專(zhuān)利名稱(chēng)：在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的重傳中重新安排比特的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的重傳中重新安排比特的方法和裝 置，特別是，涉及在多輸入多輸出預(yù)編碼系統(tǒng)中，當(dāng)對(duì)信息比特進(jìn)行重傳 時(shí)重新安排比特，考慮到層增益對(duì)比特的保護(hù)能力，使合并后的保護(hù)能力 對(duì)每個(gè)比特盡量平均的方法和裝置。
背景技術(shù)：
在高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，多數(shù)據(jù)流同時(shí)傳輸可以有效地提升傳輸效
率。多輸入多輸出(MIM0: Multiple-Input Multiple-output)系統(tǒng)即是 多數(shù)據(jù)流傳輸系統(tǒng)的一個(gè)例子。多輸入多輸出系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于能夠在空域 提供多個(gè)可用子信道，從而可以通過(guò)諸如發(fā)射分集技術(shù)或空分復(fù)用技術(shù)等 之類(lèi)的不同傳輸技術(shù)獲得分集增益和復(fù)用增益，由此而改善傳輸鏈路的誤 碼性能，并提高頻譜效率等。
在下行多輸入多輸出系統(tǒng)中，為了提高接收信噪比，降低用戶(hù)間干 擾，在3GPP(第三代合作伙伴計(jì)劃Third Generation Partenership Project)討論的長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE: Long Term Evolution)提案，建議采用預(yù) 編碼的方式。預(yù)編碼就是對(duì)信道矩陣進(jìn)行SVD(奇異值分解)，在發(fā)送端(基 站)利用右奇異矩陣對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)，在接收端，利用左奇異矩陣對(duì)數(shù)據(jù) 進(jìn)行加權(quán)。通過(guò)以上的處理，得到互相獨(dú)立的并行信道。
圖l示出了多輸入多輸出系統(tǒng)中與執(zhí)行預(yù)編碼有關(guān)的部分的結(jié)構(gòu)及操
作示意圖。如圖1所示，在信道編碼單元ioo中對(duì)要發(fā)送的原始信息比特
進(jìn)行信道編碼，然后將經(jīng)過(guò)信道編碼后的比特輸入到調(diào)制單元101進(jìn)行調(diào) 制。經(jīng)過(guò)調(diào)制的原始信息比特得到調(diào)制符號(hào)后被輸入到MIM0預(yù)編碼單元 102。
MIMO預(yù)編碼單元102對(duì)輸入的調(diào)制符號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼。如圖1所示，多輸入多輸出系統(tǒng)可以有M個(gè)發(fā)送天線(xiàn)，K個(gè)接收天線(xiàn)，需要輸出N個(gè)層/ 流(M2N)。假設(shè)調(diào)制單元101輸出的調(diào)制符號(hào)的向量表示為s = [Sl、 s2、…、 s^T，則預(yù)編碼后的發(fā)送符號(hào)向量可以用下面的表達(dá)式(1)表示。<formula>formula see original document page 5</formula> (1)
其中Vw表示預(yù)編碼矩陣，可以由接收端103在接收到發(fā)送端發(fā)送的符號(hào)向 量后，對(duì)信道H進(jìn)行SVD分解而得到，其中信道H由下面的表達(dá)式(2) 給出。
<formula>formula see original document page 5</formula> (2)
在表達(dá)式(2)中，U為H的左奇異矩陣，V為H的右奇異矩陣，D為對(duì)角 陣，其對(duì)角線(xiàn)的元素為H的奇異值。另外，U和V為酉矩陣。D的對(duì)角線(xiàn) 元素為a、a2、…、aM，而且ai>a2'"> aM。 Vn是矩降V的前N歹[J,為MxN的 矩陣。
通過(guò)接收端用If對(duì)信號(hào)進(jìn)行加權(quán)。這樣，預(yù)編碼前的符號(hào)的等效信道 如圖l下部的信道示意圖所示。經(jīng)過(guò)發(fā)送端的預(yù)編碼后，其等效的信道是 符號(hào)s,經(jīng)過(guò)增益為a,的信道到達(dá)接收端，符號(hào)&經(jīng)過(guò)增益為&的信道到 達(dá)接收端，依次類(lèi)推。其中，符號(hào)Sl， s2，…，^經(jīng)過(guò)預(yù)編碼后，其等效 的信道為互不干擾的并行信道。最后，接收機(jī)進(jìn)行檢測(cè)與譯碼。
