專利名稱：廣播、組播反饋信令的傳輸方法
技術領域：
本發(fā)明屬于通信信息技術領域，涉及一種反饋信令的傳輸方法，尤其涉及一種廣播、組 播反饋信令的傳輸方法。
背景技術：
在傳統的無線通信系統中，在傳輸廣播信號時，出于對反饋開銷和業(yè)務時延等的考慮，很 少采用在數據傳輸中所常用的HARQ反饋機制來提高性能，而更多地采用高發(fā)射功率和增強 編碼(相當于降低信號傳輸速率)來保障廣播信號在覆蓋范圍內的傳輸性能。隨著Relay/Mesh 等一些新技術的發(fā)展，這一局面有望得到改觀。
在IEEE 802.16J工作組的標準化進程中，有提案提出通過關鍵中繼節(jié)點對組播進行反饋， 來改善無線Relay網絡中組播通信的性能，見參考文獻Ismail Guvenc and Ulas C. Kozat， 《Reliable multicasting with selective acknowledgement for IEEE 802.16j》IEEE C802.16j-07/227: Mar 3， 2007.。為此，可以支持一些特定接收端集合使用有ARQ反饋的組播機制，提高傳輸 的可靠性，這種模式稱作"可靠的組播模式"(RMM, Reliable Multicast Mode)。
在RMM模式下，組播通信中的關鍵中繼節(jié)點可以根據其接收組播數據包(multicast packet) 成功或失敗，向該組播數據包的發(fā)送節(jié)點反饋一個ACK或NACK信令。如果組播樹中的某 個發(fā)送節(jié)點根據其收到的反饋信號，發(fā)現其子節(jié)點中有關鍵中繼節(jié)點接收某個組播數據包發(fā) 生失敗，那么這個發(fā)送節(jié)點可以重發(fā)該組播數據包。這種反饋的作用和意義是它可以有效 地支持系統實現可靠的組播通信。
其示例如圖l所示，BS-A是組播樹根，RS-B， RS-C， RS-D， RS-E同MS-l，MS-2是距離 根節(jié)點1跳的節(jié)點，即組播樹中深度為1的節(jié)點。MS-1和MS-2沒有服務于其它節(jié)點，而這 些RS需要重傳接收到的分組數據。RS-D服務了MS-7、 MS-8、…、MS-16共8個MS。類似 的，RS-B， RS-C和RS-E都僅服務2個MS。很明顯，該組播樹中RS-D是一個非常關鍵的中 繼站。如果RS-D沒有正確接收BS-A發(fā)送的分組數據，則會影響8個MS的數據接收。相對 來說，RS-B， RS-C和RS-E并不關鍵，因為即使它們錯誤接收到BS-A發(fā)送的分組數據，也 僅會影響2個MS的數據接收。
在IEEE802.16j工作組的提案中，尚未見到針對組播反饋信令傳輸的特殊方案。假如仍然 沿用現有的單播反饋方法，那么需要為每個關鍵節(jié)點分配獨立的上行頻譜資源以支持反饋，反饋開銷隨著關鍵節(jié)點的數量而很快增大。
在正EE 802.15.5工作組的標準化進程中，有提案提出針對廣播反饋信令的特殊方案，以 改善無線Mesh網絡中廣播通信的可靠性，見參考文獻Inhwan Lee, Sungrae Cho, et al., 《Timer-based reliable broadcasting scheme for LR-WPAN mesh MAC,》 IEEE 802.15-15-07-0614-00-0005， Feb 28， 2007.。如圖2所示，分配一段連續(xù)的時間資源，供關鍵 中繼站節(jié)點(CRS)發(fā)送反饋信令，如果CRS接收的數據錯誤，則激活其NAK定時器；如 果CRS接收的數據正確，則激活其ACK定時器。這里，NAK定時器在[O， aD)的范圍內隨機 產生，而ACK定時器在[aD， l)內產生。在發(fā)射端，如果有組播數據需要發(fā)送，它將組播該 數據并設置定時器D，在接收到反饋(ACK/NAK)前，若定時器D超時，它將重傳上述原始 數據。 一旦發(fā)射端接收到一個NAK，它便重傳該數據。當發(fā)射端接收到一個ACK，若仍有待 發(fā)數據，它便發(fā)射后續(xù)的組播數據，并重新設置定時器D。在CRS端，當接收到新的組播數 據，CRS將取消前次組播數據定時器，重新設置新一輪定時器。
該方案所消耗的反饋資源很大。這是因為，第一，在媒體廣播中，通常需要傳送大量的數
據包，而該方案需要為每一個廣播數據包都獨立分配一段供NAK信令和ACK信令作競爭接 入的上行時間資源D;第二， NAK信令接入時段和ACK信令接入時段之間采用時分復用； 第三，NAK信令接入時段aD和ACK信令接入時段(l-a)D都需要能夠容納多個MAC信令的 長度；第四，為了降低碰撞概率，其時間長度需要隨著反饋節(jié)點數的增加而增大。
綜上所述，現有的各種無線通信技術，或者尚不支持對廣播信號接收錯誤的反饋，無法 利用反饋來改善廣播通信的可靠性，或者雖然支持組播/廣播通信的反饋，但是反饋開銷很大， 并且隨著反饋節(jié)點數量的增加，需要消耗大量的頻譜資源，因此其應用受到限制。如何針對 廣播/組播信號的反饋，設計一套特殊的方案，以在保持性能的同時，消耗較少的頻譜資源， 且消耗的資源不隨著反饋節(jié)點數量而增加，是一個非?，F實的問題。
