Способы и устройство для согласования скорости, чтобы улучшить операции гибридного arq
Иллюстрации
Показать всеНастоящее изобретение относится к способу и устройству процесса согласования скорости с использованием гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ). Техническим результатом является улучшение работы HARQ, снижение ошибок декодирования и повышение надежности. Указанный технический результат достигается тем, что кодируют входные биты, разделяют кодированные биты на множество битовых потоков, перемежают соответственно множество битовых потоков, накапливают перемеженные битовые потоки, выбирают группу кодированных битов из буфера, которая должна быть передана, из накопленных битовых потоков на основе начальной позиции, соответствующей версии избыточности (RV), и длины выходной битовой последовательности и передают выбранную группу кодированных битов через одну или множество передающих антенн. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 20 ил., 4 табл.
Реферат
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу и устройству процесса согласования скорости, чтобы улучшить работу гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ), а конкретнее к способу и устройству процесса согласования скорости в работе гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ), в котором кодированные биты выбирают для передачи в зависимости от того, несет ли передача первую передачу нового пакета или повторную передачу для существующего пакета.
Описание предшествующего уровня техники
В настоящее время гибридный автоматический запрос на повторение (HARQ) широко используют в системах связи для борьбы с ошибками декодирования и повышения надежности передачи данных. В системе передачи данных каждый пакет данных защищен с использованием определенной схемы кодирования с прямым исправлением ошибок (FEC). Каждый подпакет может содержать только часть кодированных битов полного пакета. Процесс выбора кодированных битов в подпакете, которые должны быть переданы, называется формированием подпакетов, или согласованием скорости.
В современной работе HARQ пакет данных кодируют с использованием кодера с определенным видом схемы прямого исправления ошибок (FEC). Пакет данных обрабатывают этапом формирования подпакетов/согласования скорости, а затем формируют набор подпакетов. Подпакет, например подпакет k, может содержать только часть кодированных битов. Если передача приемопередатчиком для подпакета k не удается, что указано сообщением с отрицательным подтверждением (NAK), предоставленным каналом подтверждения по обратной связи, то предоставляют подпакет повторной передачи, подпакет k+1, для повторения приемопередачи этого пакета данных. Если подпакет k+1 успешно передан и принят, то каналом подтверждения по обратной связи предоставляется сообщение с подтверждением приема (ACK). Подпакеты повторной передачи могут содержать разные кодированные биты из одного подпакета. Приемник легко может объединять или одновременно декодировать все принятые подпакеты с помощью декодера, чтобы повысить вероятность декодирования. Обычно максимальное количество передач пакета конфигурируют с учетом надежности, задержки пакета и сложности реализации.
N-канальный синхронный гибридный автоматический запрос на повторение (HARQ) широко используют в системах беспроводной связи из-за простоты N-канального синхронного гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ). Например, синхронный гибридный автоматический запрос на повторение (HARQ) принят в качестве схемы гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ) для восходящей линии связи системы долгосрочного развития (LTE) в Проекте партнерства третьего поколения (3GPP).
Из-за фиксированной временной зависимости между последующими передачами временные интервалы передачи в отдельном канале гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ) проявляют чередующуюся структуру. Когда пакет правильно декодирован, приемник отправляет обратно подтверждение приема (АСК) передатчику. Передатчик тогда начинает передачу нового пакета в следующий временной интервал в текущем чередовании. В противном случае передатчик принимает отрицательное подтверждение (NAK) от приемника и передатчик передает другой подпакет из того же пакета в следующий временной интервал в текущем чередовании. Непохожий на синхронный гибридный автоматический запрос на повторение (HARQ), асинхронный гибридный автоматический запрос на повторение (HARQ) может использоваться для обеспечения большей гибкости в планировании и мультиплексировании разных пользователей. С помощью асинхронного гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ) интервал времени между передачами одного и того же пакета может быть нефиксированным. У передатчика есть свобода в принятии решения, когда пакет повторно передавать.
Если схемы выделения ресурса или модуляции могут быть изменены во время повторных передач, то работа гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ) является адаптивной. В системах долгосрочного развития (LTE) работа гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ) может быть одновременно асинхронной и адаптивной. Иногда приемник может испытывать сложности в определении границы пакета, то есть сложность в определении, является ли подпакет первым подпакетом нового пакета, который должен быть передан, или подпакетом повторной передачи из предыдущего пакета. Чтобы смягчить эту проблему, в канале управления может передаваться индикатор нового пакета, который несет информацию о формате передачи для пакета. Иногда более подробная версия информации о канале гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ), например идентификатор подпакета (ID) или даже ID канала гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ), может передаваться для помощи приемнику в обнаружении и декодировании пакета.
