СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ КОДОВОГО СЛОВА В СЛОЙ Российский патент 2012 года по МПК H03M13/09 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к системам радиосвязи, устройствам, программным средствам и способам, а более конкретно к механизмам и способам для отображения кодового слова в связанный с ним слой.

Уровень техники

Сначала радиотелефония предназначалась и использовалась для речевой связи. По мере развития промышленности бытовой электроники, и увеличения мощности процессоров, становилось доступно больше устройств для использования, при котором обеспечивалась возможность беспроводной передачи данных между устройствами, и становилось доступно больше приложений, которыми управляли на основе таких передаваемых данных. Особо следует отметить Интернет и локальные сети (LAN). Эти два новшества обеспечили возможность множеству пользователей и множеству устройств передавать данные и обмениваться ими между разными устройствами и типами устройств. С появлением этих устройств и возможностей пользователи (и на работе, и дома) обнаружили потребность в передаче данных, а также речи, из мобильного местоположения.

Инфраструктура и сети, которые поддерживают эту передачу речи и данных, развились подобным образом. В, так называемые, системы "2G", например в глобальную систему мобильной связи (GSM), были введены приложения с ограниченными данными, например текстовый обмен сообщениями. С добавлением общих служб пакетной радиопередачи (GPRS) в GSM пакетные данные стали более пригодными для использования в системах радиосвязи. Системы 3G и впоследствии даже радиосвязь с более высоким уровнем ширины полосы пропускания, введенные стандартами универсального наземного радиодоступа (UTRA), сделали приложения наподобие просмотра сети более легкодоступными для миллионов пользователей (и с более приемлемой задержкой).

Как раз когда новые сетевые модели стали выпускаться в большом количестве сетевыми производителями, обсуждаются и разрабатываются будущие системы, которые обеспечивают большие пропускные способности для устройств конечного пользователя. Например, так называемый, проект стандартизации долгосрочного развития (LTE) 3GPP предназначен для обеспечения технической базы для радиосвязи, которая появится через десятилетия. Наряду с другим в отношении систем LTE следует отметить, что они будут обеспечивать передачу информации по нисходящей линии связи (то есть направление передачи из сети в мобильный терминал) с использованием мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM) в качестве формата передачи, и будут обеспечивать передачу информации по восходящей линии связи (то есть направление передачи из мобильного терминала в сеть) с использованием множественного доступа с частотным разделением с одной несущей (SC-FDMA).

Современные системы радиосвязи, предназначенные для пакетной передачи, часто включают в себя функции гибридного ARQ (HARQ) на физическом уровне для достижения надежности, против искажений в радиоканале. LTE и широкополосный множественный доступ с кодовым разделением (WCDMA) являются двумя примерами систем, в которых такие функции доступны. Основной идеей, стоящей за HARQ, является объединение прямой коррекции ошибок (FEC) с ARQ посредством кодирования информации, содержащей блок данных, и дальнейшего добавления информации для обнаружения ошибок, например, CRC. После приема кодированного блока данных он декодируется и используется механизм обнаружения ошибок для проверки того, было ли декодирование успешным или нет. Если блок данных был принят без ошибки, то в передатчик посылают сообщение ACK, указывающее на успешную передачу блока данных и на то, что приемник готов для нового блока данных. С другой стороны, если блок данных был декодирован неправильно, то посылают сообщение NACK, означающее то, что приемник ожидает повторную передачу того же блока данных. После приема повторной передачи приемник может выбирать или декодировать ее независимо или использовать некоторые или все предыдущие приемы того же блока данных в процессе декодирования.

Кодированные биты канала, происходящие из одного блока информационных битов, обычно называются "кодовым словом". Эта терминология также используется в спецификациях LTE для описания выходных данных, предназначенных для конкретного субкадра из одного процесса HARQ, обслуживающего конкретный транспортный блок, и (оно) является результатом обработки информационных битов посредством выполнения, например, турбо-кодирования, согласования скорости, перемежения и т.д. Другой интересной особенностью LTE является своя поддержка множества антенн как на стороне передатчика, так и на стороне приемника. В устройстве или системе с множеством передающих антенн получающиеся в результате кодовые слова далее модулируются и распределяются по передающим антеннам для передачи. В системе с четырьмя передающими антеннами первое модулированное кодовое слово может, например, отображаться на первые две передающие антенны, а второе модулированное кодовое слово может отображаться на две оставшиеся передающие антенны.

Популярным способом, используемым вместе с многоантенной передачей, является предварительное кодирование. Основным принципом, заключенным в предварительном кодировании, является смешивание символов модуляции и распределение их по антеннам, при этом, возможно, также с учетом текущих условий на канале. Предварительное кодирование может быть реализовано, например, посредством умножения информации, несущей вектор символов, содержащий символы модуляции, на матрицу, которая выбрана для сопоставления каналу. Последовательности векторов символов, соответственно, формируют набор параллельных потоков символов, и каждый такой поток символов обычно называется "слоем". Соответственно, в зависимости от выбора устройства предварительного кодирования в конкретной реализации, слой может непосредственно соответствовать определенной антенне, или слой, посредством отображения в устройстве предварительного кодирования, может быть распределен по нескольким антеннам (также известным как входы антенны). Механизм, посредством которого кодовые слова назначаются конкретным слоям в таких системах, называется "отображение" или, более конкретно, "отображение кодового слова в слой".

