СПОСОБ АДАПТИВНОГО ПЕРЕОТОБРАЖЕНИЯ СИГНАЛЬНЫХ СОЗВЕЗДИЙ ПРИ КВАДРАТУРНО-АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИИ ДЛЯ ПОВТОРНЫХ ПЕРЕДАЧ ПАКЕТОВ ДАННЫХ Российский патент 2010 года по МПК H04L1/18 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к модуляции цифровых данных в системах беспроводной связи. В частности, настоящее изобретение относится к способу адаптивного переотображения сигнальных созвездий при квадратурно-амплитудной модуляции (QAM) во время повторных передач пакетов данных.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

При передаче цифровых данных для указания на успешный прием пакета данных обычно от приемника на передатчик передается сигнал подтверждения (ACK). В случае, когда в течение определенного периода времени сигнал ACK на приемник не поступает или приемник принимает сигнал неподтверждения (NACK), осуществляется повторная передача пакета данных.

Повторная передача пакета данных предоставляет возможность улучшить эффективность повторной передачи путем использования разнесения подаваемых сигналов. Например, для достижения частотного разнесения пакет данных может быть подвергнут повторной передаче на другой частоте или для достижения пространственного разнесения пакет данных может быть подвергнут повторной передаче на другой антенне. Эффективность повторных передач пакетов данных может быть также улучшена за счет других вариантов введения битов избыточности в сигналы.

Перспективной технологией для улучшения эффективности повторных передач пакетов данных является разнесение сигналов на отображении. Для достижения разнесения сигналов на отображении в случае использования модуляции более высокого порядка, чем квадратурно-фазовая манипуляция (QPSK), одна и та же битовая последовательность отображается в сигнальном созвездии на различных сигнальных точках. Специалистам в данной области техники известно, что при модуляции битов в символы модуляции более высокого порядка надежность этих битов не сохраняется. Надежность этих битов зависит от местоположения и/или значения битов.

Одна схема переотображения созвездия QAM-16 и QAM-64, предложенная для 3GPP, направлена на усреднение сдвига надежности битов во время повторной передачи пакетов данных. В дополнение к этому предложение предшествующего уровня техники для QAM-16 было адаптировано к стандартам высокоскоростного пакетного доступа по нисходящему каналу (HSDPA). Эта технология переотображения именуется побитовым переотображением. Побитовое переотображение является эффективным в случае, когда в системе используется сильное канальное кодирование. Однако в случае, когда в системе используется слабое канальное кодирование, побитовое переотображение выполняется неэффективно, так как слабое канальное кодирование обусловливает высокий коэффициент кодирования и приводит к небольшому числу битов избыточности.

Другая схема переотображения сигналов направлена на доведение до максимума минимального комбинированного квадратичного евклидова расстояния (CSED) между многократными повторными передачами. Этот критерий позволяет эффективно минимизировать частоту ошибок по символам до коррекции. Эта технология переотображения именуется посимвольным переотображением. Наилучшим образом посимвольное переотображение выполняется в случае, когда в системе используется слабое канальное кодирование, так как система приближается к системе без кодирования.

Технология посимвольного переотображения при предшествующем уровне техники не позволяет использовать преимущество возможного разделения битов обозначения I и Q в сигнале QAM. Поэтому требуется новый механизм, позволяющий использовать преимущество разделенных битов обозначения I и Q в сигнале QAM и уменьшить сложность посимвольного переотображения. Кроме того, было показано, что побитовая схема переотображения наилучшим образом работает в случае, когда в системе используется сильное канальное кодирование, а посимвольная схема переотображения наилучшим образом работает в случае, когда в системе используется слабое канальное кодирование. Поэтому для улучшения общих рабочих параметров по сравнению со схемами переотображения с использованием одной технологии и для уменьшения сложности приемника требуются способ и устройство для адаптивного переотображения сигналов в соответствии с канальным кодированием.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к схеме упрощенного посимвольного переотображения сигнальных созвездий QAM при повторных передачах пакетов данных для улучшения рабочих характеристик при высоком коэффициенте кодирования. В схеме упрощенного посимвольного переотображения сигнальных созвездий QAM используется преимущество разделенных битов обозначения I и Q в сигнале QAM для уменьшения сложности принимающего узла. Настоящее изобретение также относится к способу адаптивного переключения между побитовым и посимвольным переотображением созвездий в соответствии с коэффициентом канального кодирования для достижения оптимальных рабочих параметров в пределах диапазона коэффициентов канального кодирования.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Более детальное понимание изобретения может быть достигнуто из следующего ниже описания предпочтительного примера осуществления, приводимого в качестве примера и сопровождаемого ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 - типичная блок-схема системы беспроводной связи, выполненной согласно настоящему изобретению;