В системе долгосрочного развития (LTE), когда размер транспортного блока большой, транспортный блок сегментируют на несколько кодовых блоков, чтобы можно было сформировать несколько кодированных пакетов, что является выгодным из-за таких преимуществ, как предоставление возможности реализации конвейерной или параллельной обработки и гибкий компромисс между потреблением энергии и сложностью аппаратных средств. В случае нескольких кодовых блоков процесс согласования скорости может выполняться для каждого кодового блока. Во время процесса согласования скорости функциональны средства гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ) выбирают количество битов на выходе кодера канала для совпадения с общим количеством битов, которое может транспортировать физический канал. Функциональные средства гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ) управляется параметрами версии избыточности (RV). Точный набор битов на выходе функциональных средств гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ) зависит от количества входных битов, количества выходных битов и параметров версии избыточности (RV). Процесс согласования скорости на основе кольцевого буфера принят в системах долгосрочного развития (LTE).
Каждый кодовый блок C на выходе турбо-кодера может быть разделен на поток S систематических битов, первый поток P1 четности и второй поток P2 четности. Могут быть описаны четыре версии избыточности (RV), каждая из которых задает начальный индекс бита в буфере. Передатчик выбирает одну RV для каждой передачи с гибридным автоматическим запросом на повторение (HARQ). Передатчик считывает блок кодированных битов из буфера, начиная с индекса бита, заданного выбранной RV, наряду с удалением заполняющих битов и фиктивных битов. Если достигается максимальная емкость буфера и для передачи нужно больше кодированных битов, то передатчик обходит по кругу и продолжает с начала буфера, поэтому образуется термин "кольцевой буфер".
Согласование скорости на основе кольцевого буфера может быть реализовано в системе долгосрочного развития (LTE) для совместно используемого канала нисходящей линии связи (DL_SCH) и совместно используемого канала восходящей линии связи (UL_SCH).
Однако иногда приемник может испытывать сложности в обнаружении границы пакета, то есть сложность в определении того, является ли подпакет первым подпакетом нового пакета или подпакетом повторной передачи. Сбои в информировании приемника о передаче нового пакета могут либо ухудшать эффективность передачи пакета и скорость кодирования из-за повторной передачи, либо вызывать ухудшение качества принятого пакета.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Поэтому одной особенностью настоящего изобретения является предоставление способа и устройства процесса согласования скорости, чтобы улучшить эффективность работы гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ).
Другой особенностью настоящего изобретения является предоставление способа и устройства процесса согласования скорости в работе гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ), в котором кодированные биты выбирают для передачи пакета в зависимости от того, является ли эта передача первой передачей нового пакета или повторной передачей для существующего пакета.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения группа кодированных битов, выбранных для передачи, зависит от того, является ли передача первой передачей нового пакета или повторной передачей для существующего пакета. Поэтому группа кодированных битов, выбранных для передачи пакета, не только зависит от версии избыточности, но также от того, является ли передача первой передачей пакета.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения в нисходящей линии связи системы долгосрочного развития (LTE) сообщение предоставления нисходящей линии связи передают вместе с передачей пакетных данных. Сообщение предоставления может содержать версию избыточности (RV) и индикатор новых данных (NDI) для указания начала нового пакета. Цель указания RV - позволить приемнику правильно установить, где в кольцевом буфере следует разместить принятый сигнал в этой передаче. Цель индикатора новых данных (NDI) - позволить приемнику правильно установить начало передачи нового пакета, так что приемник может очищать буфер после начала передачи нового пакета. Передатчик мог бы устанавливать бит индикатора новых данных (NDI) для каждой передачи одного и того же пакета. Это приведет к очистке буфера приемником для каждой передачи, заставляя работу гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ) стать эффективнее работы автоматического запроса на повторение (ARQ), поскольку канальное декодирование не будет использовать принятые сигналы предыдущих передач.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения указатель может обходить по кругу кольцевой буфер и начинать с начала буфера. Другими словами, приемник может очищать буфер после начала передачи нового пакета.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения указатель указывает на положение выбранного бита в буфере. Когда индикатор новых данных (NDI) установлен в единицу, указатель перемещается в буфере в направлении по часовой стрелке; а когда индикатор новых данных (NDI) установлен в ноль, указатель перемещается в буфере в направлении против часовой стрелки.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения, когда индикатор новых данных (NDI) установлен в ноль, указатель перемещается в буфере в направлении по часовой стрелке; а когда индикатор новых данных (NDI) установлен в единицу, указатель перемещается в буфере в направлении против часовой стрелки.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения может отсутствовать прямая связь между значением индикатора новых данных (NDI) и направлением перемещения указателя.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения начальное положение версии избыточности (RV) может регулироваться на основе значения индикатора новых данных (NDI).
