專(zhuān)利名稱(chēng)：用于多天線自適應(yīng)傳輸中基于可靠度估計(jì)的重傳方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多天線無(wú)線通信系統(tǒng)中的自動(dòng)重傳技術(shù)，具體涉及一種基于可靠度估計(jì)的重傳方法，其能夠有效提高M(jìn)IMO系統(tǒng)的吞吐性能。
背景技術(shù)：
越來(lái)越高的信息傳輸速率是未來(lái)無(wú)線通信系統(tǒng)所面臨的主要問(wèn)題之一。為了在有限的頻譜資源上實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，多入多出(MIMO)技術(shù)已成為未來(lái)無(wú)線通信中所采用的必不可少的手段之一。在MIMO系統(tǒng)中，發(fā)送端利用多根天線進(jìn)行信號(hào)的發(fā)送，接收端利用多根天線進(jìn)行空間信號(hào)的接收。研究表明，相比于傳統(tǒng)的單天線傳輸方法，MIMO技術(shù)可以顯著的提高信道容量，從而提高信息傳輸速率。
除了MIMO技術(shù)之外，自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)技術(shù)以及自動(dòng)重傳請(qǐng)求(ARQ)或混合ARQ(HARQ)技術(shù)亦成為未來(lái)通信系統(tǒng)中的重要關(guān)鍵技術(shù)。AMC技術(shù)的基本思想是根據(jù)當(dāng)前的信道特性自適應(yīng)的變化發(fā)送時(shí)所采用的調(diào)制和編碼參數(shù)，通過(guò)在信道條件好時(shí)多傳一些信息，在信道條件差時(shí)少傳一些信息來(lái)提高系統(tǒng)的平均吞吐能力，即平均頻譜利用率。當(dāng)接收到的數(shù)據(jù)包有錯(cuò)時(shí)，需要進(jìn)行ARQ或HARQ操作，即由收端通過(guò)反饋信道向發(fā)端返回信息，請(qǐng)求將該數(shù)據(jù)包重傳。請(qǐng)求重傳(重發(fā))的操作將持續(xù)進(jìn)行，直至該數(shù)據(jù)包正確接收，或者請(qǐng)求重傳的次數(shù)達(dá)到最大限制數(shù)時(shí)。
圖1所示為傳統(tǒng)的MIMO結(jié)構(gòu)示意。
在該結(jié)構(gòu)中，發(fā)端和收端分別采用nT和nR個(gè)天線進(jìn)行信號(hào)的發(fā)送和接收。在發(fā)送端，待發(fā)送的數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)資源模塊101提供給塊形成模塊102，在塊形成模塊102形成每個(gè)傳輸數(shù)據(jù)塊，然后在CRC編碼模塊103為每個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)編碼。CRC編碼的操作是在每個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)塊之后添加若干位的CRC比特，用作對(duì)當(dāng)前發(fā)送數(shù)據(jù)塊的校驗(yàn)。這樣，在收端的CRC譯碼模塊109進(jìn)行CRC譯碼的操作時(shí)就可以判斷出接收到的每個(gè)數(shù)據(jù)塊中有沒(méi)有誤碼。發(fā)端CRC編碼模塊103的輸出經(jīng)解復(fù)接模塊104后，一路數(shù)據(jù)分成多路，形成多個(gè)數(shù)據(jù)子流，每個(gè)數(shù)據(jù)子流在AMC模塊105分別進(jìn)行AMC操作之后，從其對(duì)應(yīng)的發(fā)送天線106上發(fā)送出去。這里，各個(gè)數(shù)據(jù)子流在AMC模塊105操作時(shí)所需的調(diào)制與編碼參數(shù)均來(lái)自于接收端通過(guò)反饋信道110進(jìn)行的反饋。另外，該反饋參數(shù)還對(duì)塊形成模塊102中每個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)塊的長(zhǎng)度，以及解復(fù)接模塊104中輸出每個(gè)數(shù)據(jù)子流的長(zhǎng)度進(jìn)行控制。
