在移动通信系统中，对高速、高质量数据业务造成的不利影响归因于信 道环境。由于白噪声和衰落造成的信号功率变化、阴影、由终端的移动和时 常的速度变化而造成的多普勒效应以及其它用户和多路信号的干扰等原因， 无线信道环境经常变化。因此，除了在第二代或者第三代移动通信系统中的 传统技术外，需要一种先进的技术来支持无线高速数据分组业务。在这种情 况下，3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作项目)和 3GPP2都提出了AMCS(Adaptive Modulation & Coding Scheme，自适应调制 和编码方案)和HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request，混合自动重复 请求)技术。
AMCS根据下行链路信道状况的变化来调整调制的阶次(modulation order)和编码率(code rate)。通常，通过测量在UE(User Equipment，用 户设备)端所接收信号的SNR(Signal-to-Noise Ratio，信噪比)来获得下 行链路信道的质量。UE向上行链路的BS(Base Station，基站)发送关于信 道质量的信息。然后，根据信道质量的信息，BS估计下行链路信道的状况并 且根据所估计的下行链路信道状况来确定适当的调制方案和编码率。
在当前高速无线数据分组通讯系统中，考虑的是QPSK(Quadrature Phase Shift Keying，四相移相键控)、8PSK(8-ary PSK，八相移相键控)、16QAM (16-ary Quadrature Amplitude Modulation，16相正交调幅)以及1/2和 1/4的编码率。在AMCS中，BS对具有高信道质量的用户，例如，它周围的用 户，使用高阶调制(例如，16QAM和64QAM)和高编码率3/4。对具有低信道 质量的用户，例如，在小区边界的UE，使用低阶调制(例如，8PSK和QPSK) 和低编码率1/2。与依靠高速功率控制的传统方法相比，AMCS大大降低了干 扰信号并提高了系统性能。
HARQ是一种重发控制技术，用来校正在初始发送数据分组中的错误。实 现HARQ的方案包括CC(Chase Combining，跟踪组合)，FIR(Full Incremental Redundancy，全增冗余)和PIR(Partial Incremental Redundancy，部分 增加冗余)。
使用CC，重新发送包含系统位和奇偶位的整个初始发送的分组。接收设 备将重新发送的分组和存储在接收缓冲器中的初始发送分组进行组合。因此， 增加输入到解码器的编码位发送可靠性，带来了整个移动通信系统的性能增 益。由于两个相同分组的组合相当于分组的重复编码，因此，平均性能增益 大约为3dB。
在FIR中，与初始发送的分组不同，只重发具有奇偶位的分组，因此增 加了解码增益。解码器使用新的奇偶位以及初始发送的系统位和奇偶位对数 据进行解码。因此，改善了解码性能。在编码理论中，众所周知，在低编码 率的条件下可以产生比重复编码更高的性能增益。因此，在性能增益方面， FIR优于CC。
与FIR相比，PIR是一种重发具有系统位和奇偶位的分组的方案。接收 设备对重发的系统位和初始发送的系统位进行组合用于解码，因此获得了和 CC相似的效果。在使用新的奇偶位用于解码方面，PIR与FIR也很相似。由 于与FIR相比，PIR是在更高的编码率的条件下实现的，因此，它在性能方 面介于FIR和CC之间。
通过组合使用对变化信道状况增加适用性的单个技术，AMCS和HARQ可 以大大提高系统的性能。
图1是典型的高速无线数据分组通讯系统中发送设备的框图。参照图1， 发送设备包含信道编码器110、速率匹配控制器120、交织器130、调制器140 以及控制器150。
当在大小为N的传输块中输入信息位时，通过信道编码器110对信息位 按照编码率R(＝n/k，n和k互质)，例如1/2或者3/4，进行编码。按照编 码率R，信道编码器110输出n位编码用于k位信息的输入。通过码元穿孔 (symbol puncturing)或者码元重复(symbol repetition)，使用1/6或者 1/5的母编码率，信道编码器可以支持多种编码率。控制器150控制编码率。
未来的移动通信系统采用turbo编码技术，它被认为是用于多媒体数据 的高速可靠发送的、更加可靠的信道编码技术。众所周知，在低SNR时，turbo 编码在误码率方面具有与香农极限性能(Shannon Limit Performance)最接 近的性能。turbo编码也采用在3GPP和3GPP2中正在讨论的1x EV-DV (Evolution in Data and Voice，数据和语音的进化)标准。
采用turbo编码器的信道编码器110的输出包括系统位和奇偶位。系统 位是所要发送的信息位，奇偶位是添加到信息位中的错误校正位，用于接收 设备在解码时校正信息位发送期间产生的错误。
如果编码位的数目与空中传输的位数不同，速率匹配控制器120通常通 过传输信道的多路复用或者重复及穿孔来对编码位进行数据速率的匹配。为 了将突发错误产生的数据损失减小到最小，交织器对速率匹配后的位进行交 织。交织对在衰落环境中被损坏的位进行分配。因此，交织允许附近的位遭 受衰落的影响，这样，便阻止了突发错误，进而增加了信道的编码性能。调 制器140将所交织的位映射成控制器150所确定的调制方案中的码元。
