專利名稱：利用不同調(diào)制方案發(fā)射數(shù)據(jù)包的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
籠統(tǒng)地說，本發(fā)明涉及通信，具體而言，涉及通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)發(fā)射。
背景技術(shù)：
在通信系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)通常都對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼、交織和調(diào)制(也就是碼元映 射)來獲得數(shù)據(jù)碼元，這些數(shù)據(jù)碼元是數(shù)據(jù)的調(diào)制碼元。對(duì)于相干系統(tǒng)，發(fā)射機(jī)在導(dǎo)引碼元 中多路復(fù)用數(shù)據(jù)碼元。導(dǎo)引碼元是導(dǎo)引信號(hào)的調(diào)制碼元，導(dǎo)引信號(hào)是發(fā)射機(jī)和接收機(jī)都事 先知道的數(shù)據(jù)。發(fā)射機(jī)還處理多路復(fù)用過的數(shù)據(jù)和導(dǎo)引碼元來產(chǎn)生已調(diào)制信號(hào)，并通過通 信信道發(fā)射這一信號(hào)。信道按照其信道響應(yīng)而給發(fā)射的信號(hào)帶來畸變，同時(shí)因?yàn)樵肼暫透?擾而使信號(hào)質(zhì)量下降。
接收機(jī)接收發(fā)射的信號(hào)，對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行處理來獲得收到的數(shù)據(jù)碼元和收到的 導(dǎo)引碼元。對(duì)于相干系統(tǒng)，接收機(jī)利用收到的導(dǎo)引碼元來估計(jì)信道響應(yīng)，利用信道響應(yīng)估計(jì) 對(duì)收到的數(shù)據(jù)碼元進(jìn)行相干檢測(cè)來獲得檢測(cè)到的數(shù)據(jù)碼元，它們是發(fā)射機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)碼元 的估計(jì)。然后，接收機(jī)對(duì)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)碼元進(jìn)行去交織和譯碼來獲得已譯碼數(shù)據(jù)，它是發(fā)射 機(jī)發(fā)送的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的估計(jì)。發(fā)射機(jī)進(jìn)行的編碼和調(diào)制對(duì)數(shù)據(jù)發(fā)射的性能具有很大影響。因此，在本領(lǐng)域中需 要編碼和調(diào)制技術(shù)來獲得良好性能。

發(fā)明內(nèi)容
在這里描述了為單個(gè)數(shù)據(jù)包使用多種調(diào)制方案(也就是調(diào)制格式)的技術(shù)?？梢?將這些技術(shù)用于各種無線和有線通信系統(tǒng)。這些技術(shù)也適合于采用遞增冗余性(IR)的系 統(tǒng)，這將在下面說明。用多達(dá)T塊處理和發(fā)射每個(gè)數(shù)據(jù)包，其中T > 1。每一塊都只攜帶這個(gè)數(shù)據(jù)包一部 分的編碼比特，并且只按照用于這一塊的調(diào)制方案進(jìn)行調(diào)制。為數(shù)據(jù)包的這T塊使用多個(gè) 調(diào)制方案，以獲得良好性能?？梢园凑障旅婷枋龅姆绞竭x擇這T塊的調(diào)制方案。發(fā)射機(jī)按照基(base)前向糾錯(cuò)(FEC)碼(例如Turbo或卷積碼)對(duì)數(shù)據(jù)包編碼， 產(chǎn)生這個(gè)數(shù)據(jù)包的編碼比特。然后發(fā)射機(jī)利用為這個(gè)數(shù)據(jù)包產(chǎn)生的編碼比特形成一塊編碼 比特，例如基于穿孔模式(puncturing pattern) 0發(fā)射機(jī)確定用于這一塊的調(diào)制方案(例 如基于為這個(gè)數(shù)據(jù)包選擇的模式/速率)，基于調(diào)制方案映射這一塊的編碼比特來獲得這 一塊的數(shù)據(jù)碼元。發(fā)射機(jī)進(jìn)一步處理這一塊數(shù)據(jù)碼元并將其發(fā)射給接收機(jī)。如果接收機(jī)的 數(shù)據(jù)包譯碼錯(cuò)誤，并且還沒有發(fā)射完這個(gè)數(shù)據(jù)包的T塊，發(fā)射機(jī)用相似的方式產(chǎn)生和發(fā)射 另一塊數(shù)據(jù)碼元。接收機(jī)進(jìn)行互補(bǔ)處理來接收數(shù)據(jù)包并對(duì)其譯碼。
下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的各個(gè)方面和實(shí)施例。


從以下描述，同時(shí)參考附圖，本發(fā)明的特征和本質(zhì)會(huì)變得更加清楚，其中相似的附 圖標(biāo)記表示對(duì)應(yīng)的部件。在這些附圖中圖1說明遞增冗余性發(fā)射；圖2是發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的框圖；圖3是發(fā)射(TX)數(shù)據(jù)處理器的框圖；圖4說明發(fā)射數(shù)據(jù)處理器對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)包的處理；圖5A說明利用單個(gè)調(diào)制方案的數(shù)據(jù)包編碼比特塊的形成；圖5B和5C說明對(duì)于兩個(gè)不同模式利用多個(gè)調(diào)制方案的數(shù)據(jù)包編碼比特塊的形 成；圖6說明檢測(cè)器和接收(RX)數(shù)據(jù)處理器的框圖；圖7和8分別說明利用多個(gè)調(diào)制方案發(fā)射和接收數(shù)據(jù)包的過程。
具體實(shí)施例方式在這里，用“示例性的”這個(gè)術(shù)語來表示“用作實(shí)例或說明”。不必將這里描述為“示 例性的”任何實(shí)施例或設(shè)計(jì)理解為相對(duì)于其它實(shí)施例或設(shè)計(jì)是優(yōu)選的或者是具有優(yōu)勢(shì)的。可以將這里為單個(gè)數(shù)據(jù)包使用多個(gè)調(diào)制方案而描述的技術(shù)用于各種通信系統(tǒng)，例 如正交頻分多址(OFDMA)系統(tǒng)、碼分多址(CDMA)系統(tǒng)、時(shí)分多址(TDMA)系統(tǒng)、頻分多址 (FDMA)系統(tǒng)、基于正交頻分復(fù)用(OFDM)的系統(tǒng)、單輸入單輸出(SISO)系統(tǒng)、多輸入多輸出 (MIMO)系統(tǒng)等等?？梢詫⑦@些技術(shù)用于利用遞增冗余性(IR)的系統(tǒng)和不利用IR的系統(tǒng) (例如簡(jiǎn)單地重復(fù)數(shù)據(jù)的系統(tǒng))。為了清楚起見，針對(duì)使用IR的通信系統(tǒng)描述這些技術(shù)。圖1說明通信系統(tǒng)中發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的IR發(fā)射。將數(shù)據(jù)發(fā)射的時(shí)間線劃分成 幀，每一幀都有一段特定的持續(xù)時(shí)間。對(duì)于圖1所示的IR發(fā)射實(shí)施方式，接收機(jī)一開始估 計(jì)通信信道，基于信道狀況選擇“模式”，在第0幀中將所選模式發(fā)送給發(fā)射機(jī)。也可以是接 收機(jī)將信道質(zhì)量估計(jì)發(fā)送回來，發(fā)射機(jī)基于信道質(zhì)量估計(jì)選擇模式。在任何情況下，這個(gè)模 式都可以表明這個(gè)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)包大小、編碼速率、調(diào)制方案等等。