專利名稱：無線通信系統(tǒng)中的重疊編碼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及對信息分組進行調(diào)度和無線發(fā)送的方法和裝置，并且更具體地，涉及使用重疊編碼(superposition coding)來改進無線通信系統(tǒng)中的前向鏈路(FL)數(shù)據(jù)吞吐量性能。
背景技術(shù)：
存在可以對蜂窩通信系統(tǒng)中的通信進行控制的多種無線通信標準。CDMA2000IxEV-DO標準(“cdma2000高速分組數(shù)據(jù)空中接口規(guī)范”，TIA/EIA/IS-856)是美國高通公司在1990年代后期所開發(fā)的用于分組數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)，以便在無線移動環(huán)境中提供通用數(shù)據(jù)通信服務(wù)。IxEV-DO系統(tǒng)采用對應(yīng)于前向和反向鏈路特性的內(nèi)在資源分配方法。在IxEV-DO標準下，基站可以將一個數(shù)據(jù)分組在該時刻期間發(fā)送到一個蜂窩電話。在操作中，基站可以連續(xù)發(fā)送具有不變功率的導(dǎo)頻信號。一接收到導(dǎo)頻信號，蜂窩電話就確定所接收導(dǎo)頻信號的強度，并且將結(jié)果以所請求數(shù)據(jù)速率控制(DRC)的形式發(fā)送回基站。衰落是無線電傳輸接收強度的概率變化。電話離基站的距離可能影響所接收導(dǎo)頻信號的強度。同時，例如卡車在蜂窩電話和基站之間通過、從大樓反射的導(dǎo)頻信號與主導(dǎo)頻信號結(jié)合或者消除的動態(tài)事件可能影響所接收導(dǎo)頻信號的強度。簡言之，距離和干擾條件導(dǎo)致了該前向鏈路信號-干擾和噪聲比(FL SINR)的差異，并且因此影響每個電話的所請求 DRC。在基站處，調(diào)度方法可以按照每個蜂窩電話的導(dǎo)頻信號強度(也就是所請求DRC)對每個蜂窩電話進行排序，并且利用該排序確定哪一個蜂窩電話可以接收到下一個數(shù)據(jù)分組。在典型的內(nèi)在資源分配(intrinsic resourceassignment)方法中，基站可以發(fā)送出該數(shù)據(jù)分組，該數(shù)據(jù)分組對應(yīng)于具有“最”優(yōu)秀(deserving)的信號_干擾和噪聲比(SINR)的蜂窩電話。通過調(diào)度方法可以確定哪個蜂窩電話是最優(yōu)秀的，該調(diào)度方法可以基于評價函數(shù)的結(jié)果對每個蜂窩電話進行排序。在該時刻期間，可以對最優(yōu)秀用戶的需求進行處理，而剩余用戶的需求(在上述例子中二9個用戶的需求)必須等待。傳統(tǒng)的內(nèi)在資源分配方法試圖給所有蜂窩電話提供公平的服務(wù)。這導(dǎo)致問題，也就是最弱的用戶集合限制了總體系統(tǒng)數(shù)據(jù)吞吐量性能。此外，具有較低FL SINR的用戶處于不利地位，對于他們特定的蜂窩電話而言吞吐量低于潛在吞度量以及具有更高的延遲。因此，在本領(lǐng)域中需要這樣一種系統(tǒng)，其改進前向鏈路數(shù)據(jù)吞吐量性能，并且使具有比更強用戶集合的FL SINR低的FL SINR的用戶的延遲變小，同時滿足最優(yōu)秀的用戶(可能是更弱的用戶集合)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本文所公開的實施例通過為其中一個是“最”優(yōu)秀用戶的多個候選者使用重疊編碼，通過選擇使無線通信系統(tǒng)的前向鏈路數(shù)據(jù)吞吐量性能最大化的2-用戶組合、3-用戶組合或者N-用戶組合，并且通過在每個時隙交錯(interlace)的開始處對功率傳輸進行動態(tài)重新分配，來處理上述需求。公開了將重疊編碼分組從基站傳送到多個遠程站的系統(tǒng)。在基站處，可以編制(compile)用于重疊編碼的用戶候選者列表，并且可以在用戶候選者中確定最優(yōu)秀的用戶。一個實施例將重疊編碼限制在不超過四個用戶候選者，然而，其它實施例可以以不同的用戶數(shù)目進行編碼?？梢猿ゾ哂斜茸顑?yōu)秀用戶的所請求數(shù)據(jù)速率低的所請求數(shù)據(jù)速率的那些用戶候選者?？梢愿鶕?jù)剩余的用戶候選者來編制重疊編碼分組。該重疊編碼分組中的多個用戶可以使用不同的調(diào)制技術(shù)和/或分組格式。例如，最低層可以使用Ix EV-DO版本A系統(tǒng)的分組格式。其他用戶可以使用采用正交頻域調(diào)制(OFDM)的分組格式。其他用戶還可以使用OFDMA (在子載波上具有不同功率分配)。如果接收該重疊編碼分組的遠程站是最低層，那么該遠程站可以通過有選擇地假定分配給最低層的一些事先已知功率部分以及分配給最低層的所有功率，對該重疊編碼分組進行處理。此外，如果一個或多個用戶在數(shù)據(jù)分組的標稱長度之前成功解碼，那么可以將他們的功率重新分配給其他用戶。實施例可以應(yīng)用于多種應(yīng)用。例如，當應(yīng)用于因特網(wǎng)語音協(xié)議(VoIP)時，發(fā)明性的重疊編碼可以允許更低的等待時間(減小的傳輸延遲)、更大的每扇區(qū)用戶數(shù)目(也就是更高的容量)、或者二者的組合。當應(yīng)用到諸如廣告的廣播服務(wù)時，可以將廣播服務(wù)與指向單個用戶的單播業(yè)務(wù)進行重疊編碼，使得可以一起發(fā)送廣播和單播業(yè)務(wù)。該廣播服務(wù)可以是指向所有用戶的公共信息(像IxEV-EO中的控制信道)，或者是指向特定區(qū)域的信息(像使用鉬金廣播(platinum broadcast)發(fā)送的信息，也已知為“Cdma2000 高速廣播多播分組數(shù)據(jù)空中接口規(guī)范”，TIA-1006-A)。因此，不像傳統(tǒng)的無線通信服務(wù)，本發(fā)明最小化或者消除了單播業(yè)務(wù)搶先于廣播業(yè)務(wù)的需求。換言之，對于使用本方法和裝置的那些系統(tǒng)而言，在單播業(yè)務(wù)期間，廣播業(yè)務(wù)不需要讓步。