控制器150根据无线下行链路的信道状况来选择编码率和调制方案。控 制器支持AMCS，以根据无线环境，选择性地使用QPSK、8PSK、16QAM和64QAM。 尽管在此没有描述，UE可以将带有多个沃尔什码的已调制的数据进行扩展来 确定传输信道，以及使用带有PN(Pesudorandom Noise，随机噪声)码的已 调制数据来确定BS。
如上所述，调制器140对交织后的位，采用包含QPSK、8PSK、16QAM和 64QAM的各种调制方案。随着调制阶次的增加，在一个调制码元中的位数也 增加了。特别是，在比8PSK阶次更高的调制方案中，调制码元包括三个或者 三个以上的位。在这种情况下，映射成一个调制码元的位随着各自位置的不 同而具有不同的传输可靠性。
关于传输可靠性，在I-Q(In Phase，同相，Quadrature Phase，正交 相位)信号星图(signal constellation)中，由上/下、左/右定义的、表 示宏观区域的调制码元的两个位具有相对较高的可靠性，表示宏观区域中微 观区域的其它位具有较低的可靠性。
图2表示16QAM信号星图的示意图。参照图2，在可靠性模式(reliability pattern)[H，H，L，L](H表示高可靠性，L表示低可靠性)中，一个16QAM调 制码元包含4位[i1，q1，i2，q2]。也就是说，两个高位[i1，q1]具有相对较高 的可靠性，两个低位[i2，q2]具有相对较低的可靠性。在可靠性模式 [H，H，M，M，L，L](M表示中可靠性)中，一个64QAM调制码元包含6位 [il，q1，i2，q2，i3，q3]。同样，8PSK调制码元包含3位。其中一个比其它两 个具有更低的可靠性，这样，可靠性模式为[H，H，L]。
考虑上面的可靠性模式，最好将信道编码器110的输出编码位根据各自 的重要程度映射到具有不同可靠性的区域。如上所述，编码位分为具有不同 优先级的系统位和奇偶位。换句话说，如果根据可靠性在传输信道中在不同 速率产生错误时，与系统位出错相比而言，奇偶位出现错误时，接收设备通 过解码可以更准确地恢复原始位，因为系统位是实际的信息而奇偶位是差错 校正位。
在这种情况下，提出了SMP(Symbol Mapping method based on Priority， 根据优先权的码元映射法)，其中，系统位映射到高可靠性区域而奇偶位映射 到低可靠性区域，以便减少相对重要的系统位的出错率。
在与16QAM同阶或更高阶的调制方案中，在无线信道中发送具有不同误码 率以及编码位可靠性的调制码元。例如，在16QAM的信号星图中，4个编码 位形成了一个调制码元并且被映射成16个信号点中的一个。这16个信号点 根据其误码率被分成三个区域。当调制码元离实数轴或者虚数轴越远，误码 率越低，这就意味着接收设备可以更容易识别调制码元。
图3是用来说明在AWGN(Additive White Gaussian Noise，自适应白 高斯噪音)环境下模拟的各个区域出错概率的曲线图。如图2所示，16个调 制码元被分成具有高出出错概率的区域1，具有中等出错概率的区域2和具 有低出错概率的区域3。例如，区域1中的调制信号6，7，10和11具有相 对较高的出错率。
在使用HARQ重发分组数据的过程中，以与初始发送数据具有相同可靠性 和/或出错概率的重发并不会增加重发效率。由于当输入位的LLR(Log Likelihood Ratios，对数似然率)相同时，由turbo解码器构成的信道解码 器具有很好的解码性能，因此，持续以低可靠性和/或高出错概率重发特定比 特位恶化了解码性能。因此，需要采用能够改善重发时发送性能的新型重发 技术。
在重发时，用来改善发送性能的技术包括SRRC(Shifted Retransmission for Reliability Compensation，可靠性补偿移位重发)以及BIR(Bit Inverted Retransmission，位取反重发)。在SRRC中，调制码元中的编码位 按照预定的位数，例如2位，来移位，这样在重发时被映射到与初始发送时 不同的可靠性部分。在BIR中，编码位被取反，并在重发时被映射到与初始 发送时不同的出错概率部分。这些技术通常包含turbo解码器输入位的LLR， 因此改善了解码性能。
为了更详细地描述SRRC，M阶调制码元包括log2M个具有不同可靠性的 位。例如，在16QAM中，四个编码位构成了一个调制码元，它具有被映射到 高可靠性的两个高位，以及被映射到低可靠性的两个低位，如图2所示。在 重发中，每个调制码元编码位的两位循环移位会影响编码位的发送可靠性的 平均化，从而提高了解码性能。
关于BIR，如图2所示，分别包含4个编码位的16个调制码元分成16QAM 中具有相对较高出错概率的区域1，具有相对较低出错概率的区域3，具有中 等出错概率的区域2。在重发过程中，码元映射之前，将每个调制码元的编 码位取反，也影响到编码位出错概率的平均化，这样提高了系统解码性能。
尽管具有改善系统性能的优点，但是，仅仅将上述技术简单地进行组合 用于各种系统中并不能起有效作用。因此，需要将这些技术有效地进行组合， 以便在CDMA移动通信系统中获得最佳的传输效率。

因此，本发明的一个目的是提供一种在无线通信系统中，以提高的系统 性能，执行分组重发的发送/接收设备和方法。