在接收端，首先由nR個(gè)接收天線107將空間全部信號(hào)接收下來(lái)，然后由信道估計(jì)模塊111根據(jù)該接收信號(hào)中的導(dǎo)頻信號(hào)或采用其他方法進(jìn)行信道估計(jì)，估計(jì)出當(dāng)前的信道特性矩陣H(對(duì)于MIMO系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其信道特性可以用一個(gè)矩陣來(lái)描述)。然后，AMC參數(shù)估計(jì)模塊112根據(jù)信道特性矩陣H以及所采用的MIMO檢測(cè)方法來(lái)確定發(fā)端每個(gè)數(shù)據(jù)子流所采用的調(diào)制和編碼參數(shù)，并將選好的各數(shù)據(jù)子流的調(diào)制與編碼參數(shù)通過(guò)反饋信道發(fā)送回發(fā)送端(為了降低反饋開(kāi)銷(xiāo)，一般只返回各調(diào)制與編碼參數(shù)對(duì)應(yīng)的序號(hào))。AMC參數(shù)在發(fā)送回發(fā)端的同時(shí)，還需要送給收端的MIMO檢測(cè)及重傳合并模塊108，用于下一個(gè)時(shí)刻對(duì)采用該相應(yīng)參數(shù)的數(shù)據(jù)子流進(jìn)行檢測(cè)、解調(diào)和譯碼。MIMO檢測(cè)及重傳合并模塊108除了對(duì)各天線接收的信號(hào)進(jìn)行MIMO檢測(cè)之外，同時(shí)還對(duì)同一信號(hào)多次重傳后的版本進(jìn)行合并處理，并將最后所得的信號(hào)送給CRC譯碼模塊109。
CRC譯碼模塊109在每一次CRC譯碼之后都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)確認(rèn)(ACK)或不確認(rèn)(NAK)信號(hào)，并將其通過(guò)反饋信道110發(fā)送回發(fā)端。ACK和NAK分別表示該數(shù)據(jù)塊中沒(méi)有誤碼和存在誤碼這兩種情況。發(fā)送端對(duì)接收到的CRC譯碼所反饋回的信號(hào)進(jìn)行判斷，如果是ACK信號(hào)，則表示該數(shù)據(jù)塊已正確接收，則在下一個(gè)發(fā)送時(shí)刻可以發(fā)送新的數(shù)據(jù)塊；如果接收到的是NAK信號(hào)，則表示該數(shù)據(jù)塊經(jīng)接收處理后有誤碼，則發(fā)端在下一個(gè)發(fā)送時(shí)刻將把原來(lái)的數(shù)據(jù)塊重新發(fā)送一遍。另外，接收到的數(shù)據(jù)塊如果經(jīng)CRC譯碼模塊109的譯碼后正確無(wú)誤，則CRC譯碼模塊109將會(huì)把在CRC編碼模塊103中加在信息比特之后的CRC比特去掉，從而得到原始的信息流。
MIMO檢測(cè)及重傳合并模塊108執(zhí)行兩部分操作MIMO檢測(cè)和對(duì)重傳數(shù)據(jù)塊的合并。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)考慮兩種情況(1)該接收數(shù)據(jù)塊首次傳輸。此時(shí)MIMO檢測(cè)及重傳合并模塊108中僅僅對(duì)該數(shù)據(jù)塊進(jìn)行MIMO檢測(cè)操作。這里，MIMO檢測(cè)可以采用多種方法，比如常用的迫零(ZF)、最小均方誤差(MMSE)、串行干擾抵消(SIC)或者其他方法。在MIMO檢測(cè)中，首先用如上檢測(cè)子解出發(fā)端各天線發(fā)送的信號(hào)，再根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)塊中每個(gè)子流所采用的編碼調(diào)制參數(shù)對(duì)各子流進(jìn)行解調(diào)和譯碼。(2)該接收數(shù)據(jù)是重傳的數(shù)據(jù)，即相同的數(shù)據(jù)塊在先前已接收過(guò)，但是未能正確接收。此時(shí)在MIMO檢測(cè)及重傳合并模塊108中除了對(duì)該數(shù)據(jù)塊進(jìn)行MIMO檢測(cè)操作之外，還需要對(duì)該數(shù)據(jù)塊先前接收的所有版本和當(dāng)前接收的版本進(jìn)行合并處理。
這里一般采用的重傳合并方法如下比如此時(shí)接收到的信號(hào)為數(shù)據(jù)塊s的第N次傳輸。全部N次傳輸后的接收信號(hào)分別表示為r1，r2，…rN，其中r1為第一次傳輸后的接收信號(hào)，其余為重傳后的接收信號(hào)。接收端在收到第N次傳輸后的信號(hào)rN后，首先對(duì)其進(jìn)行MIMO檢測(cè)，從而解出此時(shí)發(fā)端各天線發(fā)送的信號(hào)sN＝(sN，1，sN，2，...，sN，nT)，其中si，j表示信號(hào)s第i次傳輸后經(jīng)MIMO檢測(cè)所得第j個(gè)天線上的發(fā)送信號(hào)。接下來(lái)將sN與先前N-1個(gè)接收信號(hào)r1，r2，...rN-1經(jīng)MIMO檢測(cè)后的輸出s1，s2，...sN-1相加合并，經(jīng)合并后發(fā)端每個(gè)天線上的發(fā)送信號(hào)為s0＝1/N*(s1，1+s2，1+...+sN，1，s1，2+s2，2+...+sN，2，...，s1，nT+s2，nT+...+sN，nT)，接下來(lái)再對(duì)s0中每個(gè)天線上的子流按照其相應(yīng)的AMC參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)解調(diào)與譯碼。