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種可以節(jié)省頻譜資源、拓展反饋機制在組播/廣播 通信中的有效應用范圍的廣播或組播反饋信令的傳輸方法。 為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案
一種廣播、組播反饋信令的傳輸方法，該方法包括上行資源分配過程、反饋信號產生過 程、及反饋信號發(fā)送過程，所述上行資源分配過程為所有可能向同一個父節(jié)點進行反饋的子 節(jié)點分配同一個時頻資源，以支持反饋信令的傳輸；所述反饋信號發(fā)送過程中，各子節(jié)點首先校驗本地接收的廣播/組播數據包是否正確，如果發(fā)現有錯誤而無法糾正，則在上行資源分 配中所指定的對應于該數據包的時頻位置，發(fā)送一個NAK信令。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述反饋信號發(fā)送過程中，在指定的上行時頻資源內，以
相同的調制編碼形式發(fā)送同一個反饋信號。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，若子節(jié)點可預估發(fā)送{，道，則所述反饋信號發(fā)送過程中， 子節(jié)點根據該預估信道，對NAK信號進行預均衡，該預均衡中包含對信道相位的補償，使得 父節(jié)點接收到的來自各子節(jié)點的NAK信號具有相同的相位。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，當需要對多個廣播/組播數據包同時進行反饋時，使用不同 的序列來區(qū)分數據包。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，當需要對多個廣播/組播數據包同時進行反饋時，通過循環(huán)
移位來區(qū)分數據包，以使各反饋信號序列之間依然是正交，以防引入各反饋信號之間的干擾。 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述父節(jié)點對反饋信號的檢測，通過計算與本地參考信號
的相關來實現，檢測性能利用相關檢測算法中的閾值來調節(jié)。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述各個子節(jié)點在接收多個廣播/組播數據包失敗時，發(fā)送 一個相同的NAK信號，同時降低發(fā)射信號功率，各子節(jié)點根據重要性不同而使用相同或不同 的功率，從而以投票的形式使得父節(jié)點只在重要性足夠高時，重傳某一組廣播/組播數據包。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述在系統發(fā)送廣播/組播信號時，在下行資源分配信令中 為該數據流分配一個流標識，指明該流發(fā)送給哪些用戶，并標明該流是否支持反饋；而在上 行資源分配信令中，為幀內所發(fā)送的下行廣播/組播數據，分配相應的上行反饋資源，指明該 反饋所對應的下行流標識，并能夠唯一地確定上行反饋資源中的每個反饋時頻單元與下行流 的每個數據包之間的對應關系。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述設節(jié)點m在第k個Tile的時頻位置所估計的信道為
t(" = ^C"e，J)，其中和分別為所估計的信道幅度和信道相位，貝U節(jié)點m在這
個反饋時頻塊中發(fā)送的NAK信號為=卓)叱W = e—風( W/^(W ; 接收端的接收信號可以表示為
4) = IX W、 W + "(" = Z ^順+ " W "("
meQ meQ / 加(A) meQ .
其中Q為接收該廣播/組播數據包失敗而需要發(fā)送NAK信令的節(jié)點集合； 預均衡中通過相位補償，在接收端各NAK信號同相疊加，以使有用信號獲得增強；
7在接收端進行NAK信號檢測時，不必作信道均衡，與單一節(jié)點發(fā)送的NAK信令檢測方法 相同；對于幅度為1的恒模調制的NAK信號序列s(k)，采用如下判決變量進行檢測
其中H為共軛轉置；當| |D| 12:DHD大于等于設定的判決門限C時，可以判決為接收到NAK 信令；判決門限C的設定，也與單一節(jié)點發(fā)送NAK信令時的閾值設定方法相同。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述在系統發(fā)送廣播/組播信號時，在下行資源分配信令中 為該數據流分配一個流標識，指明該流發(fā)送給哪些用戶，并標明該流是否支持反饋；而在上 行資源分配信令中，為本幀內所發(fā)送的下行廣播/組播數據，分配相應的上行反饋資源，指明 該反饋所對應的下行流標識，并能夠唯一地確定下行流的每個數據包與上行反饋資源中的時 頻位置、碼子序號、循環(huán)移位等參數之間的對應；