對(duì)多階調(diào)制來(lái)說(shuō)(例如，16QAM， 64QAM等等)，信號(hào)星座圖中的比特 的可靠性是不同的，每個(gè)星座點(diǎn)所表示的比特序列中的各個(gè)比特體現(xiàn)出了 不同的保護(hù)能力。圖2示出了 16QAM的格雷映射的星座圖，星座點(diǎn)所對(duì)應(yīng) 的比特表示中的每個(gè)比特對(duì)抗信道影響的能力也不盡相同。例如，在圖2 所示的16QAM星座圖中，每個(gè)星座點(diǎn)都可以表示成4個(gè)比特構(gòu)成的比特序 列，即比特的映射的順序?yàn)?"。其中比特對(duì)i,和q,用于決定星座點(diǎn) 所在的象限，而比特對(duì)i2和q2則用于區(qū)別同一象限中的四個(gè)不同的星座 點(diǎn)。在同一星座點(diǎn)所代表的比特序列中，比特對(duì)(i^)的保護(hù)能力，艮P， 對(duì)抗信道衰落的能力，高于另一個(gè)比特對(duì)("化)的保護(hù)能力。就是說(shuō)，L 和q,為高可靠性的比特，"和q2為低可靠性的比特。因此，可以把每個(gè) 16QAM符號(hào)所代表的4個(gè)比特分成具有不同保護(hù)能力的兩類(lèi)。相應(yīng)地，對(duì) 于22"點(diǎn)的QAM星座圖而言，每個(gè)星座點(diǎn)所代表的比特序列可以根據(jù)其保 護(hù)能力而被分成n類(lèi)。在星座圖上，i,和q,的對(duì)抗信道衰落與噪聲的能力是一樣的，i2和Q2是一樣的。
在Panasonic公司提出的"Enhanced證Q Method with Signal Constellation Rearrangement "(參見(jiàn)TSGR1#19(01)0237)中，指出了 使用了高階調(diào)制，其比特的可靠性的不同，這種性能的不一致會(huì)導(dǎo)致Turbo code譯碼器的性能下降(與相同比特的可靠性相比)。為了使比特的可靠 性得到平均，上述文獻(xiàn)給出了重傳時(shí)提高合并性能的方法。第一次傳輸?shù)?比特映射如圖2所示，對(duì)于一個(gè)符號(hào)來(lái)說(shuō)，表示該符號(hào)的比特映射順序?yàn)?iiqii2q2。如果第一次傳輸發(fā)生了錯(cuò)誤， 一般來(lái)說(shuō)，在重傳時(shí)對(duì)其比特位置 進(jìn)行交換。因此，重傳時(shí)對(duì)其比特位置為i2Q2i,q,，即i,和i2交換位置，q, 和q2交換位置。
圖3示出了在重傳符號(hào)時(shí)將低可靠性的比特與高可靠性的比特交換位 置的示意圖。其基本方式是將第一次傳輸時(shí)低可靠性的比特，在重傳時(shí)與 高可靠性的比特交換位置。這樣，重傳合并時(shí)每個(gè)比特的可靠性比較平 均，能夠提高譯碼的性能。
如圖2所示，對(duì)i,來(lái)說(shuō)，只要接收的信號(hào)落在圖2的左半平面，那么 其判決比特就是l，否則就是0。在圖4中，給出了對(duì)i,和i2的保護(hù)能力。 圖4的上半部分給出了對(duì)i,的判決邊界，圖4的下半部分給出了對(duì)i2的判 決邊界。
授予Jeong等人的美國(guó)專(zhuān)利US 6476734 B2公開(kāi)了一種"Method and APPARATUS FOR PRIORITZING INFORMATION PROTECTION IN HIGH ORDER MODULATIONSYBM0LMAPPING"。所述美國(guó)專(zhuān)利定量地定義了 i,(q,)禾B i2(q2) 的保護(hù)能力的差別。圖4示出了定義每個(gè)比特的保護(hù)能力為平均的星座點(diǎn) 到判決邊界的距離的示意圖。如圖4所示，對(duì)比特i,來(lái)說(shuō)，其距離為圖4 上部左側(cè)兩個(gè)空心圓圈到判決邊界的平均距離d,，即圖4上部左側(cè)實(shí)心圓 圈所示。對(duì)于比特i2來(lái)說(shuō)，其距離為圖4下部右側(cè)兩個(gè)空心圓圈到判決邊 界的平均距離d2。很顯然，山〉da所以比特i,的性能要好于比特i2。同樣， 對(duì)于比特q,和q2也一樣。
在LTE的討論中，在預(yù)編碼系統(tǒng)中，碼字到層的映射可能有幾種情況。 圖5示出了在秩分別等于1至4的情況下，碼字映射到多個(gè)層上可能產(chǎn)生 的。如圖5所示，當(dāng)秩=1，或秩二2時(shí)，碼字(CW1和CW2)只映射到一層上。而當(dāng)秩=3和秩=4時(shí)， 一個(gè)碼字有可能映射到多個(gè)層上。