В многоантенной системе (часто называемой системой MIMO) может быть полезно передавать данные из нескольких процессов HARQ сразу, этот общий процесс также известен как передача множества кодовых слов (multi-codeword transmission). Так как кодовые слова отображаются в слои, то процесс может в качестве альтернативы называться многослойной передачей. В зависимости от условий на радиоканале этот процесс может существенно увеличивать скорости передачи данных, так как при благоприятных условиях радиоканал может поддерживать количество слоев, примерно равное минимуму из количества передающих и приемных антенн. Это означает, что канал может, самое большее, поддерживать одновременную передачу определенного количества кодовых слов, и что конкретное количество, в свою очередь, зависит от отображения кодового слова в слой. В самом простом случае каждое кодовое слово отображается в один слой, и тогда количество поддерживаемых слоев очевидно равно количеству поддерживаемых кодовых слов. Одной из наиболее важных характеристик, связанных с условиями на канале в области высокоскоростной, многоантенной передачи, является, так называемый, ранг канала. Ранг канала может изменяться от одного до минимального количества из передающих и приемных антенн. Возьмем в качестве примера систему 4×2, то есть систему или устройство с четырьмя передающими антеннами и двумя приемными антеннами, максимальный ранг канала равен двум. Ранг канала изменяется во времени, поскольку быстрое замирание изменяет коэффициенты канала. Грубо говоря, ранг канала также определяет то, сколько слоев, а в конечном счете также сколько кодовых слов может быть успешно передано одновременно. Следовательно, если, например, ранг канала равен одному в момент передачи двух кодовых слов, которые отображены в два отдельных слоя, то тогда существует большая вероятность того, что два сигнала, соответствующие упомянутым кодовым словам, создадут такие помехи, что оба кодовых слова будут детектированы в приемнике с ошибками. Количество слоев при использовании канала (например, в LTE использование канала соответствует одному ресурсному элементу), которые передаются одновременно, иногда называют рангом передачи. С чисто пространственными схемами предварительного кодирования, например, со способом пространственного мультиплексирования в LTE, ранг передачи равен количеству слоев.

Вместе с предварительным кодированием адаптация передачи к рангу канала включает в себя использование количества слоев, равного рангу канала. В самых простых случаях каждый слой соответствует конкретной антенне. Возьмем, только в качестве примера, текущий случай четырех передающих антенн в системах LTE, максимальное количество кодовых слов ограничено до двух, в то время как может быть передано до четырех слоев. Для устройств или систем, у которых существует только две передающие антенны, отображение является относительно прямым, так как количество слоев равно количеству кодовых слов. Однако для устройств и систем, имеющих, например, четыре или большее количество передающих антенн, возможно, существует меньшее количество кодовых слов, чем слоев, поэтому кодовые слова тогда должны отображаться в слои некоторым предопределенным способом. Тогда возникает проблема относительно того, как отображать кодовые слова в слои. Были предложены и ниже будут описаны более подробно различные общепринятые отображения из кодовых слов в слои. Хотя эти общепринятые отображения работают хорошо при рассмотрении, например выполнения передачи первый раз, они могут быть не оптимальными при других обстоятельствах, например при рассмотрении эффективности операции HARQ для повторных передач.

Соответственно, требуется обеспечить другие отображения кодового слова в слой для систем, способов, устройств и программных средств, у которых отсутствуют описанные ранее проблемы и недостатки.

Сущность изобретения

Согласно иллюстративному варианту осуществления способ передачи информационного сигнала по радиоканалу с использованием кодовых слов гибридного автоматического запроса на повторную передачу (HARQ) включает в себя формирование кодовых слов, по одному для каждого процесса HARQ, доступного для одновременной передачи, отображение упомянутых кодовых слов на первое множество слоев для формирования информационного сигнала, имеющего первый ранг передачи, начальную передачу информационного сигнала по радиоканалу, и впоследствии повторную передачу со вторым рангом передачи по радиоканалу с использованием одного из процессов HARQ посредством формирования одного из кодовых слов, отображаемых во второе множество слоев.

Согласно другому иллюстративному варианту осуществления передатчик для передачи информационного сигнала по радиоканалу с использованием кодовых слов гибридного автоматического запроса на повторную передачу (HARQ) включает в себя множество передающих антенн, процессор для формирования кодовых слов, по одному для каждого процесса HARQ, доступного для одновременной передачи, и для отображения кодовых слов на первое множество слоев для формирования информационного сигнала, имеющего первый ранг передачи, канал передачи элементов для передачи информационного сигнала, причем процессор также впоследствии отображает одно из этих двух кодовых слов во второе множество слоев, и канал передачи элементов повторно передает одно из этих двух кодовых слов по радиоканалу.

Согласно другому иллюстративному варианту осуществления способ приема информационного сигнала, который был передан с использованием кодовых слов гибридного автоматического запроса на повторную передачу (HARQ), включает в себя прием информационного сигнала, определение первого отображения между кодовыми словами и первым множеством слоев, используемого для формирования информационного сигнала, имеющего первый ранг передачи, декодирование информационного сигнала с использованием сведений о первом отображении, прием повторной передачи, по меньшей мере, части информационного сигнала, имеющего второй ранг передачи, определение второго отображения между, по меньшей мере, одним из кодовых слов и вторым множеством слоев и декодирование, по меньшей мере, части повторно переданного информационного сигнала с использованием сведений о втором отображении.

Согласно еще одному иллюстративному варианту осуществления приемник для приема информационного сигнала по радиоканалу, который был передан с использованием кодовых слов гибридного автоматического запроса на повторную передачу (HARQ), включает в себя, по меньшей мере, одну приемную антенну для приема упомянутого информационного сигнала, канал приема элементов, связанный, по меньшей мере, с одной приемной антенной, для обработки информационного сигнала и процессор для определения первого отображения между кодовыми словами и первым множеством слоев, используемого для формирования информационного сигнала, имеющего первый ранг передачи, и декодирования информационного сигнала с использованием сведений об упомянутом первом отображении, причем эта, по меньшей мере, одна приемная антенна впоследствии принимает повторную передачу, по меньшей мере, части информационного сигнала, имеющего второй ранг передачи, и процессор определяет второе отображение между, по меньшей мере, одним из кодовых слов и вторым множеством слоев и декодирует, по меньшей мере, часть повторно переданного информационного сигнала с использованием сведений о втором отображении.

Согласно еще одному иллюстративному варианту осуществления способ передачи информационного сигнала по радиоканалу с использованием кодовых слов гибридного автоматического запроса на повторную передачу (HARQ) включает в себя формирование кодового слова HARQ, отображение кодового слова HARQ на множество слоев на основе ранга канала радиоканала для формирования информационного сигнала, причем ранг канала больше единицы, и множество слоев равно рангу канала, и передачу информационного сигнала по радиоканалу.

