，在此n有各种可能性，这些可能性都导致在不同的QAM符号上不同地分派处于其间的位。在此对于数据分组和重复分组在开始和结尾删除不同数量n个点化或重复化，其中总的点化率或重复率保持为常数。

在下面说明本发明的其它实施变例，这些变例单独地或者任意地与本发明和其前面已经说明了扩展组合地由本发明所函盖，并且它们还示出要如何地控制速率匹配(速率匹配)算法的不同参数的预设，从而得出速率匹配，所述的速率匹配不论是取位可靠性均值还是通过IR(增量冗余)的编码增益都适当地组合，通过在其上采用不同的速率匹配模式的数据分组的重复传输称作为编码增益。通过有目的地控制可能产生不同的模，这些模确定在IR编码增益和通过取位可靠性均值的增益，从而例如一个-在下文还称作为“准嵌入(chase)组合模”的模，所述的模借助于基本模式的新概念，以最小的附加存储费用通过取位可靠性均值达到理想的增益，或者所谓的“组合IR及符号映射模式”，用于提高带有增加的点化率的IR增益，所述增加的点化率通过适当地对每个重复分组预设速率匹配参数，在对于通过取位可靠性均值的增益的IR增益方面调准理想的工作点。

图5举例地示出用于HSDPA(高速下行链路分组接入)的信号处理环节，这是UMTS标准的扩展，它使高数据率的分组连接成为可能。重要的是与此相关地，在信道编码后进行涡轮码的系统位和奇偶校验位分离的位分离。速率匹配只在p奇偶校验的位流(在此为2位流)进行，并且尽管如此还相应地点化或重复化约Np/P位(图5中p＝2)。

变通地，特别在重复化的情况下，对系统位也可以设置速率匹配块，或者放弃位分离并且为全体位流设置速率匹配块。

在16QAM的一个符号中有2个受良好地保护的位(下文中用H标志高可靠性)和两个受差保护的位(用L表示低可靠性)，也就是说k＝2。这种位对符号的分配用{H、H、L、L}表示。在不同的冗余方案中至此的点化位/重复化位的差为ΔB＝k×(2×m-1)，此式中m为整整，从而得出有效位的分配反转到相应的另一个位可靠性：{L、L、H、H}。如果在第一次传输时把一个位用L位发送，就保证在第二次传输时用H位传输。对于ΔB＝1×(2×m-1)这种反转无论如何还对50％的位发生。

一个64QAM符号由每两个位(就是说在此还是k＝2)的高、中、低可靠性：(H、H、M、M、L、L)组成。对此对于中等引入附加的位等级M。如果对有效位成立ΔB＝k×(3×m-2)，分配就周期地在位等级上交换，就是说{L、L、H、H、M、M}；对于ΔB＝k×(3×m-1)得出{M、M、L、L、H、H}。这样在3次传输一个分组后可以达到理想的位取可靠性均值。在两次传输后就已经得出了部分的取均值效果。

对于每个位等级带有不同数量位的调制技术也可以找到适当的参数k。对于8PSK每个符号例如得出2个良好保护的位和1个差保护的位{H、H、L}。这时如果选择k＝1，从而对于ΔB＝k×(3×m-2)得出分配{L、H、H}，对于ΔB＝k×(3×m-1)得出分配{H、L、H}，这就是说在两种情况下都在两次传输后确保查明位可靠性。

如果对各个采用对符号点的其它分配方法，就可以非常容易地匹配上述的考虑。如果例如这样地对16QAM改变分配：使得每个符号得出序列{H、L、H、L}，就对于k＝1时的ΔB＝k×(2×m-1)得出理想的位可靠性反转。