發(fā)射機(jī)按照所選模式處 理數(shù)據(jù)包(數(shù)據(jù)包1)，產(chǎn)生這個(gè)數(shù)據(jù)包的多達(dá)T個(gè)數(shù)據(jù)碼元塊。T是給定數(shù)據(jù)包的最大塊 數(shù)，并且對(duì)于IR，它大于1(T> 1)。在良好信道狀況下，第一塊通常包含足夠的信息來讓接 收機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)包譯碼。每個(gè)后續(xù)塊通常都包括前面的塊中沒有包括的額外奇偶校驗(yàn)/冗余性 信息。然后發(fā)射機(jī)在第1幀中為數(shù)據(jù)包1發(fā)射第一個(gè)數(shù)據(jù)碼元塊(塊1)。接收機(jī)接收、檢 測(cè)第一數(shù)據(jù)碼元塊并對(duì)其譯碼，確定數(shù)據(jù)包1譯碼錯(cuò)誤(也就是“被刪除”)，并在第2幀發(fā) 送回否定應(yīng)答(NAK)。發(fā)射機(jī)收到NAK并在第3幀中為數(shù)據(jù)包1發(fā)送第二數(shù)據(jù)碼元塊(塊 2)。接收機(jī)接收和檢測(cè)塊2，對(duì)塊1和2譯碼，確定數(shù)據(jù)包1仍然譯碼錯(cuò)誤，在第4幀中發(fā)送 回另一個(gè)NAK。上述塊發(fā)射和NAK響應(yīng)可以重復(fù)任意次數(shù)。對(duì)于圖1所示的實(shí)例，發(fā)射機(jī)接收數(shù)據(jù)碼元塊N-I的ΝΑΚ，在第η幀中為數(shù)據(jù)包1 發(fā)射數(shù)據(jù)碼元塊N(塊N)，其中N < Τ。接收機(jī)接收并檢測(cè)塊N，對(duì)塊1 N進(jìn)行譯碼，確定 這個(gè)數(shù)據(jù)包譯碼正確，在第η+1幀中發(fā)送回應(yīng)答(ACK)。接收機(jī)還估計(jì)通信信道，為下一個(gè)數(shù)據(jù)包選擇模式，在第n+1幀中發(fā)送所選模式給發(fā)射機(jī)。發(fā)射機(jī)接收塊N的ACK，終止數(shù)據(jù) 包1的發(fā)射。發(fā)射機(jī)還按照所選模式處理下一個(gè)數(shù)據(jù)包(數(shù)據(jù)包2)，在第n+2幀中發(fā)射數(shù) 據(jù)包2的第一數(shù)據(jù)碼元塊(塊1)。針對(duì)通過通信信道發(fā)射的每個(gè)數(shù)據(jù)包，用同樣的方式繼 續(xù)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中的處理。如圖1所示，利用遞增冗余性，發(fā)射機(jī)在一系列塊發(fā)射中發(fā)送每個(gè)數(shù)據(jù)包，每一個(gè) 塊發(fā)射都攜帶數(shù)據(jù)包的一部分。接收機(jī)可以嘗試在每一個(gè)塊發(fā)射以后基于收到的這個(gè)數(shù)據(jù) 包的所有塊對(duì)數(shù)據(jù)包譯碼。在接收機(jī)成功譯碼以后，發(fā)射機(jī)終止數(shù)據(jù)包的發(fā)射。對(duì)于圖1所示的實(shí)例，對(duì)于每一個(gè)塊發(fā)射，來自接收機(jī)的每個(gè)ACK/NAK響應(yīng)都有一 幀的延遲。一般而言，這個(gè)延遲可能是一幀或多幀。為了提高信道利用率，可以按照交錯(cuò)的 方式發(fā)射多個(gè)數(shù)據(jù)包。例如，一個(gè)業(yè)務(wù)信道的數(shù)據(jù)包可以在奇數(shù)幀里發(fā)射，另一個(gè)業(yè)務(wù)信道 的數(shù)據(jù)包可以在偶數(shù)幀里發(fā)射。例如，如果ACK/NAK延遲比一幀長(zhǎng)，那么還可以交錯(cuò)兩個(gè)以 上的業(yè)務(wù)信道?？梢詫⑾到y(tǒng)設(shè)計(jì)成支持一個(gè)模式集合，也可以將它稱為速率、數(shù)據(jù)包格式、無線電 配置等等。每個(gè)模式都可以與一個(gè)特定的編碼速率或編碼方案、特定的調(diào)制方案、特定的頻 譜效率和達(dá)到目標(biāo)性能所需要的(例如的數(shù)據(jù)包差錯(cuò)率(PER))特定的最小信號(hào)-噪 聲和干擾比(SINR)相聯(lián)系。頻譜效率指的是用系統(tǒng)帶寬歸一化的數(shù)據(jù)速率(或者信息速 率)，其單位是比特每秒每赫茲(bps/Hz)。一般而言，更高的頻譜效率需要更高的SINR。所 支持的模式的集合覆蓋了一個(gè)頻譜效率范圍，通常按照某種程度的均勻間隔遞增。對(duì)于給 定信道狀況和接收SINR，可以選擇具有接收SINR支持的最高頻譜效率的模式，將它用于數(shù) 據(jù)發(fā)射。頻譜效率由編碼速率和調(diào)制方案來確定。編碼速率是輸入編碼器的比特?cái)?shù)量與編 碼器產(chǎn)生和發(fā)射的編碼比特?cái)?shù)量之比。例如，編碼速率2/9 (或者R = 2/9)為每?jī)蓚€(gè)輸入比 特產(chǎn)生九個(gè)編碼比特。更低的編碼速率(例如R= 1/4或者1/5)具有更多的冗余性，因此 具有更強(qiáng)的糾錯(cuò)能力。但是，用更低的編碼速率要發(fā)射更多的比特，因此頻譜效率也更低?？梢詫⒏鞣N調(diào)制方案用于數(shù)據(jù)發(fā)射。每個(gè)調(diào)制方案都與有M個(gè)信號(hào)點(diǎn)的信號(hào)星座 相聯(lián)系，其中M>1。每個(gè)信號(hào)點(diǎn)都由一個(gè)復(fù)值定義，并且由一個(gè)B比特二進(jìn)制值表示，其中 B > 1并且2B = M。對(duì)于碼元映射，首先將要發(fā)射的編碼比特組成一些B個(gè)編碼比特集合。 每個(gè)B個(gè)編碼比特的集合形成映射到特殊信號(hào)點(diǎn)的B比特二進(jìn)制值，然后作為這組B個(gè)編 碼比特的調(diào)制碼元來發(fā)射。因此，每個(gè)調(diào)制碼元還攜帶B個(gè)編碼比特的信息。一些常用的 調(diào)制方案包括二相移鍵控(BPSK)、四相移鍵控(QPSK)、M元相移鍵控(M-PSK)和M元正交 幅度調(diào)制(M-QAM)?？梢越o出每個(gè)調(diào)制碼元⑶的編碼比特的數(shù)量對(duì)于BPSK，B = 1 ；對(duì) 于 QPSK，B = 2 ；對(duì)于 8-PSK，B = 3 ；對(duì)于 16_QAM，B = 4，對(duì)于 64_QAM，B = 6 ；等等。B 表示 調(diào)制方案階數(shù)，對(duì)于更高階的調(diào)制方案，在每個(gè)調(diào)制碼元中可以發(fā)送更多的編碼比特。給定編碼速率和給定調(diào)制方案的頻譜效率(S)可以用調(diào)制方案的編碼速率(R)與 每個(gè)調(diào)制碼元的編碼比特?cái)?shù)⑶相乘計(jì)算出來，也就是S = RXB0給定的頻譜效率可以用 編碼速率和調(diào)制方案的各種不同組合(也就是編碼和調(diào)制對(duì))來獲得。例如，S = 4/3的 頻譜效率可以用編碼速率和調(diào)制方案的以下組合來獲得QPSK (B = 2)并且編碼速率 R = 2/38-QPSK(B = 3)并且編碼速率 R = 4/9 ；