Согласно другому иллюстративному варианту осуществления передатчик для передачи информационного сигнала по радиоканалу с использованием кодовых слов гибридного автоматического запроса на повторную передачу (HARQ) включает в себя множество передающих антенн, процессор для формирования кодового слова HARQ и отображения кодового слова HARQ на множество слоев на основе ранга канала радиоканала для формирования информационного сигнала, причем ранг канала больше единицы, и множество слоев равно рангу канала, и канал передачи элементов для передачи информационного сигнала.

Краткое описание чертежей

Прилагаемые чертежи, которые включены в описание изобретения и составляют его часть, иллюстрируют один или несколько вариантов осуществления, и, вместе с описанием, объясняют эти варианты осуществления. На чертежах:

На фиг.1 изображена иллюстративная сеть доступа LTE, в которой могут быть реализованы иллюстративные варианты осуществления.

На фиг.2 изображена иллюстративная обработка информационного сигнала на физическом уровне LTE, с которой могут быть связаны иллюстративные варианты осуществления.

На фиг.3 более подробно изображен пример функции отображения в антенны.

На фиг.4(a)-фиг.4(d) изображен первый общепринятый набор отображений кодового слова в слой.

На фиг.5(a)-фиг.5(d) изображен второй общепринятый набор отображений кодового слова в слой.

На фиг.6(a) и фиг.6(b) изображены отображения кодового слова в слой согласно иллюстративным вариантам осуществления.

Фиг.7 - блок-схема иллюстративного передающего устройства, в котором могут быть реализованы отображения кодового слова в слой согласно этим иллюстративным вариантам осуществления.

Фиг.8 и фиг.9 - блок-схемы, иллюстрирующие способы передачи согласно иллюстративным вариантам осуществления.

Фиг.10 - блок-схема иллюстративного приемного устройства, в котором используются сведения об отображениях кодового слова в слой согласно этим иллюстративным вариантам осуществления.

Фиг.11 - блок-схема, иллюстрирующая способ приема согласно иллюстративному варианту осуществления.

Подробное описание

Следующее описание иллюстративных вариантов осуществления настоящего изобретения относится к прилагаемым чертежам. Одинаковые ссылочные позиции в разных чертежах идентифицируют одинаковые или сходные элементы. Следующее подробное описание не ограничивает изобретение. Вместо этого объем изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения.

Для обеспечения некоторого контекста для более подробного обсуждения отображений кодового слова в слой согласно этим иллюстративным вариантам осуществления рассмотрим сначала иллюстративную систему радиосвязи, изображенную на фиг.1-фиг.3. Начнем с узлов сети радиодоступа и интерфейсов на фиг.1, можно видеть, что этот конкретный пример обеспечен в контексте систем LTE. Тем не менее настоящее изобретение не ограничивается возможностью его использования для передатчиков или передач, связанных с системами LTE, и может вместо этого использоваться в любой системе, в которой используется множество передающих антенн, в том числе, например, в системах, устройствах и способах широкополосного множественного доступа с кодовым разделением (WCDMA), GSM, UTRA, E-UTRA, высокоскоростного пакетного доступа (HSPA), UMB, WiMaX и других. Так как, однако, пример на фиг.1 обеспечен в терминах LTE, то узел сети, который передает и принимает по радиоинтерфейсу, называется усовершенствованным узлом B (eNodeB), несколько этих узлов eNodeB 200 изображены на этом чертеже.

В контексте радиоинтерфейса каждый eNodeB 200 отвечает за передачу сигналов в одну или несколько сот 202, и прием сигналов из них. Каждый eNodeB содержит множество антенн, например 2, 4 или большее количество передающих антенн, а также, возможно, множество приемных антенн, например 2, 4 или большее количество приемных антенн, и управляет функциями, включающими в себя, например, кодирование, декодирование, модуляцию, демодуляцию, перемежение, устранение перемежения и т.д., в отношении физического уровня таких сигналов. Заметим, что, как используется в этом документе, подразумевается, что выражение "передающие антенны" включает в себя и является обобщающим для физических антенн, виртуальных антенн и входов антенны. Узлы eNodeB 200 также отвечают за многие функции более высоких уровней, связанные с управлением передачи информации в системе, включающие в себя, например, планирование пользователей, решения по хэндоверу и т.п. Заинтересованный читатель, которому требуется больше информации относительно функций передачи или приема, связанных с LTE или другими системами, в которых могут быть применены эти иллюстративные варианты осуществления, отсылается к книге, озаглавленной "3G Evolution - HSPA and LTE for Mobile Broadband", Erik Dahlman и др., изданной Elsevier Ltd., 2007, раскрытие которой включено по ссылке.

Тем не менее, для краткого обсуждения обработки группового спектра, связанной с передачей сигналов по нисходящей линии связи (то есть, возможно, передаваемых через базовую сеть 203 в eNodeB 200 и затем в соты 202 к станциям или мобильному терминалу адресата, например, MS 204 на фиг.1), рассмотрим фиг.2. На этом чертеже обрабатываются два транспортных блока данных 300 для передачи узлом eNodeB 200 с использованием пространственного мультиплексирования. На этапах 302 вставляются биты циклического избыточного кода (CRC), используемого приемником для обнаружения ошибок. На этапах 304 к транспортным блокам применяется канальное кодирование для обеспечения защиты данных полезной нагрузки от искажений, представляемых радиоканалом. Этапы 306 гибридного автоматического запроса на повторную передачу (HARQ) выполняются для извлечения или повтора битов кода из блоков битов кода, обеспечиваемых кодером канала для формирования точного набор битов, передаваемых в пределах интервала времени передатчика (TTI), например, на основе различных критериев, например количества назначенных ресурсных блоков, выбранной схемы модуляции и порядка пространственного мультиплексирования. Это означает, что необязательно из этапов HARQ 306 выводятся те же самые кодированные биты для каждой попытки передачи идентичного транспортного блока информационных битов. Сигналы, соответствующие TTI, находятся в LTE передаваемом, так называемом, субкадре длиной 1 мс.