在現(xiàn)有的重傳方法中，不同比特在重傳中的通過(guò)在高可靠性的比特和 低可靠性的比特之間進(jìn)行切換以便重新安排可靠性不同的比特來(lái)提高重 傳性能的。在預(yù)編碼系統(tǒng)中，當(dāng)一個(gè)碼字映射到多個(gè)層時(shí)，不僅僅調(diào)制星 座點(diǎn)上的比特的可靠性不同，而且不同層的增益也不同?，F(xiàn)有技術(shù)的方法 僅僅考慮了星座圖上比特的性能差異，而沒(méi)有考慮到不同的層之間增益的 不平衡性。
圖6說(shuō)明了層的增益不同與星座點(diǎn)位置不同都會(huì)導(dǎo)致了比特可靠性的 差異的示意圖。如圖6所示，當(dāng)一個(gè)碼字CW映射到了兩個(gè)層，層1的增 益為&，層2的增益為a2(a,〉a2)。這樣，分配到層1的比特所得到的增益 要大于分配到層2的比特所得到的增益。在這種情況下，不僅存在比特映 射到調(diào)制星座點(diǎn)的不同位置造成的性能的差異，還存在著分配到不同的層 上造成的比特性能的差異。
在MIMO預(yù)編碼系統(tǒng)中，當(dāng)一個(gè)碼字在兩個(gè)或更多的層上傳輸時(shí)，對(duì)
于高階調(diào)制來(lái)說(shuō)，由于星座點(diǎn)的映射和不同的層之間增益的不平衡性，導(dǎo) 致這個(gè)編碼塊中的比特的可靠性變化非常的大。與比特可靠性比較平均的 編碼塊相比，這種比特可靠性的變化導(dǎo)致了譯碼器性能的損失。
另外，在對(duì)傳輸比特進(jìn)行重傳合并時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)的重傳方法僅考慮了 星座圖上的比特的性能不平衡。但是，這樣并不能平衡整個(gè)碼字的比特可 靠性。
因此，需要考慮在MIM0預(yù)編碼的系統(tǒng)中，當(dāng)一個(gè)碼字映射到多個(gè)層 的情況下，如何進(jìn)行比特的重新安排來(lái)提高重傳的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中，當(dāng)重傳信息比特時(shí)重新 安排信息比特位置的方法的裝置，該方法和裝置能夠根據(jù)星座點(diǎn)上的比特 的不平衡性與層之間增益的不平衡性，重新構(gòu)造等效的星座圖，根據(jù)等效 的星座圖，重新安排重傳時(shí)的比特位置。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中重傳時(shí)重新安排 比特位置的方法，包括步驟對(duì)接收的信道矩陣H進(jìn)行奇異值分解，得到各個(gè)層的增益；根據(jù)得到的各層增益，針對(duì)各種重傳格式計(jì)算重傳合并后 各個(gè)比特的保護(hù)能力；選擇對(duì)比特的保護(hù)能力大致相同的重傳格式；和根 據(jù)選擇的重傳格式重新安排比特位置。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中重傳時(shí)重新安排 比特位置的裝置，包括信道估計(jì)單元，對(duì)接收的預(yù)編碼調(diào)制符號(hào)進(jìn)行信 道估計(jì)，得到信道矩陣H;奇異值分解單元，用于對(duì)信道矩陣進(jìn)行奇異值 分解，以得到預(yù)編碼矩陣Vw，并根據(jù)得到的預(yù)編碼矩陣Vw獲得每層的增益; 保護(hù)能力計(jì)算單元，根據(jù)獲得的每層增益，針對(duì)各種重傳格式計(jì)算重傳合 并后各個(gè)比特的保護(hù)能力；和選擇單元，根據(jù)計(jì)算的保護(hù)能力選擇對(duì)比特 的保護(hù)能力大致相同的重傳格式；和存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)與選擇的重傳格 式對(duì)應(yīng)的索引值。
根據(jù)本發(fā)明，綜合考慮了星座點(diǎn)上的比特的不平衡性與層之間增益的 不平衡性。重新構(gòu)造等效的星座圖，根據(jù)這個(gè)等效的星座圖，考慮重新安 排重傳信息比特時(shí)的比特位置，使合并后的編碼比特具有接近相同的比特 可靠性，從而提高譯碼器的性能。


通過(guò)下面結(jié)合

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，將使本發(fā)明的上述及其 它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，其中