本发明的另一个目的是提供一种在无线通信系统中，在分组重发时，提 高位的可靠性的发送/接收设备和方法。
本发明的另一个目的是提供一种在无线通信系统中，使接收设备以较高 的接收可靠性来接收位的发送/接收设备和方法。
本发明的另一个目的是提供一种在支持HARQ的无线通信系统中，用于更 高效率重发的发送/接收设备和方法。
本发明的另一个目的是提供一种将初始发送技术和重发技术有效结合的 设备和方法。
本发明另一个目的是提供一种同时支持BIR和SRRC的设备和方法。
为了达到上述目的及其它目的，根据本发明的一个方面，当从接收设备 接收到重发请求时，发送设备通过将初始发送的位取反产生第一级编码位， 通过将初始发送的编码位分成优先级较高的第一个位组和优先权较低的第二 个位组，并将第一个位组和第二个位组进行交换来产生第二级编码位，将交 换后的编码位取反产生第三级编码位。发送设备选择第一级编码位、第二级 编码位(根据从接收设备中获得的重发请求的序列号)和第三种编码位中的 一个，并将所选择的编码位映射成调制码元。然后发送设备向接收设备发送 调制码元。
根据本发明的另一个方案，当从接收设备接收到重发请求时，发送设备 通过将初始发送的编码位取反产生第一级编码位，将初始发送的编码位按照 预定的数目进行循环移位产生第二级编码位，通过将移位后的编码位取反来 产生第三级编码位。发送设备选择第一级编码位，第二级编码位(根据从接 收设备中获得的重发请求的序号)和第三种编码位中的一个，并将所选择的 编码位映射成调制码元。然后发送设备向接收设备发送调制码元。
附图说明
结合下列附图，通过下面详细的描述，本发明的上述目的和其它目的、 特征和优点将变得更加清楚，其中：
图1是典型CDMA移动通信系统中发送设备的框图；
图2说明了在CDMA移动通信系统中16QAM信号星图的一个实例；
图3说明了在16QAM信号星图中，各区域的出错概率；
图4是根据本发明的一个实施例，在CDMA移动通信系统中发送设备的框 图；
图5是图4所示的信道编码器的详细框图；
图6是根据本发明的实施例，说明在CDMA移动通信系统中发送设备的操 作的流程图；
图7是根据本发明的实施例，在CDMA移动通信系统中，用于从图4所示 的发送设备中接收信号的接收设备的框图；
图8是根据本发明的实施例，说明在CDMA移动通信系统中接收设备的操 作的流程图；
图9根据本发明的实施例，说明了在发送设备中的位取反；
图10是根据本发明的第二个实施例，在CDMA移动通信系统中发送设备 的框图；
图11是根据本发明的第二个实施例，描述了在CDMA移动通信系统中发 送设备的操作的流程图；
图12是根据本发明的第二个实施例，在CDMA通讯系统中从图10所示的 发送设备中接收信号的接收设备的框图；
图13是根据本发明的第二个实施例，描述了在CDMA移动通信系统中接 收设备的操作的流程图；
图14表示在AWGN环境下，根据本发明的实施例，在重发时帧误码率和 根据传统方法，在重发时帧误码率之间的比较。

参照附图对本发明的优选实施例描述如下。在下面的描述中，众所周知 的功能或者结构将不作详细的描述，因为对它们过于详细的描述将会模糊本 发明的特征。
本发明应用于其中的HARQ是一种通过重发来校正分组错误的链路控制 技术。从名字中可以知道，重发是初始发送但未成功的分组数据的多于一次 的发送。因此，在重发时，并没有发送新的数据。
如上所述，根据是否重发系统位，HARQ技术分为HARQ II型和HARQ III 型。主要的HARQ II型是FIR，HARQ III型包括CC和PIR，它们根据是否重发 相同的奇偶位来区分。
下述的本发明将应用到所有上述HARQ技术中。在CC中，重发分组和初 始发送分组具有相同的位，在FIR和PIR中重发分组和初始发送分组具有不 同的位。由于本发明属于增加重发分组发送效率的方法，因此，显然本发明 用于初始发送分组和重发分组不同的情况。然而，下面将在CC的情况下作为 示例来进行描述。
本发明可以用两种实施例来实现。在第一种实施例中将SMP(Symbol Mapping method based on Priority，根据优先权的码元映射方法)和BIR 进行组合，在第二个实施例中将SRRC和BIR进行组合。
第一实施例：SMP+BIR
图4为根据本发明的一个实施例在CDMA移动通信系统中发送设备的框 图。参照图4，发送设备包含CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余检 验)加法器210、信道编码器220、速率匹配控制器230、分配器240、交织 单元250、交换器260、并串转换器(PSC)270、位取反器280、调制器290 以及发送控制器200。
如果需要的话，发送设备在重发时将系统位和奇偶位进行交换。因此， 交换器260是可选的。
参照图4，CRC加法器210将CRC位加入到输入位中，用来根据分组数据 进行差错检验。信道编码器220根据预定的编码方式所确定的编码率，对带 有CRC位的编码位进行编码。
分组数据被编码成系统位和用于对系统位进行差错控制的奇偶位。可以 使用传统编码中的turbo编码。
编码率确定奇偶位和系统位的比例。例如当编码率为1/2时，信道编码 器220输出一个系统位和一个奇偶位作为一个信息位的输入。当编码率为3/4 时，信道编码器220输出三个系统位和一个奇偶位作为三个信息位的输入。 在本发明中，除了1/2和3/4还可以使用其它的编码率。