圖1是OFDM信道帶寬內(nèi)典型OFDM信號的說明，其示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的OFDM子載波的頻域布置；
圖2示出了在單獨一個符號周期上的三個音調(diào)(tone)，其中，每個音調(diào)在符號期間具有整數(shù)個循環(huán)；圖3是GSM蜂窩系統(tǒng)基本操作的方框圖；圖4說明了 GSM突發(fā)(burst)結(jié)構(gòu)；圖5是無線通信系統(tǒng)的透視圖；圖6是圖5的一個蜂窩的詳細平面視圖；圖7是包含方法300的步驟的流程圖，使用方法300的步驟將固定長度信息分組編制為具有地址頭部的重疊編碼分組；圖8A是表，其列出了每個用戶、每個用戶的示例DRC、以及每個用戶的示例結(jié)果評價函數(shù)F (η)；圖8Β是表，其列出了按照每個用戶的DRC進行分類的圖8Α的內(nèi)容；圖8C是表，其列出了按照每個用戶的結(jié)果評價函數(shù)F(n)進行分類的圖8A的內(nèi)容；圖9A是用于對重疊編碼分組進行編制、發(fā)送和處理的裝置的邏輯方框圖；圖9B是用于對重疊編碼分組進行編制和發(fā)送的裝置的邏輯方框圖，其中，各個用戶通過利用不同的調(diào)制方法改進頻譜效率；圖9C示出了如何將各個分組在時域中進行組裝，每個用戶接收到一部分功率；圖9D說明了在本方法和裝置的一個實施例中使用的IxEV-DO前向鏈路時隙格式；圖9E說明了使用不同分組格式的混合數(shù)據(jù)時隙；圖9F說明了在當前實施例中使用的IxEV-DO前向鏈路時隙格式，其中，層2使用OFDMA類型分組格式；圖9G說明了混合數(shù)據(jù)時隙，其中，一層使用一種GSM分組格式；圖10是包含方法600的步驟的流程圖，方法600的步驟對一個或多個數(shù)據(jù)分組進行編制、發(fā)送和處理；圖11是兩層OFDMA重疊編碼分組的例子，其具有等于兩個時隙的標稱跨度；圖12是計算機系統(tǒng)700，使用其可以實現(xiàn)本方法和裝置的一些實施例；圖13是包含裝置加功能方框的方框圖，這些裝置加功能方框用于將固定長度信息分組編制為具有地址頭部的重疊編碼分組；以及圖14是包含裝置加功能方框的方框圖，這些裝置加功能方框用于對一個或多個數(shù)據(jù)分組進行編制、發(fā)送和處理。
具體實施例方式在美國以及世界范圍，數(shù)百萬人使用蜂窩電話。關(guān)于蜂窩電話最有趣的事情之一是它實際上是精密復(fù)雜的無線電設(shè)備。為了提供通信，可以將這些精密復(fù)雜的無線電設(shè)備合并到諸如蜂窩系統(tǒng)的無線電話系統(tǒng)中。在蜂窩系統(tǒng)中，可以將諸如城市的地理區(qū)域分割成許多蜂窩。每個蜂窩可以具有一個基站，其包括塔和容納無線電裝置的小型建筑物。蜂窩內(nèi)的基站可以對位于該蜂窩內(nèi)的蜂窩電話的通信鏈路需求進行服務(wù)。
可以將蜂窩電話的通信鏈路需求分成兩個部分反向鏈路(蜂窩電話到基站鏈路)和前向鏈路(基站到蜂窩電話鏈路)。在前向鏈路操作期間，基站可以將數(shù)據(jù)分組發(fā)送到位于該蜂窩內(nèi)的蜂窩電話。例如，在任一時間片刻(例如，在1.67毫秒期間)，基站可以具有30個正在請求數(shù)據(jù)的不同的蜂窩電話用戶。存在可以對蜂窩通信系統(tǒng)中的通信進行控制的多種無線通信標準。cdma2000IxEV-DO標準(“cdma2000高速廣播多播分組數(shù)據(jù)空中接口規(guī)范”，TIA/EIA/IS-856)是美國高通公司在1990年代后期開發(fā)的用于分組數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)，以便在無線移動環(huán)境中提供通用數(shù)據(jù)通信服務(wù)。IxEV-DO采用對應(yīng)于前向和反向鏈路特性的內(nèi)在資源分配方法。為了改進頻譜效率，無線通信標準可以具有不同的調(diào)制技術(shù)(例如，碼分多址(CDMA)、正交頻分復(fù)用(OFDM)、正交頻分多址(OFDMA)等)。在一個或多個實施例中，本專利申請的特征可以與這些各種調(diào)制形式一起使用。例如，可以與CDMA2000 IxEV-DO RevC中所公開的OFDM —起使用，但不限于此。OFDM是多載波傳輸技術(shù)，其將可用頻譜分割成許多等間隔的載波或音調(diào)，并且在每個音調(diào)上攜帶用戶信息的一部分?？梢詫FDM視為頻分復(fù)用(FDM)形式，然而，OFDM具有每個音調(diào)與每個其它音調(diào)正交的重要特定屬性。將高速數(shù)據(jù)信號分割成數(shù)十個或者上百個更低速度的信號。OFDM系統(tǒng)獲得數(shù)據(jù)流，并且將其分割成N個并行數(shù)據(jù)流，每個并行數(shù)據(jù)流在1/N原始速率的速率上。在射頻(RF)信號內(nèi)的已知為子載波頻率(“子載波”)或者音調(diào)的各個頻率上并行發(fā)送這些更低速度的信號。通過多個低速率數(shù)據(jù)流之一對子載波或者音調(diào)進行調(diào)制，從而產(chǎn)生數(shù)據(jù)音調(diào)。另外，可以通過導(dǎo)頻信號對子載波進行調(diào)制，從而產(chǎn)生導(dǎo)頻音調(diào)。