Фиг. 2 - типичное посимвольное переотображение созвездия для модуляции QAM-16 и QAM-64 на битах с обозначением I, реализуемое в системе, представленной на фиг. 1; и

Фиг. 3 - блок-схема процесса адаптивного переотображения сигнального созвездия QAM для повторных передач пакетов данных, реализуемого в системе, представленной на фиг. 1.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Далее, блок беспроводной передачи/приема (WTRU) включает в себя, не ограничиваясь перечисленным, пользовательскую аппаратуру, мобильную станцию, стационарный или мобильный абонентский блок, пейджер или устройство любого другого типа с возможностью работы в беспроводной среде. В дальнейших ссылках базовая станция включает в себя, без ограничений, узел B, контроллер сайта, точку доступа или устройство сопряжения любого другого типа в беспроводной среде.

На фиг. 1 представлена типичная блок-схема системы 100 беспроводной связи, выполненной согласно настоящему изобретению. Система включает в себя передающий узел 102 и принимающий узел 142, выполненные с возможностью модуляции цифровых данных. Обмен данных между передающим узлом 102 и принимающим узлом 142 осуществляется посредством беспроводной линии связи.

Как показано на фиг. 1, передающий узел 102 включает в себя процессор 104, модулятор 106 данных, передатчик 108, приемник 110, счетчик 112 числа передач, таблицу 114 созвездий для побитового переотображения созвездий, таблицу 116 созвездий для посимвольного переотображения созвездий, контроллер 118 и кодирующее устройство 120.

Процессор 104 выполнен с возможностью реализации множества технологий переотображения сигнальных созвездий QAM. В предпочтительном примере осуществления процессор 104 реализует схему упрощенного посимвольного переотображения сигнальных созвездий QAM для повторных передач пакетов данных, в которой используется преимущество разделяемых битов с обозначением I и Q в сигналах QAM.

Модулятор 106 данных выполнен с возможностью отображения, по меньшей мере, одного входящего закодированного бита, пересылаемого от кодирующего устройства 120 в одну точку в созвездии QAM. Процессор 104 выполнен с возможностью выбора и хранения сигнального созвездия, используемого модулятором 106 данных. Модулятор 106 данных выполнен с возможностью преобразования каждого закодированного бита, пересылаемого кодирующим устройством 120, в символ QAM в соответствии с сигнальным созвездием, выбранным процессором 104.

В соответствии с коэффициентом кодирования входящего потока битов данных процессор 104 выполнен с возможностью выбора между использованием таблицы 114 созвездий для побитового переотображения созвездий и таблицей 116 созвездий для посимвольного переотображения созвездий. В случае, когда коэффициент кодирования входящего потока битов от кодирующего устройства 120 превышает заданный порог, процессор 104 выбирает таблицу 116 созвездий для посимвольного переотображения созвездий. Если же коэффициент кодирования входящего потока битов от кодирующего устройства 120 не превышает заданный порог, то процессор 104 выбирает таблицу 114 созвездий для побитового переотображения созвездий.

Таблица 114 созвездий для побитового переотображения созвездий и таблица 116 созвездий для посимвольного переотображения созвездий состоят из группы созвездий, соответствующих различным типам модуляции (например, QAM-16 и QAM-64).

Процессор 104 выполнен с возможностью выбора сигнального созвездия, которое должно быть использовано модулятором 106 данных в соответствии с номером текущей передачи. Сигнальное созвездие однозначно определяется правилом отображения. Процессор 104 может выбирать различные таблицы 114, 116 созвездий для идентификационного номера каждой передачи.

Передатчик 108 выполнен с возможностью повышающего преобразования и передачи отображенного символа 122 QAM на приемник 150 в принимающем узле 142. Приемник 110 выполнен с возможностью приема сигнала подтверждения (ACK) или сигнала неподтверждения (NACK) от принимающего узла 142 после каждой передачи. ACK указывает на успешный прием передачи пакета данных принимающим узлом 142. NACK указывает на необходимость повторной передачи пакета данных, обусловленную неуспешным приемом передачи принимающим узлом 142.