速率匹配控制器230用于通过重复和/或穿孔来匹配编码位的数据速率。 分配器240将速率匹配后的位分成系统位和奇偶位，并将系统位传送给第一 交织器252，将奇偶位传送给第二交织器254。当使用对称编码率，例如1/2 时，第一交织器252和第二交织器251接收相同数目的位。相反，当使用的 非对称编码率，例如3/4时，系统位首先分配给第一交织器252，然后剩下 的系统位和奇偶位分配给第二交织器254。
第一交织器252对系统位进行交织，第二交织器254按照预定的交织方 法对奇偶位进行交织。虽然第一交织器252和第二交织器254在图4中是按 照硬件来区分的，但也可以按照逻辑来区分。这就意味着交织器250要使用 一个存储器，它具有用于存储系统位的存储区域和用于存储奇偶位的存储区 域。这样形成的交织单元250将系统位和奇偶位映射到不同可靠性的部分。 换句话说，使用分配器240和交织单元250实现了SMP。
交织器的输出存储到在重发时使用的缓冲器(未画出)中。当从接收设 备中接收到重发请求时，缓冲位的全部或者一部分在发送控制器200的控制 下输出。
顺序被第一交织器252和第二交织器254改变了的编码位，在交换器260 中，通过发送控制器200的控制进行交换。在初始发送时，发送控制器200 禁用交换器260，以便第一交织器和第二交织器的输出可以绕过交换器260。 在重发时，发送控制器根据重发出现的次数来确定是否启动交换器260。例 如，在第三次或者第四次重发时，出现位交换，在第一或者第二次重发时， 不出现位交换。
通过交换器260的编码位在PSC270中转换成串行的位流。位取反器280 在发送控制器200的控制下，对串行的位流中的位进行取反。发送控制器200 根据重发的序号，来启动/禁用位取反器280。例如仅在奇数次重发时位取反 器280将编码位进行取反。位取反器280是将输入位0或者1取反的单元。
当不需要位取反时，输入的编码位绕过位取反器280。位取反器280的 功能是在重发时，将编码位映射成与初始发送时具有不同出错概率的调制码 元，这样实现了BIR。
调制器290对输入的编码位按照预定的调制方案进行调制。在16QAM中， 调制器290将每四个输入的编码位映射成一个具有可靠性模式[H，H，L，L]的 调制码元，其中H表示高可靠性部分，L表示低可靠性部分。
发送控制器200根据上层信令对发送设备的部件实行整体的控制。发送 控制器200根据当前无线信道状况确定信道编码器200的编码率以及调制器 290的调制方案。
发送控制器200也通过上层的重发请求来控制交换器260和位取反器 280，用以响应来自接收设备的重发请求。来自上层的重发请求信息表明接收 设备是否提出分组重发请求以及，到目前为止，进行了多少次重发。
除了重发的序号之外，根据SFN(System Frame Number，系统帧数)来 确定启动还是禁用位取反器280。在这种情况下，发送设备可以仅仅使用SFN 来确定是否执行位取反，而不需要其它，例如，重发序号，等的信息。这是 因为，在初始发送时，调制而不取反和在重发时，在调制前取反，等价于在 初始发送时，在调制前取反和在重发时，调制而不取反。也就是说，在本发 明的初始发送阶段，还是在重发阶段执行位取反都没有关系。
图5为图4中所描述的信道编码器220的详细框图。假定信道编码器220 使用3GPP(第三代合作工程)标准中采用的1/6母编码率。
参照图5，信道编码器220仅仅输出一个长度为N的数据帧作为系统位 帧X＝(x1，x2，…，xN)。其中，根据编码率来确定N。第一分量编码器224输出 两个不同的奇偶位帧Y1(＝y11，y21，…，y1N)和Y2(＝y21，y21，…，y2N)作为数据 帧的输入。
内部的交织器222对数据帧进行交织并输出交织后的系统位帧X’ (＝x’1，x’2，…，x’N)。第二分量编码器226将交织后的系统位帧X’编码成两 个不同的奇偶位帧Z1(＝z11，z12，…z1N)和Z2(＝z21，z22，…z2N)。
通过将系统位帧X、交织后的系统位帧X’、奇偶位帧Y1、Y2和Z1、Z2 按照从控制器270接收的穿孔模式(puncturing pattern)进行穿孔，穿孔 器228产生所需要的系统位S和奇偶位P。
根据信道编码器220的编码率和使用的HARQ方法确定穿孔模式。例如， 当编码率为1/2时，在HARQ类型III(CC以及PIR)中可用的穿孔模式如下。 $P_1=\left[\begin{array}{cc}1& 1\\ 1& 0\\ 0& 0\\ 0& 0\\ 0& 0\\ 0& 1\end{array}\right]---\left(1\right)$ $P_2=\left[\begin{array}{cc}1& 1\\ 1& 0\\ 0& 0\\ 0& 0\\ 0& 1\\ 0& 0\end{array}\right]---\left(2\right)$
其中，1表示是发送位，0表示是穿孔位。将输入的位从左到右进行穿孔。
在CC的初始发送和重发阶段使用上述穿孔模式之一，而在PIR的每次发 送中交替地使用。
在HARQ类型II(FIR)中，在重发时，对系统位进行穿孔。在这种情况 下，穿孔模式为“010010”。
在CC中，如果使用穿孔模式P1(例如，“110000和100001”)，穿孔器 228在每次发送时输出X、Y1、X和Z1，将其它的位穿孔。
在PIR中，穿孔器228在初始发送时输出X、Y1、X、Z2，在重发时输出 X、Y1、X和Z1。