对于“准嵌入组合模”有利于最少化附加存储需求地在最大的范围上放弃IR增益，对此却通过取位可靠性均值达到最大的增益。为此生成一种所谓的基本模式，所述的基本模式用常规的技术得出，然而用较高的数量N_p，IR＝N_p+k×(N_pat-1)取代原需要数量的点位或者说重复化位N_p，在此N_pat表明不同的冗余方案的数量，而k表明每个符号的相继的等可靠性位的数量。在此模式中N_pat不借助于码速率得出，并且可以固定地预选(例如为使存储需求的最小化N_pat＝2)。对于分组的每次传送都从这种基本模式中选取相应的实际上点化/重复化的Np位，在此在选取时可以设法使在不同的重复分组中至此点化/重复化的位刚好相差k(还参见以下)。从而确保在第一次重复后，如此地改变位的符号-映射，使得在分组的主要部分达到平衡位可靠性并且从而平衡增益。实际上的点化模式/重复化模式从而只可以从在移动站中得出的重复化数R和已知的速率匹配参数得出。总的存储需求只上升k×(N_pat-1)位。另一个优点是，通过采用基本模式可以简单而有效地在接收机中实现分组的不同的发射的重迭(所谓的软组合)。

在一般的情况下用这种方式还可以产生组合的IR和符号映射方法，其IR增益随着点化速率N_p的增加而上升。这是特别地有利的，因为通过点化自动地对抗在解码中不可避免的的性能损失。对此在重复分组中点化其它的奇偶校验位。这通过首先如上所述从基本模式中基于在移动站中得出的产生相应的冗余方案的重复数R，以及在此后对于每个奇偶校验位把点化模式/重复化模式周期性地交换n_offset位达到。随着n_offset增加把不同的冗余方案中的点化位/重复化位彼此相对地推移，从而加大通过增量冗余可得到的增益。同时却降低了针对此前进行的冗余方案用其它的位可靠性等级上传输的位百分比计算的部分的位，就是说由于取位可靠性均值得到的增益降低。通过模拟可以对相应的系统在此得出一个理想的工作点并且相应于参数n_offset固定的预调准，从而根本不需要附加的信令。还可以考虑半统计学地或者动态地改变参数n_offset，以能够在不同的模之间转换(“准嵌入组合模“相应于组合IR和符号映射方法”为n_offset＝0。对于n_offset≠0总的存储需求上升N_p×(N_pat-1)。

在功能上可以通过再利用总归也需要的常规速率匹配算法和后续HSDPA扩展实施实现，如图8所示。在UMTS中，例如平行于一个HSDPA(也称作HS-DSCH)连接总是维持另一个用户连接接(DSCH，专用信道)，从而在接收机中无论如何需要常规的速率匹配算法。通过一种调制模式，如图8所示，从而可以由在接收机中总归需要的功能框达到有效的再利用。

在此实施的发明为计算基本模式采用同样的算法，只是带有参数e_minus的预占用的改变：

$e_{\min \mathrm{us}}=a\·|\mathrm{\Δ}{N}_i^b-N_{\mathrm{pat}}-1|,---\left(5.3\right)$

式中N_pat是不同的速度匹配模式的数量。

采用的冗余方案的数量可以固定地预设，然而理想的方法要取决于代码率这种地计算它：使得刚好产生所需要的那么多冗余方案，以能够至少一次地发射所有存在的奇偶校验位。如此冗余方案的数量通过取现有奇偶校验位除以每个分组发射的奇偶校验位的商的整数得出。

对于低的代码速率按照此标准只得出非常少的冗余方案。然而以此数量却确保了每个奇偶校验位可以至少一次发射，然而对于单个位对冗余方案的应用数量方面却达不到良好的取均值。这可以受到抵制，其中从现有的奇偶校验位除以每分组点化的奇偶校验位的商计算冗余方案的数量。然后可以达到每个奇偶校验位约一次点化并且约N_pat-1次传输，并且从而只要一发送所有的冗余方案就对所有的位产生大约相同的传输次数。

作为实际的实现，可以从两个上述标准双方的最大值得出冗余方案的数量，例如

对于系统代码，例如在UMTS中采用的涡轮代码可以如下地计算冗余方案：

X_b＝N_ges·R_c+N_ov.                          (5.6)