16-QPSK (B = 4)并且編碼速率R = 1/3 ；以及64-QPSK (B = 6)并且編碼速率 R = 2/9。對(duì)于給定頻譜效率，編碼速率和調(diào)制方案的不同組合可以具有不同性能，這一性 能可以用實(shí)現(xiàn)目標(biāo)PER所需要的SINR來量化?？梢葬槍?duì)不同的信道狀況和可能的不同信 道模型來評(píng)估編碼速率和調(diào)制方案的這些不同組合(例如，通過計(jì)算機(jī)仿真、經(jīng)驗(yàn)測(cè)量等 等)?？梢赃x擇具有最佳性能的編碼速率和調(diào)制方案的組合，包括在系統(tǒng)支持的模式集合 中。對(duì)于給定的頻譜效率，更高階調(diào)制方案和更低編碼速率的組合通常能夠比更低階 調(diào)制方案和更高編碼速率的組合獲得更好的容量。但是，調(diào)制方案和編碼速率能夠?qū)崿F(xiàn)更 好容量的給定組合可能不支持更好的性能，原因是存在的實(shí)際問題，并且在調(diào)制方案和編 碼速率之間通常有一個(gè)折中。為了獲得最佳性能，這一折中具有一個(gè)“優(yōu)選”調(diào)制方案和編 碼速率組合。對(duì)于頻率或時(shí)間選擇性信道，高階調(diào)制方案和低編碼速率組合的性能優(yōu)點(diǎn)傾向于 更加突出。頻率選擇性信道是頻率響應(yīng)隨系統(tǒng)帶寬變化(也就是不平坦)的通信信道。時(shí) 間選擇性信道是響應(yīng)隨時(shí)間變化(也就是不平穩(wěn))的通信信道。進(jìn)行了研究來確定針對(duì)不 同頻譜效率的編碼速率和調(diào)制方案的最好組合。通過研究得知，得到的經(jīng)驗(yàn)方法是對(duì)于頻 率/時(shí)間選擇性信道，應(yīng)該使用R= 1/2的編碼速率或者更低的速率。于是，即使可以將高 于速率1/2的編碼速率用于給定頻譜效率，應(yīng)該在與更高階調(diào)制方案的組合中使用接近或 低于1/2的編碼速率。這一研究是針對(duì)特定信道模型進(jìn)行的，對(duì)于其它信道模型，性能可能 不同。對(duì)于不使用遞增冗余性的系統(tǒng)，每個(gè)數(shù)據(jù)包都針對(duì)為這個(gè)數(shù)據(jù)包選擇的模式基于 特定的編碼速率和特定的調(diào)制方案進(jìn)行編碼和調(diào)制。然后發(fā)射整個(gè)數(shù)據(jù)包，實(shí)現(xiàn)與所選模 式相聯(lián)系的頻譜效率。系統(tǒng)為每個(gè)模式支持的編碼速率和調(diào)制方案都可以通過計(jì)算機(jī)仿 真、經(jīng)驗(yàn)測(cè)量等等確定。如上所述，對(duì)于使用遞增冗余性的系統(tǒng)，在一個(gè)或多個(gè)塊中發(fā)射每個(gè)數(shù)據(jù)包，直到 數(shù)據(jù)包被接收機(jī)正確譯碼。為數(shù)據(jù)包發(fā)射的每個(gè)附加塊都會(huì)降低這個(gè)數(shù)據(jù)包的頻譜效率。 因此，每個(gè)數(shù)據(jù)包的頻譜效率不是事先知道的，它隨著這個(gè)數(shù)據(jù)包的每次塊發(fā)射而改變。表1說明系統(tǒng)支持的七個(gè)模式的一個(gè)示例性集合。每個(gè)模式m都與一個(gè)特定的調(diào) 制方案和一個(gè)特定的“基”編碼速率Rbas^相聯(lián)系，這個(gè)速率是用于每個(gè)塊發(fā)射的編碼速率。 對(duì)于給定模式的每個(gè)塊發(fā)射，使用同樣的基編碼速率和調(diào)制方案。例如，將QPSK和基編碼 速率R= 2/3用于模式3。對(duì)于用模式3發(fā)送的數(shù)據(jù)包，每塊數(shù)據(jù)包都用QPSK和編碼速率 R = 2/3發(fā)射。表1假設(shè)T = 4，數(shù)據(jù)包在四個(gè)塊發(fā)射之后終止，而不考慮數(shù)據(jù)包是否正確 譯碼。對(duì)于不同數(shù)量的塊發(fā)射，每個(gè)模式都與不同的“有效”編碼速率相聯(lián)系。對(duì)于用模 式m發(fā)送的數(shù)據(jù)包，在第1塊發(fā)射以后，數(shù)據(jù)包的有效編碼速率Rrff,m(l)等于基編碼速率除 以1，也就是Rrff,m(l) = Reff,ffl(l)/1.，其中1 = 1，2，...，Τ。這是因?yàn)樵?塊發(fā)射中，為數(shù) 據(jù)包發(fā)送了 1倍數(shù)量的編碼比特。例如，如果只為數(shù)據(jù)包發(fā)射一塊，那么用模式3發(fā)送的數(shù) 據(jù)包具有有效編碼速率R = 2/3和頻譜效率S = 4/3 ；如果為數(shù)據(jù)包發(fā)射兩塊，那么有效編 碼速率為R = 1/3，頻譜效率為S = 2/3 ；如果為數(shù)據(jù)包發(fā)射三塊，那么有效編碼速率為R =2/9，頻譜效率為S = 4/9 ；如果為數(shù)據(jù)包發(fā)射四塊，那么有效編碼速率為R = 1/6，頻譜效率 為3 = 1/3。表 1 如表1所示，每個(gè)模式的有效編碼速率(在第4 7欄中用括號(hào)給出)和頻譜效 率(在第4 7欄中在等號(hào)后給出)隨著為數(shù)據(jù)包發(fā)射的塊的數(shù)量而變化。因此，可以將 每個(gè)模式用于多個(gè)頻譜效率。對(duì)于每個(gè)模式，可以選擇以特定頻譜效率(例如用兩塊發(fā)射) 實(shí)現(xiàn)最佳性能的編碼速率和調(diào)制方案的組合，用于這個(gè)模式。但是，編碼速率和調(diào)制方案的 這個(gè)組合可能不會(huì)以其它的頻譜效率實(shí)現(xiàn)良好性能(例如用一塊、三塊和四塊發(fā)射)。為了提高性能，可以將編碼速率和調(diào)制方案的不同組合用于給定模式的不同塊發(fā) 射。可以按照各種方式來確定每個(gè)模式的編碼速率和調(diào)制方案的不同組合。在第一個(gè)實(shí)施例中，基于塊發(fā)射以后實(shí)現(xiàn)的頻譜效率來選擇用于每個(gè)塊發(fā)射的調(diào) 制方案。對(duì)于每個(gè)模式m，可以按照如下方式為第1塊發(fā)射選擇調(diào)制方案Mffl(I)15首先根據(jù) 表1確定模式m的第1塊發(fā)射以后的頻譜效率Sm(I)。然后可以將調(diào)制方案1(1)設(shè)置成 最低階調(diào)制方案，與1/2或更低的有效編碼速率R' eff,ffl(l)相結(jié)合，該調(diào)制方案能夠?qū)崿F(xiàn) 頻譜效率Sm(I)。如果為1塊發(fā)射中的每一塊發(fā)射使用了調(diào)制方案Mm(I)，那么有效編碼速 率R' rff,m(l)是所有1塊發(fā)射的編碼速率。有效編碼速率、調(diào)制方案和頻譜效率之間的關(guān) 系可以表示為屯⑴=R' rff,m(l) XBm(I),其中Bm(I)是調(diào)制方案Mffl(I)的每個(gè)調(diào)制碼元 的編碼比特?cái)?shù)量。因此，可以按照如下方式基于頻譜效率Sm(I)來選擇調(diào)制方案Mffl(I)對(duì)于1. Obps/Hz和更低的頻譜效率使用QPSK ；對(duì)于1. 0 1. 5bps/Hz之間的頻譜效率使用8-PSK ；對(duì)于1. 5 2. Obps/Hz之間的頻譜效率使用16-QAM ；對(duì)于高于2. Obps/Hz的頻譜效率使用64-QAM。以上映射假設(shè)系統(tǒng)只支持QPSK、8_PSK、16-QAM和64-QAM。對(duì)于所支持的調(diào)制方案 的不同集合還可以使用其它映射。表2說明針對(duì)表1中列出的七種模式為每個(gè)塊發(fā)射基于第一個(gè)實(shí)施例選擇的調(diào)制 方案。表2的第2欄說明基頻譜效率Sb_,m，它是一塊發(fā)射以后的頻譜效率。對(duì)于每一模式m，用于每個(gè)塊發(fā)射的調(diào)制方案是基于在塊發(fā)射以后的頻譜效率并利用上面描述的頻譜效 率到調(diào)制方案映射來確定的。作為一個(gè)實(shí)例，對(duì)于模式3，因?yàn)樵诘谝粔K發(fā)射以后的頻譜效 率是S = 4/3，因此將8-PSK用于這一塊發(fā)射；因?yàn)榈诙K發(fā)射以后的頻譜效率是S = 2/3， 因此將QPSK用于這一塊發(fā)射；如此下去。作為另一個(gè)實(shí)例，對(duì)于模式6，因?yàn)樵诘谝粔K發(fā)射 以后的頻譜效率是S = 10/3，因此將64-QAM用于這一塊發(fā)射；因?yàn)榈诙K發(fā)射以后的頻譜 效率是S = 5/3，因此將16-QAM用于這一塊發(fā)射；因?yàn)榈谌龎K發(fā)射以后的頻譜效率是S = 10/9，因此將8-PSK用于這一塊發(fā)射；因?yàn)榈谒膲K發(fā)射以后的頻譜效率是S = 5/6，因此將 QPSK用于這一塊發(fā)射。表2 在第二個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于每個(gè)模式，用于每個(gè)塊發(fā)射的編碼速率和調(diào)制方案的特 定組合是獨(dú)立地選擇出來的，以獲得良好性能。