圖1是顯示現(xiàn)有技術(shù)的MIMO預(yù)編碼裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2示出了 16QAM星座點(diǎn)的比特序列的星座圖與比特的映射關(guān)系的示 意圖3示出了現(xiàn)有技術(shù)中重傳比特序列時(shí)的星座圖與比特映射關(guān)系的示 意圖4示出了定義每個(gè)比特"Q,)與i2(Q2)的保護(hù)能力為平均的星座點(diǎn)到
判決邊界的距離的示意圖5a-5d示出了碼字向不同的層的映射的示意圖6示出了層與星座圖導(dǎo)致的比特可靠性不平衡的示意圖7示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造兩個(gè)層的等效星座圖的示意圖8示出了根據(jù)本發(fā)明在考慮層增益對(duì)比特序列的保護(hù)能力的示意圖9示出了在重傳比特序列時(shí)的可靠性約束關(guān)系的示意圖； 圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在16QAM中列出的兩種可能排列方 式的示意圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例獲得的重傳格式的示意圖12是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例重傳信息比特時(shí)重新安排信息比特位置的
方法的流程圖；和
圖13示出了在重傳信息比特時(shí)重新安排信息比特位置的方法的裝置
的方框圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，在描述過(guò)程中省略 了對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)是不必要的細(xì)節(jié)和功能，以防止對(duì)本發(fā)明的理解造成混 淆。
在MIMO預(yù)編碼系統(tǒng)中，可以預(yù)先計(jì)算出每個(gè)層的增益。基于這個(gè)特 點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明，在重傳比特序列時(shí)，將不同層的增益與星座圖的增益聯(lián) 合考慮，定義了等效的星座圖。就是說(shuō)，將不同層的不同增益與星座圖中 不同位置的增益對(duì)比特序列所產(chǎn)生的不同保護(hù)能力來(lái)構(gòu)成等效星座圖。然 后，根據(jù)等效星座圖，計(jì)算對(duì)比特序列中的每個(gè)比特的保護(hù)能力。當(dāng)重傳 比特序列時(shí)，根據(jù)前面?zhèn)鬏數(shù)谋Ｗo(hù)能力，和根據(jù)預(yù)編碼計(jì)算出來(lái)的保護(hù)能 力，使合并后的保護(hù)能力對(duì)每個(gè)比特盡量平均。
根據(jù)該方法，可以預(yù)先設(shè)定幾種重傳比特序列的格式。預(yù)設(shè)的重傳格 式可以存儲(chǔ)在發(fā)送端或接收端中，或者發(fā)送端和接收端都存儲(chǔ)預(yù)設(shè)的重傳 格式。在接收端，從這幾種預(yù)設(shè)格式中選擇比特序列中的每個(gè)比特的可靠 性最平均的一種，然后，將這種格式的索引值返回到發(fā)送端，發(fā)送端根據(jù) 這個(gè)索引值，選擇對(duì)應(yīng)的重傳格式，在發(fā)送前對(duì)重傳的比特序列進(jìn)行重新 安排，然后重傳。按照該方法，由于接收端只向發(fā)送端反饋所選擇的重傳 格式的索引值，而在發(fā)送端根據(jù)反饋的索引值來(lái)選擇對(duì)應(yīng)的重傳格式，因 此減小了反饋的信息量。
下面描述將重傳的碼字映射到不同層時(shí)，各層不同的增益對(duì)比特的可靠性產(chǎn)生的不平衡。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，可以假設(shè)一個(gè)碼字被映射到兩層。另 外，重傳的比特是i^i2q2，重傳比特所處的位置不限于所提到的順序。參 考己經(jīng)描述的圖6，如果兩個(gè)層的增益分別為a,(層l)和& (層2)，對(duì) 于通過(guò)這兩個(gè)層的信號(hào)來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于將該信號(hào)分別放大(或縮小)為原來(lái) 的a,倍和&倍。如果把層的增益折合到星座圖中，則相當(dāng)于發(fā)送的符號(hào)直 接加入高斯噪聲。這種情況下，有可能構(gòu)成如圖7所示的兩個(gè)層的等效星 座圖。在圖7所示的等效星座圖中，空心圓圈"O"表示層l的等效星座 點(diǎn)，叉號(hào)"X "表示層2的等效星座圖。