В еще одном варианте осуществления изобретения начальное положение RV может не зависеть от значения указания направления (DIR).
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения одинаковая версия избыточности (RV) используется для двух передач одного и того же пакета наряду с установкой индикатора новых данных (NDI) в "1" для одной передачи и в "0" для другой передачи. Поэтому гарантируется, что выбранные биты в этих двух передачах будут смежными в кольцевом буфере, за исключением эффекта циклического перехода в конце буфера. Поэтому эффективная скорость кодирования на этих двух передачах может быть максимизирована.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения направление перемещения указателя может быть фиксированным, а начальная точка определения версии избыточности (RV) может быть изменена в соответствии со значением индикатора новых данных (NDI).
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения интерпретация значения по меньшей мере одного поля в управляющем сообщении зависит от значения индикатора новых данных, который встраивается в управляющее сообщение.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения по меньшей мере две разных версии избыточности определяют в одинаковых начальных положениях.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения RV из четного числа перемещает указатель в направлении по часовой стрелке в буфере, а RV из нечетного числа перемещает указатель в направлении против часовой стрелки в буфере.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения значение, то есть указание направления (DIR), применяют для указания перемещения указателя в кольцевом буфере. Поэтому схема определения версии избыточности (RV) может рассматриваться как использующая однобитовую версию избыточности (RVB) и однобитовое указание направления (DIR). Вводят преобразование из RVB и DIR в версию избыточности (RV).
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения двухбитовое значение RV используется вместе с однобитовым значением DIR, и соответственно может быть описано всего 8 (0-7, то есть 000-111, представленных трехбитовым значением) расширенных версий избыточности (ERV). Вводят преобразование из версии избыточности (RV) и указания направления (DIR) в расширенные версии избыточности (ERV).
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения одна версия избыточности (RV) может перемещать указатель в буфере либо в направлении по часовой стрелке, либо в направлении против часовой стрелки.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения расширенная версия избыточности (ERV) может быть одновременно определена индикатором новых данных и версией избыточности. Преобразование из (RV, NDI) в ERV может быть произвольным. Предпочтительно определяют однозначное преобразование. Например, ERV может быть преобразована как ERV=2×RV+NDI. Кодированные биты или программные значения считывают или записывают в буфер, начиная с положения, определенного расширенной версией избыточности (ERV).
В другом варианте осуществления настоящего изобретения процесс согласования скорости, который на стороне передатчика выбирает биты из буфера передатчика (или на стороне приемника, или на входе в декодер приемника, процесс согласования скорости, который записывает программные значения в буфер приемника), зависит от значения указания новых данных (NDI), установленного по меньшей мере для первой версии избыточности, тогда как процесс согласования скорости, который на стороне передатчика выбирает биты из буфера передатчика (или на стороне приемника, или на входе в декодер приемника, процесс согласования скорости, который записывает программные значения в буфер приемника), работает независимо от значения индикатора новых данных по меньшей мере для второй версии избыточности.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения для первой передачи новых данных (RV=0) NDI=1, и указатель перемещается по часовой стрелке; для повторных передач NDI=0, и указатель перемещается против часовой стрелки независимо от значения версии избыточности (RV).
В другом варианте осуществления настоящего изобретения при объединении индикатора новых данных (NDI) с поднабором версий избыточности RV, отличные от RV=0, могут использоваться, чтобы позволить процессу согласования скорости работать в зависимости от значения NDI. Процесс согласования скорости может работать в зависимости от значения NDI для более, чем одной версии избыточности (RV).
В другом варианте осуществления настоящего изобретения и направление перемещения указателя, и начальное положение RV могут одновременно зависеть от значения индикатора новых данных (NDI).