這樣，OFDM信號是具有不同子載波頻率的許多信號的總和。另外，所有載波是彼此正交的。因為載波是正交的，每個載波在符號周期上具有整數(shù)數(shù)目個循環(huán)。因此，每個載波的頻譜在系統(tǒng)中每個其它載波的中心頻率處具有零信號。見圖1。因此，每個音調(diào)的波峰對應(yīng)于每個音調(diào)的零電平、或者零信號。結(jié)果，在載波之間存在最小干擾，那么理論上允許載波之間的間隔盡可能接近。當接收機在每個音調(diào)的中心頻率處采樣時，僅存的能量是所期望信號的能量加上恰好在信道中發(fā)生的任何其它噪聲。圖2示出了在單獨一個符號周期上的三個數(shù)據(jù)音調(diào)，其中，每個音調(diào)在符號期間具有整數(shù)數(shù)目個循環(huán)。當通過非色散信道(non-dispersive channel)發(fā)送時，OFDM信號將保持其子載波正交屬性。然而，大多數(shù)信道是色散的。這樣，將明顯的時間和/或頻率色散引入到所發(fā)送的信號中。這些損害引入了載波間干擾(ICI)和符號間干擾(ISI)，并且這些干擾可能破壞子載波的正交性。為了對抗包括多徑的時間色散，在連續(xù)的OFDM符號之間引入等于信道脈沖響應(yīng)長度的防護間隔。因此，循環(huán)擴展OFDM符號由防護間隔和在其中發(fā)送信息的有用部分組成。通常，由逆快速傅里葉變換(IFFT)輸出的循環(huán)擴展(即，周期性轉(zhuǎn)換的部分循環(huán)重傳)來實現(xiàn)防護間隔。為了保持傳輸效率，典型地，系統(tǒng)設(shè)計者盡力將防護間隔限制為小于有用的OFDM符號持續(xù)時間的四分之一。由于可以將單個音調(diào)或者音調(diào)組分配給不同用戶，所以還可以將OFDM視為多址技術(shù)。當每個用戶有信息要發(fā)送時，可以為他們分配預(yù)定數(shù)目的音調(diào)，或者可替換地，可以基于用戶必須發(fā)送的信息的數(shù)量為他們分配可變數(shù)目的音調(diào)。通過媒體接入控制層(MAC)層對分配進行控制，該MAC層基于用戶需求對資源分配進行調(diào)度。在OFDMA中存在附加特征，即分配給不同音調(diào)(用戶)的功率也可以是不同的(如在圖9F中所示)，同時滿足在整個帶寬上的平均功率約束。全球移動通信系統(tǒng)(GSM)是數(shù)字蜂窩通信標準，其最初在歐洲開發(fā)并且已經(jīng)在世界范圍獲得了快速認同和市場份額。最初將GSM設(shè)計為與綜合服務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)(ISDN)標準兼容。這樣，由GSM提供的服務(wù)是標準ISDN服務(wù)的子集，語音是最基本的。在GSM的發(fā)展中更廣范圍的標準包括頻譜效率、國際漫游、低開銷移動臺和基站、語音質(zhì)量以及支持新的服務(wù)的能力。隨著時間的過去，GSM標準已經(jīng)變寬并且演進成包括多種信道和編碼格式。圖3是GSM蜂窩系統(tǒng)9100的基本操作的方框圖?？梢詫⑾到y(tǒng)9100視為對音頻源(例如，語音)進行的一系列處理過程，以便將音頻從源中取出并且在接收機處合理地再現(xiàn)?？梢杂梢苿优_(例如，蜂窩電話)來進行源過程9102，源過程9102由上面一行操作來表示。可以在基站處進行接收過程9104，接收過程9104由下面一行操作來表示。一般，接收過程9104是以相反次序進行的源過程9102的逆過程。GSM標準一般使用兩個頻帶，每個頻帶具有25MHz的帶寬。GSM-900系統(tǒng)在900MHz (兆赫茲)附近的兩個帶內(nèi)的頻路上工作。將包含890-915MHZ范圍的一個帶分配用于從移動臺到基站發(fā)送的上行鏈路傳輸。將包含935-960MHZ范圍的另一個帶分配用于從基站到移動臺發(fā)送的下行鏈路傳輸。GSM-1800系統(tǒng)(也稱為DCS)在1800MHz附近的兩個帶內(nèi)工作。GSM-1900系統(tǒng)(也稱為PCS)在1900MHz附近的兩個帶內(nèi)工作。取決于特定國家內(nèi)的頻率分配，可能出現(xiàn)實際頻帶的區(qū)域性變化。GSM標準使用多址接入方案，其定義了同時的通信可以如何在不同的移動臺和基站之間發(fā)生。基站的地理蜂窩結(jié)構(gòu)提供了對于所定義頻譜的空間分集。在每個蜂窩內(nèi)，該標準使用頻分多址(FDMA)和時分多址(TDMA)技術(shù)的組合。采用FDMA將每個25MHz頻帶分割成以200kHz間隔分布的IM個載波頻率。隨后，采用TDMA將每個載波頻率在時間上分割成8個突發(fā)，每個突發(fā)持續(xù)大約0. 577ms。將每個載波的8個突發(fā)視為單獨一個“幀”，持續(xù)大約4. 615ms ；單獨一個用戶將使用幀內(nèi)的多個突發(fā)之一。以這種方式構(gòu)成單個“信道”，每個信道對應(yīng)于特定的載波頻率和突發(fā)號。返回參考圖3，現(xiàn)在可以描述根據(jù)GSM標準從特定的手機到基站通信鏈路的通信過程。在第一移動基站處的語音編碼9106將輸入模擬語音轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。信道編碼9108將額外比特添加到原始信息中，以輔助對在信號傳輸期間發(fā)生的任何錯誤進行檢測和可能的糾正。交織9110操作以特定方式對一組比特進行重新排列。交織的效果是減少數(shù)據(jù)流中錯誤的可能性。一般，因為錯誤更可能影響一個突發(fā)內(nèi)的連續(xù)比特，所以交織分散了各個突發(fā)上的比特。在交織9110之后，突發(fā)組裝9112過程將這些比特分組成多個突發(fā)以進行傳輸。