對(duì)于以模式m進(jìn)行的第一塊發(fā)射，評(píng)估具 有頻譜效率Sb_, m的編碼速率和調(diào)制方案的各種組合(例如基于計(jì)算機(jī)仿真、經(jīng)驗(yàn)測(cè)量等 等)，選擇具有最佳性能的編碼速率Rm(I)和調(diào)制方案Mm(I)的組合。對(duì)于以模式m進(jìn)行的 第二塊發(fā)射，再一次選擇頻譜效率為Sb_,m的編碼速率和調(diào)制方案的各種組合，盡管假設(shè)第 一塊發(fā)射是利用Mm(I)和Rm(I)發(fā)送的，并且刪除了已譯碼數(shù)據(jù)包。選擇對(duì)于第二塊發(fā)射具 有最佳性能的編碼速率Rm(2)和調(diào)制方案Mm(2)的組合。對(duì)于以模式m進(jìn)行的第三塊發(fā)射， 再一次評(píng)估頻譜效率為Sb_,m的編碼速率和調(diào)制方案的各種組合，盡管假設(shè)第一塊發(fā)射是 利用Mm(I)和艮(1)發(fā)送的，第二塊發(fā)射是利用Mm(2)和艮(2)發(fā)送的，并且刪除了這兩塊發(fā) 射的已譯碼數(shù)據(jù)包。再一次選擇具有最佳性能的編碼速率Rm(3)和調(diào)制方案Mm(3)的組合。 對(duì)于以模式m進(jìn)行的第四塊發(fā)射，再一次評(píng)估頻譜效率為Sb_,m的編碼速率和調(diào)制方案的 各種組合，盡管假設(shè)第一塊發(fā)射是利用Mm(I)和Rm(I)發(fā)送的，第二塊發(fā)射是利用Mm(2)和 Rffl(2)發(fā)送的，第三塊發(fā)射是利用Mm(3)和艮(3)發(fā)送的，并且刪除了所有三塊發(fā)射的已譯碼 數(shù)據(jù)包。再一次選擇具有最佳性能的編碼速率Rm(4)和調(diào)制方案Mm(4)的組合。于是可以為具有模式m的每塊發(fā)射選擇不同的編碼速率Rm(I)和調(diào)制方案Mm(I)的組合。在第三個(gè)實(shí)施例中，選擇為每個(gè)模式的指定的頻譜效率提供最佳性能的編碼速率 和調(diào)制方案的組合。這個(gè)指定的頻譜效率是在預(yù)定數(shù)量(例如2)的塊發(fā)射以后，并且假設(shè) 在這許多塊發(fā)射以后數(shù)據(jù)包譯碼正確的頻譜效率。在第二塊發(fā)射以后具有早期終止的每個(gè) 模式的最佳調(diào)制方案在表2中第四欄給出。對(duì)于每個(gè)模式，如果得到的編碼速率是1/2或 更低，就為第一塊發(fā)射選擇更高階的調(diào)制方案。表3說明針對(duì)第三個(gè)實(shí)施例為每個(gè)模式選 擇的調(diào)制方案。這一實(shí)施例能夠降低發(fā)射機(jī)和接收機(jī)處的復(fù)雜性，同時(shí)為第一塊發(fā)射提供 改進(jìn)的性能，它是所有T塊發(fā)射中最頻繁的。表 3 上面描述了每個(gè)模式中針對(duì)每一塊發(fā)射，選擇編碼速率和調(diào)制方案的幾個(gè)實(shí)施 例。還可以以其它方式選擇每一塊發(fā)射的編碼速率和調(diào)制方案，這都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。圖2是利用IR發(fā)射的無線通信系統(tǒng)200中發(fā)射機(jī)210和接收機(jī)250的框圖。在 發(fā)射機(jī)210處，發(fā)射數(shù)據(jù)處理器220從數(shù)據(jù)源212接收數(shù)據(jù)包。發(fā)射數(shù)據(jù)處理器220按照 為這個(gè)數(shù)據(jù)包選擇的模式處理每個(gè)數(shù)據(jù)包(例如格式化、編碼、劃分、交織和調(diào)制)，為這個(gè) 數(shù)據(jù)包產(chǎn)生多達(dá)T塊數(shù)據(jù)碼元。為每個(gè)數(shù)據(jù)包選擇的模式可以表明(1)數(shù)據(jù)包大小(也就 是這個(gè)數(shù)據(jù)包的信息比特?cái)?shù)量)和(2)用于這個(gè)數(shù)據(jù)包的每個(gè)數(shù)據(jù)碼元塊的編碼速率和調(diào) 制方案的特定組合。控制器230根據(jù)所選模式以及為這個(gè)數(shù)據(jù)包收到的反饋(ACK/NAK)，為 每個(gè)數(shù)據(jù)包提供各種控制數(shù)據(jù)給數(shù)據(jù)源212和發(fā)射數(shù)據(jù)處理器220。發(fā)射數(shù)據(jù)處理器220 提供數(shù)據(jù)碼元塊的一個(gè)流(例如每幀一塊)，其中每個(gè)數(shù)據(jù)包的塊可以用一個(gè)或多個(gè)其它 數(shù)據(jù)包的塊交錯(cuò)。發(fā)射機(jī)單元(TMTR) 222從發(fā)射數(shù)據(jù)處理器220接收數(shù)據(jù)碼元塊的流，并且產(chǎn)生已調(diào)制信號(hào)。發(fā)射機(jī)單元222將導(dǎo)引碼元與數(shù)據(jù)碼元多路復(fù)合(例如利用時(shí)間、頻率和/或 碼分復(fù)用)，并且獲得發(fā)射碼元的一個(gè)流。每個(gè)發(fā)射碼元都可以是數(shù)據(jù)碼元、導(dǎo)引碼元或者 具有0信號(hào)值的空碼元。如果系統(tǒng)使用0FDM，發(fā)射機(jī)單元222可以進(jìn)行OFDM調(diào)制。發(fā)射機(jī) 單元222產(chǎn)生時(shí)域樣本的一個(gè)流，并且進(jìn)一步對(duì)這個(gè)樣本流進(jìn)行調(diào)整(例如轉(zhuǎn)換成模擬信 號(hào)，上變頻、濾波和放大)，產(chǎn)生所述已調(diào)制信號(hào)。然后從天線224并且通過通信信道將已調(diào) 制信號(hào)發(fā)射給接收機(jī)250。在接收機(jī)250處，發(fā)射的信號(hào)由天線252收到，將收到的信號(hào)提供給接收機(jī)單元 (RCVR) 254。接收機(jī)單元254對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行調(diào)整、數(shù)字化和預(yù)處理(例如OFDM解調(diào))， 獲得收到的數(shù)據(jù)碼元和收到的導(dǎo)引碼元。接收機(jī)單元254將收到的數(shù)據(jù)碼元提供給檢測(cè)器 256，將收到的導(dǎo)引碼元提供給信道估計(jì)器258。信道估計(jì)器258處理收到的導(dǎo)引碼元，并為 通信信道提供信道估計(jì)(例如信道增益估計(jì)和SINR估計(jì))。檢測(cè)器256利用信道估計(jì)對(duì)收 到的數(shù)據(jù)碼元進(jìn)行檢測(cè)，提供檢測(cè)到的數(shù)據(jù)碼元給接收數(shù)據(jù)處理器260。可以利用編碼比特 的對(duì)數(shù)似然率(LLR)或者用其它表示來表示檢測(cè)到的數(shù)據(jù)碼元，其中的編碼比特是用于形 成數(shù)據(jù)碼元(下面將介紹)的。對(duì)于給定的數(shù)據(jù)包，無論什么時(shí)候獲得檢測(cè)到的數(shù)據(jù)碼元 的一個(gè)新塊，接收數(shù)據(jù)處理器260都要處理(例如去交織和譯碼)為這個(gè)數(shù)據(jù)包獲得的所 有檢測(cè)到的數(shù)據(jù)碼元，并且將譯碼后的數(shù)據(jù)包提供給數(shù)據(jù)接收器262。接收數(shù)據(jù)處理器260 還檢查譯碼后的數(shù)據(jù)包，并提供數(shù)據(jù)包狀態(tài)，該狀態(tài)表明數(shù)據(jù)包譯碼正確還是錯(cuò)誤。控制器270從信道估計(jì)器258接收信道估計(jì)，從接收數(shù)據(jù)處理器260接收數(shù)據(jù)包 狀態(tài)信息。控制器270基于信道估計(jì)為要發(fā)射給接收機(jī)250的下一個(gè)數(shù)據(jù)包選擇模式?？?