Способ гибридного автоматического запроса повторной передачи для передачи пакетированных данных

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Устройство передачи данных, содержащее

передающую секцию, которая (i) передает в первой передаче первые данные, отображенные в первый символ, в первой комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов и (ii) повторно передает в повторной передаче все или часть упомянутых первых данных как вторые данные, отображенные во второй символ, во второй комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов, причем упомянутая вторая комбинация отличается от упомянутой первой комбинации, при этом отдельные версии совокупности сигналов из множества версий совокупности сигналов независимо присваиваются каждой из части или всего множества версий избыточности, соответственно.

2. Устройство передачи данных по п.1, в котором упомянутая передающая секция выбирает, когда выполнено изменение комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов, комбинацию, которая включает в себя версию избыточности, такую же, как ее предыдущая версия, и версию совокупности сигналов, отличающуюся от ее предыдущей версии.

3. Устройство передачи данных по п.1, в котором упомянутая передающая секция выбирает, когда выполнено изменение комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов, комбинацию, которая включает в себя версию избыточности, отличающуюся от ее предыдущей версии, и версию совокупности сигналов, такую же, как ее предыдущая версия.

4. Устройство передачи данных по п.1, в котором упомянутая передающая секция выбирает, когда выполнено изменение комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов, комбинацию, которая включает в себя версию избыточности и версию совокупности сигналов, обе из которых отличаются от их предыдущих версий.

5. Устройство базовой станции, оборудованное устройством передачи данных по п.1.

6. Устройство терминала связи, оборудованное устройством передачи данных по п.1.

7. Устройство передачи данных, содержащее

передающую секцию, которая (i) передает в первой передаче первые данные, отображенные в первый символ, в первой комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов и (ii) повторно передает в повторной передаче все или часть упомянутых первых данных как вторые данные, отображенные во второй символ, во второй комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов, причем упомянутая вторая комбинация отличается от упомянутой первой комбинации, при этом средняя достоверность для бита упомянутых данных, отображенных в упомянутый первый символ и упомянутый второй символ, получена усреднением по всему повторению, обеспечиваемому упомянутой повторной передачей.

8. Устройство передачи данных по п.7, в котором упомянутая передающая секция выбирает, когда выполнено изменение комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов, комбинацию, которая включает в себя версию избыточности, такую же, как ее предыдущая версия, и версию совокупности сигналов, отличающуюся от ее предыдущей версии.

9. Устройство передачи данных по п.7, в котором упомянутая передающая секция выбирает, когда выполнено изменение комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов, комбинацию, которая включает в себя версию избыточности и версию совокупности сигналов, обе из которых отличаются от их предыдущих версий.

10. Устройство базовой станции, оборудованное устройством передачи данных по п.7.

11. Устройство терминала связи, оборудованное устройством передачи данных по п.7.

12. Способ передачи, содержащий этапы, на которых передают в первой передаче первые данные, отображенные в первый символ, в первой комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов и повторно передают в повторной передаче все или часть упомянутых первых данных как вторые данные, отображенные во второй символ, во второй комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов, причем упомянутая вторая комбинация отличается от упомянутой первой комбинации, при этом отдельные версии совокупности сигналов из множества версий совокупности сигналов независимо присваивают каждой из части или всего множества версий избыточности, соответственно.

13. Способ передачи, содержащий этапы, на которых передают в первой передаче первые данные, отображенные в первый символ, в первой комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов и повторно передают в повторной передаче все или часть упомянутых первых данных как вторые данные, отображенные во второй символ, во второй комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов, причем упомянутая вторая комбинация отличается от упомянутой первой комбинации, при этом среднюю достоверность бита для бита из упомянутых данных, отображенных в упомянутый первый символ и упомянутый второй символ, получают усреднением по повторению, обеспечиваемому упомянутой повторной передачей.

Рисунок 1

 