當子節(jié)點在接收某個廣播/組播數據包失敗時，在與該數據包相對應的上行時頻位置，根 據與該數據包相對應的碼字序號和循環(huán)移位等參數，發(fā)送一個NAK信令；該信令可以通過如 下方式產生-
首先，生成長度為N的CAZAC序列或Zadoff-Chu序列
其中v是CAZAC序列的索引，不必考慮序列間干擾，所述CAZAC序列長度N為任意整數；
然后，將該CAZAC序列映射到相應的頻域位置，再經IFFT變換到時域，該時頻位置與接 收失敗的廣播/組播數據包的序號相對應；
最后，將該時域信號循環(huán)移位kL點，并在頭部加上L點的循環(huán)前綴，其中長度L主要由 信道多徑時延擴展和濾波器有效長度等因素決定，通過下行信令指定，k為循環(huán)移位參數，與 接收失敗的廣播/組播數據包的序號相對應。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述v是由廣播/組播發(fā)射節(jié)點所規(guī)定的一個值，可以為素 數或者采用2的整次冪，以降低實現復雜度。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述設與廣播/組播數據包的序號p相對應的NAK信令的發(fā) 送信號為sp(t)，則當只有一個子節(jié)點m發(fā)送NAK信令時，接收信號r(t)為
其中Km為節(jié)點m發(fā)送信號所經過的信道多徑數量，h^和L,i分別為節(jié)點m發(fā)送的NAK信
26 26 /i出 26 26 A
D = Z = Z = S Z爭
4=0 meO *=0 //m fc=0 鵬。"0 ^m號所經過的第i條多徑的信道和時延，*表示巻積運算，n(t)為噪聲；
當有多個子節(jié)點在接收序號為p的廣播/組播數據包失敗時，所述多個子節(jié)點在相同的時
頻位置，以相同的循環(huán)移位，發(fā)送一個相同的NAK信號，此時接收信號r(t)可以表示為
」 怖eQ '=1 ,
其中q為接收序號為p的廣播/組播數據包失敗的節(jié)點的集合。 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案， 一個上行時頻資源塊同時支持多個廣播/組播數據包的反
饋，需要建立各循環(huán)移位與各數據包序號之間的映射關系；當廣播/組播數據包數量較多時， 采用一一映射；當廣播/組播數據包較少時，采用一對多的映射關系。
本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明的反饋信令傳輸方法提出了在同一個時頻位置復用多個 反饋信令的方法，使組播/廣播反饋信令的開銷獨立于反饋節(jié)點的數量，以節(jié)省頻譜資源，拓 展反饋機制在組播/廣播通信中的有效應用范圍。
圖1為IEEE802.16j中提出的針對組播的反饋方案示意圖。
圖2為IEEE802. 15. 5中提出的針對廣播反饋信令的資源分配方案示意圖。
圖3為采用預均衡的NAK信號發(fā)送方法的示意圖。
圖4為IEEE802. 16d中0FDMA系統上行ACK/NAK信令所的時頻結構圖。
圖5為采用預均衡的NAK信號發(fā)送方法示意圖。
圖6為NAK信令的循環(huán)移位與廣播/多播數據包序號的映射關系圖。
具體實施例方式
下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。 實施例一
本發(fā)明提出一套針對廣播/組播系統的層2數據包傳輸成功與否的反饋信令發(fā)送方案。該 反饋方案的目的，是為了使無線通信系統能夠支持可靠而高效的廣播/組播通信。
本發(fā)明提出的技術方案包括兩個部分廣播/組播反饋的上行資源分配過程、廣播/組播反
饋信號的產生和發(fā)送過程。一、 廣播/組播反饋的上行資源分配過程
在上行資源分配中，為所有可能向同一個發(fā)送廣播/組播信號的節(jié)點(以下稱為父節(jié)點) 進行反饋的節(jié)點(以下稱為子節(jié)點)，分配同一個時頻資源，以支持反饋信令的傳輸。
該上行資源分配信令中，應(顯式或隱式地)指明所分配的每一個廣播/組播反饋時頻資 源，與父節(jié)點所發(fā)送的廣播/組播數據包之間的對應關系。但是一般不必指明某一個廣播/組播 反饋時頻資源，與發(fā)送反饋信號的子節(jié)點之間的對應關系。
當只需要一部分子節(jié)點進行反饋時，既可以在發(fā)送該廣播/組播數據流時，顯式地指明需 要進行反饋的節(jié)點，也可以通過規(guī)定反饋節(jié)點應滿足的某些要求(例如其后續(xù)若干跳內的節(jié) 點數應大于多少)，來隱式地指明。
在本方案中，分配給廣播/組播反饋信號的上行時頻資源的大小， 一般與需要進行反饋的 節(jié)點數量無關。反饋節(jié)點^量的多少，不影響資源分配。因此，如果有必要，接收廣播/組播 反饋信號的節(jié)點，也可以根據其具體情況，參與是否需要進行反饋的決定。在這種情況下， 在上行資源分配中，可以部分地指明需要進行反饋的節(jié)點，甚至可以完全不指明哪些節(jié)點需 要反饋，完全由各節(jié)點根據某種規(guī)則，采用類似于分布式決策的方式自行判定。