制器270還匯編反饋信息，這些信息可以包括為下一個(gè)數(shù)據(jù)包選擇的模式，剛剛譯碼的數(shù) 據(jù)包的ACK或者NAK，等等。反饋信息由發(fā)射數(shù)據(jù)處理器282處理，由發(fā)射機(jī)單元224進(jìn)一 步調(diào)整，通過天線252發(fā)射給發(fā)射機(jī)210。在發(fā)射機(jī)處210，從接收機(jī)250發(fā)射的信號(hào)由天線224收到，經(jīng)過接收機(jī)單元242 調(diào)整，以及接收數(shù)據(jù)處理器244進(jìn)一步調(diào)整，恢復(fù)出接收機(jī)250發(fā)送的反饋信息。控制器 230獲得收到的反饋信息，利用ACK/NAK來控制發(fā)送給接收機(jī)250的數(shù)據(jù)包的IR發(fā)射，利用 選中的模式處理下一個(gè)數(shù)據(jù)包，發(fā)送給接收機(jī)250?？刂破?30和270分別控制發(fā)射機(jī)210和接收機(jī)250的操作。存儲(chǔ)器單元232和 272分別為控制器230和270使用的程序代碼和數(shù)據(jù)提供存儲(chǔ)。圖3說明發(fā)射機(jī)210處發(fā)射數(shù)據(jù)處理器220的一個(gè)實(shí)施例的框圖。發(fā)射數(shù)據(jù)處理 器220接收數(shù)據(jù)包，基于它的選定模式處理每個(gè)數(shù)據(jù)包，為這個(gè)數(shù)據(jù)包提供多達(dá)T個(gè)數(shù)據(jù)碼 元塊。圖4說明發(fā)射數(shù)據(jù)處理器220為一個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行的處理。在發(fā)射數(shù)據(jù)處理器220中，循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)發(fā)生器312接收數(shù)據(jù)包，為這個(gè) 數(shù)據(jù)包產(chǎn)生CRC值，將這個(gè)CRC值附加到數(shù)據(jù)包上，形成格式化的數(shù)據(jù)包。接收機(jī)用這 個(gè)CRC值來檢查數(shù)據(jù)包譯碼是正確還是錯(cuò)誤。也可以用其它檢錯(cuò)碼來代替CRC。前向糾 錯(cuò)(FEC)編碼器314按照基編碼方案對(duì)格式化的數(shù)據(jù)包編碼，并提供已編碼數(shù)據(jù)包或“碼 字”。編碼提高了數(shù)據(jù)發(fā)射的可靠性。FEC編碼器314可以實(shí)現(xiàn)Turbo碼、卷積碼、低密度 奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼或者一些其它編碼。例如，F(xiàn)EC編碼器314可以實(shí)現(xiàn)1/5速率的Turbo 碼，為具有K個(gè)輸入比特的每個(gè)格式化的數(shù)據(jù)包產(chǎn)生5K個(gè)編碼比特，其中K是數(shù)據(jù)包大 小，可以依賴于所選模式。示例性的速率l/5Turbo碼由IS-2000標(biāo)準(zhǔn)給出，在公眾能獲得的以下文件中進(jìn)行了描述3GPP2C. S0024，標(biāo)題為 “cdma2000High Rate Packet Data Air InterfaceSpeci fixation，，。劃分單元320接收每個(gè)數(shù)據(jù)包的編碼比特，基于每一塊的調(diào)制方案，為該塊提供 足夠數(shù)量的編碼比特，如同來自控制器230的編碼控制所表明的一樣。緩沖器322a 322t 分別接收和儲(chǔ)存每個(gè)數(shù)據(jù)包的塊1 T的編碼比特。每個(gè)緩沖器322還可以按照交織方案 交織(也就是重新排序)它的塊的編碼比特。交織為編碼比特提供時(shí)間和/或頻率分集。 多路復(fù)用器(MUX) 324連接到所有T個(gè)緩沖器322a 322t，提供T塊編碼比特，一次一塊， 并且如果由來自控制器230的IR發(fā)射控制所引導(dǎo)。多路復(fù)用器324為第一塊發(fā)射提供來 自緩沖器322a的編碼比特，為第二塊發(fā)射提供來自緩沖器322b (圖3中沒有畫出)的編碼 比特，如此下去，為最后一塊發(fā)射提供來自緩沖器322t的編碼比特。多路復(fù)用器324提供 下一塊編碼比特，如果收到了這個(gè)數(shù)據(jù)包的NAK。無論什么時(shí)候收到ACK，都可以將所有T 個(gè)緩沖器322a 322t合并起來。碼元映射單元326接收每個(gè)塊的編碼比特，將編碼比特映射到調(diào)制碼元。按照為 這個(gè)塊使用的調(diào)制方案來進(jìn)行碼元映射，如同來自控制器230的調(diào)制控制所表明的一樣。 碼元映射可以用以下方式完成(1)將多個(gè)B比特集合編組形成B比特二進(jìn)制值，其中對(duì)于 QPSKjB = 2 ；對(duì)于 8-PSK，B = 3 ；對(duì)于 16_QAM，B = 4 ；對(duì)于 64_QAM，B = 6 ；并且(2)為針對(duì) 這塊使用的調(diào)制方案將每個(gè)B比特二進(jìn)制值映射到信號(hào)星座圖中的一個(gè)點(diǎn)。碼元映射單元 326為每一塊編碼比特提供一塊數(shù)據(jù)碼元。為了清楚起見，下面為一個(gè)示例性的設(shè)計(jì)描述將已編碼數(shù)據(jù)包的編碼比特劃分成 多個(gè)塊。對(duì)于這一設(shè)計(jì)，F(xiàn)EC碼是1/5速率的Turbo碼，塊發(fā)射的最大數(shù)量是4 (也就是T =4)，對(duì)于所有模式，數(shù)據(jù)包大小是K個(gè)輸入比特，對(duì)于頻譜效率S，每一塊都包含K/S個(gè)調(diào) 制碼元。為所有模式使用同樣的數(shù)據(jù)包大小清楚地說明下面描述的為不同模式所進(jìn)行的處 理。在許多系統(tǒng)中，調(diào)制碼元的數(shù)量對(duì)于所有模式都是固定的，數(shù)據(jù)包大小隨著不同的模式 而改變。因此，同樣可以為不同的模式使用不同的數(shù)據(jù)包大小，也可以為所有模式使用固定 的塊大小。圖5A說明用于表1所示方案的劃分單元320a的框圖，其中為給定模式的所有T 塊發(fā)射使用相同的調(diào)制方案。數(shù)據(jù)包附加上CRC值，形成具有K個(gè)輸入比特的格式化數(shù)據(jù) 包，然后對(duì)它編碼，產(chǎn)生具有5K編碼比特的已編碼數(shù)據(jù)包。對(duì)于1/5速率的Turbo碼，前K 個(gè)編碼比特等于K個(gè)輸入比特，被稱為系統(tǒng)比特，其余的4K個(gè)編碼比特是由Turbo編碼器 產(chǎn)生的，被稱為奇偶校驗(yàn)比特。圖5A說明表1中模式3的劃分，它將QPSK用于每個(gè)塊發(fā)射。對(duì)于這個(gè)示例性的設(shè) 計(jì)，對(duì)于模式3每個(gè)塊都包含3K/4個(gè)調(diào)制碼元，利用QPSK可以在一塊中發(fā)送3K/2個(gè)編碼 比特。在劃分單元320a中，穿孔單元510a為所述已編碼數(shù)據(jù)包接收所述5K個(gè)編碼比特， 為第一塊發(fā)射提供3K/2個(gè)編碼比特給緩沖器322a，提供剩余的7K/2個(gè)編碼比特給穿孔單 元510b。對(duì)于IR發(fā)射，通常在第一塊發(fā)射中發(fā)送所述K個(gè)系統(tǒng)比特以及所需要數(shù)量的奇偶 校驗(yàn)位。這樣就允許接收機(jī)在有利的信道狀況下只用一個(gè)塊發(fā)射來恢復(fù)這個(gè)數(shù)據(jù)包?？梢?基于特定的穿孔模式從整個(gè)已編碼數(shù)據(jù)包取出在每個(gè)塊發(fā)射中發(fā)送的奇偶校驗(yàn)位?？梢栽?多個(gè)塊發(fā)射之間通過對(duì)已編碼數(shù)據(jù)包的奇偶校驗(yàn)位進(jìn)行偽隨機(jī)擴(kuò)展來提高譯碼性能。