虽然没有表示出来，但是使用一个分量解码器和穿孔器可以实现在3GPP2 中所采用的母编码率为1/3的信道编码器。
图6是根据本发明的实施例，说明发送设备的操作的流程图。参照图6， 在步骤300中，在分组的基础上，CRC加法器210将CRC位加入到输入数据 中。在步骤305中，信道编码器220按照发送设备和接收设备之间预定的编 码率对带有CRC位的分组数据进行编码。
具体地说，在信道编码器220中，输入的分组数据仅仅作为系统位帧X输 出。第一分量信道编码器224按照预定的编码率对系统位帧X进行编码，并 输出不同的奇偶位帧Y1和Y2。
内部的交织器222对分组数据进行交织，并且输出另一个系统位帧X’。 第二分量信道编码器226对系统位帧X’进行编码并且输出两个不同的奇偶 位帧Z1和Z2。
穿孔器228根据预定的穿孔模式中所需的编码率，对系统位帧X和X’ 以及奇偶位Y1、Y2、Z1、Z2进行穿孔。
如上所述，在CC中的发送和重发阶段使用相同的穿孔模式。穿孔模式存 储在穿孔器228中，或者从发送控制器200中获得。在图5中，描述的穿孔 模式是从外部获得的。
在步骤310中，速率匹配控制器230通过重复和穿孔，对编码位的速率 进行匹配。当出现传输信道的多路复用，或者是当编码器输出位的数目不同 于在发送帧中位的数目时，速率匹配控制器230工作。
在步骤315中，分配器240将速率匹配后的位分成系统位和奇偶位。如 果系统位的数目等于奇偶位的数目，系统位和奇偶位分别传送到第一交织器 252和第二交织器254中。相反，如果两者不相同，第一交织器252首先接 收系统位，在步骤320中，第一交织器252和第二交织器254对输入的编码 位进行交织。
在步骤325中，发送控制器200确定从上层接收的重发请求命令是表明 要对新分组进行初始发送还是要重新发送以前的分组。如果要对新的分组进 行初始发送的话，程序转入步骤340。
当要进行同一个分组的重发时，在步骤330中，发送控制器200计算MOD (重发序号，log2M)。MOD表示取模操作，M是在调制器290中使用的调制阶 次。如果答案时小于2，程序转至步骤340。相反，如果答案大于或等于2， 发送控制器200启动交换器260。然后交换器260在步骤335中交换第一和 第二交织器252和254的输出。因此，系统位传送给第二交织器，奇偶位传 送给第一交织器252。
在步骤340中，PSC270将沿着两条路径获得的编码位转换成串行位流。 在步骤345中，发送控制器200计算MOD(重发序号，2)用来确定是否对串 行位流进行位取反。如果答案是0，这就表明是偶数次重新发送，如果答案 不等于0，这就表明是奇数次重发。对于前者而言，发送控制器200禁用位 取反器280，对于后者而言，启动位取反器280。当启动位取反器时，在步骤 350中，位取反器对串行位流中的位进行取反。相反，如果禁用时，串行位 流不经过位取反器直接传送给调制器290。
在步骤355中，调制器290将输入位转换成码元。在16QAM中，每四个 编码位映射成具有可靠性模式[H，H，L，L]的调制码元。在步骤360中，调制码 元使用预定的扩展码进行扩展并发送给接收设备。
图7是根据本发明的实施例，与图4所描述的发送设备相应的接收设备 的框图。参照图7，接收设备包括解调器410、位取反器420、串并转换器(SPC) 430、交换器440、去交织器450、组合器460、缓冲器470、信道解码器480、 CRC检测器490和接收控制器400。
在操作中，解调器410按照与调制器290中使用的调制方案相应的解调 方法对从发送设备中接收的数据进行解调。位取反器420在接收控制器400 的控制下，对所解调的码元位取反。仅仅在奇数次重发时，接收控制器400 才启动位取反器420。
位取反器420是一个将输入位选择性地乘以(-1)的乘法器，因为从解 调器410输出的解调后的位取反具有软值(soft value)-1和1。也就是说， 乘法器通过码元取反，将1转换为-1和将-1转换为1。特别地，在接收控制 器400的控制下，在相同分组的奇数次重发时，乘法器将输入位乘以(-1)。 这样，乘法器和图4所描述的取反设备起相同的作用。如果解调器410输出 的编码位以硬值(hard value)0和1的形式来表示，乘法器必须换成取反 设备。
在接收控制器400的控制下，SPC430将从位取反器420中接收的编码 位转换为两个并行的位流。如果MOD(重发序号，log2M)的答案小于2，接 收控制器400禁用交换器440。然后，两个并行的编码位流直接传送到去交 织器中。如果MOD(重发序号，log2 M)的答案大于或等于2，接收控制器400 启动交换器440，交换器440将两个并行的编码位流彼此进行交换。
两个并行的编码位流之一传送给第一去交织器452，另一个传送给第二 去交织器454。第一去交织器452和第二去交织器454按照与发送设备中第 一交织器252和第二交织器254的交织规则相应的去交织规则对输入的编码 位进行去交织。
组合器460将当前所接收分组中的编码位和在缓冲器470中存储的相同 分组的编码位进行组合。如果在缓冲器470中没有相同分组的编码位，即在 初始发送的情况下，组合器460仅仅输出当前接收的编码位，同时将它们存 储在缓冲器470中。
信道解码器480按照预定的解码方式(即在此为与发送设备信道编码器 220中的编码方法相应的turbo解码方式)对从组合器460中接收的编码位 进行恢复。