圖4說明了標準突發(fā)結(jié)構(gòu)9200。標準突發(fā)結(jié)構(gòu)9200包含一個多幀，該多幀包括沈個單個幀(從0至25標號)。多個業(yè)務(wù)信道9202占用0至11幀以及13至M幀。幀12用于慢速相關(guān)控制信道(SACCH) 9204。在單獨一個全速率業(yè)務(wù)信道的情況下，未使用幀25，但是在兩個半速率業(yè)務(wù)信道的情況下，采用幀25作為第二個SACCH 9206。此外，在兩個半速率業(yè)務(wù)信道的情況下，使用偶數(shù)幀(除了幀12之外)作為第一個用戶的業(yè)務(wù)，并且使用奇數(shù)幀(除了幀25之外)作為第二個用戶的業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)信道9202中的每幀包含8個突發(fā)9208(標號從0至7)，并且每個突發(fā)9208具有如下結(jié)構(gòu)。尾比特組9210、9222各自包含3個比特，將這3個比特設(shè)置為零并且放置在一個突發(fā)9208的開始和結(jié)束處。使用它們覆蓋移動臺功率傾斜上升和下降的周期。編碼數(shù)據(jù)組9212、9220各自包括57比特，其包含信令或者用戶數(shù)據(jù)。使用偷幀標志(stealing flag)9214、9218向接收機指示突發(fā)9208所攜帶的信息是對應(yīng)于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)還是信令數(shù)據(jù)。訓練序列9216具有沈比特長度。使用訓練序列將接收機與輸入信息進行同步，因而避免了由多徑傳播產(chǎn)生的消極影響。使用具有8. 25比特長度的防護周期92 ，以便避免在功率升降時間(ramping time)期間兩個移動臺可能的重疊。返回參考圖3，加密9114用于保護信令和用戶數(shù)據(jù)。在加密9114之后，通過調(diào)制9116形成發(fā)送信號9118。典型地，GSM標準使用高斯最小頻移鍵控(GMSK)調(diào)制。將GMSK調(diào)制選擇為在頻譜效率、復(fù)雜度和低亂真輻射(減少鄰近信道干擾的可能性)之間的折衷。GMSK調(diào)制具有270k波特的速率和等于0. 3的BT乘積?？商鎿Q地，GSM標準還可以為用于GSM演進(EDGE)應(yīng)用的增強數(shù)據(jù)使用8相移鍵控(8-PSK)調(diào)制。隨后，將調(diào)制信號9118發(fā)送到諸如基站的接收機，在接收機中進行接收操作9104。接收過程包括(按次序)解調(diào)9120、解密9122、突發(fā)拆解9124、解交織9126、信道解碼91 以及語音解碼9130。這些操作是它們上述各個發(fā)送操作的逆操作。圖5是無線通信系統(tǒng)100的透視圖。無線通信系統(tǒng)100可以是單個通信網(wǎng)絡(luò)、傳輸系統(tǒng)、中繼站、附設(shè)站、和/或能夠進行互連和互操作以便構(gòu)成集合整體的數(shù)據(jù)終端裝置的集合。無線通信系統(tǒng)100可以包括地理區(qū)域102，該地理區(qū)域102被分割成包含許多蜂窩106的網(wǎng)格104，在這里是蜂窩108、110、112、114、116、118、120、122和124。例如，可以將城市或者國家分割成更小的蜂窩。取決于地形、容量需求以及其它因素，蜂窩106的大小可以變化。例如，在一個實施例中，每個蜂窩具有六邊形形狀，并且大小是大約10平方英里(26平方公里)。無線通信系統(tǒng)100還可以包括許多基站126，例如，基站128、130、132、134、136、138、140、142和144。每個蜂窩106可以具有基站126?；? 可以是無線電收發(fā)機(發(fā)射機/接收機)，其使用處理硬件/軟件、發(fā)射功率、以及天線陣列來對兩個設(shè)備之間的語音和數(shù)據(jù)信號進行控制和中繼?；?26可以是高數(shù)據(jù)速率(HDR)基站裝置，并且還可以被稱為調(diào)制解調(diào)器池(Modem Pool)收發(fā)機(MPT)。通過對來自每個基站1 的發(fā)射功率進行控制，可以將分配給每個蜂窩106的無線電頻率限制于特定蜂窩106的邊界。以這種方式，例如，可以將相同的頻率分配給蜂窩108和蜂窩118。圖6是圖5的蜂窩110的詳細平面視圖。包括在蜂窩110中的可以是諸如AT 202、204、206···Μ0的接入終端(AT)。AT 202-240可以是例如使用光纖或者同軸電纜、經(jīng)過無線信道201、203、205或者經(jīng)過有線信道進行通信的任何數(shù)據(jù)設(shè)備。此外，AT 202-240還可以是許多類型設(shè)備中的任何一個，包括但是不限制于PC卡、緊湊式閃存、外部調(diào)制解調(diào)器、內(nèi)部調(diào)制解調(diào)器、無線電話、或者有線電話?？梢詫⒚總€AT 202-240稱為用戶，并且每個AT 202-240可以包括蜂窩電話、移動臺、基站移動收發(fā)機、衛(wèi)星、移動無線電話設(shè)備、基站移動收發(fā)機、遠程站裝置、或者高數(shù)據(jù)速率(HDR)用戶站。此外，每個AT 202-240可以是移動的或者靜止的，并且可以通過反向鏈路201與一個或多個基站126-142(圖幻傳送數(shù)據(jù)分組。AT 202可以經(jīng)由一個或多個基站U6-142將數(shù)據(jù)分組發(fā)送到HDR基站控制器以及從HDR基站控制器接收數(shù)據(jù)分組，可以將HDR基站控制器稱為調(diào)制解調(diào)器池控制器(MPC)。