Текст

Смотреть все

006007 Настоящее изобретение касается способа повторной передачи в соответствии с автоматическим запросом повторной передачи (АЗПП, ARQ) в системе связи. Дополнительно, изобретение касается соответствующих приемного устройства и передающего устройства. Обычная методика в системах связи, характеризуемых ненадежными и изменяющимися во времени состояниями каналов, заключается в коррекции ошибок, основанной на схемах автоматического запроса повторной передачи (АЗПП) вместе с методикой упреждающей коррекции ошибок (УКО, FEC), называемых гибридным АЗПП (ГАЗПП, HARQ). Если ошибка обнаружена посредством обычно используемого контроля циклическим избыточным кодом (КЦИК, CRC), то приемное устройство системы связи посылает запрос в передающее устройство отправить дополнительную информацию (повторная передача пакетов данных) для улучшения вероятности правильного декодирования ошибочного пакета. Пакет кодируется с УКО перед передачей. В зависимости от содержания и способа повторной передачи биты объединяются с предварительно переданной информацией, S. Kallel, "Analysis of a type II hybrid ARQ scheme with code combining", IEEE Transaction on Communications, т. 38,8, август 1990 г., иVehicular Technology, т. 48,3, май 1999 г., определяют три различных типа схем АЗПП. Тип I. Ошибочные принятые пакеты отбрасываются, а новую копию того же пакета повторно передают и декодируют отдельно. Нет никакого объединения версий этого пакета, принятых ранее или позднее. Тип II. Ошибочные принятые пакеты не отбрасываются, а объединяются с дополнительными повторными передачами для последующего декодирования. Повторно переданные пакеты иногда имеют более высокие скорости кодирования (эффективность кодирования), и их объединяют в приемном устройстве с сохраненной кратковременной информацией от предыдущих передач. Тип III. Является таким же, как тип II, с тем ограничением, что каждый повторно переданный пакет теперь является самодекодируемым. Это подразумевает, что переданный пакет является декодируемым без объединения с предыдущими пакетами. Это полезно, если некоторые пакеты повреждены таким образом, что почти никакая информация не пригодна для повторного использования. Если все передачи несут идентифицированные данные, это можно отметить как частный случай, называемый типом III ГАЗПП с единственной версией избыточности. Схемы типа II и III ГАЗПП, как очевидно, являются более интеллектуальными и демонстрируют усиление характеристик относительно типа I, потому что они обеспечивают способность повторно использовать информацию из предварительно принятых ошибочных пакетов. Имеются, в основном, три схемы повторного использования избыточности предварительно переданных пакетов:- мягкое объединение или объединение на основе мягкого решения- комбинация мягкого и кодового объединения Мягкое объединение Использование мягкого объединения пакетов повторной передачи несет идентичную информацию относительно предварительно принятой информации. В этом случае множество принятых пакетов объединяются либо на посимвольной, либо на побитовой основе, как в примере, раскрытом в работе D. Chase,"Code combining: A maximum-likelihood decoding approach for combining an arbitrary number of noisy packets", IEEE Trans. Commun., т. СОМ-33, с. 385-393, май 1985 г., или в работе В.A. Harvey, S. Wicker "PacketCombining Systems based on the Viterby Decoder", IEEE Transaction on Communications, т. 42,2/3/4, апрель 1994 г. В случае использования объединения на уровне символов повторно передаваемые пакеты должны нести идентичные модуляционные символы относительно предварительно переданных ошибочных пакетов. В этом случае многократно принятые пакеты объединяются на уровне модуляционного символа. Обычная методика представляет собой объединение с максимальным соотношением (ОМС, MRC), также называемое объединением со средним разнесением (ОСР, ADC), многократно принятых символов, где после N передач сумма/среднее значение соответствующих символов буферизуется. В случае использования объединения на уровне битов, повторно передаваемые пакеты должны нести идентичные биты в отношении предварительно переданных ошибочных пакетов. Здесь, многократно принятые пакеты объединяются на уровне битов после демодуляции. Биты можно либо отображать тем же способом в модуляционные символы, как в предыдущих передачах того же пакета, либо можно отображать по-другому. В случае, если отображение такое же, как и в предыдущих передачах, можно также применять объединение на уровне символов. Обычной методикой объединения является суммирование расчетных логарифмических отношений правдоподобия (ЛОП, LLR), особенно при использовании так называемых турбокодов для УКО, как известно, например, из работ С. Berrou, A. Glavieux, P. Thitimajshima, "Near Shannon Limit Error-Correcting Coding and Decoding: Turbo-Codes", Proc. ICC '93, Женева,Швейцария, стр. 1064-1070, май 1993 г.; S. Le Goff, A. Glavieux, С. Berrou, "Turbo-Codes and High SpectralCoding for Wireless Communications", Pearson Education, Prentice Hall, ISBN 0-201-39857-5, 2001. Здесь,после N передач сумма ЛОП соответствующих битов буферизуется.