式中N_ges表示每传输块的总位数，p表示奇偶校验位流的数量(例如在UMTS中p＝2)，Rc表示代码率而Nov表示全部的附加位，例如地出错识别(CRC)和中止信道编码。

在重复化的情况下，就是说非常低的代码率的情况，适于模拟考虑。在此，冗余方案的数量可以从传输的位的总数用重复位数量除得出。变通地可以把重复率换算成等效的点化率。例如270％的重复率相应于30％的点化率，因为30％的位没有能够被三次重复(而是只重复了二次)。这种情况从而类似于30％的点化率，只是在点化的情况下差别较大。借助于这种等效的点化率可以如上所述地计算冗余方案的量。

在计算了基本模式后计算速率匹配模式，计算是通过在两个奇偶校验位流中，从由在基本模式中作为要点化/重复化的位标识出的位位置相应地确实准确地一次传输第一(R_mod)的和最后(N_pat-R_mod)的。在此成立：

R_mod＝R mod N_pat.                             (5.7)

在全部位流中出现的速率匹配模式和在符号内部的位分配的分析在图6中对16-QAM.、代码率＝1/2、点化及3个不同的冗余方案示出。

输入位流在系统位后相应地交替含有奇偶校验位流1和2的一个奇偶校验位。图6示出如何从一个基本模式出发相应地在每个奇偶校验位流中迟一位开始并且较后结束。在位集合后得出这样的在图6中示出的总位流。从块开始和块结束的小的范围中看出，在第一次重复(R＝1)后出现一个理想的位取可靠性均值，就是把说相应相等的(就是说相互编排的)位一次以较高的可靠性(没有暗影)及一次以较低的可靠性(灰色暗影)发送。在这种理想的取均值中的区域在图6中出现为在两个粗虚线之间标出的区域。每次传输在此只在增量的冗余上传输2个附加的位。因为一般地成立，要点化的位的数量要比冗余方案的数量大得多，在较高的要点化的位的数量的基础上计算基本模式的事实，产生与不对一个块内部的点化的规则性起作用那样的良好作用-在块的开始和结束上的小的区域可以忽略不计。

在“准嵌入模”中采用基本模式使得能够通过为所谓的软组合的块的不同的传输的重迭得到非常有效的存储器接入。在这种情况下软组合存储器可以直接地在速率匹配前模块实施，从而在所有的传输后总的储存需求只有等比例块的受传输的位的数量加上Rx2。

组合的IR和符号映射模可以通过在每个奇偶校验位流中进行n_offset位的速率匹配模式交换实现。图7中示出n_offset＝1时的上述例子。可以看出与图6相反不再构成相互关联的较大的区域，其中在第一次重复之后查出位可靠性。这种取均值仅对于较小的位的百分数进行，即通过这种作用降低了增益。然而如果在这种模式中以每个重复点化其它的位，从而相应地把点化的数量添加到增量的冗余上并且以此对图6显著地提高增益。同时全部存储需求也增大到每个块的受传输的位数加上R×Np位(Np：点化的位数)。在该实施中重复化适于用模拟的方式。

组合IR和符号映射方式能够变通地通过对每个冗余方案改变出错变量e_ini的开始值实现。这例如通过在对于所有的奇偶位流的公式(5.2)中设置参数a＝1达到，并且在每个冗余方案r中通过公式

e_ini(r)＝((e_ini(r-1)-e_minus-1) mod e_plus)+1          (5.8)

计算e_ini。mod函数表示除法的余数，也就是在此例中是值域{0、1、…、e_plus-1}对于开始值成立有

e_ini(0)＝N_max und r＝{1，2，…，N_pat-1}.             (5.9)