На этапе 308 вывод кодовых слов из этапа HARQ скремблируется (умножается) скремблирующей последовательностью на уровне битов или маской, что помогает приемнику подавлять помехи в радиосигнале. Далее на этапе 310 применяется выбранная модуляция данных, например квадратурная фазовая манипуляция (QPSK), квадратурная амплитудная модуляция (QAM) 16 или QAM 64 для преобразования блоков скремблированных битов в соответствующие блоки символов модуляции. После этого на этапе 312 эти символы модуляции отображаются в разные антенны и/или разные входы антенны. В системе условных обозначений LTE вход антенны соответствует передаче конкретного опорного сигнала по нисходящей линии связи, который может соответствовать или не соответствовать реальной физической антенне. Символы, передаваемые на каждую антенну (1-n на фиг.2, например, 2, 4, 8, 16), далее отображаются в соответствующие ресурсные блоки 314 и посылаются для обработки OFDM (не изображено) до передачи узлом eNodeB 200.

Особый интерес в обработке передачи для этих иллюстративных вариантов осуществления представляет этап 312 отображения на антенны. Процесс отображения на антенны можно также подразделить на отображение вывода кодовых слов из этапа 310 модуляции в слои и предварительное кодирование получающихся в результате векторов символов для формирования символов, отображаемых на антенну (или вход антенны), как изображено на фиг.3. На этом чертеже обеспечен пример с двумя наборами кодовых слов, отображаемых функцией 400 отображения в слой в три слоя. На фиг.3 изображены два вектора vl и v2 символов, связанных с этими тремя слоями. Далее эти векторы символов предварительно кодируются посредством применения одной или нескольких матриц предварительного кодирования функцией 402 предварительного кодирования, то есть посредством матричного умножения матрицы предварительного кодирования или матриц с входными векторами символов. Подробное описание предварительного кодирования не входит в объем этого обсуждения. Однако понято, что иллюстрация отображения в три слоя и четыре передающие антенны на фиг.3 является только иллюстрацией, и что эти иллюстративные варианты осуществления применимы к другому количеству слоев и/или передающих антенн. Выбор количества слоев (то есть ранга передачи), как описано ранее, как правило, изменяется, в зависимости от ранга канала (среди, возможно, других критериев), и количество антенн может измениться от системы к системе или даже между передающими устройствами в пределах систем.

В любой данной системе, в любом устройстве или в любой реализации, как правило, существует фиксированное количество передающих антенн, и, следовательно, для использования при выполнении отображения кодового слова в слой доступны, как правило, одно или несколько предопределенных отображений между кодовыми словами и слоями, изображенных, например, на фиг.3. Это отображение может измениться во время работы конкретного передатчика или устройства как функция определенного ранга канала, то есть кодовые слова могут отображаться в большее или меньшее количество слоев во время передачи в другое устройство. Некоторые общепринятые наборы отображений кодового слова в слой для систем или устройств с четырьмя передающими антеннами изображены на фиг.4 и фиг.5. Например, на фиг.4(a)-фиг.4(d) изображен первый набор отображений кодового слова в слой. Начнем с фиг.4(a), если, например, определено, что условия на канале соответствуют характеристике передачи ранга 1, то одно кодовое слово 500 отображается в один слой 502. Слой 502 является входным для устройства предварительного кодирования 504, которое осуществляет предварительное кодирование символов и распределяет их по всем четырем передающим антеннам 506-512.

Для канала ранг 2 подходит ранг 2 передачи, и отображение кодового слова в слой может выполняться, например, так, как изображено на фиг.4(b). На этом чертеже два кодовых слова 514 и 516 отображаются в два слоя 518 и 520, соответственно. Эти два слоя 518 и 520 обеспечивают свои соответствующие потоки символов в устройство предварительного кодирования 504, которое, в свою очередь, осуществляет предварительное кодирование символов и распределяет их между четырьмя передающими антеннами 506-512. Для ранга 3 канала может использоваться ранг 3 передачи, который изображен на фиг.4(c), где первое кодовое слово 522 отображается в один слой 523, в то время как второе кодовое слово 524 отображается в два слоя 526 и 528 с использованием последовательно-параллельного (S/P) преобразователя 530. После этого осуществляется предварительное кодирование трех получившихся в результате слоев, и их символы распределяются между четырьмя передающими антеннами 506-512. Для канала ранга 4 передатчик может использовать отображение кодового слова в слой, изображенное на фиг.4(d). На этом чертеже каждое из двух кодовых слов 532 и 534 отображается в два разных слоя, то есть в слои 536 и 538 для кодового слова 532 и слои 540 и 542 для кодового слова 534 посредством S/P-преобразователей 544 и 546, соответственно. После этого устройство 504 осуществляет предварительное кодирование четырех получившихся в результате слоев, и их символы распределяются между четырьмя передающими антеннами 506-512.

Другой общепринятый набор отображений кодового слова в слой изображен на фиг.5(a)-фиг.5(d). На этих чертежах отображения кодовых слов в слои для рангов 1-3, изображенные на фиг.5(a)-фиг.5(c), идентичны аналогичным отображениям, описанным выше для предыдущего общепринятого набора отображений на фиг.4(a)-4(c), и, следовательно, далее в данной работе не описываются. Однако отображение для характеристики канала ранга 4 отличается. Вместо отображения каждого из двух кодовых слов в два разных слоя (как изображено на фиг.4(d)) этот общепринятый набор отображений отображает первое кодовое слово 600 в один слой 604 и второе кодовое слово 602 в три разных слоя 606, 607 и 608 посредством устройства 610 S/P. После этого устройство 504 осуществляет предварительное кодирование получившихся в результате слоев, и их символы распределяются по всем четырем передающим антеннам 506-512. Это конкретное отображение, как утверждается, полезно для увеличения точности качества канала, (сообщаемой) из приемника, когда используются определенные усовершенствованные типы приемника, использующего способы последовательного подавления помех.