-1 006007 Кодовое объединение Кодовое объединение связывает принятые пакеты для создания нового кодового слова (уменьшение кодовой скорости с увеличением номера передачи). Следовательно, декодирующее устройство должно знать, как объединять передачи в каждый момент повторной передачи, чтобы выполнить правильное декодирование (кодовая скорость зависит от повторных передач). Кодовое объединение предлагает более высокую гибкость относительно мягкого объединения, поскольку длину повторно переданных пакетов можно изменять, чтобы приспособить к состоянию канала. Однако это требует передачи большего объема данных сигнализации по сравнению с мягким объединением. Комбинация мягкого и кодового объединения В случае, если повторно переданные пакеты несут некоторые символы/биты, идентичные ранее переданным символам/битам, и некоторые кодовые символы/биты, отличающиеся от них, идентичные кодовые символы/биты объединяются с использованием мягкого объединения, как описано в разделе, названном "мягкое объединение", тогда как оставшиеся кодовые символы/биты будут объединяться с использованием кодового объединения. Здесь, потребности в сигнализации будут аналогичны потребностям кодового объединения. Как показано в работе М.Р. Schmitt, "Hybrid ARQ Scheme employing TCM and Packet Combining",Electronics Letters, т. 34,18, сентябрь 1998 г., характеристики ГАЗПП для модуляции решетчатым кодом (МРК, ТСМ) можно улучшить посредством переупорядочивания совокупности символов для повторных передач. Согласно этой работе, улучшение характеристик следует из увеличения до максимума евклидовых кодовых расстояний между отображаемыми символами по всем повторным передачам, потому что перекомпоновка выполнена на символьной основе. При рассмотрении схем модуляции высокого порядка (с модуляционными символами, несущими больше, чем два бита), способы объединения, использующие мягкое объединение, имеют большой недостаток: достоверности битов в пределах мягко объединенных символов будут в постоянном соотношении по всем повторным передачам, то есть биты,которые менее достоверны из принятых прежде передач, останутся менее достоверными после приема дополнительных передач и аналогичным образом биты, которые были более достоверны из принятых прежде передач, останутся более достоверны после приема дополнительных передач. В общем, схемы ГАЗПП не принимают во внимание изменения в достоверностях битов. Эти изменения значительно снижают рабочие характеристики декодирующего устройства. Главным образом, изменения следуют из двух причин. Во-первых, изменяющиеся достоверности битов основываются на ограничении двумерного отображения совокупности сигналов, где схемы модуляции, несущие больше чем 2 бита на символ, не могут иметь одинаковые средние достоверности для всех битов при предположении, что все символы передаются с одинаковой вероятностью. Следовательно, термин "средние достоверности" понимается как достоверность конкретного бита по всем символам совокупности сигналов. При использовании совокупности сигналов, также называемой сигнальным созвездием, для модуляционной схемы 16-позиционной КАМ (квадратурно-амплитудной модуляции) согласно фиг. 1, показывающей совокупность сигналов, закодированных циклическим двоичным кодом, с заданным порядком побитового отображения i1q1i2q2, биты, отображенные в символы, отличаются друг от друга по средней достоверности в первой передаче пакета. Более подробно, биты i1 и q1 имеют высокую среднюю достоверность, поскольку эти биты отображены на полупространствах диаграммы совокупности сигналов,вследствие чего их достоверность не зависит от того, представляют ли собой передачи битов единицу или нуль. В противоположность этому биты i2 и q2 имеют низкую среднюю достоверность, поскольку их достоверность зависит от того, передают ли они единицу или нуль. Например, для битов i2, единицы отображены во внешних столбцах, тогда как нули отображены во внутренних столбцах. Точно так же для битов q2, единицы отображены на внешних строках, тогда как нули отображены на внутренних строках. Для второй и каждой из дальнейших повторных передач достоверности битов остаются в постоянном соотношении друг к другу, которое определяется совокупностью сигналов, используемой в первой передаче, то есть, биты i1 и q1 будут всегда иметь более высокую среднюю достоверность, чем биты i2 иq2 после любого количества повторных передач. Во-вторых, частично используя мягкое объединение, предположим, что все переданные биты будут иметь идентичную достоверность после первой передачи. Даже тогда изменения в битовых достоверностях появились бы при повторных передачах, потому что достоверности для тех битов, которые повторно переданы (и объединены на основе мягкого решения), увеличились бы, тогда как достоверности не переданных повторно битов останутся неизменными. Кроме того, биты, которые не переданы в первой передаче, а затем переданы в повторных передачах (передающих дополнительную избыточность), подчеркивают этот эффект. В находящейся в процессе одновременного рассмотрения заявке РСТ/ЕР 01/01982 был предложен способ, в котором для улучшения характеристик декодирующего устройства было бы действительно выгодно иметь равные или почти равные средние достоверности битов после каждой принятой передачи пакетов. Следовательно, достоверности битов адаптируют по всем повторным передачам способом, в-2 006007 котором средние достоверности битов усредняют. Этого достигают посредством выбора предварительно определенной первой и по меньшей мере второй совокупности сигналов для передач, так что объединенные средние достоверности битов для соответствующих битов всех передач являются почти равными. То есть биты, достоверность которых в первой передаче была очень высока, отображаются таким образом,что они становятся менее достоверными во второй передаче, и наоборот. Следовательно, перекомпоновка совокупности сигналов приводит к измененному побитовому отображению, в котором евклидовы кодовые расстояния между модуляционными символами могут изменяться от одной повторной передачи к другой повторной передаче благодаря перемещению точек совокупностей. В результате, средними достоверностями битов можно манипулировать желательным образом и усреднять для улучшения характеристик декодирующего устройства УКО в приемном устройстве. В решении, предложенном выше, выгоды от перекомпоновки совокупности сигналов реализованы для концепций схем единственной версии избыточности ГАЗПП типа II/III. Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ повторной передачи в соответствии с АЗПП и передающим устройством, которые фактически избегают снижения эффективности декодирующего устройства, обусловленного изменениями в битовых достоверностях. Эта задача решается посредством способа, передающего устройства и приемного устройства, как сформулировано в независимых пунктах формулы изобретения. Изобретение основывается на признании того, что обычные схемы не рассматривают это конкретное содержимое (набор битов) каждой передачи для переупорядочивания битов. Следовательно, для получения усиления эффективности, переупорядочивание должно быть выполнено в зависимости от содержимого каждой переданной версии избыточности. Следовательно, изобретение можно рассматривать,как обеспечение схемы АЗПП типа II/III, использующей множество версий избыточности при рассмотрении содержимого переданной версии избыточности. Это приводит к существенному усилению эффективности декодирующего устройства. Для лучшего понимания изобретения предпочтительные варианты его осуществления будут описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 - примерная совокупность сигналов, иллюстрирующая модуляционную схему 16 позиционной КАМ с закодированными циклическим двоичным кодом символами битов,фиг. 2 - два примера совокупностей сигналов для модуляционной схемы 16-позиционной КАМ с закодированными циклическим двоичным кодом символами битов,фиг. 3 - сгенерированная битовая последовательность от кодирующего устройства УКО со скоростью 1/3,фиг. 4 - выбранная последовательность для системы передачи со скоростью 1/2, сгенерированная из последовательности, показанной на фиг. 3, с индикацией достоверностей битов,фиг. 5 - битовая последовательность для второй передачи, в которой биты сдвинуты на два вправо,фиг. 6 - битовая последовательность для второй передачи, в которой позиции битов меняются, используя различные отображающие устройства,фиг. 7 - битовая последовательность для версии 1 избыточности первой передачи и первой пары отображающего устройства/перемежителя,фиг. 8 - битовая последовательность для второй передачи для версии 2 избыточности с тем же отображающим устройством/перемежителем, что и для первой передачи,фиг. 9 - битовая последовательность для второй передачи для версии 2 избыточности с отличающимися отображающими устройствами/перемежителями по сравнению с первой передачей,фиг. 10 - результирующие битовые последовательности от возможных комбинаций версий избыточности и отображающих устройств/перемежителей,фиг. 11 - первый вариант осуществления системы связи, в которой выполняется способ по настоящему изобретению,фиг. 12 - второй вариант осуществления системы связи, в которой выполняется способ по настоящему изобретению,фиг. 13 - диаграмма, показывающая характеристики нескольких обычных алгоритмов в сравнении с алгоритмом согласно способу по изобретению. Ниже будет описана концепция логарифмического отношения правдоподобия (ЛОП, LLR), как метрики для достоверностей битов. Сначала будет показано прямое вычисление отношений ЛОП битов в пределах отображаемых символов для одиночной передачи. Затем вычисление ЛОП будет расширено на случай множества передач. Одиночная передача Среднее значение ЛОП i-го бита bni при наличии ограничений в отношении того, что символ sn был передан для передачи по каналу с аддитивным белым гауссовским шумом (АБГШ, AWGN) и равновероятными символами дано в выражении-3 006007 где rn=sn обозначает среднее значение принятого символа при наличии ограничения в отношении передачи символа sn (случай АБГШ), dn,m2 обозначает квадрат евклидова кодового расстояния между принятым символом rn и символом sm, a Es/No обозначает наблюдаемое отношение сигнал/шум. Из уравнения (1) можно заметить, что ЛОП зависит от отношения сигнал/шум Es/No и евклидовых кодовых расстояний dn,m между точками совокупности сигналов. Множество передач Принимая во внимание множество передач, среднее значение ЛОП после k-й передачи i-гo бита bni при наличии ограничений относительно того, что символы sn(i) были переданы по независимым каналам АБГШ и с одинаково вероятными символами, дано в выражении где j обозначает j-ую передачу j-1)-ую повторную передачу). Аналогично случаю одиночной передачи,среднее значение отношений ЛОП зависит от отношений сигнал/шум и евклидовых кодовых расстояний в каждый момент времени передачи. Специалисту в данной области техники должно быть ясно, что аппроксимацию отношений ЛОП можно получить упрощенным вычислением вышеупомянутых точных уравнений. В дальнейшем, в качестве примера будет рассматриваться случай системы 16-позиционной КАМ,приводящий к 2 битам высокой достоверности и 2 битам низкой достоверности, где для битов низкой достоверности достоверность зависит от передачи единицы или нуля (см. фиг. 1) . Следовательно, для описываемого случая повсюду существуют два уровня средних достоверностей, при этом второй уровень подразделяется дополнительно. Уровень 1 (высокая достоверность, 2 бита): побитовое отображение для единиц (нулей), разделенных на положительное (отрицательное) действительное полупространство для i-битов и мнимое полупространство для q-битов. Здесь нет никакой разницы, отображены ли единицы, на положительном или на отрицательном полупространстве. Уровень 2 (низкая достоверность, 2 бита): единицы (нули) отображены во внутренних (внешних) столбцах для i-битов или на внутренних (внешних) строках для q-битов. Поскольку имеется разница для ЛОП в зависимости от отображения во внутренних (внешних) столбцах и строках, уровень 2 классифицируется дополнительно. Уровень 2 а: отображение in во внутренних столбцах, a qn - на внутренних строках соответственно. Уровень 2b: инвертированное отображение уровня 2 а: отображение in во внешних столбцах, a qn на внешних строках, соответственно. Чтобы гарантировать оптимальный процесс осреднения по передачам для всех битов, уровни достоверностей должны быть изменены. Следует учитывать, что порядок побитового отображения известен до начальной передачи, но должен сохраняться для всех повторных передач, например побитовое отображение для начальной передачи: i1q1i2q2 побитовое отображение всех повторных передач: i1q1i2q2. Некоторые примеры для возможных совокупностей показаны на фиг. 2. Полученные в результате достоверности битов согласно фиг. 2 приведены в табл. 1. Таблица 1 В дальнейшем предположим, что m обозначает параметр номера повторной передачи, при этом m=0 обозначает первую передачу пакета в контексте АЗПП. Далее, пусть b обозначает количество битов, которые формируют символ в логическом объекте отображения. Как правило, b может быть любым целым числом, где наиболее часто используемые значения для систем связи представляют собой 2 в целочисленной степени.-4 006007 Без потери общности можно далее предположить, что количество битов n, которые используются в качестве входных данных для процесса перемежения, делится на b, то есть n представляет собой целое кратное числу b. Специалисты в данной области техники могут заметить, что если это будет не так, то последовательность входных битов можно легко дополнять фиктивными битами до такой степени, пока вышеупомянутое условие не будет выполнено. Далее рассмотрим пример простой схемы передачи в соответствии с 16-позиционной КАМ при отображении посредством циклического двоичного кода со скоростью УКО 1/2 (Sn: систематические биты - Рn: биты контроля четности), которая производится из систематического кодирующего устройства со скоростью 1/3 (см. фиг. 3) посредством исключения. Как показано на фиг. 4, для 1-ой передачи (ПД,ТХ) можно выбрать последовательность и упорядочение битов. Фиг. 4 показывает сгенерированную последовательность по фиг. 3 с индикацией достоверностей битов. Простая обычная схема ГАЗПП Типа-III с единственной версией избыточности передает во всех требуемых повторных передачах идентичную последовательность (имеющую идентичное отображениеM1 или идентичное перемежение l1). Первая передача обычно не подвергается перемежению, при этом отсутствие перемежения можно трактовать, как то, что перемежитель имеет одинаковые входные и выходные потоки. Это приводит после объединения всех принятых (и запрошенных) передач к большим изменениям достоверностей битов. Например, достоверность S1 и P1 будет очень высока (переданные n раз с высокой достоверностью), тогда как S2 и Р 4 будут менее достоверными (переданные n раз с низкой достоверностью). Как было установлено ранее, это снижает эффективность декодирования в приемном устройстве. Эффективность этой основной схемы можно увеличить, меняя достоверности для затребованных повторных передач с целью усреднения достоверностей для всех переданных битов. Этого можно достигнуть множеством различных конкретных реализаций, где ниже на фиг. 5 и фиг. 6 изображены два возможных решения. Эту методику можно реализовать либо посредством перемежения битов иначе, чем в первой передаче, либо используя разные правила отображения для модуляционных символов. В дальнейшем это будет обозначено, как использование второго отображающего устройства М 2 или второго перемежителя l2. Фиг. 5 показывает битовую последовательность для второй передачи, в которой, чтобы усреднить достоверности битов, биты смещают на 2 вправо, используя различные перемежители для передачи. Фиг. 6 показывает битовую последовательность для второй передачи, в которой, чтобы усреднить битовые достоверности, битовые позиции меняют, используя отличающиеся отображающие устройства для передач. В случае использования только двух отличающихся отображающих устройств (Мn) или перемежителей (ln), все последовательные передачи затем отображают или подвергают перемежению так, что никакое отображающее устройство/перемежитель не используется в два раза чаще, чем другое, например см. табл. 2. Таблица 2 Следует отметить, что для 16-позиционной КАМ использование четырех различных отображающих устройств обеспечивает более высокую эффективность, а использование только двух отображающих устройств обеспечивает близкое к оптимальному решение. Выбраны два отображающих устройства,чтобы сделать пример простым. Из вышеприведенной таблицы можно заметить, что эффективности алгоритмов 1 и 2 равны или подобны, следовательно нет разницы при выборе отображающего устройства/перемежителя M1/l1 или М 2/l2 для третьей ПД (передачи). Однако для четвертой ПД следует позаботиться о том, чтобы выбрать дополнительный отображающее устройство/перемежитель относительно третьей ПД. Простая схема типа-III ГАЗПП предшествующего уровня техники с множеством версий избыточности повторно передает систематические биты во второй ПД плюс дополнительные биты контроля четности, которые не были переданы в первой ПД. Для простоты пример выбран таким, что количество битов в передаче поддерживается постоянным, и именно две передачи могут нести все кодированные биты(систематические биты и биты контроля четности). Чтобы гарантировать самодекодируемые повторные передачи, все систематические биты передаются повторно. Однако для специалистов в данной области техники должно быть понятно, что также можно использовать не самодекодируемые повторные передачи, чтобы осуществить изобретение. Фиг. 7 показывает битовую последовательность для первой ПД как BИ 1 (версия 1 избыточности) иM11/l11. Для обычных схем с множеством версий избыточности, не принимая в расчет изменения в достоверностях битов, т.