从而随着r的增加速率匹配模式总是向前推移一个位位置。在上式(5.8)中的mod函数这样地限定最大可能的偏差：在每个冗余方案中进行确实相等的点化/重复化。通过这种选择可以确保在不同的冗余方案中传输相应的不同的奇偶校验位，并且从而可以实现最大的IR增益。

在此方法中通过取位可靠性均值可以得到的增益对高代码率时大，对于低的代码率时在此方面通过基本模式实现时显示出优点。为了通过取位可靠性均值时也对于执行每个e_ini变量也能够最大化增益，必须优化采用的冗余方案的顺序，例如其中在16-QAM时对第一次传输采用r＝0，而对第二次传输采用r＝N_pat-1。

该实施变例还可以对每传输一个分组的出错变量e_ini的分析值变化结合。这样出现组合的IR和符号映射模式，对此IR增益随着点化率的增加而提高并且它使得通过适当地预占据每个重复分组的e_ini值能够在IR增益对通过取位可靠性均值的增益方面调准理想的理想的工作点。

此外可以设想这两种可能性的结合，这种可能性也就是对一定的重复号用“准嵌入模”工作对其它的用组合IR和符号映射模“工作。在所有这些情况下都能够没有附加的信令费用地解码所有的冗余方案。

图9示出通过作为有效冗余方案R的函数改变参数实现的实施例。在此情况下能够特别简单地通过总是采用e_ini(0)实现嵌入结合。

由于调制的延伸这种措施不仅对点化和重复是可能的，而且对不同的传输格式也是可能的。通过适当地选择参数(例如冗余方案的数量、位流的数量)可以适应不同的调制方式和编码方式(Codierungschemate)

参照文献

[25.212]″Multiplexing and Channel Coding(FDD)(Release1999)，″Technical Specification 3GPP TS 25.212

Claims (17)

1.一种用于按照ARQ方法进行数据传输的方法，

其中由发射机(1)以数据分组的形式向接收机(2)传输数据，

其中由发射机(1)在发送数据分组后在有接收机(2)的相应的请求时至少向接收机(2)传输一个重复数据分组，

其中将数据从发射机(1)向接收机(2)传输之前，使将要以数据分组或重复数据分组传输的位经受位速率匹配，

其中为了进行位速率匹配对数据分组和重复数据分组采用不同的位速率匹配模式，并且

其中借助于位速率匹配算法执行位速率匹配，所述的位速率匹配算法根据相应的速率匹配参数e_ini的值重复或者点化数据分组/重复数据分组的位，其中，为了进行与数据分组的位的位速率匹配相对应的对重复数据分组的位的位速率匹配而改变速率匹配参数e_ini的值，从而带有相同的信息来源的位在进行了位速率匹配之后在数据分组中和在重复数据分组中的不同的位置上从发射机(1)向接收机(2)传输，

其中，从发射机(1)向接收机(2)的数据传输以嵌入在帧结构或时隙结构中的方式进行，其中根据用以传输数据分组或重复数据分组的时隙号和/或帧号，改变位速率匹配模式；并且，其中，在由接收机(2)请求多个重复数据分组时，为了进行位速率匹配，各个重复数据分组的位相应地采用不同的位速率匹配模式。

2.如权利要求1所述的方法，

其特征在于，

为了进行位速率匹配把一个信道编码的位流的位划分成多个分位流(A-C)并且各个分位流(A-C)各经受一个分开的位速率匹配，其中各个分位流(A-C)的位在执行各自相应的对数据分组或重复数据分组的位速率匹配后重新相互结合。

3.如权利要求2所述的方法，

其特征在于，

各个分位流(A-C)的位在执行各自相应的对数据分组或重复数据分组的位速率匹配后按比例地相互结合。

4.如权利要求1-3之一所述的方法，

其特征在于，

相对用于数据分组的位速率匹配模式按以下方式进行：改变用于重复分组的位速率匹配模式：使得在执行要传输的位的QAM调制时，把在重复数据分组方面具有相同的信息内容的位映射到QAM信号空间中的与原发射的数据分组的点不同的点。