CRC检测器490在分组的基础上，从解码后的位中提取CRC位，并且使 用所提取的CRC位来确定分组是否具有错误。如果分组没有错误，由上层处 理该分组，并且将分组的ACK(Acknowledgement，确认)信号发送给发送设 备。相反，如果分组出现错误，该分组的NACK(Non-Acknowledgement，非 确认)信号发送给发送设备，要求重发该分组。
如果ACK信号发送给发送设备，缓冲器470被初始化，相应分组的编码 位被删除。如果NACK发送给发送设备，该分组的编码位，仍保留在缓冲器 470中。接收控制器400记录NACK信号的发送次数，来确定下一次重发的序 号并且对位取反器420和交换器440进行相应地控制。
图8是根据本发明的一个实施例，描述接收设备的操作的流程图。参照图 8，在步骤500中，当接收到无线传输信道中的数据时，在步骤505中，解调 器410在调制信号的基础上，根据接收设备和发送设备之间预定的调制方案， 通过调制所接收的数据来恢复编码位。在步骤510中，接收控制器400确定 编码位是初始发送的分组还是重发的分组。
对于重发的情况，在步骤515中，接收控制器400计算MOD(重发的序 号，2)。如果答案不等于0，也就是说如果重发的次数为奇数，接收控制器 400开启位取反器420。然后，在步骤520中，位取反器420对编码位进行取 反。相反，对于初始发送的情况，接收控制器400禁用位取反器420，编码 位绕过位取反器420。
参照图9将详细地描述位取反。图9描述了调制阶次为16的带有12个 位的帧。在此，一个调制码元有4个位。参照图9，第一、第二和第三调制 码元分别是[0000]、[1100]和[0111]。当接收到NACK信号因而请求重发时， 将原始位进行取反。这样[0000]、[1100]和[0111]分别转换成[1111]，[0011] 和[1000]。
与图2的信号星图相结合，在区域1中的初始发送调制码元[0000]作为 在区域3中的[1111]重新发送。根据图3的曲线，需要注意的是，区域1的 出错概率比区域3的高很多。始终在一个出错概率高的区域发送特定码元会 损害系统的性能。然而，根据本发明，在不同的发送区域中重新发送码元可 以对位的出错概率平均化，这样增加了解码性能。
返回到图8中，在步骤525中，经过或绕过位取反器420的编码位扩展 成SPC430中的两个并行位流。在步骤530中，接收控制器400计算MOD(重 发的序号，log2M)。如果答案小于2，接收控制器400禁用交换器440，并行 编码位流直接传送给去交织器450。相反，如果答案大于或等于2，接收控制 器400启动交换器440，在步骤535中，交换器400将两个并行编码位流彼 此进行交换。在步骤540中，第一去交织器452和第二去交织器454对两路 编码位流进行去交织操作。
在步骤545中，组合器460将去交织后的编码位和在缓冲器470中存储 的同一分组的编码位进行组合。在步骤550中，信道解码器480按照发送设 备和接收设备之间预定的解码方法对组合后的位进行解码并且输出原始位。
在步骤555中，CRC检测器490在分组的基础上，根据对解码后的位的 CRC检测来确定分组是否出现了错误。如果分组没有错误，在步骤560中， 缓冲器470被初始化，并将ACK信号发送给发送设备。然后将分组提供给上 层。
相反，如果分组出现了错误，在步骤565中，保存在缓冲器470中所存 储的编码位，并将请求重发分组的NACK信号发送给发送设备。
根据本发明的实施例，使用16QAM作为调制方案的分组重发可以概括如 下：
(1)初始发送编码位；
(2)在第一次重发时，编码位被取反，用于调制；
(3)在第二次重发时，在调制前，将系统位和奇偶位进行交换；
(4)在第三次重发时，在调制前，将系统位和奇偶位进行交换然后对编 码位进行取反；
(5)在第四次重发时，按照与首次发送相同的方式调制编码位而没有作 任何改动；
(6)对于下一次重发，重复步骤(1)到步骤(5)。
第二实施例：SRRC+BIR
图10是根据本发明的另一实施例，在CDMA移动通信系统中发送设备的 框图。参照图10，发送设备包括CRC加法器610、信道编码器620、速率匹 配控制器630、交织器640、位重排器650、位取反器660、调制器670、和 发送控制器600。发送设备将重发后的位按照预定的位数来移位，并且根据 重发的序号，对移位后的位进行取反。
参照图10，CRC加法器610在分组数据的基础上，将CRC位加入到输入 位中用于差错检验。信道编码器620按照预定的编码方式以预定的编码率对 带有CRC的分组数据进行编码。
分组数据编码成系统位和用于系统位差错控制的奇偶位。可以使用turbo 编码或卷积编码。信道编码器620的详细结构在图5中进行描述。
编码率确定奇偶位和系统位的比率。例如当编码率为1/2时，信道编码 器620输出一个系统位和一个奇偶位作为一个信息位的输入。当编码率为3/4 时，信道编码器输出三个系统位和一个奇偶位作为三个信息位的输入。在本 发明的实施例中，可以使用除1/2和3/4之外其它的编码率。
速率匹配控制器630通过重复或者穿孔来对编码位的数据速率进行匹 配。交织器640对速率匹配后的信息位进行交织，并且将交织器的输出存储 在缓冲器(未画出)中，用于重发。当接收到接收设备的重发请求时，缓冲 的部分或者全部信息位在发送控制器600的控制下输出。