根據(jù)前面圖4給出的每個(gè)比特的保護(hù)能力為平均的星座點(diǎn)到判決邊界 的距離的定義，從圖7給出的等效星座圖上可以看出，i,的可靠性要高于 i2，但是對(duì)不同層來(lái)說(shuō)情況不一定如此。
圖8給出了考慮到層增益對(duì)比特保護(hù)能力。該保護(hù)能力由層的增益與 比特的星座點(diǎn)到判決邊界的平均距離的乘積來(lái)表示。對(duì)層1的i2比特來(lái) 說(shuō)，由于其層的增益為a,，其到判決邊界的平均距離為d2(如圖8所示)， 因此對(duì)層1的i2比特的保護(hù)能力就為a,d2。同樣，對(duì)層2的i,比特的保護(hù) 能力為a2d10如果a,d2〉 a^，則認(rèn)為層1的"比特的可靠性要高于層2的 L比特。反之，如果a,d2"d,，則認(rèn)為層2的i,比特的可靠性要高于層1 的"比特。
為了使重傳合并時(shí)得到的各個(gè)比特的可靠性比較平均。根據(jù)本發(fā)明的 實(shí)施例，基于圖7的等效星座圖和圖8的等效保護(hù)能力，在k次傳輸后， 經(jīng)過(guò)合并后的比特的保護(hù)能力可以用下面的表達(dá)式(1)給出。
D = i K(P) (3)
其中、(P)表示第P次傳輸?shù)膍層增益(此比特在第p次傳輸中分配到了 第m層)；dn(p)表示第p次傳輸中，這個(gè)比特映射在調(diào)制星座圖上的保護(hù) 能力，如圖4所示(16QAM)。在上面的表達(dá)式中，將合并后的保護(hù)能力定 義分別為每次傳輸時(shí)保護(hù)能力之和。如果第一次傳輸?shù)谋忍卦谡{(diào)制星座圖 上的位置為L(zhǎng)、 i2、 qi、 q2，則定義，
Di,:為經(jīng)過(guò)重傳合并后t的保護(hù)能力；
Di2:為經(jīng)過(guò)重傳合并后i2的保護(hù)能力Dq,:為經(jīng)過(guò)重傳合并后q,的保護(hù)能力； Dq2:為經(jīng)過(guò)重傳合并后92的保護(hù)能力。
另外，對(duì)于第k次傳輸來(lái)說(shuō)，其前一次，即第k-l次，的重傳合并的 保護(hù)能力是己知的，所需的是將比特i""、①、Q2映射到不同的層和不 同的比特位置上去，以使重傳合并后各個(gè)比特的保護(hù)能力大致相同，艮口， 滿(mǎn)足下面的表達(dá)式(2)給出的關(guān)系。
D/, D/2 D仏《 D《2 (4)
下面以一個(gè)碼字對(duì)應(yīng)兩個(gè)層為例說(shuō)明根據(jù)各個(gè)比特的保護(hù)能力，確定 比特的重傳位置的實(shí)例。在下面的說(shuō)明中，以16QAM調(diào)制為例進(jìn)行描述。 應(yīng)該指出，本發(fā)明不限于16QAM調(diào)制，而是可以應(yīng)用到其它高階調(diào)制，如 64QAM調(diào)制等。
如圖6所示，在傳輸過(guò)程中，可以將一個(gè)比特分配到四個(gè)位置?？梢?將層l的i,(或q,)比特定義為L(zhǎng) (1);層l的i2 (或q》比特定義為i2 (1);層2的L (或qO比特定義為i, (2);層2的i2 (或q2)比特定義 為"(2)。在這四個(gè)位置，對(duì)比特的保護(hù)能力是不同的。如果第一次傳輸 的四個(gè)位置為h (1)、 i2 (1)、 L (2)、 i2 (2)，在重傳時(shí)， 一個(gè)比特可 以被分配到四個(gè)位置。這樣，四個(gè)比特一共有4 x 3x2 = 24種可能的傳 輸方式。
然而，實(shí)際上，按照表達(dá)式(4)的要求，并不是所有可能的傳輸方 式都是有用的。這是由于這四種可能的位置是有固定關(guān)系的，其在重傳過(guò) 程中的位置受到可靠性的約束。
圖9示出了在重傳比特序列時(shí)的可靠性約束關(guān)系的示意圖。如圖9所 示，對(duì)同一個(gè)層的比特來(lái)說(shuō)(該層的增益是相同的)，由于衡量比特i,的保 護(hù)能力的值d,(參見(jiàn)圖4)要大于衡量比特"的保護(hù)能力的值d2，所以i, 的可靠性要大于i2的可靠性。而對(duì)不同層來(lái)說(shuō)，由于層1的增益大于層2 的增益，對(duì)于調(diào)制星座點(diǎn)上的具有同樣的保護(hù)能力的比特，層l上的比特 要比層2上的比特的保護(hù)能力強(qiáng)。就是說(shuō)，i,(l)(括號(hào)中的數(shù)字表示層) 的可靠性要大于i,(2)的可靠性；i2(l)(括號(hào)中的數(shù)字表示層)的可靠性要 大于i2(2)的可靠性。這樣，根據(jù)以上的約束和al的a2的比值，只有兩