穿孔單元510b從單元510a接收上述7K/2個(gè)編碼比特，基于第二塊使用的穿孔模式從收到的7K/2個(gè)編碼比特中選擇3K/2個(gè)編碼比特，提供這3K/2個(gè)被選編碼比特給緩沖 器322b，提供剩余的2K個(gè)編碼比特給穿孔單元510c。單元510c基于第三塊所使用的穿孔 模式從收到的2K個(gè)編碼比特選擇3K/2個(gè)編碼比特，提供這3K/2個(gè)被選編碼比特給緩沖 器322c，并且提供剩余的K/2個(gè)編碼比特給穿孔單元510d。對(duì)于另一塊，這K/2個(gè)編碼比 特不夠。由于已經(jīng)發(fā)射了整個(gè)已編碼數(shù)據(jù)包，因此如同圖4所示一樣重復(fù)同樣的已編碼數(shù) 據(jù)包?？傊?，可以按照需要的次數(shù)為這個(gè)數(shù)據(jù)包的T塊發(fā)射重復(fù)已編碼數(shù)據(jù)包。于是，單元 5IOd還從FEC編碼器314接收編碼比特，從單元510c選擇K/2個(gè)編碼比特，并且從FEC編 碼器314選擇IK個(gè)系統(tǒng)比特，將這3K/2個(gè)被選編碼比特提供給緩沖器322d。然后對(duì)來自 緩沖器322a 322d中每一個(gè)的3K/2個(gè)編碼比特進(jìn)行碼元映射，以獲得3K/4個(gè)QPSK調(diào)制 碼元。圖5B是表2所示實(shí)施例中模式3的劃分單元320b的框圖，其中單個(gè)數(shù)據(jù)包使用 多個(gè)調(diào)制方案。對(duì)于表2中的模式3，為第一塊使用8-PSK，為每個(gè)后續(xù)塊使用QPSK。在劃 分單元320b內(nèi)，穿孔單元520a為所述已編碼數(shù)據(jù)包接收所述5K個(gè)編碼比特，為第一塊發(fā) 射提供9K/4編碼比特給緩沖器322a，提供剩余的11K/4個(gè)編碼比特給穿孔單元520b。單 元520b基于第二塊使用的穿孔模式，從收到的11K/4個(gè)編碼比特中選擇3K/2個(gè)編碼比特， 提供這3K/2個(gè)被選編碼比特給緩沖器322b，并且提供剩余的5K/4個(gè)編碼比特給穿孔單元 520c。單元520c還從FEC編碼器314接收所述5K個(gè)編碼比特，從單元520b選擇5K/4個(gè) 編碼比特，從FEC編碼器314接收前K/4個(gè)系統(tǒng)比特，提供3K/2個(gè)被選編碼比特給緩沖器 322c,并且提供剩余的19K/4個(gè)編碼比特給穿孔單元520d。單元520d選擇剩余的3K/4個(gè) 系統(tǒng)比特，基于穿孔模式選擇另外3K/4個(gè)奇偶校驗(yàn)位，并且提供這3K/2個(gè)被選編碼比特給 緩沖器322d。然后將來自緩沖器322a 322d中每一個(gè)的編碼比特進(jìn)行碼元映射，以獲得 3K/4個(gè)調(diào)制碼元。圖5C是表2所示實(shí)施例中模式7的劃分單元320c的框圖，其中第一、第二、第三 和第四塊分別使用64-QAM、16-QAM、8-PSK和QPSK。對(duì)于塊大小K/S，S = 4的模式7每一 塊都有K/4個(gè)調(diào)制碼元，用64-QAM可以在一塊中發(fā)送3K/2個(gè)編碼比特。在劃分單元320c 中，穿孔單元530a為已編碼數(shù)據(jù)包接收5K個(gè)編碼比特，為第一塊提供3K/2個(gè)編碼比特給 緩沖器322a，提供剩余的7K/2個(gè)編碼比特給穿孔單元530b。單元530b基于第二塊使用的 穿孔模式從收到的7K/2個(gè)編碼比特中選擇K個(gè)編碼比特，提供這K個(gè)被選編碼比特給緩沖 器322b，提供剩余的5K/2個(gè)編碼比特給穿孔單元530c。單元530c基于第三塊使用的穿孔 模式從收到的5K/2個(gè)編碼比特選擇3K/4個(gè)編碼比特，提供這3K/4個(gè)被選編碼比特給緩沖 器322c，提供剩余的7K/4個(gè)編碼比特給穿孔單元530d。單元530d基于第四塊使用的穿孔 模式從收到的7K/4個(gè)編碼比特中選擇K/2個(gè)編碼比特，提供這K/2個(gè)被選編碼比特給緩沖 器322d。然后將緩沖器322a 322d中每一個(gè)的編碼比特進(jìn)行碼元映射，以獲得K/4個(gè)調(diào) 制碼元。圖5A 5C說明了示例性設(shè)計(jì)和幾個(gè)模式的劃分和穿孔。每一模式的T塊的劃分 和穿孔可以按照上述方式或者以一些其它方式進(jìn)行。例如，可以不為數(shù)據(jù)包首先發(fā)射系統(tǒng) 比特，每個(gè)數(shù)據(jù)包的編碼比特可以按照偽隨機(jī)方式選擇，等等。FEC(例如卷積)碼也可以不 產(chǎn)生系統(tǒng)比特，在這種情況下，每一塊的編碼比特都可以按照偽隨機(jī)方式從已編碼數(shù)據(jù)包 選擇。幀結(jié)構(gòu)可以不同于上述結(jié)構(gòu)。
圖6說明接收機(jī)250處檢測(cè)器256和接收數(shù)據(jù)處理器260的一個(gè)實(shí)施例的框圖。 在檢測(cè)器256中，LLR計(jì)算單元610從接收機(jī)單元254獲得收到的數(shù)據(jù)碼元，從信道估計(jì)器 258獲得信道估計(jì)，并且為收到的數(shù)據(jù)碼元計(jì)算LLR。收到的每個(gè)數(shù)據(jù)碼元都可以表示為
(1)其中Si是為數(shù)據(jù)包發(fā)送的第i個(gè)數(shù)據(jù)碼元；hi是數(shù)據(jù)碼元Si經(jīng)歷的復(fù)信道增益；η i是數(shù)據(jù)碼元Si經(jīng)歷的噪聲和干擾；以及是收到的這個(gè)數(shù)據(jù)包的第i個(gè)數(shù)據(jù)碼元。公式(1)假設(shè)了在其中每個(gè)數(shù)據(jù)碼元Si經(jīng)歷了單一信道增益Iii的通信信道。這可 能是例如每個(gè)數(shù)據(jù)碼元都用OFDM在一個(gè)子帶上發(fā)送，或者對(duì)于單條傳播路徑，通信信道具 有單個(gè)信道抽頭。可以將噪聲假設(shè)為具有零均值和方差Vi的復(fù)數(shù)加性高斯白噪聲(AWGN)。收到的每個(gè)數(shù)據(jù)碼元都是發(fā)射的數(shù)據(jù)碼元Si的一個(gè)估計(jì)，它是通過針對(duì)用于這 個(gè)數(shù)據(jù)碼元Si的調(diào)制方案將B個(gè)碼元比特hi =映射到信號(hào)星座圖中的一 個(gè)點(diǎn)獲得的。可以將收到的數(shù)據(jù)碼元 ,的第j個(gè)編碼比特的LLR表示為 其中by是收到的數(shù)據(jù)碼元i,的第j個(gè)編碼比特；Pr (炙丨=1)是收到的數(shù)據(jù)碼元無中by這個(gè)比特等于1的概率；Pr Csi \ bu = -ι)是收到的數(shù)據(jù)碼元無中bi, J這個(gè)比特等于-1 (也就是0)的概率； 以及LLRi, j 是編碼比特 bi, j 的 LLR。LLR是一個(gè)雙極性值，較大的正值對(duì)應(yīng)于編碼比特是+1的似然率較高，較大的負(fù) 值對(duì)應(yīng)于編碼比特是-1的似然率較高。LLR等于0表示編碼比特為+1和-1的概率相同。如果收到的每個(gè)數(shù)據(jù)碼元的B個(gè)編碼比特是獨(dú)立的，可以通過適當(dāng)?shù)慕豢梺碜?到這一點(diǎn)，那么公式(2)可以表示為 其中Ω “是信號(hào)星座圖中第j個(gè)編碼比特等于q的點(diǎn)的集合；s是被評(píng)估的Ω μ集合中的調(diào)制碼元或信號(hào)點(diǎn)；以及是收到的數(shù)據(jù)碼元i,的信道增益估計(jì)。q= 1的信號(hào)集合= 的信號(hào)集合Ω κ以及參數(shù)B全部依賴于收到 的數(shù)據(jù)碼元射吏用的調(diào)制方案?？梢詫⒉煌恼{(diào)制方案用于不同的數(shù)據(jù)包塊，對(duì)于不同塊， Ωμ、Ω κ和B可以不同。