調(diào)制解調(diào)器池收發(fā)機和調(diào)制解調(diào)器池控制器可以是被稱為接入網(wǎng)絡(luò)(AN)的網(wǎng)絡(luò)的組成部分。AT 202-240可以是用于將接入節(jié)點連接到一些單個用戶的公共或者私有交換網(wǎng)絡(luò)的部分。例如，AN可以在多個AT 202-240之間傳輸數(shù)據(jù)分組。AN還可以連接到在AN外的諸如企業(yè)內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)或者因特網(wǎng)的額外網(wǎng)絡(luò)，并且可以在每個AT 202-240和這種外部網(wǎng)絡(luò)之間傳送數(shù)據(jù)分組。共同地或者部分地，這些可以是無線通信系統(tǒng)100的組成部分?？梢詫⒁呀?jīng)與一個或多個基站1 建立了活動業(yè)務(wù)信道連接的AT202-240稱為活動AT 202-M0。將活動AT 202-240稱為處在業(yè)務(wù)狀態(tài)。將正在與一個或多個基站126-144建立活動業(yè)務(wù)信道連接過程中的AT202-240稱為處在連接建立狀態(tài)。反向鏈路201 (圖6)可以是將諸如AT 214的AT 202-240連接到由基站130提供的AN服務(wù)的無線電接口。例如，AT 202可以通過反向鏈路203與基站130傳送數(shù)據(jù)分組，并且AT 204可以通過反向鏈路205與基站130傳送數(shù)據(jù)分組(見圖5)。可以將數(shù)據(jù)分組視為以具有前導(dǎo)和有效負載的分組的形式排列的數(shù)據(jù)塊。前導(dǎo)可以攜帶與分組內(nèi)容和目的地址有關(guān)的開銷信息；并且那么有效負載可以是用戶信息。典型地，基站U6-142—次將數(shù)據(jù)分組發(fā)送到一個用戶202-M0(單用戶分組)，或者一次將數(shù)據(jù)分組發(fā)送到多個用戶(多用戶數(shù)據(jù)分組)?？梢岳貌煌恼{(diào)制技術(shù)形成有效負載中的數(shù)據(jù)部分，以改進頻譜效率。在圖7中所示的示例流程圖中，最優(yōu)秀的用戶202利用由IxEV-DORev B系統(tǒng)規(guī)定的分組格式，而其他用戶204、218、232使用OFDM分組格式。所提出的重疊編碼方法適用于每層具有使用不同多址技術(shù)構(gòu)建的有效負載的系統(tǒng)。重疊編碼是可以在基站U6-142處將兩個或多個數(shù)據(jù)分組合成為重疊編碼分組、并且在同一時間片刻以縮放后的功率發(fā)送給多個用戶的技術(shù)。如Τ. M. Cover在1972年2月 14 日 IEEE Transactions on Information TheoryIT-18 (1) ^ Broadcast Channels Φ描述的那樣，將發(fā)往不同用戶的信號互相疊加，并且在相同數(shù)據(jù)分組中以不同功率發(fā)送。本方法和裝置的一個方面使用重疊編碼，以便改進無線通信系統(tǒng)100中從諸如基站130 (圖6)的基站126-142到AT 202-240的數(shù)據(jù)吞吐量容量。重疊編碼分組共享被稱為“功率”的公共資源，而多用戶分組共享被稱為“時間”的公共資源?？梢酝ㄟ^(1)以第一個縮放因子對第一個符號子流集合進行縮放、( 以第二個縮放因子對第二個符號子流集合進行縮放、以及C3)將第一個縮放后的符號子流集合與第二個縮放后的符號子流集合求和以獲得多個發(fā)送符號流，來利用重疊實現(xiàn)兩個數(shù)據(jù)分組的合并。第一個和第二個縮放因子分別確定了基本流和增強流所使用的發(fā)送功率的數(shù)量。圖7是包含用于將固定長度信息分組編制成具有地址頭部的重疊編碼分組的方法300的步驟的流程圖。在無線電通信中，典型地，前向鏈路業(yè)務(wù)信道504(例如，前向鏈路)是從固定站(例如，基站)到移動用戶202的鏈路。如果鏈路504包括通信中繼衛(wèi)星，那么前向鏈路504可以由上行鏈路(基站到衛(wèi)星)和下行鏈路(衛(wèi)星到移動用戶)組成。方法300的前向鏈路信道5(Ma_d可以具有分割成多個時隙的單獨一個數(shù)據(jù)信道。僅為了參考，每個時隙的長度可以是1.67毫秒(ms)。如上所述，典型地，基站1 在單獨一個時隙期間發(fā)送一個數(shù)據(jù)分組。對于具有數(shù)目“ i ”個用戶的前向鏈路信道504，方法300考慮在單獨一個時隙“η”期間傳輸一個或多個數(shù)據(jù)分組。如所示，通過在單獨一個時隙期間發(fā)送多于一個數(shù)據(jù)分組，方法300能夠?qū)⑶跋蜴溌沸诺?04上的數(shù)據(jù)吞吐量速率向著前向鏈路信道504上的理論峰值數(shù)據(jù)吞吐量速率改進。應(yīng)該理解，不同用戶的分組格式可以符合不同的無線通信標準。可以將導(dǎo)頻信號視為在通信系統(tǒng)上發(fā)送的、用于管理、控制、均衡、連續(xù)、同步或者參考的信號。在方法300中，可以使用所發(fā)送的導(dǎo)頻信號支持用于相干檢測的信道估計。在步驟302處，基站130可以連續(xù)發(fā)送具有恒定功率的導(dǎo)頻信號。隨后，每個AT 202可以接收導(dǎo)頻信號。在從基站130到AT 202-240的傳播期間，由于距基站130的距離、來自其它基站126、128、132-142的干擾、陰影遮蔽、短期衰落和多徑，導(dǎo)頻信號的強度或能量可能變化。這樣，每個AT 202-240可以從其所接收的導(dǎo)頻信號中預(yù)測可實現(xiàn)的信號-干擾和噪聲比(SINR)。每個AT 202-240可以從所預(yù)測的SINR中計算DRC。