二、 廣播/組播反饋信號的產生和發(fā)送過程
各子節(jié)點首先校驗本地接收的廣播/組播數據包是否正確。如果發(fā)現有錯誤而無法糾正， 那么就在上行資源分配中所指定的對應于該數據包的時頻位置，發(fā)送一個NAK信令。 該NAK信令的信號，依據系統條件的不同，可以有兩種不同的產生方法 1.針對子節(jié)點可預估發(fā)送信道的系統
在某些無線通信系統中，子節(jié)點可以預先估計其NAK信號所對應的無線信道。在此基礎 上，如圖3所示，子節(jié)點可以根據該預估信道，對NAK信號進行預均衡。該預均衡中應包含 對信道相位的補償，使得父節(jié)點接收到的來自各子節(jié)點的NAK信號具有相同的相位。
在父節(jié)點檢測NAK信號時，由于各子節(jié)點已經進行了預均衡，所以檢測過程相對簡單， 可以無須再進行信道均衡，而直接通過解調和解擴頻(或譯碼)等過程來實現檢測。檢測性 能可以利用解擴頻后的檢測閾值(或軟譯碼后的判決門限等)來調節(jié)。
該方法可以在實現廣播/組播反饋的同時，消耗最少的頻譜資源。但是其依賴的前提條件 使其應用范圍受到特定系統的局限。
該方法在計算復雜度上，在上行接收端，與一般地信號檢測相比，不需要信道均衡，復 雜度略有降低但影響不大，在上行發(fā)送端，需要增加信道預均衡計算，復雜度略有增加但影 響不大。該方法在性能損失上，與目前常用的單播反饋方法相似，性能損失主要取決于信道估計 的精度、用于承載反饋信令的子載波個數及其時頻分布的分集特性等；此外，與目前的單播 反饋方法相比，額外的性能損失來自于信道時變特性引入的信道預測誤差，額外的性能改善 來自于多節(jié)點發(fā)送的反饋信令在接收端同相疊加后產生的信噪比增益和多用戶分集特性。
2.針對一般系統
在一般的無線通信系統中，當各子節(jié)點不能預知其發(fā)送信道時，無法對所發(fā)送NAK信號 進行信道相位補償，在此情況下，可以在指定的上行時頻資源內，以相同的調制編碼形式發(fā) 送同一個反饋信號。
由于各子節(jié)點發(fā)送的信號在到達父節(jié)點時，經歷了不同的信道，所以該發(fā)送方法等效于 只發(fā)送一個NAK信號，而經歷了一個等效信道。該等效信道對應于來自于不同子節(jié)點的多個 互不相關的信道的疊加，因此實際上是一種空間分集。
從信道沖擊響應的角度看，多信道的疊加，使多徑數量增加，信道的時延擴展增大，因 此會造成頻率選擇性增強。這樣的情況不利于在頻域直接檢測，而適宜于在時域進行信號的 相關檢測(當然仍可通過借助頻域信號處理來實現間接的時域相關檢測)。
與隨機接入信號類似，為實現時域相關檢測，廣播/組播反饋信號需要具備良好的自相關 性能。與帶寬請求中的同步隨機接入(SynchronizedRACH)類似，廣播/組播反饋信號是在已 經同步的前提下發(fā)送。
但是，與之不同的是，同步隨機接入信號仍然需要能夠區(qū)分用戶，比如讓基站在檢測到 帶寬請求信號后，能夠判斷出是哪個用戶在作帶寬請求。而廣播/組播反饋信號并不需要提供 區(qū)分子節(jié)點的功能。
由此造成的信號設計中的一個顯著差異是隨機接入信號須提供隨機標識(RandomID)， 而廣播/組播反饋信號不用提供隨機標識。在帶寬請求中，不同終端各自獨立地選擇隨機標識， 會造成用戶間干擾，而且因為不同隨機標識所對應的序列之間并不正交，所以檢測性能受到 多用戶的顯著影響。在廣播/組播反饋中，不同子節(jié)點可以使用完全相同的序列，從而不但避 免不同序列之間的非正交干擾的影響，而且相關檢測中的多徑能量會隨著反饋子節(jié)點的增加 而增強，使得NAK信令的檢測性能可以非常優(yōu)越。
當需要對多個廣播/組播數據包同時進行反饋時，可以通過循環(huán)移位來區(qū)分數據包，這樣 各反饋信號序列之間仍然是正交的，而不會引入各反饋信號之間的干擾。
該方法也可以擴展到使用不同的序列來區(qū)分數據包，但是這種擴展有可能引入干擾，從 而影響到反饋信號的檢測性能，因此須慎重采用。父節(jié)點對反饋信號的檢測，可以通過計算與本地參考信號的相關來實現，具體方法類似 于隨機接入信號的檢測方法，見參考文獻3GPPR1-062175,《Random access burst design for E-UTRA，》Tallinn, Estonia, Aug 28 - Sep 1,2006.。檢測性能可以利用相關檢測算法中的閾 值來調節(jié)。
該方法在計算復雜度上，在上行接收端，復雜度高于現有的單播反饋方法，而接近于現 有的隨機接入檢測方法，其中最主要的復雜度來自于傅立葉變換(先在頻域乘以參考信號， 再作小IFFT變換到時域)；在上行發(fā)送端，復雜度與現有的單播反饋方法相近。但是無論父 節(jié)點需要支持來自多少個子節(jié)點的反饋，在上行接收端，都只需要做一次檢測，而如果采用 現有的單播反饋方法，則對于N個子節(jié)點，上行接收端需要進行N次獨立的檢測。因此該方 法的可擴展性顯著強于現有的單播反饋，適合于子節(jié)點較多的場景，或者子節(jié)點數量差異較 大的場景。