Приемник 110 передающего узла 102 выполнен с возможностью приема сигналов ACK/NACK от принимающего узла 142. В предпочтительном примере осуществления процессор 104 выполнен с возможностью подачи на модулятор 106 данных команды переотображения закодированных битов от кодирующего устройства 120 в сигналы QAM в соответствии с вновь выбранным созвездием. Процессор 104 выполнен с возможностью подачи на передатчик 108 команды повторной передачи пакета данных в случае, когда приемник 110 получает сигнал ACK в течение заданного периода времени после передачи пакета данных. Процессор 104 дополнительно выполнен с возможностью подачи на модулятор 106 данных команды переотображения закодированных битов в символы QAM в соответствии с вновь выбранной конфигураций и подачи на передатчик 108 команды повторной передачи пакета данных в случае, когда после передачи пакета данных приемник 110 принимает сигнал NACK.

Счетчик 112 числа передач выполнен с возможностью приема сигнала ACK/NACK, обнаруживаемого приемником 110. В предпочтительном примере осуществления при каждом приеме сигнала NACK содержимое счетчика 112 числа передач увеличивается на единицу, а при каждом приеме сигнала ACK счетчик 112 числа передач устанавливается в единицу. Выходной сигнал счетчика передач указывает на число передач для текущего пакета данных. Например, единица указывает на новую передачу для пакета данных, а два указывает на первую повторную передачу пакета данных. Процессор 104 может быть выполнен с возможностью использования выходного сигнала счетчика 112 числа передач для определения сигнального созвездия, используемого модулятором 106 данных.

Модулятор данных 106 выполнен с возможностью использования общего правила отображения µ _m для обеих составляющих I и Q принимаемых закодированных битов. Нижний индекс m означает m-ную передачу пакета данных. В соответствии с общим правилом отображения µ _m каждая точка в сигнальном созвездии однозначно связана с битовой последовательностью.

Модулятор 106 данных поддерживает переотображение сигнального созвездия QAM-16, QAM-64 и более высокого порядка. Модулятор 106 данных также поддерживает другие типы модуляции типа квадратурно-фазовой манипуляции (QPSK).

В качестве информативного примера в сигнальном созвездии QAM-16 каждая точка однозначно связана с битовой последовательностью {i₁q₁i₂q₂}. Модулятор 106 данных отображает битовую последовательность {i₁q₁i₂q₂} в точку с x-y координатами (µ _m (i ₁ i ₂ ),µ _m (q ₁ q ₂ ). Несмотря на то, что далее рассматриваются только биты с обозначением I, нижеследующее может быть применено к битам с обозначением как I, так и Q ввиду разделения этих составляющих.

В предпочтительном примере осуществления две разные пары битов {i₁i₂} и {i^' ₁i^' ₂} отображаются во время m-й повторной передачи пакета данных в две x-координаты соответственно µ _m (i ₁ i ₂ ) и µ _m (i ^' ₁ i ^' ₂ ). Комбинированное квадратичное евклидово расстояние (CSED) между разными парами битов определяется уравнением:

D(i ₁ i ₂ ↔ i ^' ₁ i ^' ₂ )=|µ _m (i ₁ i ₂ )- µ(i ^' ₁ i ^' ₂ )|² Уравнение (1)

Минимальное CSED между всеми возможными битовыми последовательностями {i₁i₂} и {i^' ₁i^' ₂} обозначается как D _min({µ _m}) и определяется правилом отображения {µ _m}. Значение CSED представляет собой расстояние между двумя разными символами QAM. Если CSED между двумя разными символами QAM является большим, то разделить символы легче. Так как минимальное CSED является доминирующим фактором при определении коэффициента ошибок по битам (BER) до коррекции, то доведение минимального CSED до максимального значения позволяет минимизировать BER до коррекции.

В предпочтительном примере осуществления для минимизации вероятности попарных ошибок правило отображения {µ _m} разработано так, чтобы доводить минимальное CSED до максимума. Правило отображения {µ _m}, позволяющее доводить минимальное CSED до максимума, именуется оптимальным отображением. Оптимальное отображение может быть найдено при помощи исчерпывающего автоматизированного поиска и задается как передающим узлом 102, так и принимающим узлом 142.

Как показано на фиг. 1, принимающий узел 142 включает в себя процессор 144, демодулятор/блок 146 объединения, передатчик 148, приемник 150, декодирующее устройство 152, таблицу 154 переотображения созвездий для побитового переотображения и таблицу 156 переотображения созвездий для посимвольного переотображения.

Процессор 144 в принимающем узле 142 выполнен с возможностью приема управляющей сигнальной информации от приемника 150. Эта управляющая сигнальная информация может включать в себя коэффициент кодирования, тип модуляции и/или число передач принимаемых пакетов данных. Процессор 144 выполнен с возможностью выбора сигнального созвездия из таблиц 154, 156 переотображения созвездий в соответствии с коэффициентом кодирования, типом модуляции и/или числом передач принимаемых пакетов данных. Выбранное сигнальное созвездие совпадает с сигнальным созвездием, использованным в передающем узле 102.