前面提到，在圖1所示的MIMO系統(tǒng)中，發(fā)端在CRC編碼模塊103對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行一次CRC編碼，然后再由解復(fù)接模塊104解復(fù)接成多個(gè)數(shù)據(jù)子流，分別進(jìn)行AMC之后，用其各自對(duì)應(yīng)的發(fā)送天線發(fā)送出去。在接收端，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個(gè)數(shù)據(jù)塊經(jīng)CRC譯碼后有誤碼，需要將這個(gè)數(shù)據(jù)塊全部重傳。然而，我們通過(guò)研究表明，在圖1的MIMO系統(tǒng)中，當(dāng)出現(xiàn)某個(gè)數(shù)據(jù)塊需要重傳的情況時(shí)，該數(shù)據(jù)塊中往往只有1個(gè)數(shù)據(jù)子流中有誤碼，如圖2所示。
圖2所示為當(dāng)某數(shù)據(jù)塊含誤碼時(shí)，其中含誤碼的子流個(gè)數(shù)的概率分布。
其中，采用的發(fā)送天線和接收天線數(shù)均為4，采用的自適應(yīng)調(diào)制參數(shù)為不傳、BPSK、QPSK、8PSK和16QAM，目標(biāo)誤碼率(BER)為10-3，仿真中一個(gè)數(shù)據(jù)塊包含了4000個(gè)符號(hào)，MIMO檢測(cè)方法為ZF檢測(cè)。
由圖2可見(jiàn)，當(dāng)出現(xiàn)某數(shù)據(jù)塊含誤碼的情況時(shí)，絕大多數(shù)的情況是該數(shù)據(jù)塊所包含的全部子流中只有極少的子流，例如1個(gè)或者2個(gè)子流有錯(cuò)，而其余子流皆正確。也就是說(shuō)，傳統(tǒng)的重傳方法中，當(dāng)數(shù)據(jù)塊出錯(cuò)時(shí)便將其包含的全部子流都重傳一遍的方法是沒(méi)有必要的。如果能判斷出該數(shù)據(jù)塊中哪個(gè)或哪些子流有錯(cuò)，僅將有錯(cuò)的子流進(jìn)行重傳，而在其余天線上發(fā)送新的數(shù)據(jù)，勢(shì)必可以有效提高M(jìn)IMO系統(tǒng)的吞吐性能。然而，目前通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)塊的CRC編碼和譯碼的方法，我們只能判斷出該數(shù)據(jù)塊中有無(wú)誤碼，而無(wú)法知曉該誤碼出現(xiàn)在該數(shù)據(jù)塊所包含的哪個(gè)子流上。
為此，我們將給出以下的基于子流可靠度估計(jì)的重傳方法。該方法中，根據(jù)對(duì)每個(gè)子流可靠度的估計(jì)來(lái)選取最有可能含有誤碼的子流，并將其重傳，而在其他天線位置上發(fā)送新的數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的整塊重傳方法相比，該方法可以有效提高M(jìn)IMO系統(tǒng)的吞吐性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于進(jìn)一步提高多天線重傳中的吞吐性能。
該方法中，在每次重傳時(shí)根據(jù)各子流譯碼后的軟輸出來(lái)估計(jì)各子流接收后的可靠度，并將認(rèn)為最不可靠的若干子流重傳。在對(duì)這些子流進(jìn)行重傳時(shí)，可以采用原先的發(fā)送天線，亦可以為其重新選取發(fā)送天線，并在其余天線上發(fā)送新的數(shù)據(jù)。本技術(shù)方案中有效消除了對(duì)已正確子流的重復(fù)傳輸，從而可以提高多天線傳輸系統(tǒng)重傳中的吞吐性能。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于多天線自適應(yīng)傳輸中基于可靠度估計(jì)的重傳方法，包括步驟接收來(lái)自發(fā)送端的天線的信號(hào)，所述信號(hào)包括多個(gè)由信息比特組成的子流的數(shù)據(jù)塊，并對(duì)各個(gè)子流進(jìn)行譯碼，以輸出相應(yīng)的軟輸出；基于所述軟輸出估計(jì)各個(gè)子流的可靠度；從所述多個(gè)子流中確定要重傳的子流；為所述要重傳的子流選擇相應(yīng)的重傳天線，以及在選擇的天線上重傳所述要重傳的子流。