該方法在性能特性上，因為檢測方法不同，所以與現有的單播反饋方法完全不同，難以 進行比較，而與同步隨機接入方法相比，由于多用戶分集等原因，可以獲得更好的性能，并 且與隨機接入中需要避免信號碰撞恰恰相反，需要反饋的子節(jié)點數量越多，該方法的性能越 好。
因此，在子節(jié)點無法預估發(fā)送信道的系統中，該方法和重復使用現有單播反饋方法相比 是否存在復雜度和性能優(yōu)勢，需要依每種具體系統場景進行評估之后分別予以確定。
以下給出基于OFDMA空中接口的兩個實施例。
實施例二子節(jié)點可預估發(fā)送信道的系統
在某些TDD模式的固定無線接入系統中，由于信道時變緩慢(例如2.4GHz移動速度3km/h 對應于多普勒頻率約7Hz)，所以當幀長較短時(例如正EE802.16d標準中定義的幀長包括 2.5ms、 4ms、 5ms等選項)，其上行子幀內的信道有可能與其下行子幀內的信道具有互易特性。 雖然上行信道的接收端和下行信道的接收端可能面臨不同的干擾，但是本發(fā)明主要關注于發(fā) 送的(NAK)有用信號本身所經歷的信道。
在系統發(fā)送廣播/組播信號時，可以在下行資源分配信令中為該數據流分配一個流標識， 說明該流發(fā)送給哪些用戶，并標明該流是否支持反饋；而在上行資源分配信令中，可以為幀 內所發(fā)送的下行廣播/組播數據，分配相應的上行反饋資源，說明該反饋所對應的下行流標識， 并能夠唯一地確定上行反饋資源中的每個反饋時頻單元與下行流的每個數據包之間的對應關系。
如圖4所示，假設系統采用類似于16d的時頻結構，為某個下行子幀內的廣播/組播數據 包，在上行子幀內分配了3個Tile作為反饋信道，那么所有需要接收該廣播/組播數據包，但 是接收失敗的節(jié)點，都應當在這3個Tile內發(fā)送一個NAK信令。
對于3x3的Tile，因為每個Tile中包含9個調制符號，所以3個Tile中一共可以發(fā)送27 個調制符號。NAK信令所對應的調制編碼序列可以相應地表示為s(&)， A=0，l，...，26，相當 于對NAK信令所對應的原始比特"0"進行碼率為1/27的編碼。正EE802.16d的8.4.5.4.13節(jié) "上行ACK信道"中給出了 NAK信令所對應的27個調制符號的具體定義，見參考文獻正EE Std 802.16-2004，《IEEE Standard for Local and metropolitan area networks》Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems, Oct 1, 2004.。這27個調制符號可以按照規(guī)定的 次序，映射到3個Tile所對應的27個時頻位置上。
設節(jié)點附在第A個Tile的時頻位置所估計的信道為^("-^(。e^"W，其中&(A:)和 ^(A:)分別為所估計的信道幅度和信道相位，則節(jié)點m在這個反饋時頻塊中發(fā)送的NAK信號
應為、("=s("Mm(A:) = ^"( ("/^("。 接收端的接收信號可以表示為
艦Q 展D "w (/TJ 服n
其中Q為接收該廣播/組播數據包失敗而需要發(fā)送NAK信令的節(jié)點集合。 圖5給出了3個子節(jié)點同時反饋一個NAK信號時的本方法示意圖。如圖所示，由于預均
衡中相位補償的作用，在接收端，各NAK信號能夠同相疊加，使有用信號獲得增強，信噪比
提高，檢測性能因此可以獲得改善。
在接收端進行NAK信號檢測時，除了不必再作信道均衡以外，與單一節(jié)點發(fā)送的NAK
信令檢測方法大致相同。例如對于幅度為1的恒模調制的NAK信號序列4A)，可以采用如下
判決變量進行檢測<formula>formula see original document page 13</formula>
其中H為共軛轉置。當IPII^"H"大于等于設定的判決門限C時，可以判決為接收到NAK 信令。判決門限C的設定，也與單一節(jié)點發(fā)送NAK信令時的閾值設定方法相同。實施例三 一般系統
在FDD等系統中，由于上、下行信道相互獨立，子節(jié)點難以預估其發(fā)射信道。在這種情 況下，無法采用基于預均衡的第一種方法，只能采用適用于一般系統的第二種方法。
在系統發(fā)送廣播/組播信號時，可以在下行資源分配信令中為該數據流分配一個流標識， 說明該流發(fā)送給哪些用戶，并標明該流是否支持反饋；而在上行資源分配信令中，可以為本 幀內所發(fā)送的下行廣播/組播數據，分配相應的上行反饋資源，說明該反饋所對應的下行流標 識，并能夠唯一地確定下行流的每個數據包與上行反饋資源中的時頻位置、碼子序號、循環(huán) 移位等參數之間的對應。