Процессор 144 дополнительно выполнен с возможностью доступа к таблице 154 переотображения созвездий для побитового переотображения и таблице 156 переотображения созвездий для посимвольного переотображения. В обеих таблицах 154, 156 переотображения биты с обозначением I и Q независимо отображаются на сигнальном созвездии. Это независимое переотображение позволяет уменьшить сложность демодуляции данных, реализуемой на принимающем узле 142.

Демодулятор/блок 146 объединения выполнен с возможностью преобразования принимаемой передачи пакета данных в закодированную битовую последовательность в результате использования выбранного сигнального созвездия в качестве опорного. Демодулятор/блок 146 объединения выполнен с возможностью объединения текущей принимаемой передачи со всеми предыдущими передачами для подсчета повторных передач пакетов данных.

В предпочтительном примере осуществления демодуляции данных демодулятор/блок 146 объединения выполнен с возможностью вычисления евклидова расстояния между принимаемым сигналом и каждой возможной сигнальной точкой созвездия. Поскольку биты с обозначением I и Q отображаются независимо, то демодуляция этих битов с обозначением I и Q может осуществляться раздельно. При QAM порядка M (QAM-M) демодуляция битов с обозначением I требует вычисления квадратного корня из M евклидовых расстояний и демодуляция битов с обозначением Q также требует вычисления квадратного корня из M евклидовых расстояний. Однако если биты с обозначением I и Q не разделены, то демодуляция входящих битов требует M евклидовых расстояний. Поэтому разделение входящих битов с обозначением I и Q позволяет уменьшить сложность демодуляции данных на принимающем узле 142.

Декодирующее устройство 152 выполнено с возможностью приема закодированной битовой последовательности от демодулятора/блока 146 объединения. Демодулятор 152 выполнен с возможностью использования закодированной битовой последовательности для восстановления битов информации и выполнения контроля с использованием циклического избыточного кода (CRC). CRC позволяет определить, передан ли сигнал ACK или сигнал NACK от передатчика 148 на передающий узел 102.

На фиг. 2 представлена типичная таблица 200 посимвольного переотображения созвездий, которая содержит раздел 202, используемый для модуляции QAM-16, и раздел 204, используемый для модуляции QAM-64. Фиг. 2 демонстрирует правила отображения только для битов с обозначением I, реализуемые системой 100, представленной на фиг. 1. Однако такое же отображение применяется и к битам с обозначением Q. Как раздел 202 для модуляции QAM-16, так и раздел 204 для модуляции QAM-64 содержат многочисленные созвездия, где каждое созвездие соответствует конкретной передаче. На фиг. 2 каждый ряд представляет собой созвездие, причем первый ряд соответствует первой передаче, второй ряд соответствует второй передаче и т.д.

Для каждого типа модуляции QAM-16 или QAM-64 правила отображения для каждого числа передач разных пакетов данных перечислены по вертикали. При модуляции QAM-16 в одной сигнальной точке отображаются каждые четыре входящих закодированных бита. Сигнальная точка состоит из двух битов с обозначением I и двух битов с обозначением Q. Два бита с обозначением I определяют x-координацию отображаемой точки, а два бита с обозначением Q определяют y-координацию отображаемой точки. Поэтому для отображения сигнальной точки при модуляции QAM-16 имеется четыре возможные x-координаты 210, 212, 214, 216.

Например, если значение двух битов с обозначением I составляет "11", то отображаемая сигнальная точка для первой передачи имеет x-координату 210. В случае необходимости повторной передачи этого пакета данных отображаемая сигнальная точка для второй передачи имеет x-координату 214, для третьей передачи - 216, а для четвертой передачи - 212.

При модуляции QAM-64 в одной сигнальной точке отображаются каждые восемь входящих закодированных бита. В одной сигнальной точке отображаются каждые четыре входящих закодированных бита. Сигнальная точка состоит из трех битов с обозначением I и трех битов с обозначением Q. Три бита с обозначением I определяют x-координацию отображаемой точки, а три бита с обозначением Q определяют y-координацию отображаемой точки. Поэтому для отображения сигнальной точки при модуляции QAM-64 имеется восемь возможных x-координат 220, 222, 224, 226, 228, 230, 232, 234.