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于多天線自適應(yīng)傳輸中的接收設(shè)備，包括多個(gè)天線，用于接收來(lái)自發(fā)送端的天線的信號(hào)，所述信號(hào)包括多個(gè)由信息比特組成的子流的數(shù)據(jù)塊；信道估計(jì)裝置，用于從由天線接收的信號(hào)中估計(jì)當(dāng)前信道的信道特性矩陣；多入多出檢測(cè)及重傳合并裝置，用于對(duì)由天線接收的信號(hào)進(jìn)行多入多出檢測(cè)，并輸出檢測(cè)的結(jié)果信號(hào)；自適應(yīng)調(diào)制編碼參數(shù)估計(jì)裝置，用于根據(jù)信道特性矩陣以及所采用的多入多出檢測(cè)方法來(lái)確定發(fā)送每個(gè)數(shù)據(jù)子流所采用的調(diào)制和編碼參數(shù)，并將確定的各數(shù)據(jù)子流的調(diào)制與編碼參數(shù)通過(guò)反饋信道發(fā)送回發(fā)送端；循環(huán)冗余校驗(yàn)譯碼裝置，用于對(duì)多入多出檢測(cè)及重傳合并裝置輸出的結(jié)果信號(hào)進(jìn)行循環(huán)冗余校驗(yàn)譯碼，確定當(dāng)前的數(shù)據(jù)塊中是否存在誤碼；以及確定裝置，用于在循環(huán)冗余校驗(yàn)譯碼裝置確定當(dāng)前的數(shù)據(jù)塊中存在誤碼時(shí)，根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)塊中包括的子流的可靠度確定要重傳的子流，并為要重傳的子流選擇要重傳的天線。
利用上述的方法和結(jié)構(gòu)，有效消除了對(duì)已正確子流的重復(fù)傳輸，從而可以提高多天線傳輸系統(tǒng)重傳中的吞吐性能


圖1為傳統(tǒng)的MIMO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意；圖2為當(dāng)某數(shù)據(jù)塊含誤碼時(shí)，其中含誤碼的子流個(gè)數(shù)的概率分布；圖3為采用本發(fā)明技術(shù)的MIMO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意；圖4為確定重傳子流及重傳天線模塊結(jié)構(gòu)示意；圖5為本發(fā)明所采用的重傳方法；
圖6為本發(fā)明所采用的方法與傳統(tǒng)方法的性能比較。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
圖3所示為采用本發(fā)明技術(shù)的MIMO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意。
其中，發(fā)端和收端分別采用nT和nR個(gè)天線進(jìn)行信號(hào)的發(fā)送和接收。在發(fā)送端，待發(fā)送的數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)資源模塊101提供給塊形成模塊102，在其中形成數(shù)據(jù)塊，然后在CRC編碼模塊103進(jìn)行CRC編碼，再經(jīng)過(guò)解復(fù)接模塊104接復(fù)接成nT個(gè)數(shù)據(jù)子流，每個(gè)數(shù)據(jù)子流在AMC模塊105獨(dú)立進(jìn)行AMC操作之后，從其相應(yīng)的發(fā)送天線106上發(fā)送出去。
在接收端，首先由nR個(gè)接收天線107將空間全部信號(hào)接收下來(lái)，然后由信道估計(jì)模塊111根據(jù)該接收信號(hào)中的導(dǎo)頻信號(hào)或采用其他方法進(jìn)行信道估計(jì)，估計(jì)出當(dāng)前的信道特性矩陣H。AMC參數(shù)估計(jì)模塊112根據(jù)信道特性矩陣H確定下一時(shí)刻各子流發(fā)送時(shí)所采用的AMC參數(shù)，并將其通過(guò)反饋信道110發(fā)送回發(fā)端用于實(shí)際的AMC控制操作。同時(shí)，MIMO檢測(cè)及重傳合并模塊108根據(jù)信道估計(jì)模塊111輸出信道特性矩陣H對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)同一信號(hào)重傳后的接收信號(hào)進(jìn)行合并處理。
接下來(lái)，在CRC譯碼模塊109對(duì)MIMO檢測(cè)及重傳合并模塊108輸出的包含各個(gè)數(shù)據(jù)子流的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行CRC譯碼，來(lái)判斷經(jīng)接收處理后的數(shù)據(jù)塊中是否存在誤碼。當(dāng)發(fā)現(xiàn)該接收數(shù)據(jù)塊中存在誤碼時(shí)，則由確定模塊201來(lái)確定下一時(shí)刻需要重傳的子流以及重傳所采用的發(fā)送天線，并將該結(jié)果通知發(fā)端和MIMO檢測(cè)及重傳合并模塊108。