在发送控制器的控制下，被交织器640改变顺序的编码位在位重排器650 中移位。位重排器650包括用来按照预定的位数对所输入的编码位进行循环 移位的移位器。发送控制器600根据重发的序号来确定是否在位重排器650 中重新排列编码位，当发送控制器600命令位重新排列时，位重排器650对 编码位进行重新排列。
例如，在第一次或者第二次重发时，发送控制器600禁用位重排器650， 在第三次或第四次重发时，开启位重排器650。对于前者的情况，编码位绕 过位重排器650，对于后者的情况，编码位按照预定的移位数，例如，2位， 对编码位进行循环移位。
如上所述，编码位对(pairs of coded bits)映射到16QAM或者64QAM 中不同可靠性的部分。因此，位重排器650将每个调制码元中的编码位循环 移动两位，以便在重发时，编码位能够映射到与初始发送时不同的可靠性部 分。
如果在16QAM中初始发送的编码位是[a，b，c，d]，两个高位[a，b]映射成 高可靠性部分，两个低位[c，d]映射成低可靠性部分。在重发时，通过两位循 环移位将编码位[a，b，c，d]转换为[c，d，a，b]。两个高位[c，d]映射成具有高可 靠性，两个低位[a，b]映射成具有低可靠性。
位取反器660在发送控制器600的控制下，对经过或绕过位重排器650 的编码位进行取反。发送控制器根据重发的序号，来启动或禁用位取反器660。 例如，位取反器660仅仅在奇数次重发时对编码位进行取反。位取反器660 是对输入位0或者1进行取反的取反单元。
当不需要位取反时，输入的编码位绕过位取反器660。位取反器660的 功能是在重发时，将编码位映射成与初始发送时具有不同出错概率的调制码 元。
调制器670对输入的编码位按照预定的调制方案进行调制。在16QAM中， 调制器670将每四个输入的编码位映射成一个具有可靠性模式[H，H，L，L]的 调制码元。
根据本发明的第二实施例，发送控制器600对发送设备的部件实行整体 的控制。发送控制器600根据当前无线信道状况，确定信道编码器620的编 码率以及调制器670的调制方案。发送控制器600也可以处理上层的重发请 求，该上层从接收设备中接收重发请求，并且发送控制器可以相应地对位重 排器650和位取反器660进行控制。
来自上层的重发信息请求表明接收设备是否已经提出重发分组的请求， 以及，到目前为止，进行了多少次重发。在同一分组的重发中，只有当MOD (重发的序号，log2M)大于或等于2时，启动位重排器650，只有当MOD(重 发的序号，2)等于1时，启动位取反器660。
图11是根据本发明的第二实施例，说明发送设备的操作的流程图。参照 图11，在步骤700中CRC加法器610在分组的基础上，将CRC位加入到输入 数据中。在步骤705中，信道编码器620将带有CRC位的分组数据进行编码。 在步骤710中，速率匹配控制器630通过重复或者穿孔对编码位的速率进行 匹配。在步骤715中，交织器640对速率匹配后的信息位进行交织。
在步骤720中，发送控制器600确定从上层接收的重发请求命令表示的 是新分组的初始发送还是以前分组的重新发送。对于新分组的初始发送情况， 程序转至步骤745。
当要进行同一个分组的重发时，在步骤725中，发送控制器200计算MOD (重发的序号，log2M)。如果答案大于或等于2，程序进入步骤735。相反， 如果答案小于2，发送控制器600启动位重排器650。然后在步骤730中，位 重排器650将交织器的输出按照两位循环移位的方法进行重新排列。
在步骤735中，发送控制器600计算MOD(重发的序号，2)，以确定是 否启动位取反器660。如果答案是0，这表明是偶数次重新发送，如果答案不 等于0，这表明是奇数次重发。对于前者而言，发送控制器600不启动位取 反器660，对于后者而言，启动位取反器660。当启动位取反器时，在步骤 740中，位取反器对编码位进行取反。相反，如果不启动时，编码位不经过 位取反器直接传送给调制器670。
在步骤745中，调制器670将输入位转换成码元。在16QAM中，将每四 个编码位映射成具有可靠性模式[H，H，L，L]的调制码元。在步骤750中，调制 码元使用预定的扩展码进行扩展并发送给接收设备。
图12为根据本发明的第二实施例，与图10所描述的发送设备相应的接 收设备的框图。参照图12，接收设备包括解调器810、位取反器820、位重 排器830、去交织器840、组合器850、缓冲器860、信道解码器870、CRC检 测器880和接收控制器800。
在操作中，解调器810按照与在调制器670中使用的调制方案相应的解 调方法对从发送设备中接收的数据进行解调。位取反器820在接收控制器的 控制下，对信号解调后的位进行取反。仅仅在奇数次重发时，接收控制器800 才启动位取反器820。
位取反器820是将输入位选择性地乘以(-1)的乘法器。特别是，在接 收控制器800的控制下，在相同分组的奇数次重发时，乘法器将输入位乘以 (-1)。这样，乘法器和图10所描述的取反器起相同的作用。如果解调器410 输出的编码位以硬值(hard value)0和1的形式来表示，乘法器必须换成 取反器。