Например, если значение трех битов с обозначением I составляет "111", то отображаемая сигнальная точка для первой передачи имеет x-координату 220. В случае необходимости повторной передачи этого пакета данных отображаемая сигнальная точка для второй передачи имеет x-координату 220, для третьей передачи - 232, для четвертой передачи - 226, для пятой передачи - 226, а для шестой передачи - 222.

В таблице 1 приводятся сравнительные минимальные значения CSED по схеме упрощенного посимвольного переотображения сигнальных созвездий QAM-64, представленного на фиг. 2, и по схеме простого повторения повторных передач. Ожидаемый выигрыш с точки зрения коэффициента ошибок по битам (BER) до коррекции для каждой повторной передачи рассчитан в соответствии с минимальным значением CSED.

Таблица 1 Номер передачи Простое повторение повторных передач Схема упрощенного посимвольного
переотображения сигнальных
созвездий QAM Ожидаемый выигрыш (дБ) 1 4 4 0 2 8 32 6 3 12 56 6,7 4 16 112 8,4 5 20 156 8,9 6 24 208 9,4

Схема посимвольного переотображения позволяет оптимизировать рабочие характеристики систем без кодирования или систем с высоким коэффициентом кодирования. Схема же побитового переотображения позволяет оптимизировать рабочие характеристики систем с низким коэффициентом кодирования. Побитовое переотображение достигается путем изменения порядка следования битов в битовой последовательности и/или использования инверсного значения некоторых или всех битов в битовой последовательности.

Таблица 2 представляет собой пример правила побитового переотображения. Одно и то же правило отображения применяется к битам как с обозначением I, так и с обозначением Q. По правилу переотображения после первой передачи для второй передачи биты с обозначением I и Q циклически сдвигаются влево на одну позицию, а для третьей передачи биты с обозначением I и Q циклически сдвигаются влево на две позиции. В четвертой передаче происходит инверсия второго и третьего битов. В пятой и шестой передачах биты с обозначением I и Q подвергаются циклическому сдвигу соответственно влево на одну позицию и влево на две позиции, а также происходит инверсия второго и третьего битов.

Таблица 2 Номер передачи Переотображение 1 i₁i₂i₃ 2 i₂i₃i₁ 3 i₃i₁i₂ 4 i₁ī₂ī₃ 5 i₂ī₃ī₁ 6 i₃ī₁ī₂

Схема побитового переотображения работает лучше, чем схема посимвольного переотображения в случае низкого коэффициента кодирования, в то время как схема посимвольного переотображения работает лучше в случае высокого коэффициента кодирования. В системах беспроводной связи широко используются адаптивные схемы кодирования, в которых коэффициент кодирования адаптируется в соответствии с такими факторами, как параметры состояния каналов. Поэтому для достижения оптимальных рабочих характеристик в пределах различных коэффициентов кодирования требуется переключение схем переотображения созвездий в соответствии с коэффициентом кодирования в режиме реального времени.

На фиг. 3 представлена блок-схема процесса 300 адаптивного переотображения сигнального созвездия QAM, реализуемого в системе 100, представленной на фиг. 1. Процесс 300 переотображения реализуется как передающим узлом 102, так и принимающим узлом 142.

На этапе 302 осуществляется прием информации о текущем канальном кодировании. В передающем узле 102 прием информации о текущем канальном кодировании осуществляется посредством подачи определенных сигналов. Сигнал с канальной информацией передается от контроллера 118 на процессор 104.

В принимающем узле 142 информация о текущем управляющем сигнале выделяется из принимаемой передачи. Управляющий сигнал включает в себя информацию о канальном кодировании, типе модуляции и номере текущей принимаемой передачи. Возможность декодирования управляющего сигнала обусловлена применением постоянной модуляции и кодирования к управляющему сигналу. После декодирования управляющего сигнала информация о канальном кодировании, типе модуляции и номере текущей принимаемой передачи пересылается на процессор 144.

На этапе 304 процессор 104, 144 определяет, соответствует ли коэффициент канального кодирования заданному порогу или нет. В предпочтительном примере осуществления процессор 104, 144 определяет, используется в системе 100 сильное канальное кодирование или слабое канальное кодирование, в зависимости от коэффициента кодирования, используемого в текущем пакете данных.

На этапе 306 процессор 104, 144 осуществляет выбор таблицы переотображения для текущего пакета данных. Передача каждого пакета данных может выполняться многократно, и при каждой передаче используется одна и та же таблица переотображения. Однако для каждой передачи может потребоваться другое созвездие.