可以用各種方式來計(jì)算公式(3)，如同本領(lǐng)域里公知的一樣。單元610為收到的數(shù) 據(jù)碼元〗,的每一個(gè)的B個(gè)編碼比特計(jì)算B LLR，表示為ILLRi,」}。單元610還可以將為同一 數(shù)據(jù)碼元Si的多次發(fā)射計(jì)算的LLR合并，從而為已編碼數(shù)據(jù)包的每個(gè)編碼比特只保存一個(gè) LLR，這可以降低對(duì)存儲(chǔ)器的要求。單元610還可以為每個(gè)編碼比特將LLR量化成預(yù)定數(shù)量 的比特以方便存儲(chǔ)。用于LLR的比特的數(shù)量依賴于各種因素，例如對(duì)譯碼器、收到的數(shù)據(jù)碼 元的SINR等等的要求。單元610為收到的每個(gè)數(shù)據(jù)塊的編碼比特提供LLR給接收數(shù)據(jù)處 理器260。在接收數(shù)據(jù)處理器260中，數(shù)據(jù)包緩沖器620為每個(gè)數(shù)據(jù)包的編碼比特保存LLR。 在接收新數(shù)據(jù)包之前，對(duì)緩沖器620初始化或者給它填充刪除符，它們是等于0的LLR值。 刪除符是一個(gè)值，用它替換丟失的(還沒收到的或者根本沒有發(fā)射的)編碼比特，并在譯碼 過程中給予其適當(dāng)?shù)臋?quán)。地址發(fā)生器622為收自單元610的每個(gè)LLR產(chǎn)生適當(dāng)?shù)牡刂?，?而為數(shù)據(jù)包將LLR保存在適當(dāng)?shù)奈恢?。每個(gè)編碼比特的LLR的地址都可以基于以下因素產(chǎn) 生(1)為數(shù)據(jù)包選擇的模式；(2)在其中收到編碼比特的特定塊；以及(3)用于這一塊的 穿孔模式；它們都可以用IR發(fā)射控制來表明。無論什么時(shí)候從發(fā)射機(jī)210收到數(shù)據(jù)包的一個(gè)新數(shù)據(jù)碼元塊，都可以根據(jù)收到的 這個(gè)數(shù)據(jù)包的所有塊的LLR重新進(jìn)行譯碼。數(shù)據(jù)包緩沖器620提供LLR和刪除(也就是重 新組裝的數(shù)據(jù)包)序列給FEC譯碼器630進(jìn)行譯碼。這個(gè)序列包含為這個(gè)數(shù)據(jù)包收到的所 有數(shù)據(jù)碼元的LLR以及為這個(gè)數(shù)據(jù)包沒有收到的所有數(shù)據(jù)碼元的刪除。在收到第一塊以 后，這個(gè)序列包含塊1中攜帶的編碼比特的LLR和所有其它編碼比特的刪除。在收到第二塊 以后，這個(gè)序列包含塊1和2中攜帶的編碼比特的LLR以及所有其它編碼比特的刪除。與 來自控制器270的譯碼控制所表明的一樣，F(xiàn)EC譯碼器630按照與發(fā)射機(jī)210進(jìn)行的FEC編 碼互補(bǔ)的方式，對(duì)LLR和刪除的序列進(jìn)行譯碼。例如如果在發(fā)射機(jī)210處進(jìn)行了 Turbo或 卷積編碼，F(xiàn)EC譯碼器630就可以相應(yīng)地使用Turbo譯碼器或者維特比譯碼器。FEC譯碼器 630提供已譯碼數(shù)據(jù)包。然后CRC校驗(yàn)器632對(duì)已譯碼數(shù)據(jù)包進(jìn)行校驗(yàn)，來確定數(shù)據(jù)包譯碼 正確還是錯(cuò)誤，并且提供已譯碼數(shù)據(jù)包的狀態(tài)信息。接收機(jī)250還可以利用迭代檢測(cè)和譯碼(IDD)方案來對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行譯碼。IDD方 案利用FEC碼的糾錯(cuò)能力來提高性能。這是通過為多次迭代在LLR計(jì)算單元610和FEC譯 碼器630之間通過先驗(yàn)信息以迭代方式完成的。先驗(yàn)信息指的是收到的數(shù)據(jù)碼元是發(fā)射的 編碼比特的似然率。對(duì)于每次迭代，LLR計(jì)算單元610基于從FEC譯碼器630收到的數(shù)據(jù)碼 元、信道估計(jì)和譯碼器LLR計(jì)算編碼比特的LLR?？梢孕薷墓?2)，將譯碼器LLR考慮進(jìn) 去。然后，F(xiàn)EC譯碼器630對(duì)來自單元610的已更新LLR進(jìn)行譯碼來獲得新的譯碼器LLR， 可以將它往回提供給單元610。在迭代檢測(cè)和譯碼過程中，檢測(cè)到的數(shù)據(jù)碼元的可靠性隨著 每一次檢測(cè)/譯碼迭代而提高。總之，接收機(jī)250可以按照各種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)和譯碼。LLR的生成是通常用于 Turbo和卷積碼的一個(gè)特殊的譯碼實(shí)現(xiàn)。接收機(jī)250可以使用能夠在發(fā)射機(jī)210處所用的 編碼技術(shù)的任何一般的譯碼技術(shù)。圖7是發(fā)射機(jī)210發(fā)射數(shù)據(jù)包所執(zhí)行的過程700的流程圖。發(fā)射機(jī)首先對(duì)數(shù)據(jù)包 進(jìn)行編碼(例如利用基FEC碼)來產(chǎn)生編碼比特(塊712)。為第一塊將塊編號(hào)的下標(biāo)1初 始化成1 (塊714)。為了發(fā)射第1塊，利用為這個(gè)數(shù)據(jù)包產(chǎn)生的編碼比特并且將已經(jīng)為這個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)送的編碼比特考慮在內(nèi)來形成一塊編碼比特(塊722)。用于第1塊的調(diào)制方案是 基于為數(shù)據(jù)包選擇的模式來確定的(塊724)。然后基于這一塊的調(diào)制方案將第1塊的編碼 比特映射到數(shù)據(jù)碼元(塊726)。進(jìn)一步處理和發(fā)射第1塊數(shù)據(jù)碼元(塊728)。如果基于 第1塊發(fā)射的這個(gè)數(shù)據(jù)包譯碼錯(cuò)誤(如同在塊730中確定的一樣)并且如果還沒有發(fā)射最 大數(shù)量的塊(如同塊732所確定的一樣)，那么下標(biāo)1增大(塊734)，這一過程返回塊722 來產(chǎn)生和發(fā)射下一塊數(shù)據(jù)碼元。否則，這一過程終止。圖8是接收機(jī)250接收數(shù)據(jù)包所執(zhí)行的過程800的流程圖。接收機(jī)首先利用刪除 為數(shù)據(jù)包的所有編碼比特初始化數(shù)據(jù)包緩沖器(塊812)。為第一塊將塊號(hào)的下標(biāo)1初始化 成1 (塊814)。對(duì)于第1塊，一開始獲得一塊接收的數(shù)據(jù)碼元(塊822)?；跒檫@個(gè)數(shù)據(jù)包 選擇的模式將調(diào)制方案用于第1塊(塊824)。然后，接收機(jī)按照為這一塊使用的調(diào)制方案 對(duì)收到的數(shù)據(jù)碼元的第1塊執(zhí)行檢測(cè)，以獲得在這一塊上發(fā)送的編碼比特的LLR(塊826)。 可以將第1塊的LLR與以前為這一塊中的編碼比特計(jì)算的LLR合并(塊828)。在任何情 況下，第1塊的LLR都儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)包緩沖器中的適當(dāng)位置(也是塊828)。然后從數(shù)據(jù)包緩 沖器提取數(shù)據(jù)包的LLR和刪除，按照基FEC碼進(jìn)行譯碼，獲得已譯碼數(shù)據(jù)包(塊830)，然后 對(duì)它進(jìn)行進(jìn)一步校驗(yàn)來確定這個(gè)數(shù)據(jù)包是譯碼正確還是錯(cuò)誤(塊832)。如果基于收到的1 塊數(shù)據(jù)碼元的數(shù)據(jù)包譯碼錯(cuò)誤(如同塊840中確定的一樣)并且如果還沒有獲得最大數(shù)量 的塊(如同塊842確定的一樣)，那么下標(biāo)1增大(塊844)，這一過程返回塊822來獲得并 處理下一塊收到的數(shù)據(jù)碼元。否則，這一過程終止。為單個(gè)數(shù)據(jù)包使用多個(gè)調(diào)制方案能夠提高性能。為第一塊發(fā)射使用更高階的調(diào)制 方案(與對(duì)應(yīng)的更低編碼速率相結(jié)合)對(duì)于特定的信道模型有可能為這一塊發(fā)射提供顯 著的增益(例如1到2. 5dB)。為晚些的塊發(fā)射使用更低階的調(diào)制方案(以及對(duì)應(yīng)地更高 編碼速率)能夠避免或減少已編碼數(shù)據(jù)包的重復(fù)，這樣做也能構(gòu)提高性能。