5.如权利要求1-3之一所述的方法，

其特征在于，

在执行了位速率匹配之后，使要传输的位经受交织并且接着经受QAM调制，

其中通过交织过程把位分配到多个列上并且把各个列相互交换，从而通过交织过程在时间上重新排列所述要传输的位，

其中通过QAM调制分别把在交织过程后存在的位序列中的一定数量的位映射到相应的QAM信号空间中的一个点上，其中在交织过程中的在两个相邻的列之间交换的列以后出现的列的数量和在QAM调制时映射到QAM信号空间上的位的数量没有公约数。

6.如权利要求5所述的方法，

其特征在于，

为了实施交织过程采用字组交织器。

7.如权利要求6所述的方法，

其特征在于，

构成位速率匹配算法：使得该位速率匹配算法采用出错变量e选出点化的或重复的位，其中在位速率匹配算法的开始时用速率匹配参数e_ini的值初始化出错变量e。

8.如权利要求7所述的方法，

其特征在于，

为了进行原始发射的数据分组的位的位速率匹配而把速率匹配参数e_ini设置为零，为了进行第一重复数据分组的位的位速率匹配把速率匹配参数设置为值e_plus，并且为了进行每另一个重复数据分组的位的位速率匹配把速率匹配参数设置为k·e_minus，在此k表示相应的重复数据分组的号，e_plus表示第一出错参数而e_minus表示第二出错参数，所述的两个出错参数在速率匹配的过程中用于更新出错变量e。

9.如权利要求1所述的方法，

其特征在于，

为了进行原始发射的数据分组的位的位速率匹配而把速率匹配参数e_ini设置为零，为了进行第一重复数据分组的位的位速率匹配把速率匹配参数设置为值e_plus，并且为了进行每另一个重复数据分组的位的位速率匹配把速率匹配参数设置为k·e_minus，在此k表示相应的重复数据分组的号，e_plus表示第一出错参数而e_minus表示第二出错参数，所述的两个出错参数在速率匹配的过程中用于更新出错变量e。

10.如权利要求7所述的方法，

其特征在于，

为了进行原始发射的数据分组的位的位速率匹配而把速率匹配参数e_ini设置为零，为了进行第一重复数据分组的位的位速率匹配把速率匹配参数e_ini设置为值e_plus，并且为了进行每一个后续的带有号2k的重复数据分组的位的位速率匹配把速率匹配参数e_ini设置为k·e_minus，以及为了进行每一个后续的带有号2k+1的重复数据分组位的位速率匹配把速率匹配参数e_ini设置为k·e_minus+e_plus，其中k＝1、2、3...，其中e_plus表示第一出错参数而e_minus表示第二出错参数，所述的两个出错参数在速率匹配的过程中用于更新出错变量e。

11.如权利要求1所述的方法，

其特征在于，

为了进行原始发射的数据分组的位的位速率匹配而把速率匹配参数e_ini设置为零，为了进行第一重复数据分组的位的位速率匹配把速率匹配参数e_ini设置为值e_plus，并且为了进行每一个后续的带有号2k的重复数据分组的位的位速率匹配把速率匹配参数e_ini设置为k·e_minus，以及为了进行每一个后续的带有号2k+1的重复数据分组位的位速率匹配把速率匹配参数e_ini设置为k·e_minus+e_plus，其中k＝1、2、3...，其中e_plus表示第一出错参数而e_minus表示第二出错参数，所述的两个出错参数在速率匹配的过程中用于更新出错变量e。

12.如权利要求1-3之一所述的方法，

其特征在于，

为数据分组采用的位速率匹配模式和为至少一个重复数据分组采用位速率匹配模式仅在开始段和结尾段相互不同，而在中间的段中该为数据分组采用的位速率匹配模式和为至少一个重复数据分组采用位速率匹配模式相同，在此各个位速率匹配模式的点化率或者重复率相同。