е. имея единственное отображающее устройство/перемежитель, как показано в битовой последовательности для последовательности для второй передачи ВИ 2 и M12/l12 на фиг. 8, возникает проблема, подобная проблеме для схем с единственной версией избыточности. Систематические биты с низкой достоверностью от первой ПД будут иметь низкую достоверность во второй передаче. При использовании двух отображающих устройств/перемежителей (см. фиг. 9) для систематических битов будет выполняться усреднение. Однако после двух передач усреднение достоверностей возможно только для битов, переданных дважды (в этом примере систематических битов). В третьей ПД можно свободно выбирать, какую передать версию избыточности ВИ 1 или ВИ 2 (эффективность для обоих вариантов должна быть весьма сходной). Описанный выше пример, имеющий две версии избыточности (ВИ 1 и ВИ 2), в основном обеспечивает четыре комбинации версий избыточности и отображающих устройств/перемежителей (см. табл. 3 и фиг. 10) Таблица 3 Далее набор битов, переданных в первой ПД, будет обозначен ВИ 1 (версия избыточности 1), а набор битов, переданных в второй ПД, будет обозначен ВИ 2. Также отображающие устройства/перемежители соотнесены с версиями избыточности верхним индексом. В показанном примере структура последовательности перемежителя и отображение для ln1/Mn1 и lп 2/Мn2 (n=1, 2) равны, и это является частным случаем, потому что позиции систематических битов и битов контроля четности выровнены друг с другом в обеих версиях избыточности. В соответствии с настоящим изобретением отображающее устройство/перемежитель должны быть выбраны согласно выбранной версии избыточности, чтобы усреднить достоверности систематических битов и битов контроля четности. Это противоречит случаю единственной версии избыточности, согласно которому третья передача может выбрать любое отображающее устройство/перемежитель. Далее, предложим алгоритм для выбора отображающего устройства/перемежителя в зависимости от переданной версии избыточности, чтобы усреднить все достоверности битов. Первая ПД Предположим, что для первой ПД выбраны комбинации BИ 1 и l11/M11, хотя для первой передачи можно также выбрать любую другую комбинацию (полагая равной/подобной эффективность с учетом одиночной передачи). Вторая ПД Во второй ПД должна быть передана остальная часть версий избыточности (в этом случае ВИ 2), где достоверности для всех битов, которые были уже переданы в первой ПД (в этом случае все систематические биты), должны быть усреднены, то есть систематические биты с низкой достоверностью должны теперь иметь высокие достоверности. Этого достигают, передавая ВИ 2 с 122/М 22. Третья ПД Для третьей ПД можно делать свободный выбор, какую версию избыточности передавать, однако она должна быть объединена с отображающим устройством/перемежителем, которое все еще не выбрано для этой версии избыточности, то есть ВИ 1 и l21/M21 в алгоритме 1 и ВИ 2 и l12M12 в алгоритме 2. Это обеспечивает усреднение битов контроля четности, которые передаются в текущем наборе битов. Четвертая ПД Для четвертой ПД должна быть выбрана комбинация, которая отложена. Это гарантирует усреднение оставшегося набора битов контроля четности и обеспечивает передачу набора битов контроля четности, которые пока до настоящего времени были переданы только один раз. Пятая и далее ПД После четвертой ПД процесс усреднения завершается. Следовательно, есть свободный выбор комбинации версии избыточности и отображающего устройства/перемежителя. Для последующих ПД применяют правила, рассмотренные для передач ПД 1-4. В представленном примере позиции систематических битов для обеих версий избыточности ВИ 1 и ВИ 2 (рассматривая одно и то же отображающее устройство/перемежитель) равны (см. фиг. 10). Это не является общим случаем (особенно для различных скоростей кодирования), а, очевидно, является упрощением. Показанный пример предназначен для того, чтобы проиллюстрировать общую процедуру, которую можно легко распространить на более общие случаи, упомянутые ниже. Предложенный способ не ограничен двумя версиями избыточности. Вместо этого его можно расширить на любое количество N версий избыточности, которые выбирают для последовательной передачи и повторяют после N передач, как в общей схеме ГАЗПП типа II/III с N версиями избыточности. При предположении, что m обозначает фактическую версию (m=1 M) отображающего устройства/перемежителя, количество отображающих устройств/перемежителей на версию избыточности может представлять собой любое целое число М (приводящее самое большее к NМ различных отображающих устройств/перемежителей, где N обозначает общее количество версий избыточности, а М - количество отображающих устройств/перемежителей на версию избыточности), где правила отображения или кодовые комбинации перемежителя не обязательно предназначены для выполнения точных усреднений достоверностей. Согласно примеру в табл. 4, общий способ изображен в табл. 5, где (как упомянуто ранее) все lmn/Мmn могут иметь различные правила отображения или структуры последовательности перемежителя. Таблица 5 Как показано в примере, отображающие устройства/перемежители lmn/Мmn могут быть одними и теми же для всех версий n избыточности, то есть отображающие устройства/перемежители