在接收控制器800的控制下，位重排器830将从位取反器820所接收的 编码位进行重新排列。如果MOD(重发的序号，log2M)的答案小于2，接收 控制器800不启动位重排器830。然后编码位流直接传送到去交织器840中。 如果MOD(重发的序号，log2M)的答案大于或等于2，接收控制器400启动 位重排器830，位重排器830按照与发送设备中位重新排列相反的循环移位 方式重新排列编码位。
去交织器840按照与发送设备中交织器所使用的交织规则相应的去交织 规则对输入的编码位进行去交织。组合器850将当前所接收的分组中的编码 位和在缓冲器860中存储的相同分组的编码位进行组合。如果在缓冲器860 中没有相同分组的编码位，即在初始发送的情况下，组合器850仅仅输出当 前接收的编码位，同时将它们存储在缓冲器860中。
信道解码器870通过按照预定的解码方式，即与发送设备信道编码器620 中的编码方法相应的解码方式，对从组合器850中接收的编码位进行恢复。 通过解码，系统位被解码，用于系统位和奇偶位的输入。
CRC检测器880在分组的基础上，从解码后的信息位中提取CRC位，并 使用提取的CRC位来确定分组是否具有错误。如果分组没有错误，将分组的 ACK(确认)信号发送给发送设备。相反，如果分组出现错误，该分组的NACK (非确认)信号发送给发送设备，要求重发该分组。
如果ACK信号发送给发送设备，缓冲器860被初始化，相应分组的编码 位被删除。如果NACK发送给发送设备，该分组的编码位仍然保留在缓冲器 870中。接收控制器800记录NACK信号的发送次数，以确定下一次重发的序 号，并且相应地控制位取反器820和位重排器830。
图13是根据本发明的第二实施例，说明接收设备的操作的流程图。参照 图13，在步骤900中，当接收到无线传输信道中的数据时，在步骤905中， 解调器810在调制信号的基础上，根据接收设备与发送设备之间预定的调制 方案，通过调制所接收的数据来恢复编码位。在步骤910中，接收控制器800 确定编码位是初始发送的分组还是重发的分组。对于初始发送的情况，接收 控制器不启动位取反器820，并且编码位绕过位取反器820。
对于重发的情况，在步骤915中，接收控制器800计算MOD(重发的序 号，2)。如果答案不等于0，也就是说如果重发的次数为奇数，接收控制器 800启动位取反器820。然后在步骤920中，位取反器820对编码位进行取反。
在步骤925中，接收控制器800计算MOD(重发的序号，log2M)。如果答 案小于2，接收控制器不启动位重排器830，编码位直接传送给去交织器840。 相反，如果答案大于或等于2，接收控制器800启动位重排器830。并且在步 骤930中，它按照与发送设备位重排器650中位重排相反的循环移位方式对 编码位进行排列。
在步骤935中，去交织器840按照与交织器640交织规则相应的去交织 方法对输入的编码位进行去交织。在步骤940中，组合器850将去交织后的 编码位和在缓冲器860中存储的相同分组的编码位进行组合。在步骤945中， 信道解码器870按照发送设备和接收设备之间预定的解码方法对组合的信息 位进行解码，并且输出原始的信息位。
在步骤950中，CRC检测器880在分组的基础上，根据对解码后信息位 的CRC检测来确定分组是否出现了错误。如果分组没有错误，在步骤955中， 缓冲器470初始化将ACK信号发送给发送设备，然后将分组提供给上层。相 反，如果分组出现了错误，在步骤960中，保存在缓冲器860中所存储的编 码位，并将请求重发分组的NACK信号发送给发送设备。
根据本发明的实施例，使用16QAM作为调制方案的分组重发可以概括如 下：
(1)初始发送编码位；
(2)在第一次重发时，将编码位取反，用于调制；
(3)在第二次重发时，在调制前，将编码位移动两位；
(4)在第三次重发时，在调制前，将编码位移动两位，然后再取反；
(5)在第四次重发时，按照与首次发送相同的方式调制编码位而不作任 何改动；
(6)对于下一次重发，重复步骤(1)到步骤(5)。
图14是用来比较按照本发明和传统技术，在AWGN环境下以帧出错概率 来表示的重发能力的一组曲线。参照图14，PRIOR ART表示根据传统方法的 重发过程，BIR+SMP表示根据本发明第一实施例的重发过程，BIR+SRRC表示 根据本发明第二实施例的重发过程。正如图14所指出的，与传统方法相比， BIR+SRRC使出错概率降低了0.5～1dB，BIR+SMP使出错概率降低了高达 2.5dB。
根据本发明，如上所述，将BIR和SMP或将BIR和SRRC组合使用，大 大提高了性能而没有改变传统分组发送的方法。因此，在重发时，发送位的 可靠性和出错概率被平均，改善了解码性能，提高了发送效率。
无论是有线通讯还是无线通讯，本发明对所有的发送设备都适用。可以 预测，在不增加系统复杂性的前提下，可以大大改善整个系统的性能。也就 是说，从当前系统中降低误码率，带来了发送能力的提高。通过使用本发明， 可以对重发技术进行有效地组合，更不用说，可以对初始发送技术和重发技 术有效的组合，因此，带来了各方面的好处。
尽管本发明是参照某些优选实施例进行描述的，但是，本领域的技术人 员应当知道的是，在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围的前提 下，可以在形状和在细节上进行各种变化。
优先权声明
本申请要求2001年10月31日向韩国工业产权局申请的、序列号为 No.2001-67694、名称为“在移动通信系统中用于分组重发的方法和发送/接 收设备”的申请的优先权，该申请的内容包含在此作为参考。