В случае, когда коэффициент кодирования текущего пакета данных превышает заданный порог, процессор 104, 144 выбирает таблицу посимвольного переотображения и применяет посимвольное переотображение сигнальных созвездий для повторных передач пакетов данных. В случае, когда система 100 представляет собой систему без кодирования или в ней используется слабое канальное кодирование, технология посимвольного переотображения созвездий является предпочтительной.

В случае, когда коэффициент кодирования текущего пакета данных ниже заданного порога, процессор 104, 144 выбирает таблицу побитового переотображения и применяет побитовое переотображение сигнальных созвездий для повторных передач пакетов данных. В случае, когда в системе 100 используется сильное канальное кодирование, технология побитового переотображения созвездий является предпочтительной.

В альтернативном примере осуществления заданный порог может зависеть от типа канального кодирования, используемого в системе 100. Например, в случае использования турбокода заданный порог может быть установлен в диапазоне 2/3-3/4, а в случае использования сверточного кода - в диапазоне 1/2-2/3.

На этапе 308 процессор 104, 144 выбирает раздел выбранной таблицы переотображения созвездий, который должен быть применен в соответствии с типом модуляции текущего пакета данных. Например, в случае использования в текущем пакете данных модуляции QAM-16 применяется раздел QAM-16 таблицы переотображения. В передающем узле 102 сигнал о типе модуляции при передаче текущего пакета данных подается от контроллера 118 на процессор 104. В принимающем узле 142 тип модуляции текущего пакета данных зашивается в управляющий сигнал.

На этапе 310 процессор 104, 144 выбирает сигнальное созвездие, выбранное в соответствии с номером передачи текущего пакета данных. В передающем узле 102 счетчик 112 числа передач определяет номер передачи текущего пакета данных и подает соответствующий сигнал на процессор 104. Счетчик 112 числа передач выполнен с возможностью подсчета числа принимаемых сигналов ACK/NACK на передающем узле 102. В принимающем узле 142 номер передачи текущего пакета данных зашивается в управляющий сигнал.

Система 100 согласно настоящему изобретению позволяет реализовать схему переотображения, адаптирующуюся к коэффициенту канального кодирования для достижения оптимальных рабочих характеристик. При использовании сильного канального кодирования система 100 позволяет реализовать технологию побитового переотображения, а при использовании слабого канального кодирования - технологию посимвольного переотображения. Состояние беспроводного канала определяет, используется ли сильное канальное кодирование или слабое канальное кодирование. Слабое канальное кодирование является предпочтительным при высоких параметрах состояния канала для увеличения пропускной способности. Сильное канальное кодирование является предпочтительным при низких параметрах состояния канала, обусловливающих необходимость сильной способности исправления ошибок для обеспечения надежности беспроводной связи.

Система 100 устанавливает заданный порог коэффициента канального кодирования для определения, когда текущее канальное кодирование считать относительно сильным или относительно слабым. В предпочтительном примере осуществления заданный порог коэффициента канального кодирования определяется в соответствии с типом канального кодирования, используемого в системе 100.

Признаки настоящего изобретения могут быть включены в интегральную схему (ИС) или сконфигурированы в схеме, содержащей множество компонентов, соединенных один с другим.

Выше признаки и элементы согласно настоящему изобретению описаны на предпочтительных примерах его осуществления в конкретных комбинациях, однако каждый признак или элемент могут быть использованы отдельно без других признаков и элементов предпочтительных примеров осуществления или в различных комбинациях с другими признаками и элементами настоящего изобретения или без них. Способы или функциональные схемы, предоставленные в настоящем изобретении, могут быть реализованы в виде компьютерной программы, программного обеспечения или встроенного программного обеспечения, практически осуществляемых на машиночитаемом носителе данных для исполнения компьютером или процессором общего назначения. Примеры машиночитаемых носителей данных включают в себя постоянную память (ROM), оперативную память (RAM), регистр, кэш-память, полупроводниковые ЗУ, магнитные носители типа внутренних жестких дисков и съемных дисков, магнитооптические носители, оптические носители типа дисков CD-ROM и многоцелевых цифровых дисков (DVD).

Отвечающие требованиям процессоры включают в себя в качестве примера процессор общего применения, специализированный процессор, стандартный процессор, цифровой процессор сигналов (DSP), множество микропроцессоров, один или несколько микропроцессоров, реализованных вместе с ядром DSP, контроллер, микроконтроллер, интегральные схемы прикладной ориентации (ASIC), вентильные матрицы, программируемые пользователем (FPGA) и интегральные схемы (ИС) любого другого типа и/или конечный автомат.