независимы от n: lm/Мm (в итоге М различных отображающих устройств/перемежителей). Правила отображения или структуры последовательности перемежителя можно выбрать так, чтобы процесс усреднения и для систематических битов, и для битов контроля четности был настолько качественным, насколько возможно. Любая пара отображающих устройств/перемежителей lmn/Mmn, lkj/Mkj может иметь одно и то же правило отображения или структуру последовательности перемежителя. Количество М отображающих устройств/перемежителей предпочтительно можно выбирать в соответствии с количеством уровней достоверностей битов, обусловленных схемой модуляции. В качестве альтернативы, количество М отображающих устройств/перемежителей можно выбирать в соответствии с удвоенным количеством уровней достоверностей битов, обусловленных схемой модуляции. Фиг. 11 изображает иллюстративный первый вариант осуществления системы связи, в которой используют способ, лежащий в основе изобретения. В передающем устройстве 100 битовую последовательность получают от кодирующего устройства с упреждающей коррекцией ошибок (УКО) (не показанного) и впоследствии вводят в перемежитель 110 и логический битовый инвертор 120. Каждый из перемежителя 110 и логического битового инвертора 120 является функцией версии избыточности и/или версии n отображающего устройства/перемежителя и-7 006007 модифицирует входную битовую последовательность. Потом битовая последовательность вводится в отображающее устройство/модулятор 130, являющийся отображающим логическим объектом. Отображающее устройство обычно использует одну из совокупностей сигналов, показанных на фиг. 2, и отображает биты в символ, который передается по каналу 200 связи. Каналом связи обычно является канал радиосвязи, характеризуемый ненадежными и изменяющимися во времени состояниями канала. Структуры, используемые отображающими устройствами, перемежителями и инверторами либо хранятся и в передающем устройстве, и в приемном устройстве, либо хранятся в передающем устройстве и передаются в приемное устройство. В приемном устройстве 300 комплексные символы сначала вводятся в устройство восстановления/демодулятор 330, который демодулирует принятые символы в соответствующую последовательность битовых доменов (например, последовательность отношений ЛОП). Эта последовательность затем вводится в логический инвертор 320 и после этого в обращенный перемежитель 310, из которого выводится полученная последовательность битовых доменов. Перемежитель и обращенный перемежитель работают в соответствии с известной методикой перемежения/обращенного перемежения, применяя определенную, псевдослучайную или случайную перестановку входных битовых или символьных последовательностей, то есть, меняют позиции битов или символов внутри последовательности. В описанном выше варианте осуществления перемежитель (и обращенный перемежитель) является внутрисимвольным битовым (обращенным) перемежителем, который меняет позицию битов, образующих символ, в отображающем устройстве/устройстве восстановления. Логический битовый инвертор работает в соответствии с известной методикой инвертирования логического значения бита, то есть преобразовывает логическое низкое значение в логическое высокое значение и наоборот. В одной практической реализации приемного устройства, работающего с логарифмическими отношениями правдоподобия, это действие инвертирования эквивалентно инверсии знака логарифмического отношения правдоподобия. Если повторная передача запускается автоматическим запросом повторения, выдаваемым средством обнаружения ошибок (не показанным), так что в итоге другой пакет данных передается от передающего устройства 100 в устройство восстановления/демодулятор 330, предварительно принятые ошибочные пакеты данных объединяются с повторно переданными пакетами данных. Благодаря модифицированию битовой последовательности перемежителем и логическим битовым инвертором, средние достоверности битов усредняются, приводя к повышению эффективности приемного устройства. В качестве альтернативного подхода, во втором варианте осуществления, показанном на фиг. 12,структура, используемая для перемежения/обращенного перемежения битовой последовательности перед отправкой ее в отображающее устройство, остается постоянной, то есть не изменяется как функция версии n избыточности. Вместо этого, правила для отображения битов в символы изменяют, и это соответствует битовым последовательностям, вводимым в отображающее устройство, зависящее только от версии n избыточности, и простому изменению правил отображения бита в символ. В дополнительном варианте, не показанном явным образом на чертежах, можно использовать комбинацию двух вышеописанных подходов, то есть, отображающее устройство/перемежитель и инвертор зависят от версии n избыточности и версии m отображающего устройства/перемежителя. Фиг. 13 показывает результат моделирования, измеряющего частоту ошибок по кадрам для модуляционной схемы 16-позиционной КАМ, использующей кодовую скорость 1/2, для двух обычных способов ГАЗПП и одного возможного варианта реализации способа, соответствующего настоящему изобретению. Для этого примера, алгоритм 2 в нижеприведенной табл. 6 сравнивали с двумя обычными алгоритмами. Из фиг. 13 очевидно, что способ согласно изобретению дает выигрыш по сравнению с обычными способами. Таблица 6-8 006007 В таблице перечислены используемые версии избыточности (ВИп) и отображения (Мm) для моделируемых способов, где отображения М 11=М 21=М 1 и M12=M22=M2 соответствуют табл. 4 (то есть идентичные отображения, используемые для обеих версий избыточности). М 1 соответствует совокупности 1 сигналов, a M2 соответствует