當子節(jié)點在接收某個廣播/組播數據包失敗時，它就在與該數據包相對應的上行時頻位置， 根據與該數據包相對應的碼字序號和循環(huán)移位等參數，發(fā)送一個NAK信令。該信令可以通過 如下方式產生
首先，生成長度為iV的CAZAC序列(這里采用Zadoff-Chu序列) cp(") = exp|力7v 、 。
， ， " = 0，1"..，7V" — 1 '
其中v是CAZAC序列的索引，在本實施例中，是由廣播/組播發(fā)射節(jié)點所規(guī)定的一個值。 與一般隨機接入信號不同的是，因為不必考慮序列間干擾，所以這里的CAZAC序列長度iV 可以不是素數，甚至可以采用2的整次冪，以降低實現復雜度。
然后，將該CAZAC序列映射到相應的頻域位置，再經IFFT變換到時域，該時頻位置與 接收失敗的廣播/組播數據包的序號相對應。
最后，將該時域信號循環(huán)移位M點，并在頭部加上Z點的循環(huán)前綴，其中長度丄主要由 信道多徑時延擴展和濾波器有效長度等因素決定，可通過下行信令指定，A為循環(huán)移位參數， 它與接收失敗的廣播/組播數據包的序號相對應。
由以上過程可見，NAK信令的發(fā)送信號與具體的子節(jié)點無關，只與接收失敗的廣播/組播 數據包的序號有關。設與廣播/組播數據包的序號p相對應的NAK信令的發(fā)送信號為&的，則 當只有一個子節(jié)點(節(jié)點m)發(fā)送NAK信令時，接收信號KO可以表示為
其中i^為節(jié)點m發(fā)送信號所經過的信道多徑數量，/v,和、,分別為節(jié)點附發(fā)送的NAK 信號所經過的第/條多徑的信道和時延，*表示巻積運算，堿0為噪聲。
當有多個子節(jié)點在接收序號為/7的廣播/組播數據包失敗時，它們會在相同的時頻位置，
14以相同的循環(huán)移位，發(fā)送一個相同的NAK信號，此時接收信號KO可以表示為:
= Z
4
+"(,) = 、(o * Z 1X'( )+"W;
其中Q為接收序號為p的廣播/組播數據包失敗的節(jié)點的集合。
由于每個子節(jié)點發(fā)送信號的信道響應/v,不同，這些NAK信號在接收端疊加時，相當于 經過了一個對應于多信道疊加的等效信道，使得接收端在該循環(huán)移位內檢測到的相關信號能 量增強，因此比單一子節(jié)點發(fā)送NAK信號會具有更好的檢測性能。
當有多個子節(jié)點在接收序號不同的廣播/組播數據包失敗時，它們會在不同的時頻位置， 或者以不同一的循環(huán)移位，發(fā)送NAK信號。由于這些NAK信號是反饋給同一個父節(jié)點，所以 它們使用同一個CAZAC根序列(同一個序號v)，這樣，不同循環(huán)移位的信號之間可以視作 正交。因此，這些針對不同廣播/組播數據包的NAK信號之間，不會有多少干擾。
一個上行時頻資源塊，可以同時支持多個廣播/組播數據包的反饋，但是需要建立各種循 環(huán)移位與各數據包序號之間的映射關系。當廣播/組播數據包數量較多時，可以釆用一一映射； 當廣播/組播數據包較少時，也可以采用一對多的映射關系；當然必要時也可以采用其它類型 的映射關系。
因為在同步狀態(tài)下時偏頻偏較小，所以廣播/組播NAK信號的檢測性能比同等的初始隨機 接入的檢測性能好；又因為如前所述各廣播/組播NAK信號之間沒有多少干擾，所以其檢測 性能又比同等的同步隨機接入的檢測性能好。所以，在同等的性能要求下，廣播/組播NAK 信號允許采用比隨機接入信號更短的時間長度。但是NAK信號的檢測性能要求與隨機接入的 檢測性能要求不同，后者可以由虛警概率和漏檢概率確定，而前者可以根據有效吞吐量進行 優(yōu)化。
參考正EE802.16e中帶寬請求同步隨機接入信號的時間長度為1個或3個OFDM符號， 其典型的循環(huán)移位長度為數據部分的1/8，在本實施例中，我們假設廣播/組播NAK信號的時 間長度為2個OFDM符號，循環(huán)移位長度為數據部分的1/8，在這樣的參數配置下，可以容 納16種循環(huán)移位。
如果采用一對多的映射，即每個循環(huán)移位對應于一種廣播/組播數據包的錯誤組合，那么 因為16 = 24，所以可以支持對4個多播/廣播數據包的反饋。
如果采用一一映射，即每個循環(huán)移位對應于一個廣播/組播數據包，則可以同時支持對16 個廣播/組播數據包的反饋。這種映射關系存在的一個問題是當某個節(jié)點在接收多個組播/ 廣播數據包而失敗時，它需要同時發(fā)送多個NAK信號，而這需要消耗更多的功率，對于處于小區(qū)邊緣的低功率用戶終端來說，由于其功率受到限制，難以實現多個NAK信號的同時發(fā)送。 幸運的是，在基于中繼等技術的無線通信系統中，需要進行反饋的關鍵節(jié)點，主要是具備供 電能力的中繼節(jié)點。對于低功率的用戶終端，因為其重傳的重要性相對偏低，所以即使需要 支持其反饋，也可以合理地限制其一次只允許請求重傳一個廣播/組播數據包。
此外，還可以采用組合影射的方式解決上述問題。圖6中給出了這樣的一種映射關系示例。