與圖1中的傳統(tǒng)MIMO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，采用本發(fā)明技術(shù)的MIMO系統(tǒng)的不同之處在于在收端增加了確定模塊201，用于確定下一時(shí)刻需要重傳的子流以及重傳所采用的發(fā)送天線。
我們前面提到，傳統(tǒng)的MIMO系統(tǒng)中僅僅通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)塊的CRC編碼和譯碼的方法，來(lái)判斷該數(shù)據(jù)塊中有無(wú)誤碼。當(dāng)出現(xiàn)某數(shù)據(jù)塊中含誤碼的情況時(shí)，無(wú)法知曉誤碼出現(xiàn)在該數(shù)據(jù)塊所包含的哪個(gè)子流上，而只得將包含了全部子流的整個(gè)數(shù)據(jù)塊重傳。然而，從圖2的結(jié)果可見(jiàn)，實(shí)際的出現(xiàn)數(shù)據(jù)塊有誤碼的情況時(shí)，往往其中只有1個(gè)子流中有誤碼。由此，在本發(fā)明方法中，在收端加入了確定模塊201，用于確定下一時(shí)刻需要重傳的子流。這樣，發(fā)端在重傳時(shí)就無(wú)需將包含了全部子流的整個(gè)數(shù)據(jù)塊重傳，而只需將確定模塊201確定的子流重傳，并在其他天線上發(fā)送新的數(shù)據(jù)，從而提高系統(tǒng)的吞吐性能。為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能，確定模塊201中還可以對(duì)下一時(shí)刻需要重傳的子流選擇重傳時(shí)所采用的發(fā)送天線。本發(fā)明方法中確定重傳子流及重傳天線模塊201從實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上可以細(xì)化為圖4所示的結(jié)構(gòu)框圖。
圖4所示為確定重傳子流及重傳天線模塊結(jié)構(gòu)示意。
在確定模塊中，包括了可靠度估計(jì)單元301、重傳子流確定單元302和重傳天線選擇單元303。在實(shí)現(xiàn)上，當(dāng)CRC譯碼模塊109發(fā)現(xiàn)當(dāng)前數(shù)據(jù)塊中含有誤碼時(shí)，整個(gè)確定模塊201操作啟動(dòng)。首先由可靠度估計(jì)單元301估計(jì)來(lái)自MIMO檢測(cè)及重傳合并模塊108的當(dāng)前數(shù)據(jù)中所包含各子流的可靠度，其中，可靠度越高則該子流中含有誤碼的可能性越低，可靠度越低則該子流中含有誤碼的可能性越高。在可靠度估計(jì)單元301中，各子流接收后的可靠度由其各自譯碼后的軟輸出來(lái)確定。
然后，重傳子流確定單元302在全部子流中選取若干個(gè)可靠度最低的子流，將其確定為下一時(shí)刻進(jìn)行重傳的子流。
接下來(lái)，重傳天線選擇單元303為該需要重傳的子流選取重傳時(shí)所采用的發(fā)送天線。作為選擇重傳天線的例子，一種方法是選擇原先的天線傳送該需要重傳的子流，另一種方法是根據(jù)信道估計(jì)模塊111所估計(jì)的信道特性矩陣，選擇信道特性最差的天線，作為傳送該子流的天線。最后，該重傳天線選擇單元303還將確定所得的結(jié)果，即要重傳的子流編號(hào)和相應(yīng)重傳天線的編號(hào)，反饋給發(fā)端，同時(shí)送給收端的MIMO檢測(cè)及重傳合并模塊108，用于發(fā)端進(jìn)行重傳時(shí)的實(shí)際操作，以及收端對(duì)重傳子流的合并操作。
本發(fā)明中所采用的基于可靠度估計(jì)的重傳方法，可以用圖5來(lái)描述。
圖5所示為本發(fā)明所采用的重傳方法。
在本方法中，將每次CRC譯碼有錯(cuò)后進(jìn)行重傳的子流數(shù)目設(shè)定為n，1≤n≤nT。n的數(shù)值可由系統(tǒng)初始時(shí)設(shè)定。這里，我們首先考慮n＝1的情況，即每次CRC譯碼有錯(cuò)后將最有可能出錯(cuò)的一個(gè)子流重傳。此時(shí)，該方法的實(shí)現(xiàn)主要包含以下步驟初始步驟S401MIMO系統(tǒng)發(fā)端的天線數(shù)為nT，接收天線數(shù)為nR，當(dāng)前發(fā)送的數(shù)據(jù)塊S中包含了nT個(gè)數(shù)據(jù)子流表示成S＝{S1，S2，...，SnT}，每個(gè)數(shù)據(jù)子流對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)送天線。而且，數(shù)據(jù)塊S在接收后經(jīng)CRC譯碼發(fā)現(xiàn)其中含誤碼。假設(shè)MIMO信道特性矩陣H在收端完全知曉，H可以通過(guò)常規(guī)的MIMO信道估計(jì)方法獲得。