例如，如果在 模式7中為所有四塊發(fā)射使用64-QAM，已編碼數(shù)據(jù)包就部分地重復(fù)，如果為四塊發(fā)射使用 64-QAM、16-QAM、8-PSK 和 QPSK，則不重復(fù)。在這里為單個(gè)數(shù)據(jù)包使用多個(gè)調(diào)制方案描述的技術(shù)可以用各種手段實(shí)施。例如， 這些技術(shù)可以用硬件、軟件或者它們的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于硬件實(shí)現(xiàn)，發(fā)射機(jī)處的處理單 元(例如發(fā)射數(shù)據(jù)處理器220)可以在一個(gè)或多個(gè)專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP)、數(shù)字信號(hào)處理器件(DSPD)、可編程邏輯器件(PLD)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、處理 器、控制器、微控制器、微處理器，以及設(shè)計(jì)成用來實(shí)現(xiàn)這里描述的功能的其它電子單元，或 者它們的組合來實(shí)現(xiàn)。接收機(jī)處的處理單元(例如檢測(cè)器256和接收數(shù)據(jù)處理器260)也 可以在一個(gè)或多個(gè)ASIC、DSP等等中實(shí)現(xiàn)。對(duì)于軟件實(shí)施，這些技術(shù)可以用實(shí)現(xiàn)這里描述的功能的模塊(例如程序、功能等 等)實(shí)現(xiàn)。軟件代碼可以儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器單元中(例如圖2所示存儲(chǔ)器單元232和272中)， 并且由處理器(例如控制器230和270)執(zhí)行。存儲(chǔ)器單元可以在處理器內(nèi)或者在處理器 外實(shí)現(xiàn)。前面對(duì)所公開的實(shí)施例的描述是為了讓本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。對(duì)這些 實(shí)施例的各種修正對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言都是顯而易見的，可以將這里給出的一般原理 應(yīng)用于其它實(shí)施例而不偏離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)或范圍。因此，本發(fā)明不限于這里說明的實(shí)施例， 而是與這里公開的原理和新穎特征的最大范圍一致。
權(quán)利要求
一種在通信系統(tǒng)中發(fā)射數(shù)據(jù)的方法，包括對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼以獲得該數(shù)據(jù)包的多個(gè)編碼比特；利用所述多個(gè)編碼比特形成多塊編碼比特；確定發(fā)射的兩塊編碼比特的頻譜效率，其中假設(shè)在發(fā)射的所述兩塊編碼比特以后所述數(shù)據(jù)包被正確譯碼；確定供所述多塊編碼比特中的每一塊編碼比特使用的調(diào)制方案和編碼速率，其中所確定的調(diào)制方案和編碼速率為發(fā)射的所述兩塊編碼比特提供所確定的頻譜效率；以及按照所確定的調(diào)制方案映射所述多塊編碼比特中每一塊的編碼比特，以便為所述塊編碼比特產(chǎn)生調(diào)制碼元，其中為所述多塊編碼比特產(chǎn)生多塊調(diào)制碼元。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括從第一到最后按順序發(fā)射所述多塊調(diào)制碼元。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中按順序發(fā)射所述多塊調(diào)制碼元包括如果所得到的編碼速率是一半或更低，發(fā)射比發(fā)射的第二塊具有更高階調(diào)制方案的第 一塊調(diào)制碼元。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，還包括發(fā)射所述多塊調(diào)制碼元的剩余塊，每次發(fā)射一塊調(diào)制碼元，直到所述數(shù)據(jù)包被接收機(jī) 正確譯碼，或者全部所述多塊調(diào)制碼元被發(fā)射。
5.一種在通信系統(tǒng)中的裝置，包括用于對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼以獲得該數(shù)據(jù)包的多個(gè)編碼比特的模塊；用于利用所述多個(gè)編碼比特形成多塊編碼比特的模塊；用于確定發(fā)射的兩塊編碼比特的頻譜效率的模塊，其中假設(shè)在發(fā)射的所述兩塊編碼比 特以后所述數(shù)據(jù)包被正確譯碼；用于確定供所述多塊編碼比特中的每一塊編碼比特使用的調(diào)制方案和編碼速率的模 塊，其中所確定的調(diào)制方案和編碼速率為發(fā)射的所述兩塊編碼比特提供所確定的頻譜效 率；以及用于按照所確定的調(diào)制方案映射所述多塊編碼比特中每一塊的編碼比特，以便為所述 塊編碼比特產(chǎn)生調(diào)制碼元的模塊，其中為所述多塊編碼比特產(chǎn)生多塊調(diào)制碼元。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，還包括用于從第一到最后按順序發(fā)射所述多塊調(diào)制碼元的模塊。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中用于按順序發(fā)射所述多塊調(diào)制碼元的模塊包括用于如果所得到的編碼速率是一半或更低，發(fā)射比發(fā)射的第二塊具有更高階調(diào)制方案 的第一塊調(diào)制碼元的模塊。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，還包括用于發(fā)射所述多塊調(diào)制碼元的剩余塊，每次發(fā)射一塊調(diào)制碼元，直到所述數(shù)據(jù)包被接 收機(jī)正確譯碼，或者全部所述多塊調(diào)制碼元被發(fā)射的模塊。
9.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括用來使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如權(quán)利要求1到4中任意一個(gè)權(quán)利要 求所述的方法的代碼。
全文摘要
描述了為單個(gè)數(shù)據(jù)包使用多個(gè)調(diào)制方案的技術(shù)。用多達(dá)T塊處理和發(fā)射每個(gè)數(shù)據(jù)包，其中T＞1。為這T塊使用多個(gè)調(diào)制方案，以獲得良好性能。發(fā)射機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)包編碼，產(chǎn)生編碼比特。然后發(fā)射機(jī)利用為這個(gè)數(shù)據(jù)包產(chǎn)生的編碼比特形成一塊編碼比特，確定用于這個(gè)塊的調(diào)制方案(例如基于為這個(gè)數(shù)據(jù)包選擇的模式/速率)，基于調(diào)制方案映射這一塊的編碼比特來獲得數(shù)據(jù)碼元，并且處理這一塊數(shù)據(jù)碼元并將其發(fā)射給接收機(jī)。發(fā)射機(jī)用相似的方式產(chǎn)生和發(fā)射另一塊，直到數(shù)據(jù)包被正確譯碼，或者發(fā)射了所有T塊。接收機(jī)進(jìn)行互補(bǔ)處理來接收數(shù)據(jù)包并對(duì)其譯碼。
文檔編號(hào)H04L1/18GK101888290SQ201010158620
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2005年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者A·漢德卡爾, A·阿格拉瓦爾 申請(qǐng)人:高通股份有限公司