Общепринятые отображения кодового слова в слой, описанные выше в отношении фиг.4(a)-фиг.5(d), работают хорошо и имеют относительно маленькую потерю производительности по сравнению со всеми возможными отображениями, если рассматривается только производительность передачи «в первый раз». Однако если принимать во внимание повторные передачи, например, как часть вышеописанной обработки HARQ, то могут потребоваться другие отображения. Например, предположим, что в конкретное время передатчик/приемопередатчик определяет, что радиоканал, по которому он передает информацию, имеет ранг канала четыре. Тогда этот передатчик/приемопередатчик использует, например, общепринятое отображение, изображенное на фиг.4(d), для начальной/первой передачи блока данных, и, следовательно, два кодовых слова отображаются на четыре слоя, как изображено на фиг.4(d). Кроме того, предположим, что впоследствии один или оба из переданных кодовых слов детектированы в приемнике неправильно, в этом случае передатчик запрашивает повторную передачу информации, содержащейся в этих двух кодовых словах. Однако ко времени повторной передачи этих кодовых слов канал изменил свой ранг, например, с ранга четыре на ранг два, при этом, как правило, становится невозможно успешно одновременно передать два кодовых слова, отображенных в четыре слоя. Соответственно, существует потребность, чтобы передатчик уменьшал ранг передачи (то есть уменьшал количество слоев, используемых для передачи) и передавал за один раз только символы из одного кодового слова. Однако принимая во внимание набор общепринятых отображений кодового слова в слой, изображенный на фиг.4(a)-фиг.4(d), для использования только двух слоев должны использоваться два кодовых слова, то есть так, как изображено на фиг.4(b).

Соответственно, с использованием общепринятого предопределенного набора отображений, обеспеченного на фиг.4(a)-4фиг.(d), невозможно использовать два слоя для передачи, когда должны быть переданы только символы из одного кодового слова. Соответственно, передатчик должен был бы повторно передать кодовое слово с использованием только одного слоя. Подобная проблема существует в отношении общепринятого набора отображений, изображенного на фиг.5(a)-фиг.5(d). Это, в свою очередь, препятствует отслеживанию объединения на приемной стороне, и также означает, что повторные передачи ограничены половиной кодированных битов исходной передачи. Для первых передач с высокими скоростями кодирования это может представлять существенную потерю эффективности кодирования.

Проблема, описанная выше в отношении общепринятых отображений кодового слова в слой по фиг.4(a)-фиг.5(d), может оказывать серьезное влияние на эффективность операции HARQ. Например, с использованием этих общепринятых отображений для повторной передачи или передатчик сохраняет все четыре исходных слоя, и точный прием повторно переданных данных, вероятно, окажется безуспешным из-за более плохих условий на канале, или за один раз передается одно кодовое слово с использованием только одного слоя. Однако в последнем случае существует возможность, что кодированные, согласованные по скорости и перемеженные биты в буфере HARQ не согласуются, когда доступно меньшее количество слоев. Соответственно, в лучшем случае, согласование скорости и перемежение, возможно, должны быть выполнены повторно, но, в худшем случае, основное количество информационных битов не будут соответствовать, когда должно использоваться меньшее количество слоев, или, по меньшей мере, скорость кодирования станет чрезмерно высокой. Подобные проблемы возникают, если один из процессов HARQ заканчивается раньше, чем другой, и тогда ранг канала уменьшается до единицы.

Решением этой проблемы согласно иллюстративным вариантам осуществления является обеспечение дополнительного или альтернативного кодового слова к отображениям в слои, что обеспечивает передатчику/приемопередатчику возможность сокращать количество одновременно передаваемых кодовых слов (или процессов HARQ) без необходимости изменять количество слоев, соответствующих любому оставшемуся(имся) кодовому(ым) слову(ам) (или процессу(ам) HARQ). Отображения, которые поддерживают эту возможность, могут быть добавлены исключительно для использования в повторных передачах, или могут также быть доступными для использования передатчиком в передаче данных «в первый раз». Например, при рассмотрении отображений кодового слова в слой, как изображено на фиг.4(a)-фиг.4(d), двигаясь от ранга четыре к рангу два, передачи в настоящее время вынуждают каждое кодовое слово использовать по одному слою каждое. Во избежание этой проблемы для разных рангов канала могут быть обеспечены одно или несколько дополнительных отображений, включающих в себя (отображение) одно кодовое слово в два слоя (или большее количество слоев).

Одно такое отображение согласно иллюстративному варианту осуществления изображено на фиг.6(a). На этом чертеже, для радиоканала ранга 2, одно кодовое слово 700 отображается в два слоя 702 и 704 посредством устройства 706 S/P. Устройство 708 осуществляет предварительное кодирование символов слоев, получающихся в результате, и затем распределяет их между передающими антеннами 710-716. Параметр n, который также идентифицирует кодовое слово 700 на фиг.6(a), обозначает номер кодового слова, и устанавливается в единицу или два, например, если отображение на фиг.6(a) используется передатчиком для повторной передачи кодового слова 2, которое первоначально было передано с использованием отображения, например, на фиг.4(d), то n будет равно 2. Согласно другому иллюстративному варианту осуществления, изображенному на фиг.6(b), в набор отображений кодового слова в слой для радиоканала ранга 3 может также или в качестве альтернативы быть обеспечено отображение одного кодового слова в три слоя. На этом чертеже кодовое слово 720 отображается в три разных слоя 722, 724 и 726 с использованием устройства 728 S/P. Получающиеся в результате три слоя вводятся в устройство 730 предварительного кодирования, которое осуществляет предварительное кодирование символов и распределяет их, в этом примере, между четырьмя передающими антеннами 710-716.

В этих отображениях кодового слова в слой согласно иллюстративным вариантам осуществления устройство 708, 730 предварительного кодирования может отвечать за упорядочение слоев 702 и 704 или 722, 724 и 726, соответственно. Соответственно, разные упорядочения слоев явно не обозначены на фиг.6(a) и фиг.6(b), хотя это сделать просто. Кроме того, очевидно, что для повторных передач количество кодовых слов может изменяться для любого данного отображения. Иллюстративные отображения, изображенные на фиг.6(a) и фиг.6(b), могут использоваться как часть любого из наборов отображений, изображенных на фиг.4(a)-фиг.5(d), или самостоятельно или вместе для расширения этих наборов отображений, или они могут использоваться с другими наборами отображений.