可靠度估計(jì)步驟S402估計(jì)數(shù)據(jù)塊S中包含全部子流{S1，S2，...，SnT}在接收后的可靠度。
對(duì)于任一子流來(lái)說(shuō)，其在接收后的可靠度可以有兩種評(píng)估方法(1)---μ=1LΣl=1Lαl,]]>其中αl表示該子流中第l個(gè)信息比特在接收后的可靠度，L表示該子流中信息比特的長(zhǎng)度；(2)---μ=length(argl=1...L{αl>β}),]]>指的是該子流中可靠度大于β的信息比特的數(shù)目，β為某個(gè)事先設(shè)定的門(mén)限值。
從理論上來(lái)說(shuō)，某個(gè)信息比特b的可靠度α可以表示成α=|LLR|=|lnp(b=1|r)p(b=0|r)|,]]>即該比特的對(duì)數(shù)似然比(LLR)的絕對(duì)值，其中r是接收信號(hào)，p(b＝1|r)和p(b＝0|r)分別表示在接收信號(hào)已知的條件下信息比特b等于1和等于0的概率。在實(shí)際中，可以直接選取譯碼器的軟輸出的絕對(duì)值作為每個(gè)比特的可靠度α值。
重傳子流確定步驟S403在該接收數(shù)據(jù)塊S中選取認(rèn)為最不可靠的子流，記做Sk1，。在第一步里已經(jīng)得到S中全部子流{S1，S2，...，SnT}的可靠度值，表示成{μ1，μ2，...}，這里在其中選取數(shù)值最小的一個(gè)子流，認(rèn)為該子流最不可靠，并將該子流記做Sk1。
重傳天線選擇步驟S404為子流Sk1選取重傳時(shí)采用的天線。這里，對(duì)于重傳天線的選擇有兩種方法，一種是仍采用原先的天線發(fā)送，另一種是選取重傳時(shí)刻信道特性(信道增益值)最差的一根天線發(fā)送。也就是根據(jù)信道估計(jì)模塊111估計(jì)的信道特性矩陣來(lái)選擇信道增益值最小的天線來(lái)進(jìn)行發(fā)送。同時(shí)，在其余的天線上發(fā)送新的數(shù)據(jù)。
這里，選取最差的一根天線進(jìn)行重傳出于這樣的考慮在MIMO的自適應(yīng)傳輸中，每次傳輸中已對(duì)各子流上的編碼調(diào)制參數(shù)進(jìn)行了自適應(yīng)的選取，以滿(mǎn)足一定的目標(biāo)BER的要求。在此前提下，需要重傳的子流其本身BER性能亦不會(huì)太壞，也就說(shuō)，在下次重傳時(shí)只要再傳輸一點(diǎn)信息，在接收端經(jīng)合并后就會(huì)無(wú)誤的接收。這里將差的發(fā)送天線用于重傳，從而可以將好的天線用于發(fā)送新的數(shù)據(jù)，以達(dá)到進(jìn)一步提高系統(tǒng)吞吐性能的目的。
經(jīng)過(guò)上述步驟的操作，收端可以確定下一時(shí)刻重傳的子流以及該子流重傳時(shí)所采用的發(fā)送天線。接下來(lái)，收端便將確定所得的結(jié)果反饋給發(fā)端，同時(shí)送給收端的MIMO檢測(cè)和重傳合并模塊108，用于發(fā)端進(jìn)行重傳時(shí)的實(shí)際控制操作，以及收端對(duì)重傳子流的合并操作。
前面給出了n＝1時(shí)本方法的具體實(shí)施過(guò)程，對(duì)于n＞1的情況來(lái)說(shuō)，其實(shí)施方法稍有不同。首先在重傳子流確定步驟中，選取可靠度值最低的n個(gè)而非1個(gè)子流，將其表示成Sk1，Sk2，...，Skn。然后，在重傳天線選擇步驟中，也是為這n個(gè)子流Sk1，Sk2，...，Skn選取重傳時(shí)所采用的發(fā)送天線Ak1，Ak2，...，Akn。同樣，重傳天線的選擇仍有兩種方法，一種是仍采用各自原先的天線發(fā)送，另一種是選取重傳時(shí)刻信道特性最好的n根天線發(fā)送，并且，n個(gè)重傳子流中，可靠度最差的子流采用其中信道特性最好的天線重傳，可靠度次差的子流采用其中信道特性次好的天線重傳，依此類(lèi)推。
圖6所示為本發(fā)明所采用的方法與傳統(tǒng)方法的性能比較。
其中，仿真中采用的發(fā)送天線和接收天線數(shù)均為4。信道采用了平坦衰落信道，采用的自適應(yīng)調(diào)制參數(shù)為不傳、BPSK、QPSK、8PSK和16QAM，目標(biāo)BER為10-5，仿真中一個(gè)傳輸數(shù)據(jù)塊包含了4000個(gè)符號(hào)，MIMO檢測(cè)方法為ZF檢測(cè)，且n＝1。由圖5的結(jié)果可見(jiàn)，與傳統(tǒng)方法相比，采用本發(fā)明申請(qǐng)中提出的方法可以獲得更好的頻譜利用率性能。此外，在重傳時(shí)如果采用第二種選擇天線方法(即選擇最差天線進(jìn)行重傳)會(huì)獲得進(jìn)一步的性能提高。