數(shù)據(jù)速率控制(有時被稱為所請求的數(shù)據(jù)速率)可以代表AT 202-240在近期可以支持、并且同時維持諸如1%PER的給定分組錯誤率(PER)的信息傳輸速率。換言之，所請求的DRC可以是最佳速率，在該最佳速率上，AT 202-240預(yù)測基站130可以在給定時隙上對其可靠地服務(wù)。在步驟308處，基站130可以從每個AT 202-240接收所請求的DRC。每個所接收的DRC可以代表AT 202-240對即時服務(wù)的請求。典型無線通信的當前問題是，在同一時間不可以對請求即時服務(wù)的所有AT 202-240進行服務(wù)。因此，基站130可以通過資源分配判決選擇那些可以在給定時隙對其需求進行服務(wù)的AT 202-2400資源分配判決可以涉及對有限資源的分配，以便獲得最佳系統(tǒng)性能。在方法300的步驟301處，基站130可以使用調(diào)度器714進行諸如調(diào)度方法的排序度量，以便基于評價函數(shù)的結(jié)果對每個AT 202-240進行排序，該評價函數(shù)利用每個AT 202-240的所請求的DRC?？梢允褂门判虼_定在單獨一個時隙“η”期間可以發(fā)送哪個(些)數(shù)據(jù)分組，優(yōu)選地最大化單個數(shù)據(jù)吞吐量和系統(tǒng)數(shù)據(jù)吞吐量同時保持某種公平性。調(diào)度算法的例子包括輪詢(RR)、加權(quán)輪詢(WRR)、按需分配帶寬(BOD)、相等服務(wù)級別(E-GoS)、按比例公平(PFair)以及那些利用延遲參數(shù)的算法。優(yōu)選地，方法300采用嘗試對所有競爭AT 202-240提供公平(相等)對待同時高效分配資源的調(diào)度算法。例如，方法300可以在步驟310處采用按比例公平(PFair)的公平度量或者相等服務(wù)級別(E-GoS)的公平度量。在PFair度量下，通過在AT 202-240經(jīng)歷強信號電平期間將傳輸調(diào)度到AT202-Μ0，調(diào)度器714可以利用前向鏈路信道504的短期時間變化。這里，調(diào)度器714可以采用下列方法
… f DRC1 (η))F1(Ti) = Vnax1
I 尺》J(1)其中，F(xiàn)i(Ii)是用戶“i”在時隙“η”的評價函數(shù)，其中，i = 1，-,N；DRCi(H)是用戶“i”在時隙“η”所請求的即時數(shù)據(jù)速率；Ri(Ii)是在合適大小的時間窗上用戶“i”所成功接收的平均數(shù)據(jù)速率；以及maXi( □)返回括號中所確定的用戶“i”的度量值中的最大值。
使用式(1)的PFair度量，可以在每個用戶“i”所請求的速率比它最近的請求更接近峰值的時隙中對每個用戶“i”進行服務(wù)。通過比較的方式，采用E-GoS度量的調(diào)度器714額外考慮了用戶“i”所請求的在合適大小的時間窗上被服務(wù)的平均數(shù)據(jù)速率。這里，不考慮信道狀況，可以為每個用戶“i”提供大致相等的接收數(shù)據(jù)分組的機會，以便不使在系統(tǒng)內(nèi)移動的某個用戶202-240處于不利地位。換言之，對于所有AT 202-M0，可以給每個用戶“i”足夠的時間，以便在合適大小的時間窗上獲得相同的平均數(shù)據(jù)速率。作為E-GoS度量，調(diào)度器714可以采用
權(quán)利要求
1.一種方法，包括編制用于重疊編碼的用戶候選者；基于評價函數(shù)的結(jié)果對所述用戶候選者進行排序；從所述用戶候選者中選擇優(yōu)秀用戶候選者；確定是否基于由所述優(yōu)秀用戶候選者所請求的數(shù)據(jù)速率來生成重疊編碼分組；以及對確定要生成所述重疊編碼幀作出響應(yīng)，將其它用戶數(shù)據(jù)分組添加到所述優(yōu)秀用戶候選者的分組，來生成所述重疊編碼分組，其中所述重疊編碼分組包括符合第一多址技術(shù)格式的第一分組以及符合第二多址技術(shù)格式的至少一個分組。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述評價函數(shù)利用了至少一個數(shù)據(jù)速率請求。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述評價函數(shù)包括
4.如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括確定是否存在任何預(yù)重疊編碼準則與確定是否生成所述重疊編碼分組有關(guān)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括基于使吞吐量傳輸速率最大來選擇所述其它用戶數(shù)據(jù)分組。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一多址技術(shù)基于第一無線標準；并且其中所述第二多址技術(shù)基于第二無線標準。
7.一種裝置，包括用于編制用于重疊編碼的用戶候選者的模塊；用于基于評價函數(shù)的結(jié)果對所述用戶候選者進行排序的模塊；用于從所述用戶候選者中選擇優(yōu)秀用戶候選者的模塊；用于確定是否基于由所述優(yōu)秀用戶候選者所請求的數(shù)據(jù)速率來生成重疊編碼分組的模塊；以及用于對確定要生成所述重疊編碼分組作出響應(yīng)，將其它用戶數(shù)據(jù)分組添加到所述優(yōu)秀用戶候選者的分組，來生成所述重疊編碼分組的模塊，其中所述重疊編碼分組包括符合第一多址技術(shù)格式的第一分組以及符合第二多址技術(shù)格式的至少一個分組。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述評價函數(shù)利用了至少一個數(shù)據(jù)速率請求。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，進一步包括確定是否存在任何預(yù)重疊編碼準則與確定是否生成所述重疊編碼分組有關(guān)。