Добавление дополнительных отображений к существующим наборам отображений, в свою очередь, может вызвать необходимость сигнализации приемнику о том, какое отображение используется передатчиком для данного кодового слова или блока данных. В LTE, приемник (UE), например, на основе измерений канала, рекомендует определенный ранг передачи и устройство предварительного кодирования узлу eNodeB. Для рангов передачи, где существует только одно возможное отображение, рекомендация ранга передачи приемником неявно определяет отображение кодового слова в слой. Альтернативным вариантом является то, что UE явно рекомендует отображение кодового слова в слой, из которого неявно получают ранг передачи, например, посредством сигнализации такой рекомендации узлу eNodeB. eNodeB может выбирать следовать рекомендации ранга передачи или не принимать ее во внимание. В любом случае eNodeB может сигнализировать, то есть по нисходящей линии связи в UE, какое отображение/какой ранг передачи используется для передачи в это UE. Существует несколько вариантов, которые могут использоваться для сигнализации того, какое конкретное отображение должно использоваться и, в частности, как добавлять расширенные отображения. Сигнализация предпочтительно должна рассматриваться, например, вместе с сигнализацией индекса предварительного кодирования, и в LTE, вероятно, может быть размещена в физическом канале управления нисходящей линии связи (PDCCH). В любом случае одним иллюстративным способом добавления поддержки для дополнительных отображений является установка в ноль поля размера транспортного формата в PDCCH, которое описывает количество информационных битов в кодовом слове, когда это кодовое слово должно оставаться неиспользованным так, что соответствующие слои не передаются.

Как упоминалось выше, способы, обработки передачи, описанные в этом документе, могут использоваться для различных систем связи, например систем множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), систем множественного доступа с временным разделением (TDMA), систем множественного доступа с частотным разделением (FDMA), систем ортогонального FDMA (OFDMA), систем FDMA с одной несущей (SC-FDMA) и т.д. Передатчик/приемопередатчик может, например, быть расположен в пределах базовой радиостанции, NodeB, eNodeB и т.п. для передачи информационных сигналов по радиоканалу нисходящей линии связи. В качестве альтернативы, передатчик может, например, быть расположен в мобильном устройстве, терминальном устройстве, абонентском оборудовании и т.п. для передачи информационных сигналов по радиоканалу восходящей линии связи. Независимо от конкретного типа системы связи, в которой представлены эти иллюстративные варианты осуществления, передающее устройство, как правило, включает в себя компоненты, изображенные в общих чертах на фиг.7.

На этом чертеже передатчик включает в себя множество физических передающих антенн 802, в этом примере четыре, хотя может использоваться больше или меньше четырех передающих антенн. Физические передающие антенны 802 связаны с процессором 806 через элементы 804 цепи передачи (TX), которые могут включать в себя один или несколько фильтров, усилителей мощности и т.п., как будет понято специалистами в данной области техники. Процессор(ы) 806, вместе с запоминающим(ими) устройством(ами) 808 (и возможно с другими неизображенными устройствами), может(гут) функционировать для выполнения процессов передачи, рассмотренных выше в отношении фиг.1-фиг.3, например, посредством сохраненных на них программных средств, дополнительных аппаратных средств или некоторой комбинации программных и аппаратных средств. Соответственно, функции отображения кодового слова в слой, описанные выше, могут, например, выполняться в программных средствах посредством исполнения машиночитаемых команд из запоминающего устройства 808 для выполнения, например, отображений, описанных выше в отношении фиг.6(a) и фиг.6(b). Соответственно, очевидно, что иллюстративные варианты осуществления также имеют отношение к программным средствам, например к коду программы или командам, которые сохраняются на машиночитаемом носителе информации, и которые, при считывании компьютером, процессором и т.п., выполняют определенные этапы, связанные с передачей информационных сигналов, кодовые слова HARQ которых отображаются в слои так, как описано выше. Примеры таких этапов иллюстрируются в блок-схемах на фиг.8 и фиг.9.

Способ передачи информационного сигнала, в том числе повторная передача, например, принятого с ошибками кодового слова, согласно иллюстративному варианту осуществления иллюстрируется на фиг.8. На этом чертеже, на этапе 900, формируются кодовые слова, то есть одно из каждого, например из двух процессов HARQ. Кодовые слова отображаются на первое множество слоев, соответствующих первому рангу передачи, то есть количество слоев равно рангу передачи, основанному, например, на ранге канала, определяемому передатчиком во время первой передачи этих данных, на этапе 902, для формирования информационного сигнала. После этого, на этапе 904, информационный сигнал передается по радиоканалу. Впоследствии, на этапе 906, одному из процессов HARQ дается команда на повторную передачу, и формируется и повторно передается соответствующее кодовое слово, например, из-за приема с ошибкой приемником первой передачи кодового слова, связанного с процессом HARQ, которому дается команда на повторную передачу. Кодовое слово, которое будет повторно передано, отображается на второе множество слоев и передается со вторым рангом передачи, например, связанным с условиями на канале, определяемыми передатчиком во время повторной передачи.

Способ передачи информационного сигнала, который может включать или не включать в себя повторную передачу, согласно иллюстративному варианту осуществления иллюстрируется на фиг.9. На этом чертеже, на этапе 1000, формируется кодовое слово вне процесса HARQ. На этапе 1002 это кодовое слово отображается на множество слоев, соответствующих рангу передачи, например, основанному на ранге канала радиоканала, для формирования информационного сигнала, причем ранг передачи больше единицы, и количество слоев равно рангу передачи. Далее получающийся в результате информационный сигнал передается на этапе 1004.

Как упоминалось выше, предполагается, что приемникам сигналов, обработанных для передачи, как описано выше, для декодирования принятого сигнала необходимо учитывать конкретное отображение кодового слова в слой, использованное для передачи. Соответственно, иллюстративный приемник 1000 для приема и обработки информационных сигналов, которые подвергались отображению кодового слова в слой, как описано выше, изображен на фиг.10. На этом чертеже одна (или несколько) приемная антенна 1002 принимает информационные сигналы, которые подверглись отображению кодового слова в слой во время обработки на передающей стороне. После прохождения через один или несколько элементов обработки канала приема (RX) (например, фильтры, усилители и т.п.) принятые информационные сигналы обрабатываются процессором(ами) 1006, который извлекает содержащуюся в них информацию, например, вместе с обработкой программных средств, хранящихся на запоминающем(их) устройстве(ах) 1008, с использованием сведений об отображении кодового слова в слой, выполненном над этими информационными сигналами.