本發(fā)明還可以有一些變化，例如，可以重傳低于預(yù)定的可靠度閾值的所有子流，而不是如上所述的選擇預(yù)定數(shù)目的最差子流，使得能夠提高重傳的準(zhǔn)確率。
以上雖然參照具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不局限于上述內(nèi)容。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改，而不脫離本發(fā)明的思想和實(shí)質(zhì)。因此，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種用于多天線自適應(yīng)傳輸中基于可靠度估計(jì)的重傳方法，包括步驟接收來(lái)自發(fā)送端的天線的信號(hào)，所述信號(hào)包括多個(gè)由信息比特組成的子流的數(shù)據(jù)塊，并對(duì)各個(gè)子流進(jìn)行譯碼，以輸出相應(yīng)的軟輸出；基于所述軟輸出估計(jì)各個(gè)子流的可靠度；根據(jù)可靠度從所述多個(gè)子流中確定要重傳的子流；為所述要重傳的子流選擇相應(yīng)的重傳天線，以及在選擇的天線上重傳所述要重傳的子流。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述軟輸出估計(jì)各個(gè)子流的可靠度的步驟包括將子流中每個(gè)信息比特的可靠度的平均值作為子流的可靠度，其中信息比特的可靠度是信息比特對(duì)數(shù)似然比的絕對(duì)值。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述軟輸出估計(jì)各個(gè)子流的可靠度的步驟包括將子流中信息比特的可靠度大于預(yù)定門(mén)限值的信息比特的數(shù)目作為該子流的可靠度，其中信息比特的可靠度是信息比特對(duì)數(shù)似然比的絕對(duì)值。
4.如權(quán)利要求1～3之一所述的方法，其特征在于，所述從所述多個(gè)子流中確定要重傳的子流的步驟包括選擇可靠度最差的一個(gè)子流，作為要重傳的子流。
5.如權(quán)利要求1～3之一所述的方法，其特征在于，所述從所述多個(gè)子流中確定要重傳的子流的步驟包括選擇可靠度最差的多個(gè)子流，作為要重傳的子流。
6.如權(quán)利要求1～3之一所述的方法，其特征在于，所述從所述多個(gè)子流中確定要重傳的子流的步驟包括選擇可靠度低于預(yù)定的可靠度閾值的子流，作為要重傳的子流。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述為要重傳的子流選擇重傳天線的步驟包括根據(jù)信道特性矩陣選擇信道特性最差的一個(gè)天線，作為重傳天線。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述為要重傳的子流選擇重傳天線的步驟包括根據(jù)信道特性矩陣選擇信道特性最差的多個(gè)天線，作為重傳天線。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述為要重傳的子流選擇重傳天線的步驟包括根據(jù)信道特性矩陣選擇與選擇的子流的數(shù)目相對(duì)應(yīng)的數(shù)目的信道特性最差的天線，作為重傳天線。
10.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述為要重傳的子流選擇重傳天線的步驟包括選擇原先發(fā)送要重傳的子流的天線，作為重傳天線。
11.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述為要重傳的子流選擇重傳天線的步驟包括選擇原先發(fā)送要重傳的子流的天線，作為重傳天線。
12.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述為要重傳的子流選擇重傳天線的步驟包括選擇原先發(fā)送要重傳的子流的天線，作為重傳天線。
13.一種用于多天線自適應(yīng)傳輸中的接收設(shè)備，包括多個(gè)天線，用于接收來(lái)自發(fā)送端的天線的信號(hào)，所述信號(hào)包括多個(gè)由信息比特組成的子流的數(shù)據(jù)塊；信道估計(jì)裝置，用于從由天線接收的信號(hào)中估計(jì)當(dāng)前信道的信道特性矩陣；多入多出檢測(cè)及重傳合并裝置，用于對(duì)由天線接收的信號(hào)進(jìn)行多入多出檢測(cè)，并輸出檢測(cè)的結(jié)果信號(hào)；自適應(yīng)調(diào)制編碼參數(shù)估計(jì)裝置，用于根據(jù)信道特性矩陣以及所采用的多入多出檢測(cè)方法來(lái)確定發(fā)送每個(gè)數(shù)據(jù)子流所采用的調(diào)制和編碼參數(shù)，并將確定的各數(shù)據(jù)子流的調(diào)制與編碼參數(shù)通過(guò)反饋信道發(fā)送回發(fā)送端；循環(huán)冗余校驗(yàn)譯碼裝置，用于對(duì)多入多出檢測(cè)及重傳合并裝置輸出的結(jié)果信號(hào)進(jìn)行循環(huán)冗余校驗(yàn)譯碼，確定當(dāng)前的數(shù)據(jù)塊中是否存在誤碼；以及確定裝置，用于在循環(huán)冗余校驗(yàn)譯碼裝置確定當(dāng)前的數(shù)據(jù)塊中存在誤碼時(shí)，根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)塊中包括的子流的可靠度確定要重傳的子流，并為要重傳的子流選擇要重傳的天線。
14.如權(quán)利要求13所述的接收設(shè)備，其特征在于，所述確定裝置包括可靠度估計(jì)單元，估計(jì)來(lái)自多入多出檢測(cè)及重傳合并裝置的當(dāng)前數(shù)據(jù)塊中所包含各子流的可靠度；重傳子流確定單元，在當(dāng)前數(shù)據(jù)塊的全部子流中選取要重傳的子流；和重傳天線選擇單元，用于為要重傳的子流選取重傳時(shí)所采用的發(fā)送天線。
15.如權(quán)利要求14所述的接收設(shè)備，其特征在于，所述可靠度估計(jì)單元將子流中每個(gè)信息比特的可靠度的平均值作為子流的可靠度，其中信息比特的可靠度是信息比特對(duì)數(shù)似然比的絕對(duì)值。
16.如權(quán)利要求14所述的接收設(shè)備，其特征在于，所述可靠度估計(jì)單元將子流中信息比特的可靠度大于預(yù)定門(mén)限值的信息比特的數(shù)目作為該子流的可靠度，其中信息比特的可靠度是信息比特對(duì)數(shù)似然比的絕對(duì)值。
17.如權(quán)利要求14～16之一所述的接收設(shè)備，其特征在于，所述重傳子流確定單元將當(dāng)前數(shù)據(jù)塊中可靠度最差的一個(gè)子流確定為要重傳的子流。
18.如權(quán)利要求17所述的接收設(shè)備，其特征在于，所述重傳天線選擇單元選擇信道特性最差的一個(gè)天線，作為重傳天線。
19.如權(quán)利要求17所述的接收設(shè)備，其特征在于，所述重傳天線選擇單元選擇原先發(fā)送要重傳的子流的天線，作為重傳天線。
20.如權(quán)利要求14～16之一所述的接收設(shè)備，其特征在于，所述重傳子流確定單元將當(dāng)前數(shù)據(jù)塊中可靠度最差的多個(gè)子流確定為要重傳的子流。
21.如權(quán)利要求20所述的接收設(shè)備，其特征在于，所述重傳天線選擇單元選擇信道特性最差的多個(gè)天線，作為重傳天線。
22.如權(quán)利要求20所述的接收設(shè)備，其特征在于，所述重傳天線選擇單元選擇原先發(fā)送要重傳的子流的天線，作為重傳天線。
23.如權(quán)利要求14～16之一所述的接收設(shè)備，其特征在于，所述重傳子流確定單元選擇可靠度低于預(yù)定的可靠度閾值的子流，作為要重傳的子流。
24.如權(quán)利要求23所述的接收設(shè)備，其特征在于，所述重傳天線選擇單元根據(jù)信道特性矩陣選擇與選擇的子流的數(shù)目相對(duì)應(yīng)的數(shù)目的信道特性最差的天線，作為重傳天線。
25.如權(quán)利要求23所述的接收設(shè)備，其特征在于，所述重傳天線選擇單元選擇原先發(fā)送要重傳的子流的天線，作為重傳天線。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于多天線自適應(yīng)傳輸中基于可靠度估計(jì)的重傳方法，包括步驟接收來(lái)自發(fā)送端的天線的信號(hào)，所述信號(hào)包括多個(gè)由信息比特組成的子流的數(shù)據(jù)塊，并對(duì)各個(gè)子流進(jìn)行譯碼，以輸出相應(yīng)的軟輸出；基于所述軟輸出估計(jì)各個(gè)子流的可靠度；根據(jù)可靠度從所述多個(gè)子流中確定要重傳的子流；為所述要重傳的子流選擇相應(yīng)的重傳天線，以及在選擇的天線上重傳所述要重傳的子流。本技術(shù)方案中有效消除了對(duì)已正確子流的重復(fù)傳輸，從而可以提高多天線傳輸系統(tǒng)重傳中的吞吐性能。
文檔編號(hào)H04L1/06GK1832390SQ20051005415
公開(kāi)日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2005年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月7日
發(fā)明者佘小明, 李繼峰 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社