13.如权利要求1-3之一所述的方法，

其特征在于，

为数据分组采用的位速率匹配模式和为至少一个重复数据分组采用的位速率匹配模式从一种基本模式导出，其中为数据分组的位速率匹配模式和重复数据分组的位速率匹配模式删除基本模式的开始和结尾的点化和重复化的数量，其中对于数据分组和重复数据分组把全部的点化率及重复率保持为常数。

14.一种用于按照ARQ方法进行数据传输的装置，

其中由所述装置以数据分组的形式向接收机(2)传输数据，

其中按以下方式构成所述装置，使所述装置在发送数据分组后在有相应的接收机(2)的请求时至少向接收机(2)传输一个重复数据分组，并且其中，所述装置具有位速率匹配装置(19)用于向数据分组中或重复数据分组中要传输的位施加位速率匹配，

其中按以下方式构成带有位速率匹配装置(19)的所述用于按照ARQ方法进行数据传输的装置：使得采用不同的位速率匹配模式以进行重复数据分组的位的位速率匹配和数据分组的位的位速率匹配，并且借助于位速率匹配算法执行位速率匹配，所述的位速率匹配算法按照相应的速率匹配参数e_ini重复或者点化数据分组/重复数据分组的位，其中，为了进行与数据分组的位的位速率匹配相对应的对重复数据分组的位的位速率匹配而改变速率匹配参数e_ini的值，从而带有相同的信息来源的位在进行了位速率匹配之后在数据分组和在重复数据分组中的不同的位置上从所述用于按照ARQ方法进行数据传输的装置向接收机(2)传输。

15.如权利要求14所述的用于按照ARQ方法进行数据传输的装置，

其特征在于，

位速率匹配装置(19)包含位分离装置(20)用于把一个信道编码的位流的位划分成多个分位流(A-C)，位速率匹配装置(19)包含分配给各个分位流(A-C)分开的位速率匹配装置(21-23)，以使各个分位流(A-C)分别经受一个分开的位速率匹配，位速率匹配装置(19)还包含位汇集装置(24)用于相互结合由各个分开的位速率匹配装置(21-23)输出的各个分位流(A-C)的位。

16.如权利要求14或15所述的用于按照ARQ方法进行数据传输的装置，

其特征在于，

构成所述用于按照ARQ方法进行数据传输的装置，用于实施以下的用于按照ARQ方法的数据传输的方法，

其中由所述用于按照ARQ方法进行数据传输的装置以数据分组的形式向接收机(2)传输数据，

其中由所述用于按照ARQ方法进行数据传输的装置在发送数据分组后在有接收机(2)的相应的请求时至少向接收机(2)传输一个重复数据分组。

17.一种用于接收以数据分组形式按照ARQ方法传输的数据的接收机(2)，

其特征在于，

构成接收机(2)用于接收和分析按照以下方法传输的数据分组或重复数据分组，以通过分析在数据分组中和在重复数据分组中接收的位来确定数据分组的信息内容，

所述以下方法用于按照ARQ方法的数据传输，

其中由发射机(1)以数据分组的形式向接收机(2)传输数据，

其中由发射机(1)在发送数据分组后在有接收机(2)的相应的请求时至少向接收机(2)传输一个重复数据分组，

其中将数据从发射机(1)向接收机(2)传输之前，使将要以数据分组或重复数据分组传输的位经受位速率匹配，

其中为了进行位速率匹配对数据分组和重复数据分组采用不同的位速率匹配模式，并且

其中借助于位速率匹配算法执行位速率匹配，所述的位速率匹配算法根据相应的速率匹配参数e_ini的值重复或者点化数据分组/重复数据分组的位，其中，为了进行与数据分组的位的位速率匹配相对应的对重复数据分组的位的位速率匹配而改变速率匹配参数e_ini的值，从而带有相同的信息来源的位在进行了位速率匹配之后在数据分组中和在重复数据分组中的不同的位置上从发射机(1)向接收机(2)传输。

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