在16個循環(huán)移位中，前13個仍然采用一一映射的方式，對應于序號/ 到序號; +12的廣 播/組播數據包，后3個分別對應于3個廣播/組播數據包組，每個數據包組中包含了連續(xù)的5 個數據包第14個對應于序號從/7到; +4的數據包，第15個對應于序號從p+4到p+8的數 據包，第16個對應于序號從p+8到;7+12的數據包。
在這種映射方式下，各低功率子節(jié)點可以只選擇最優(yōu)的一種循環(huán)移位來發(fā)送反饋信號，從 而避免前述因同時發(fā)射多個反饋信號而引起的功率問題。如果子節(jié)點在接收這些廣播/組播數 據包時，只有一個數據包接收失敗，那么它可以直接選擇與其序號相對應的一個循環(huán)移位發(fā) 送NAK信號；如果有兩個連續(xù)的數據包接收失敗，那么它可以選擇與這兩個數據包所在的數 據包組所對應的一個循環(huán)移位發(fā)送NAK信號；在其它情況下，它可以選擇一種最接近需要的 循環(huán)移位發(fā)送NAK信號。
本方法還可以支持一種獨特的投票式反饋決策機制當某個循環(huán)移位對應于某組數據包序 號時，可以允許各子節(jié)點根據權重(比如在該組的5個數據包中實際接收錯誤的數據包數量 乘以該子節(jié)點的下一跳節(jié)點數)，用較低的功率(比如1/4的基準功率乘以權重)發(fā)送NAK 信令，只有當重傳這一組廣播/組播數據包的重要性足夠高時(比如會影響到4個以上的廣播/ 組播終端節(jié)點)，父節(jié)點才能夠檢測到該循環(huán)移位內的NAK信號，并認為有必要重傳這一組 數據包。
在接收端，可以采用類似于隨機接入的相關檢測方法[3],根據檢測出的多徑窗口的起始 位置，確定子節(jié)點發(fā)送NAK信令時所采用的循環(huán)時延，從而確定NAK信令所對應的廣播/ 組播數據包的序號。其中的檢測門限可以根據單節(jié)點發(fā)送NAK信令的性能予以確定。
以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術方案。不脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修 改或局部替換，均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
權利要求
1、一種廣播、組播反饋信令的傳輸方法，該方法包括上行資源分配過程、反饋信號產生過程、及反饋信號發(fā)送過程，其特征在于所述上行資源分配過程為所有可能向同一個父節(jié)點進行反饋的子節(jié)點分配同一個時頻資源，以支持反饋信令的傳輸；所述反饋信號發(fā)送過程中，各子節(jié)點首先校驗本地接收的廣播/組播數據包是否正確，如果發(fā)現有錯誤而無法糾正，則在上行資源分配中所指定的對應于該數據包的時頻位置，發(fā)送一個NAK信令。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述反饋信號發(fā)送過程中，在指定的上行時頻資源內，以相同的調制編碼形式發(fā)送同一個反饋信號。
3、 根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于若子節(jié)點可預估發(fā)送信道，則所述反饋信號發(fā)送過程中，子節(jié)點根據該預估信道，對NAK信號進行預均衡，該預均衡過程中包含 對信道相位的補償，使得父節(jié)點接收到的來自各子節(jié)點的NAK信號具有相同的相位。
4、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于當需要對多個廣播/組播數據包同時進行反饋 時，使用不同的序列來區(qū)分數據包。
5、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于當需要對多個廣播/組播數據包同時進行反饋時，通過循環(huán)移位來區(qū)分數據包，以使各反饋信號序列之間依然是正交，以防引入各反饋 信號之間的干擾。
6、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述父節(jié)點對反饋信號的檢測，通過計算與本地參考信號的相關來實現，檢測性能利用相關檢測算法中的閾值來調節(jié)。
7、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述各個子節(jié)點在接收多個廣播/組播數據包失敗時，發(fā)送一個相同的NAK信號，各子節(jié)點根據重要性不同而使用相同或不同的功率，從而以投票的形式使得父節(jié)點只在重要性足夠高時，重傳某一組廣播/組播數據包。
8、 根據權利要求3所述的方法，其特征在于所述在系統發(fā)送廣播/組播信號時，在下行資源分配信令中為該數據流分配一個流標識，指明該流發(fā)送給哪些用戶，并標明該流是否支持反饋；而在上行資源分配信令中，為幀內所發(fā)送的下行廣播/組播數據，分配相應的上行反饋資源，指明該反饋所對應的下行流標識，并能夠唯一地確定上行反饋資源中的每個 反饋時頻單元與下行流的每個數據包之間的對應關系。