種可能的等效星座圖的形式。圖io示出了這兩種可能排列方式的示意圖。在圖10中，按照從左到右的方向表示保護(hù)能力從低向高增加，如箭頭所 示。如圖IO所示，空心圓圈"〇"表示向?qū)?的映射，叉號(hào)"X"表示
向?qū)?的映射。圖10中的方式1和方式分別給出了第一次傳輸?shù)牡刃亲鶊D。
圖ll給出了按照表達(dá)式(4)的要求，即，使重傳合并后各個(gè)比特的
保護(hù)能力大致相同，在第一次傳輸和第二次傳輸?shù)目煽啃耘帕械牟煌M合 所對(duì)應(yīng)的重傳的方式。
在圖11中，第一列表示第一次傳輸時(shí)不同層的不同可靠性的比特的 關(guān)系，從左到右的可靠性(保護(hù)能力)由低到高排列。第二列表示第二次 傳輸時(shí)不同層的不同可靠性的比特的關(guān)系。第三列為根據(jù)第一列和第二列
的相互關(guān)系，按照表達(dá)式(4)的要求，安排重傳時(shí)各個(gè)比特的位置。從 圖11中第三列可以看出，按照從上到下的順序，第一和第四種重傳格式 是相同的，第二和第三種重傳格式是相同的。因此，雖然前面說(shuō)明了四個(gè) 比特一共有4 x 3 x 2 =24種可能的傳輸方式，但實(shí)際上只要四種重傳方式 可以使合并后的編碼比特有接近相同的比特可靠性。
下面參考圖10和圖11來(lái)描述構(gòu)成兩種可種可能的重傳格式的實(shí)例。 假設(shè)第一次傳輸時(shí)第一層的增益a, (1) =3 (括號(hào)中的1表示第一次傳輸)， 第二層的增益為& (1) =2。對(duì)于調(diào)制星座圖而言，d,二2d2(可以設(shè)d2二l)。 因此對(duì)i2(2)的等效的保護(hù)能力為a2d2=2;對(duì)i,(2)的保護(hù)能力a2d,:4;對(duì) i2(l)的保護(hù)能力a,d^3;對(duì)i,(l)的保護(hù)能力a,dF6。由此可以得到保護(hù)能 力從低到高的排列順序?yàn)閕2(2) 〈 i"l) < h(2) < i!(l)，其排列順序如 圖10的方式1所示。
當(dāng)在第一次傳輸中發(fā)生了錯(cuò)誤而需要重新傳輸時(shí)。由于需要預(yù)編碼， 在接收端預(yù)先算出了重傳時(shí)層的增益，假設(shè)第二次傳輸時(shí)第一層的增益為 ai (2) =4 (括號(hào)中的2表示第二次傳輸)，第二層的增益為a2 (2) =1.5。 同樣，對(duì)于調(diào)制星座圖而言，d產(chǎn)2d2(可以設(shè)d2=l)。則第二次傳輸時(shí)對(duì)i2(2) 的保護(hù)能力為a2d2=1.5;對(duì)i,(2)的保護(hù)能力為a2d,=3;對(duì)i2(l)的保護(hù)能 力為a,d^4;對(duì)i2(l)的保護(hù)能力為a,d^8。此時(shí)，按照保護(hù)能力從低到高 的排列順序?yàn)閕2(2) 〈 i,(2) 〈 i"l) 〈 i,(l)，其排列方式如圖10的方式 2所示。第一次傳輸?shù)谋忍卦谥貍鲿r(shí)，可以安排到四種不同的保護(hù)能力的位置 上。根據(jù)表達(dá)式(4)的要求，使合并后的各個(gè)比特的保護(hù)能力基本平均 (合并后的保護(hù)能力的計(jì)算參見(jiàn)表達(dá)式(3))。則重傳時(shí)的安排如圖11的 第三列的第三行所示。即第一次傳輸?shù)膇)(l)在重傳時(shí)(第二次傳輸)放
到了 i2(2)的位置;第一次傳輸?shù)膇,(2)在重傳時(shí)(第二次傳輸)放到了 i2(l) 的位置;第一次傳輸?shù)?(l)在重傳時(shí)(第二次傳輸)放到了 i2(l)的位置； 第一次傳輸?shù)?(2)在重傳時(shí)(第二次傳輸)放到了 i,(l)的位置。就是說(shuō)， 得到了i'(l) "2) "(1)12(2)的重傳格式。如果重傳時(shí)，發(fā)送端知道第一 次傳輸時(shí)的等效星座圖的排列方式(圖ll第一列)，也知道重傳時(shí)的等效 星座圖的排列方式(圖ll第二列)，那么重傳時(shí)，也可以不反饋格式的索 引值，雙方根據(jù)査表得到重傳格式。如果重傳時(shí)，發(fā)送端知道第一次傳輸 時(shí)的等效星座圖的排列方式(圖ll第一列)，但不知道重傳時(shí)的等效星座 圖的排列方式(圖ll第二列)，那么重傳時(shí)，接收方反饋重傳時(shí)的等效星 座圖的排列方式(圖ll第二列)，發(fā)送方根據(jù)查表得到重傳格式，這種情 況排列方式有兩種可能。如果發(fā)送端兩者都不知道，那么接收方反饋重傳 格式的索引值，這種情況有四種可能。