Процессор в сочетании с программным обеспечением может быть использован для реализации радиочастотного приемопередатчика для применения в блоке беспроводной передачи/приема (WTRU), пользовательской аппаратуре (UE), терминале, базовой станции, контроллере управления радиосетью (RNC) или любом хост-компьютере. WTRU может использоваться во взаимодействии с модулями, реализованными в виде аппаратного и/или программного обеспечения, типа камеры, видеокамеры, видеотелефона, спикерфона, вибратора, динамика, микрофона, телевизионного приемопередатчика, телефонной гарнитуры, клавиатуры, модуля Bluetooth®, радиоблока с поддержкой частотной модуляции (FM), дисплея на жидких кристаллах (LCD), дисплея на органических светоизлучающих диодах (OLED), цифрового аудиоплейера, медиаплейера, видеоигрового плейера, браузера Интернет и/или любого модуля беспроводной локальной сети (WLAN).

Примеры осуществления

1. Способ адаптивного переотображения для повторных передач пакетов данных в системе беспроводной связи, включающей в себя приемник, где способ содержит этап приема информации о текущем канальном кодировании текущей передачи пакета данных.

2. Способ согласно примеру 1 осуществления, дополнительно содержащий этап определения, превышает ли коэффициент канального кодирования заданный порог канального кодирования или нет.

3. Способ согласно любому из примеров осуществления 1, 2, дополнительно содержащий этап выбора сигнального созвездия для модуляции данных, осуществляемого на основе того, превышает ли коэффициент канального кодирования заданный порог или нет.

4. Способ согласно любому из примеров осуществления 1-3, дополнительно содержащий этап выбора раздела выбранной таблицы переотображения созвездий, осуществляемого в соответствии с типом модуляции текущей передачи пакета данных.

5. Способ согласно любому из примеров осуществления 1-4, дополнительно содержащий этап выбора сигнального созвездия, осуществляемого в соответствии с идентификационным номером текущей передачи пакета данных.

6. Способ согласно любому из примеров осуществления 1-5, в котором в случае, когда коэффициент канального кодирования ниже заданного порога канального кодирования, указывающем на сильное канальное кодирование, сигнальное созвездие выбирается из таблицы побитового переотображения созвездий.

7. Способ согласно примеру осуществления 6, в котором биты с обозначением I и Q независимо отображаются на сигнальном созвездии в таблице побитового переотображения созвездий.

8. Способ согласно любому из примеров осуществления 1-7, в котором в случае, когда коэффициент канального кодирования превышает заданный порог канального кодирования, указывающем на слабое канальное кодирование, сигнальное созвездие выбирается из таблицы посимвольного переотображения созвездий.

9. Способ согласно любому из примеров осуществления 1-8, в котором биты с обозначением I и Q независимо отображаются на сигнальном созвездии в таблице посимвольного переотображения созвездий.

10. Способ согласно примеру осуществления 9, в котором таблица посимвольного переотображения используется для реализации схемы упрощенного посимвольного переотображения сигнальных созвездий QAM для повторных передач пакетов данных, в которой используется преимущество разделяемых битов с обозначением I и Q в сигналах QAM.

11. Способ согласно любому из примеров осуществления 1-10, в котором схема посимвольного переотображения позволяет оптимизировать рабочие характеристики систем без кодирования или систем с высоким коэффициентом кодирования.

12. Способ согласно любому из примеров осуществления 1-11, в котором схема побитового переотображения позволяет оптимизировать рабочие характеристики систем с низким коэффициентом кодирования.

13. Способ согласно примеру осуществления 12, в котором побитовое переотображение достигается путем изменения порядка следования битов в битовой последовательности и/или использования инверсного значения некоторых или всех битов в битовой последовательности.

14. Способ согласно любому из примеров осуществления 1-13, в котором схема побитового переотображения работает лучше, чем схема посимвольного переотображения в случае низкого коэффициента кодирования.

15. Способ согласно любому из примеров осуществления 1-14, в котором сигнальное созвездие для модуляции данных адаптивно выбирается в режиме реального времени в соответствии с коэффициентом кодирования для достижения оптимальных рабочих характеристик в пределах различных коэффициентов кодирования.

16. Способ согласно любому из примеров осуществления 1-15, в котором при модуляции данных используется отображение созвездий 16-ти позиционной квадратурно-амплитудной модуляции (QAM).

17. Способ согласно любому из примеров осуществления 1-16, в котором при модуляции данных используется отображение созвездий 64-позиционной квадратурно-амплитудной модуляции (QAM).