совокупности 2 сигналов на фиг. 2. Хотя описанный выше способ был описан с использованием закодированных циклическим двоичным кодом сигналов и модуляционной схемы КАМ, специалисту в данной области техники должно быть понятно, что другие подходящие схемы декодирования и модуляции, например модуляцию на основе фазовой манипуляции (PSK), можно использовать одинаково успешно для получения преимуществ изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство передачи данных, содержащее передающую секцию, которая (i) передает в первой передаче первые данные, отображенные в первый символ, в первой комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов и (ii) повторно передает в повторной передаче все или часть упомянутых первых данных как вторые данные, отображенные во второй символ, во второй комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов,причем упомянутая вторая комбинация отличается от упомянутой первой комбинации, при этом отдельные версии совокупности сигналов из множества версий совокупности сигналов независимо присваиваются каждой из части или всего множества версий избыточности, соответственно. 2. Устройство передачи данных по п.1, в котором упомянутая передающая секция выбирает, когда выполнено изменение комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов, комбинацию,которая включает в себя версию избыточности, такую же, как ее предыдущая версия, и версию совокупности сигналов, отличающуюся от ее предыдущей версии. 3. Устройство передачи данных по п.1, в котором упомянутая передающая секция выбирает, когда выполнено изменение комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов, комбинацию,которая включает в себя версию избыточности, отличающуюся от ее предыдущей версии, и версию совокупности сигналов, такую же, как ее предыдущая версия. 4. Устройство передачи данных по п.1, в котором упомянутая передающая секция выбирает, когда выполнено изменение комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов, комбинацию,которая включает в себя версию избыточности и версию совокупности сигналов, обе из которых отличаются от их предыдущих версий. 5. Устройство базовой станции, оборудованное устройством передачи данных по п.1. 6. Устройство терминала связи, оборудованное устройством передачи данных по п.1. 7. Устройство передачи данных, содержащее передающую секцию, которая (i) передает в первой передаче первые данные, отображенные в первый символ, в первой комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов и (ii) повторно передает в повторной передаче все или часть упомянутых первых данных как вторые данные, отображенные во второй символ, во второй комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов,причем упомянутая вторая комбинация отличается от упомянутой первой комбинации, при этом средняя достоверность для бита упомянутых данных, отображенных в упомянутый первый символ и упомянутый второй символ, получена усреднением по всему повторению, обеспечиваемому упомянутой повторной передачей. 8. Устройство передачи данных по п.7, в котором упомянутая передающая секция выбирает, когда выполнено изменение комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов, комбинацию,которая включает в себя версию избыточности, такую же, как ее предыдущая версия, и версию совокупности сигналов, отличающуюся от ее предыдущей версии. 9. Устройство передачи данных по п.7, в котором упомянутая передающая секция выбирает, когда выполнено изменение комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов, комбинацию,которая включает в себя версию избыточности и версию совокупности сигналов, обе из которых отличаются от их предыдущих версий. 10. Устройство базовой станции, оборудованное устройством передачи данных по п.7. 11. Устройство терминала связи, оборудованное устройством передачи данных по п.7. 12. Способ передачи, содержащий этапы, на которых передают в первой передаче первые данные,отображенные в первый символ, в первой комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов и повторно передают в повторной передаче все или часть упомянутых первых данных как вторые данные, отображенные во второй символ, во второй комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов, причем упомянутая вторая комбинация отличается от упомянутой первой комбинации, при этом отдельные версии совокупности сигналов из множества версий совокупности сигналов независимо присваивают каждой из части или всего множества версий избыточности, соответственно. 13. Способ передачи, содержащий этапы, на которых передают в первой передаче первые данные,отображенные в первый символ, в первой комбинации версии избыточности и версии совокупности сиг-9 006007 налов и повторно передают в повторной передаче все или часть упомянутых первых данных как вторые данные, отображенные во второй символ, во второй комбинации версии избыточности и версии совокупности сигналов, причем упомянутая вторая комбинация отличается от упомянутой первой комбинации, при этом среднюю достоверность бита для бита из упомянутых данных, отображенных в упомянутый первый символ и упомянутый второй символ, получают усреднением по повторению, обеспечиваемому упомянутой повторной передачей.

МПК / Метки

МПК: H04L 1/18

Метки: данных, автоматического, пакетированных, передачи, запроса, повторной, гибридного, способ

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/14-6007-sposob-gibridnogo-avtomaticheskogo-zaprosa-povtornojj-peredachi-dlya-peredachi-paketirovannyh-dannyh.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ гибридного автоматического запроса повторной передачи для передачи пакетированных данных</a>

Похожие патенты