В другом варианте осуществления настоящего изобретения первая передача нового пакета указана по меньшей мере одним значением версии избыточности. Другими словами, по меньшей мере одно значение версии избыточности используют, только когда новый пакет начинают отправлять.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения множество RV может совместно использовать или по меньшей мере одно начальное положение RV для выбора битов в процессе согласования скорости, по меньшей мере с одной из множества RV, используемой только для передачи нового пакета.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения усовершенствованный способ согласования скорости может быть внедрен либо в передатчик, либо в приемник. Реализация согласования скорости либо в передатчике, либо в приемнике может быть достигнуто вместе с другими процессами, например согласованием скорости из-за ограничения размера буфера, перемежением субблоков, выбором битов для данной версии избыточности, наполнением/опустошением, вставкой/отсечением фиктивных битов, модуляцией, перемежением в канале и преобразованием символов модуляции в физические ресурсы и т.д.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Более полная оценка изобретения и многие из его сопутствующих преимуществ будут полностью очевидны, когда они же становятся понятнее исходя из нижеследующего подробного описания, при рассмотрении в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых одинаковые обозначения ссылок указывают одинаковые или аналогичные компоненты, где:
Фиг.1 - схема, иллюстрирующая работу современного гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ);
Фиг.2 - иллюстрация, показывающая пример работы 4-канального синхронного гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ);
Фиг.3 - иллюстрация, показывающая пример работы асинхронного гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ);
Фиг.4 - схема, показывающая процесс согласования скорости с помощью применения кольцевого буфера;
Фиг.5 - кольцевой буфер, проиллюстрированный в виде окружности;
Фиг.6 показывает работу кольцевого буфера в процессе согласования скорости в передатчике;
Фиг.7 показывает улучшенное согласование скорости на основе кольцевого буфера, созданное в соответствии с принципами настоящего изобретения;
Фиг.8 показывает пример определения по меньшей мере двух разных версий избыточности в одинаковых начальных положениях, созданный в соответствии с принципами настоящего изобретения;
Фиг.9 показывает пример описания расширенной версии избыточности (ERV) путем объединения версии избыточности (RV) и указания направления (DIR), созданный в соответствии с принципами настоящего изобретения;
Фиг.10 показывает пример объединения версии избыточности (RV) и указания новых данных (NDI), чтобы приобрести дополнительную гибкость в выборе битов для согласования скорости, созданный в соответствии с принципами настоящего изобретения;
Фиг.11 показывает другой пример объединения версии избыточности (RV) и указания новых данных (NDI), чтобы приобрести дополнительную гибкость в выборе битов для согласования скорости, созданный в соответствии с принципами настоящего изобретения;
Фиг.12 показывает еще один пример объединения версии избыточности (RV) и указания новых данных (NDI), чтобы приобрести дополнительную гибкость в выборе битов для согласования скорости, созданный в соответствии с принципами настоящего изобретения;
Фиг.13 показывает пример определения расширенной версии избыточности (ERV) с помощью версии избыточности (RV) и индикатора новых данных (NDI), созданный в соответствии с принципами настоящего изобретения;
Фиг.14 показывает пример, в котором процесс согласования скорости зависит от значения указания новых данных (NDI) по меньшей мере для первой версии избыточности, тогда как процесс согласования скорости не зависит от значения индикатора новых данных по меньшей мере для второй версии избыточности, созданный в соответствии с принципами настоящего изобретения;
Фиг.15 показывает другой пример, в котором процесс согласования скорости зависит от значения указания новых данных (NDI) по меньшей мере для первой версии избыточности, тогда как процесс согласования скорости не зависит от значения индикатора новых данных по меньшей мере для второй версии избыточности, созданный в соответствии с принципами настоящего изобретения;
Фиг.16 показывает пример описания начальных положений RV на основе индикатора новых данных (NDI), созданный в соответствии с принципами настоящего изобретения;
Фиг.17 показывает пример, в котором первая передача нового пакета указана по меньшей мере одним значением версии избыточности (RV), созданный в соответствии с принципами настоящего изобретения;
Фиг.18 показывает пример, в котором множество RV может быть определено по меньшей мере для одного одинакового начального положения, и по меньшей мере одна из множества RV может быть зарезервирована для передачи нового пакета, созданный в соответствии с принципами настоящего изобретения;
Фиг.19 - схема, которая иллюстрирует часть цепи передатчика для совместно используемого канала нисходящей линии связи (DL_SCH) и совместно используемого канала восходящей линии связи (UL_SCH) LTE, созданную в соответствии с принципами настоящего изобретения; и
Фиг.20 - схема, которая иллюстрирует часть цепи приемника для совместно используемого канала нисходящей линии связи (DL_SCH) и совместно используемого канала восходящей линии связи (UL_SCH), созданную в соответствии с принципами настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящее время гибридный автоматический запрос на повторение (HARQ) широко используют в системах связи для борьбы с ошибками декодирования и повышения надежности. В системе передачи данных каждый пакет данных защищают с использованием определенной схемы кодирования с прямым исправлением ошибок (FEC). Каждый подпакет может содержать только часть кодированных битов полного пакета. Процесс выбора кодированных битов в подпакете, которые должны быть переданы, может называться формированием подпакетов, или согласованием скорости.