Например, как представлено в блок-схеме по фиг.11, способ для приема информационного сигнала, который был передан с использованием кодовых слов гибридного автоматического запроса на повторную передачу (HARQ), может включать в себя этапы приема информационного сигнала 1100 и определения первого отображения между кодовыми словами и первым множеством слоев, которое использовалось для формирования информационного сигнала, имеющего первый ранг передачи (этап 1102). С использованием этих сведений об отображении, далее, на этапе 1104, приемник может декодировать принятую информацию. Далее, на этапе 1106, имеет место повторная передача, по меньшей мере, части информационного сигнала, со вторым рангом передачи. После этого приемник может определять второе отображение между, по меньшей мере, одним из кодовых слов и вторым множеством слоев (этап 1108) и использовать эти сведения для декодирования повторно переданного информационного сигнала на этапе 1110.

Вышеизложенное описание иллюстративных вариантов изобретения обеспечивает иллюстрацию и описание, но не подразумевается, что оно является исчерпывающим, и нет намерения ограничивать изобретение точной раскрытой формой. С учетом вышеупомянутых идей возможны модификации и изменения, или они могут быть получены из осуществления изобретения на практике. Объем изобретения определен в следующих пунктах формулы изобретения и их эквивалентах.

Изобретение относится к системам радиосвязи, а более конкретно к механизмам и способам для отображения кодового слова в связанный с ним слой. В передатчике или приемопередатчике кодовые слова из процессов HARQ могут быть отображены в различные слои или назначены им для передачи и/или повторной передачи информации по радиоканалу. Обеспечены иллюстративные варианты осуществления для различных отображений, которые содействуют, например, процессам HARQ. Например, кодовое слово (700 или 720) может быть отображено на множество слоев (702, 704 или 722, 724, 726), количество которых равно рангу канала радиоканала, который будет использоваться для передачи. Технический результат - обеспечение оптимальности отображения кодовых слов в слой для эффективности операции HARQ для повторных передач. 4 н. и 32 з.п. ф-лы, 18 ил.

1. Способ передачи информационного сигнала по радиоканалу с использованием кодовых слов гибридного автоматического запроса на повторную передачу (HARQ), содержащий этапы, на которых
формируют, по меньшей мере, два кодовых слова (900), по одному для каждого процесса HARQ, доступного для одновременной передачи,
отображают, по меньшей мере, два кодовых слова (902) на первое множество слоев для формирования информационного сигнала, имеющего ранг первой передачи, причем, по меньшей мере, одно из, по меньшей мере, двух кодовых слов отображают, по меньшей мере, в два слоя,
осуществляют начальную передачу (904) информационного сигнала по радиоканалу и
осуществляют последующую повторную передачу (906) блока информационных битов, содержащегося в одном из кодовых слов, которое было отображено, по меньшей мере, в два слоя, с рангом второй передачи по радиоканалу, причем ранг второй передачи равен, по меньшей мере, двум, и причем ранг второй передачи уменьшен по сравнению с рангом первой передачи с использованием одного из процессов HARQ, причем повторная передача (904) содержит этапы, на которых
формируют одно кодовое слово повторной передачи на основе блока информационных битов, содержащихся в одном из кодовых слов,
отображают кодовое слово повторной передачи во второе множество слоев и передают кодовое слово повторной передачи с рангом второй передачи,
причем второе множество слоев является таким же количеством слоев, в которое одно из кодовых слов было отображено в начальной передаче (904), и причем второе множество слоев соответствует количеству слоев, равному рангу второй передачи.

2. Способ по п.1, в котором ранг второй передачи равен двум.

3. Способ по п.2, в котором ранг первой передачи равен четырем.

4. Способ по п.2, в котором ранг первой передачи равен трем.

5. Способ по любому из пп.1-4, в котором существует два процесса HARQ, доступных для одновременной передачи.

6. Способ по любому из пп.1-4, в котором ранг второй передачи во время повторной передачи определяют на основе ранга канала упомянутого радиоканала.

7. Способ по любому из пп.1-4, в котором каждое из кодовых слов содержит множество кодированных битов канала, происходящих из блока информационных битов.

8. Способ по любому из пп.1-4, в котором первое множество слоев является потоками символов, которые вводят параллельно в устройство предварительного кодирования для формирования информационного сигнала.

9. Способ по п.8, дополнительно содержащий этап, на котором распределяют символы, связанные с информационным сигналом, по всему множеству передающих антенн для передачи.

10. Способ по п.9, в котором количество передающих антенн равно четырем.

11. Передатчик (800) для передачи информационного сигнала по радиоканалу с использованием кодовых слов гибридного автоматического запроса на повторную передачу (HARQ), содержащий
множество передающих антенн (802),
процессор (806) для формирования, по меньшей мере, двух кодовых слов, по одному для каждого процесса HARQ, доступного для одновременной передачи, причем процессор выполнен с возможностью отображения, по меньшей мере, двух кодовых слов на первое множество слоев для формирования информационного сигнала, имеющего ранг первой передачи, причем процессор также выполнен с возможностью отображения, по меньшей мере, одного из, по меньшей мере, двух кодовых слов, по меньшей мере, в два слоя,
цепь элементов (804) передачи для передачи информационного сигнала,
причем процессор дополнительно выполнен с возможностью последующего формирования одного кодового слова повторной передачи на основе блока информационных битов, содержащихся в одном из кодовых слов, которое было отображено, по меньшей мере, в два слоя,
причем процессор дополнительно выполнен с возможностью отображения кодового слова повторной передачи на второе множество слоев для формирования сигнала повторной передачи, имеющего ранг второй передачи, причем ранг второй передачи равен, по меньшей мере, двум, и причем ранг второй передачи уменьшен по сравнению с рангом первой передачи,
причем второе множество слоев является таким же количеством слоев, в которое одно из кодовых слов было отображено в первой передаче (906), и причем второе множество слоев соответствует количеству слоев, равному рангу второй передачи, и
причем цепь элементов передачи выполнена с возможностью передачи сигнала повторной передачи по радиоканалу.