9、 根據權利要求8所述的方法，其特征在于所述設節(jié)點w在第A:個Tile的時頻位置所估 計的信道為4^)=，其中和分別為所估計的信道幅度和信道相位，則節(jié)點m在這個反饋時頻塊中發(fā)送的NAK信號為 、W = s(A:)///m W = e—X("^)/am(A); 接收端的接收信號可以表示為其中Q為接收該廣播/組播數據包失敗而需要發(fā)送NAK信令的節(jié)點集合； 預均衡中通過相位補償，在接收端各NAK信號同相疊加，以使有用信號獲得增強； 在接收端進行NAK信號檢測時，不必作信道均衡，與單一節(jié)點發(fā)送的NAK信令檢測方 法相同；對于幅度為1的恒模調制的NAK信號序列s(k)，采用如下判決變量進行檢測其中H為共軛轉置；當llDl卜DHD大于等于設定的判決門限C時，可以判決為接收到 NAK信令；判決門限C的設定，也與單一節(jié)點發(fā)送NAK信令時的閾值設定方法相同。
10、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述在系統發(fā)送廣播/組播信號時，在下行 資源分配信令中為該數據流分配一個流標識，指明該流發(fā)送給哪些用戶，并標明該流是否 支持反饋；而在上行資源分配信令中，為本幀內所發(fā)送的下行廣播/組播數據，分配相應 的上行反饋資源，指明該反饋所對應的下行流標識，并能夠唯一地確定下行流的每個數據 包與上行反饋資源中的時頻位置、碼子序號、循環(huán)移位等參數之間的對應；當子節(jié)點在接收某個廣播/組播數據包失敗時，在與該數據包相對應的上行時頻位置， 根據與該數據包相對應的碼字序號和循環(huán)移位等參數，發(fā)送一個NAK信令；該信令可以通過如下方式產生<formula>formula see original document page 3</formula>首先，生成長度為N的CAZAC序列或Zadoff-Chu序列其中v是CAZAC序列的索引，不必考慮序列間干擾，所述CAZAC序列長度N為任意整數；然后，將該CAZAC序列映射到相應的頻域位置，再經IFFT變換到時域，該時頻位置 與接收失敗的廣播/組播數據包的序號相對應；最后，將該時域信號循環(huán)移位kL點，并在頭部加上L點的循環(huán)前綴，其中長度L主要由信道多徑時延擴展和濾波器有效長度等因素決定，通過下行信令指定，k為循環(huán)移位 參數，與接收失敗的廣播/組播數據包的序號相對應。
11、 根據權利要求10所述的方法，其特征在于所述V是由廣播/組播發(fā)射節(jié)點所規(guī)定的 一個值，采用2的整次冪，以降低實現復雜度。
12、 根據權利要求10所述的方法，其特征在于所述設與廣播/組播數據包的序號p相對 應的NAK信令的發(fā)送信號為&W，則當只有一個子節(jié)點m發(fā)送NAK信令時，接收信號 r(,)為KO = (,)* IX )+"(0其中Km為節(jié)點m發(fā)送信號所經過的信道多徑數量,hm.i和T吣分別為節(jié)點m發(fā)送的NAK 信號所經過的第i條多徑的信道和時延，*表示巻積運算，n(t)為噪聲；當有多個子節(jié)點在接收序號為P的廣播/組播數據包失敗時，所述多個子節(jié)點在相同 的時頻位置，以相同的循環(huán)移位，發(fā)送一個相同的NAK信號，此時接收信號r(t)可以表 示為力)=Zme。^=1+"(,)=v) * Z ￡ 、' ^ - 、' )+"(o帳Q i=l其中Q為接收序號為P的廣播/組播數據包失敗的節(jié)點的集合。
13、根據權利要求10所述的方法，其特征在于 一個上行時頻資源塊同時支持多個廣播/組播數據包的反饋，建立各循環(huán)移位與各數據包序號之間的映射關系；當廣播/組播數據 包數量較多時，采用一一映射；當廣播/組播數據包較少時，采用一對多的映射關系。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種廣播、組播反饋信令的傳輸方法，該方法包括上行資源分配過程、反饋信號產生過程、及反饋信號發(fā)送過程，所述上行資源分配過程為所有可能向同一個父節(jié)點進行反饋的子節(jié)點分配同一個時頻資源，以支持反饋信令的傳輸；所述反饋信號發(fā)送過程中，各子節(jié)點首先校驗本地接收的廣播/組播數據包是否正確，如果發(fā)現有錯誤而無法糾正，則在上行資源分配中所指定的對應于該數據包的時頻位置，發(fā)送一個NAK信令。本發(fā)明的反饋信令傳輸方法提出了在同一個時頻位置復用多個反饋信令的方法，使組播/廣播反饋信令的開銷獨立于反饋節(jié)點的數量，以節(jié)省頻譜資源，拓展反饋機制在組播/廣播通信中的有效應用范圍。
文檔編號H04L1/16GK101621361SQ20081003999
公開日2010年1月6日 申請日期2008年7月1日 優(yōu)先權日2008年7月1日
發(fā)明者璐 戎, 戴沁蕓, 聞世琦, 陸曄頊 申請人:上海無線通信研究中心