下面參考圖12描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例重傳信息比特的重傳方法的流 程圖。首先，在步驟S1200中，由接收端對(duì)信道矩陣H進(jìn)行奇異值分解， 得到各個(gè)層的增益。另外，在步驟S1201中，預(yù)先設(shè)定幾種重傳比特序列 的格式。預(yù)設(shè)的重傳格式可以存儲(chǔ)在發(fā)送端或接收端中，或者發(fā)送端和接 收端都存儲(chǔ)預(yù)設(shè)的重傳格式。在步驟S1202中，針對(duì)各種重傳格式計(jì)算重 傳合并后各個(gè)比特的保護(hù)能力。此后，在步驟S1203中，選擇對(duì)比特的保 護(hù)能力最平均(大致相同)的重傳格式。接下來(lái)，在步驟S1204，將選擇 的重傳格式的索引值反饋到發(fā)送端。發(fā)送端根據(jù)此重傳格式的指示安排比 特重傳時(shí)的位置。
應(yīng)該指出，本發(fā)明并不局限于應(yīng)用到16QAM調(diào)制，對(duì)于64QAM及更高 階的調(diào)制來(lái)說(shuō)，同樣可以用類(lèi)似的方法得到重傳的格式。
圖13示出了在重傳信息比特時(shí)重新安排信息比特格式的裝置的一個(gè) 實(shí)施例。應(yīng)該指出，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，圖13中只給出了與執(zhí)行本發(fā)明的方法有關(guān)的單元，而省略了對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)是不必要的細(xì)節(jié)和功能，以防止 對(duì)本發(fā)明的理解造成混淆。
如圖13所示，根據(jù)該實(shí)施例，重新安排信息比特格式的裝置設(shè)置在
接收端，包括信道估計(jì)單元131， SVD分解單元132，保護(hù)能力計(jì)算單元 133，選擇單元134，和存儲(chǔ)器135。
下面參考圖13描述重新安排信息比特格式的裝置的操作。由接收天 線(xiàn)接收發(fā)送端發(fā)送的預(yù)編碼調(diào)制符號(hào)，并將所接收的預(yù)編碼調(diào)制符號(hào)提供 給信道估計(jì)單元131。信道估計(jì)單元131對(duì)接收的預(yù)編碼調(diào)制符號(hào)進(jìn)行信 道估計(jì)，得到信道矩陣H，并將信道矩陣H提供給SVD分解單元132。 SVD分解單元132對(duì)信道H進(jìn)行SVD分解而得到預(yù)編碼矩陣VN。并由此得 到每層的增益(具體過(guò)程已經(jīng)在前面參考表達(dá)式(1)和(2)描述)。保 護(hù)能力計(jì)算單元133根據(jù)SVD分解單元132提供的每層的增益，針對(duì)各 種重傳格式計(jì)算重傳合并后各個(gè)比特的保護(hù)能力，將計(jì)算的保護(hù)能力提供 給選擇單元134。選擇單元134。選擇單元134選擇對(duì)比特的保護(hù)能力最 平均的重傳格式。在圖13所示的實(shí)施例中，存儲(chǔ)器135存儲(chǔ)預(yù)先設(shè)定幾 種重傳比特序列的格式，或與重傳格式對(duì)應(yīng)的索引值。選擇單元134可以 將選擇的重傳格式或其對(duì)應(yīng)的索引值反饋到發(fā)送端。發(fā)送端根據(jù)此重傳格 式的指示安排比特重傳時(shí)的位置。
由于在預(yù)編碼系統(tǒng)中可以預(yù)先計(jì)算出層的增益，因此可以利用這一特 點(diǎn)安排比特重傳的位置，使重傳合并后的一個(gè)碼字中的所有比特的可靠性 比較平均，從而提高重傳合并后的譯碼性能。
至此已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該 理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種其它的改變、 替換和添加。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)該被理解為被局限于上述特定實(shí)施 例，而應(yīng)由所附權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1.一種在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中重傳時(shí)重新安排比特位置的方法，包括步驟對(duì)接收的信道矩陣H進(jìn)行奇異值分解，得到各個(gè)層的增益；根據(jù)得到的各層增益，針對(duì)各種重傳格式計(jì)算重傳合并后各個(gè)比特的保護(hù)能力；選擇對(duì)比特的保護(hù)能力大致相同的重傳格式；和根據(jù)選擇的重傳格式重新安排比特位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括預(yù)先設(shè)定至少一種重傳比特 序列的格式的步驟。