18. Способ согласно любому из примеров осуществления 1-17, в котором передающий узел является блоком беспроводной передачи/приема (WTRU).

19. Способ, как в любом из примеров осуществления 1-18, в котором передающий узел является базовой станцией.

20. Способ реализации схемы посимвольного переотображения для повторной передачи пакетов данных в системе беспроводной связи, включающей в себя передающий узел и принимающий узел, где способ содержит этап определения правила отображения, при котором минимальное комбинированное квадратичное евклидово расстояние (CSED) между любыми двумя символами квадратурно-амплитудной модуляции (QAM) достигает максимума.

21. Способ согласно примеру осуществления 20, дополнительно содержащий этап отображения битов с обозначением I в x-координату сигнального созвездия, осуществляемого в соответствии с правилом отображения.

22. Способ согласно примерам осуществления 20, 21, дополнительно содержащий этап отображения битов с обозначением Q в y-координату сигнального созвездия, осуществляемого в соответствии с правилом отображения.

23. Способ согласно любому из примеров осуществления 20-22, в котором схема посимвольного переотображения позволяет уменьшить сложность демодуляции данных на принимающем узле в системе беспроводной связи.

24. Способ согласно любому из примеров осуществления 20-23, в котором правило отображения применяется на передающем узле.

25. Способ согласно любому из примеров осуществления 20-24, в котором правило отображения применяется на принимающем узле.

26. Способ согласно любому из примеров осуществления 20-25, в котором правило отображения является одинаковым как для битов с обозначением I, так и для битов с обозначением Q.

27. Способ согласно любому из примеров осуществления 20-26, в котором правило отображения для битов с обозначением I отличается от правила отображения для битов с обозначением Q.

28. Способ, как в любом из примеров осуществления 20-27, в котором правило отображения для битов с обозначением I отличается от правила отображения для битов с обозначением Q.

29. Способ согласно любому из примеров осуществления 20-28, в котором минимальное CSED определяется путем выбора правила отображения, позволяющего довести минимальное CSED до максимума.

30. Способ согласно любому из примеров осуществления 20-29, в котором передающий узел является блоком беспроводной передачи/приема.

31. Способ согласно любому из примеров осуществления 20-30, в котором передающий узел является базовой станцией.

Изобретение относится к технике связи. Технический результат состоит в повышении качества рабочих характеристик при высоком коэффициенте кодирования. Для этого в схеме упрощенного посимвольного переотображения сигнальных созвездий QAM используется преимущество разделенных битов обозначения I и Q в сигнале QAM для уменьшения сложности принимающего узла. В настоящем изобретении предлагается также способ адаптивного переключения между побитовым и посимвольным переотображением созвездий при передачах пакетов данных, осуществляемого в соответствии с коэффициентом канального кодирования для достижения оптимальных рабочих характеристик в пределах диапазона скоростей канального кодирования. 6 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

1. Способ адаптивного выбора сигнального созвездия для модуляции и демодуляции данных, содержащий этапы:
приема информации о текущем канальном кодировании текущей передачи пакета данных, причем информация включает в себя коэффициент канального кодирования;
определения, превышает ли коэффициент канального кодирования заданный порог канального кодирования или нет;
выбора таблицы переотображения созвездий для текущего пакета данных, осуществляемого на основе того, превышает ли коэффициент канального кодирования заданный порог или нет;
выбора раздела выбранной таблицы переотображения созвездий, осуществляемого в соответствии с типом модуляции текущей передачи пакета данных; и
выбора сигнального созвездия, осуществляемого в соответствии с выходным сигналом счетчика числа передач для текущей передачи пакета данных.

2. Способ по п.1, в котором в случае, когда коэффициент канального кодирования ниже заранее заданного порога канального кодирования, указывая таким образом на сильное канальное кодирование, сигнальное созвездие выбирается из таблицы побитового переотображения созвездий.

3. Способ по п.1, в котором в случае, когда коэффициент канального кодирования превышает заранее заданный порог канального кодирования, указывая таким образом на слабое канальное кодирование, сигнальное созвездие выбирается из таблицы посимвольного переотображения созвездий.

4. Способ по п.1, в котором при модуляции данных используется отображение созвездий 16-позиционной квадратурно-амплитудной модуляции (QAM).

5. Способ по п.1, в котором при модуляции данных используется отображение созвездий 64-позиционной квадратурно-амплитудной модуляции (QAM).

6. Способ по п.1, в котором передающий узел является блоком беспроводной передачи/приема (WTRU).

7. Способ по п.1, в котором передающий узел является базовой станцией.