10.如權(quán)利要求7所述的裝置，進一步包括用于基于使吞吐量傳輸速率最大來選擇所述其它用戶數(shù)據(jù)分組的模塊。
11.如權(quán)利要求7所述的裝置，進一步包括用于在選擇所述優(yōu)秀用戶候選者以后，從所述用戶候選者消除與所述優(yōu)秀用戶候選者所請求的數(shù)據(jù)速率一樣具有相同的所請求數(shù)據(jù)速率的一個或更多個用戶候選者的模塊。
12.—種計算機可讀非瞬時性有形介質(zhì)，存儲可由處理器執(zhí)行的指令，所述指令包括可以由所述處理器執(zhí)行以編制用于重疊編碼的用戶候選者的指令；可以由所述處理器執(zhí)行以基于評價函數(shù)的結(jié)果對所述用戶候選者進行排序的指令；可以由所述處理器執(zhí)行以從所述用戶候選者中選擇優(yōu)秀用戶候選者的指令；可以由所述處理器執(zhí)行以確定是否基于由所述優(yōu)秀用戶候選者所請求的數(shù)據(jù)速率來生成重疊編碼分組的指令；以及可以由所述處理器執(zhí)行以對確定要生成所述重疊編碼分組作出響應(yīng)，將其它用戶數(shù)據(jù)分組添加到所述優(yōu)秀用戶候選者的分組，來生成所述重疊編碼分組的指令，其中所述重疊編碼分組包括符合第一多址技術(shù)格式的第一分組以及符合第二多址技術(shù)格式的至少一個分組。
13.如權(quán)利要求12所述的計算機可讀非瞬時性有形介質(zhì)，其中所述第一多址技術(shù)基于第一無線標準；并且其中所述第二多址技術(shù)基于第二無線標準。
14.如權(quán)利要求12所述的計算機可讀非瞬時性有形介質(zhì)，其中所述重疊編碼分組進一步包括符合第三多址技術(shù)格式的第三分組。
15.如權(quán)利要求12所述的計算機可讀非瞬時性有形介質(zhì)，進一步包括可以由所述處理器執(zhí)行以確定是否存在任何預(yù)重疊編碼準則與確定是否生成所述重疊編碼分組有關(guān)的指令。
16.如權(quán)利要求12所述的計算機可讀非瞬時性有形介質(zhì)，進一步包括可以由所述處理器執(zhí)行以基于使吞吐量傳輸速率最大來選擇所述其它用戶數(shù)據(jù)分組的指令。
17.一種裝置，包括處理器，被配置成編制用于重疊編碼的用戶候選者；基于評價函數(shù)的結(jié)果對所述用戶候選者進行排序；從所述用戶候選者中選擇優(yōu)秀用戶候選者；以及確定是否基于由所述優(yōu)秀用戶候選者所請求的數(shù)據(jù)速率來生成重疊編碼幀；以及加法器，對確定要生成所述重疊編碼幀作出響應(yīng)，將其它用戶數(shù)據(jù)分組添加到所述優(yōu)秀用戶候選者的分組，來生成重疊編碼分組，其中所述重疊編碼分組包括符合第一多址技術(shù)格式的第一分組以及符合第二多址技術(shù)格式的至少一個分組。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述第一多址技術(shù)基于第一無線標準；并且其中所述第二多址技術(shù)基于第二無線標準。
19.如權(quán)利要求17所述的裝置，進一步包括多路復(fù)用器，被配置成將所述重疊編碼分組和前導(dǎo)復(fù)用到第二重疊編碼分組。
20.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述至少一個分組是按照多個頻率調(diào)制的正交頻分多址(OFDMA)分組，所述多個頻率是分配給所述優(yōu)秀用戶候選者之外的多個用戶候選者的。
21.一種方法，包括接收分組；讀取前導(dǎo)；根據(jù)所述前導(dǎo)確定所述分組是否重疊編碼分組；以及對確定所述分組是重疊編碼分組做出響應(yīng)，在處理器處處理所述重疊編碼分組，其中所述重疊編碼分組包括符合第一多址技術(shù)格式的第一分組以及符合第二多址技術(shù)格式的至少一個分組。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述第一多址技術(shù)基于第一無線標準；并且其中所述第二多址技術(shù)基于第二無線標準。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，進一步包括確定用戶是否最優(yōu)秀用戶，其中處理所述重疊編碼分組包括如果所述用戶是最優(yōu)秀用戶，就假設(shè)將總發(fā)射功率的100%分配給了所述用戶。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述重疊編碼分組包括較強用戶的至少一個數(shù)據(jù)分組；以及較弱用戶的至少一個數(shù)據(jù)分組，并且其中處理所述重疊編碼分組包括將所述較強用戶的所述至少一個數(shù)據(jù)分組作為干擾對待，并且將所述較強用戶的所述至少一個數(shù)據(jù)分組消除，以生成剩余分組；以及對所述剩余分組進行解碼，并將較弱用戶的所述至少一個數(shù)據(jù)分組從所述剩余分組減去。
25.如權(quán)利要求M所述的方法，其中將所述較強用戶的所述至少一個數(shù)據(jù)分組作為干擾對待，并且將所述較強用戶的所述至少一個數(shù)據(jù)分組消除包括使用連續(xù)干擾消除。
26.如權(quán)利要求21所述的方法，進一步包括發(fā)送與所述重疊編碼分組有關(guān)的確認。
27.一種裝置，包括用于接收分組的模塊；用于讀取前導(dǎo)的模塊；用于根據(jù)所述前導(dǎo)確定所接收的分組是否重疊編碼分組的模塊，其中所述重疊編碼分組包括符合第一多址技術(shù)格式的第一分組以及符合第二多址技術(shù)格式的至少一個分組；以用于對確定所述分組是重疊編碼分組做出響應(yīng)，處理所述重疊編碼分組的模塊，
28.如權(quán)利要求27所述的裝置，其中所述第一多址技術(shù)基于第一無線標準；并且其中所述第二多址技術(shù)基于第二無線標準。
29.如權(quán)利要求觀所述的裝置，其中所述第一無線標準和所述第二無線標準之一包括正交頻分復(fù)用(OFDM)或正交頻分多址(OFDMA)標準。
30.如權(quán)利要求27所述的裝置，進一步包括用于確定用戶是否最優(yōu)秀用戶的模塊，其中處理所述重疊編碼分組包括如果所述用戶是最優(yōu)秀用戶，就假設(shè)將總發(fā)射功率的100%分配給了所述用戶。
31.如權(quán)利要求27所述的裝置，其中所述重疊編碼分組包括較強用戶的至少一個數(shù)據(jù)分組；以及較弱用戶的至少一個數(shù)據(jù)分組，并且其中處理所述重疊編碼分組包括將較強用戶的所述至少一個數(shù)據(jù)分組作為干擾對待，并且消除這樣的數(shù)據(jù)分組，以生成剩余分組；以及對所述剩余分組進行解碼，并將較弱用戶的所述至少一個數(shù)據(jù)分組從所述剩余分組減去。
32.如權(quán)利要求31所述的裝置，其中將較強用戶的所述至少一個數(shù)據(jù)分組作為干擾對待并且消除這樣的數(shù)據(jù)分組包括使用連續(xù)干擾消除。
33.一種計算機可讀非瞬時性有形介質(zhì)，存儲可由處理器執(zhí)行的指令，所述指令包括可以由所述處理器執(zhí)行以接收分組的指令；可以由所述處理器執(zhí)行以讀取前導(dǎo)的指令；可以由所述處理器執(zhí)行以根據(jù)所述前導(dǎo)確定所接收的分組是否重疊編碼分組的指令；以及可以由所述處理器執(zhí)行以對確定所述分組是重疊編碼分組做出響應(yīng)，在處理器處處理所述重疊編碼分組的指令，其中所述重疊編碼分組包括符合第一多址技術(shù)格式的第一分組以及符合第二多址技術(shù)格式的至少一個分組。
34.如權(quán)利要求33所述的計算機可讀非瞬時性有形介質(zhì)，其中所述第一多址技術(shù)基于第一無線標準；并且其中所述第二多址技術(shù)基于第二無線標準。
35.如權(quán)利要求34所述的計算機可讀非瞬時性有形介質(zhì)，其中所述第一無線標準和所述第二無線標準之一包括正交頻分復(fù)用(OFDM)或正交頻分多址(OFDMA)標準。
36.如權(quán)利要求33所述的計算機可讀非瞬時性有形介質(zhì)，進一步包括可以由所述處理器執(zhí)行以確定用戶是否最優(yōu)秀用戶的指令，其中處理所述重疊編碼分組包括如果所述用戶是最優(yōu)秀用戶，就假設(shè)將總發(fā)射功率的100%分配給了所述用戶。
37.一種移動設(shè)備，包括處理器，被配置成接收分組；讀取前導(dǎo)；根據(jù)所述前導(dǎo)確定所述分組是否重疊編碼分組；以及對確定所述分組是重疊編碼分組做出響應(yīng)，處理所述重疊編碼分組，其中所述重疊編碼分組包括符合第一多址技術(shù)格式的第一分組以及符合第二多址技術(shù)格式的至少一個分組。
38.如權(quán)利要求37所述的移動設(shè)備，其中所述第一多址技術(shù)基于第一無線標準；并且其中所述第二多址技術(shù)基于第二無線標準。
39.如權(quán)利要求38所述的移動設(shè)備，其中所述第一無線標準和所述第二無線標準之一包括正交頻分復(fù)用(OFDM)或正交頻分多址(OFDMA)標準。
40.如權(quán)利要求37所述的移動設(shè)備，其中所述重疊編碼分組包括較強用戶的至少一個數(shù)據(jù)分組；以及較弱用戶的至少一個數(shù)據(jù)分組，并且其中所述處理器被配置成將較強用戶的所述至少一個數(shù)據(jù)分組作為干擾對待，并且將這樣的數(shù)據(jù)分組消除，以生成剩余分組；以及對所述剩余分組進行解碼，并將較弱用戶的所述至少一個數(shù)據(jù)分組從所述剩余分組減去。
41.一種方法，包括至少一個基站編制用于重疊編碼的用戶候選者；基于評價函數(shù)的結(jié)果對所述用戶候選者進行排序；從所述用戶候選者中選擇優(yōu)秀用戶候選者；確定是否基于由所述優(yōu)秀用戶候選者所請求的數(shù)據(jù)速率來生成重疊編碼幀；以及對確定要生成重疊編碼幀作出響應(yīng)，將其它用戶數(shù)據(jù)分組添加到所述優(yōu)秀用戶候選者的分組，來生成所述重疊編碼分組；將所述重疊編碼分組發(fā)射到包括所述優(yōu)秀用戶候選者的多個用戶，其中所述重疊編碼分組包括符合第一多址技術(shù)格式的第一分組以及符合第二多址技術(shù)格式的至少一個分組。
42.如權(quán)利要求41所述的方法，其中所述第一多址技術(shù)基于第一無線標準；并且其中所述第二多址技術(shù)基于第二無線標準。
全文摘要
本發(fā)明申請包括用于通過以下步驟編制重疊編碼分組的方法和裝置編制用于重疊編碼的用戶候選者；基于評價函數(shù)的結(jié)果對用戶候選者進行排序；從用戶候選者中選擇優(yōu)秀用戶候選者；以及通過將其它用戶數(shù)據(jù)分組與優(yōu)秀用戶的數(shù)據(jù)分組相加來編制重疊編碼分組，其中，用戶候選者的數(shù)據(jù)分組可以符合多種不同的格式和無線通信標準。
文檔編號H04L1/00GK102394727SQ20111035692
公開日2012年3月28日 申請日期2007年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月24日
發(fā)明者K·希蘭, N·布尚, R·A·A·阿塔爾 申請人:高通股份有限公司