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括將選擇的重傳格式反饋到發(fā) 送端的步驟。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，進(jìn)一步包括將與所選擇的重傳格式對(duì)應(yīng)的索引值反饋到發(fā)送端的步驟。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中根據(jù)下面的表達(dá)式計(jì)算在k次傳 輸后經(jīng)過(guò)合并后的比特的保護(hù)能力D，"=i>m(PK(P)其中、(p)表示第p次傳輸?shù)膍層增益；《(p)表示第p次傳輸中，這個(gè)比特映射在調(diào)制星座圖上的保護(hù)能力，合并后的保護(hù)能力為每次傳輸時(shí)的保護(hù)能 力之和。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括根據(jù)不同層的不同增益與 星座圖中不同位置的增益對(duì)每個(gè)比特所產(chǎn)生的不同保護(hù)能力來(lái)構(gòu)成等效 星座圖的步驟。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至3， 5和6中的任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述無(wú)線(xiàn) 通信系統(tǒng)是多輸入多輸出預(yù)編碼系統(tǒng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)是多輸入多輸 出預(yù)編碼系統(tǒng)。
9. 一種在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中重傳時(shí)重新安排比特位置的裝置，包括 信道估計(jì)單元，對(duì)接收的預(yù)編碼調(diào)制符號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，得到信道矩陣H;奇異值分解單元，用于對(duì)信道矩陣進(jìn)行奇異值分解，以得到預(yù)編碼矩 陣V,，并根據(jù)得到的預(yù)編碼矩陣Vw獲得每層的增益；保護(hù)能力計(jì)算單元，根據(jù)獲得的每層增益，針對(duì)各種重傳格式計(jì)算重 傳合并后各個(gè)比特的保護(hù)能力；和選擇單元，根據(jù)計(jì)算的保護(hù)能力選擇對(duì)比特的保護(hù)能力大致相同的重傳格式；和存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)與選擇的重傳格式對(duì)應(yīng)的索引值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)預(yù)先設(shè)定至少 一種重傳比特的重傳格式。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述選擇單元將與選擇的重傳格 式對(duì)應(yīng)的索引值反饋到發(fā)送端。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9至11中的任何一項(xiàng)所述的裝置，其中所述所述無(wú)線(xiàn) 通信系統(tǒng)是多輸入多輸出預(yù)編碼系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中重傳時(shí)重新安排比特位置的方法，包括步驟對(duì)接收的信道矩陣H進(jìn)行奇異值分解，得到各個(gè)層的增益；根據(jù)得到的各層增益，針對(duì)各種重傳格式計(jì)算重傳合并后各個(gè)比特的保護(hù)能力；選擇對(duì)比特的保護(hù)能力大致相同的重傳格式；和根據(jù)選擇的重傳格式重新安排比特位置。
文檔編號(hào)H04L1/08GK101291198SQ20071010082
公開(kāi)日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2007年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月18日
發(fā)明者強(qiáng) 吳, 明 徐, 曾二林, 錚 趙 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社