12. Передатчик по п.11, в котором ранг второй передачи равен двум.

13. Передатчик по п.12, в котором ранг первой передачи равен четырем.

14. Передатчик по п.12, в котором ранг первой передачи равен трем.

15. Передатчик по любому из пп.11-14, в котором существует два процесса HARQ, доступных для одновременной передачи.

16. Передатчик по любому из пп.11-14, в котором процессор дополнительно выполнен с возможностью определения ранга второй передачи на основе ранга канала упомянутого радиоканала.

17. Передатчик по любому из пп.11-14, в котором каждое из кодовых слов содержит множество кодированных битов канала, происходящих из блока информационных битов.

18. Передатчик по любому из пп.11-14, в котором первое множество слоев является потоками символов, и в котором процессор дополнительно выполнен с возможностью ввода потоков символов параллельно в устройство предварительного кодирования для формирования информационного сигнала.

19. Передатчик по п.18, в котором упомянутые символы, связанные с информационным сигналом, распределяются по всему множеству передающих антенн для передачи.

20. Передатчик по п.19, в котором количество передающих антенн равно четырем.

21. Способ приема информационного сигнала, который был передан с использованием, по меньшей мере, двух кодовых слов гибридного автоматического запроса на повторную передачу (HARQ), содержащий
принимают (1100) информационный сигнал,
определяют (1102) первое отображение между, по меньшей мере, двумя кодовыми словами и первым множеством слоев, используемое для формирования информационного сигнала, имеющего ранг первой передачи, причем, по меньшей мере, одно из, по меньшей мере, двух кодовых слов отображают, по меньшей мере, в два слоя,
декодируют (1104) информационный сигнал с использованием сведений о первом отображении,
принимают (1106) второй информационный сигнал, который был передан с использованием кодового слова повторной передачи, на основе блока информационных битов, содержащихся в одном из кодовых слов, которое было отображено, по меньшей мере, в два слоя, причем второй информационный сигнал имеет ранг второй передачи, причем этот ранг второй передачи равен, по меньшей мере, двум, и причем этот ранг второй передачи уменьшен по сравнению с рангом первой передачи,
определяют (1108) второе отображение между кодовым словом повторной передачи и вторым множеством слоев, причем второе множество слоев является таким же количеством слоев, в которое одно из кодовых слов было отображено в начальном принятом информационном сигнале, и причем второе множество слоев соответствует количеству слоев, равному рангу второй передачи, и
декодируют (1110), по меньшей мере, часть повторно переданного информационного сигнала с использованием сведений о втором отображении.

22. Способ по п.21, в котором ранг второй передачи равен двум.

23. Способ по п.22, в котором ранг первой передачи равен четырем.

24. Способ по п.22, в котором ранг первой передачи равен трем.

25. Способ по любому из пп.21-24, в котором существует два процесса HARQ, доступных для одновременной передачи.

26. Способ по любому из пп.21-24, в котором ранг второй передачи определяют на основе ранга канала упомянутого радиоканала.

27. Способ по любому из пп.21-24, в котором каждое из кодовых слов содержит множество закодированных битов канала, происходящих из блока информационных битов.

28. Способ по любому из пп.21-24, в котором первое множество слоев является потоками символов, которые вводят параллельно в устройство предварительного кодирования для формирования информационного сигнала.

29. Приемник (1000) для приема информационного сигнала по радиоканалу, который был передан с использованием, по меньшей мере, двух кодовых слов гибридного автоматического запроса на повторную передачу (HARQ), содержащий
по меньшей мере, одну приемную антенну (1002) для приема информационного сигнала,
цепь элементов (1004) приема, связанную, по меньшей мере, с одной приемной антенной, для обработки информационного сигнала, и
процессор (1006) для определения первого отображения между, по меньшей мере, двумя кодовыми словами и первым множеством слоев, используемого для формирования информационного сигнала, имеющего ранг первой передачи, причем, по меньшей мере, одно из, по меньшей мере, двух кодовых слов отображается, по меньшей мере, в два слоя, причем процессор дополнительно выполнен с возможностью декодирования информационного сигнала с использованием сведений о первом отображении, причем
по меньшей мере, одна приемная антенна (1002) выполнена с возможностью приема второго информационного сигнала, который был передан с использованием кодового слова повторной передачи, на основе блока информационных битов, содержащихся в одном из кодовых слов, которое было отображено, по меньшей мере, в два слоя, причем второй информационный сигнал имеет ранг второй передачи, причем этот ранг второй передачи равен, по меньшей мере, двум, и причем этот ранг второй передачи уменьшен по сравнению с рангом первой передачи, и
процессор (1006) дополнительно выполнен с возможностью определения второго отображения между кодовым словом повторной передачи и вторым множеством слоев, причем второе множество слоев является таким же количеством слоев, в которое одно из кодовых слов было отображено в начальном принятом информационном сигнале, и причем второе множество слоев соответствует количеству слоев, равному рангу второй передачи, и
процессор (1006) дополнительно выполнен с возможностью декодирования, по меньшей мере, части повторно переданного информационного сигнала с использованием сведений о втором отображении.

30. Приемник по п.29, в котором ранг второй передачи равен двум.

31. Приемник по п.30, в котором ранг первой передачи равен четырем.

32. Приемник по п.30, в котором ранг первой передачи равен трем.

33. Приемник по любому из пп.29-32, в котором существует два процесса HARQ, доступных для одновременной передачи.

34. Приемник по любому из пп.29-32, в котором ранг второй передачи во время повторной передачи определяется на основе ранга канала упомянутого радиоканала.

35. Приемник по любому из пп.29-32, в котором каждое из кодовых слов содержит множество закодированных битов канала, происходящих из блока информационных битов.

36. Приемник по любому из пп.29-32, в котором первое множество слоев является потоками символов, которые вводятся параллельно в устройство предварительного кодирования для формирования информационного сигнала.