Работа современного гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ) показана на фиг.1. Пакет данных кодируют кодером 111 с помощью определенной разновидности схемы прямого исправления ошибок (FEC). Пакет данных обрабатывают этапом 112 формирования подпакетов/согласования скорости, и таким образом формируют набор подпакетов. Например, подпакет k может содержать только часть кодированных битов. Если передача подпакета k приемопередатчиком 100 терпит неудачу, что указано сообщением с отрицательным подтверждением (NAK), предоставленным каналом 114 подтверждения по обратной связи, то предоставляют подпакет повторной передачи, подпакет k+1, для повторения приемопередачи этого пакета данных. Если подпакет k+1 успешно передан и принят, то каналом 114 подтверждения по обратной связи предоставляется подтверждение приема (ACK). Подпакеты повторной передачи могут содержать разные кодированные биты из предыдущих подпакетов. Приемник может легко объединять или одновременно декодировать все принятые подпакеты с помощью декодера 113, чтобы улучшить вероятность декодирования. Обычно максимальное количество передач конфигурируют с учетом надежности, задержки пакета и сложности реализации.
N-канальный синхронный гибридный автоматический запрос на повторение (HARQ) широко используют в системах беспроводной связи из-за простоты N-канального синхронного гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ). Например, синхронный гибридный автоматический запрос на повторение (HARQ) принят в качестве схемы гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ) для восходящей линии связи LTE в 3GPP.
Фиг.2 показывает пример 4-канального синхронного гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ). Вследствие фиксированной временной зависимости между последующими передачами временные интервалы передачи в том же канале гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ) проявляют чередующуюся структуру.
Из-за фиксированной временной зависимости между последующими передачами временные интервалы передачи в отдельном канале гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ) проявляют чередующуюся структуру. Например, чередование 0 включает в себя временной интервал 0, 4, 8, …, 4k, …; чередование 1 включает в себя временной интервал 1, 5, 9, …, 4k+1, …; чередование 2 включает в себя временной интервал 2, 6, 10, …, 4k+2, …; чередование 3 включает в себя временной интервал 3, 7, 11, …, 4k+3, …. Пакет передают во временном интервале 0. После правильного декодирования пакета приемник отправляет обратно передатчику подтверждение приема (ACK). Передатчик затем начинает передачу нового пакета в следующем временном интервале в этом чередовании, то есть временном интервале 4. Однако первый подпакет в новом пакете, переданном в временном интервале 4, не принят должным образом. После того, как передатчик принимает отрицательное подтверждение NAK от приемника, передатчик передает другой подпакет из того же пакета в следующем временном интервале в чередовании 0, то есть временном интервале 8. Иногда приемник может испытывать сложности в обнаружении границы пакета, то есть сложность в обнаружении того, является ли подпакет первым подпакетом нового пакета или подпакетом повторной передачи. Чередования 1-3 действуют так же, как чередование 0. Чтобы смягчить эту проблему, в канале управления может быть передан индикатор нового пакета, который несет информацию о формате передачи для пакета. Иногда более подробная версия информации о канале гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ), например ID подпакета и/или ID канала гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ), может предоставляться для помощи приемнику в обнаружении и декодировании пакета.
Вместо синхронного гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ) асинхронный гибридный автоматический запрос на повторение (HARQ) может обеспечивать большую гибкость в планировании и мультиплексировании разных пользователей. С помощью асинхронного гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ) интервал времени между передачами одного и того же пакета может быть непостоянным. У передатчика есть свобода в принятии решения, когда повторно передавать пакет.
Пример асинхронного гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ) показан на фиг.3.
Для процесса 0 HARQ первый интервал времени между двумя передачами, например, передачами субкадра 0 и субкадра 4, составляет четыре субкадра; второй интервал времени между двумя передачами, например, передачами субкадра 4 и субкадра 10, составляет шесть субкадров. После правильного декодирования пакета приемник отправляет обратно передатчику подтверждение приема (ACK). Передатчик затем начинает передачу нового пакета в следующем субкадре в этом процессе HARQ, то есть в субкадре 4.
Для процесса 1 HARQ первый интервал времени между двумя передачами, например, передачами субкадра 1 и субкадра 6, составляет пять субкадров; второй интервал времени между двумя передачами, например, передачами субкадра 6 и субкадра 11, составляет пять субкадров. Первый подпакет в новом пакете, переданном в субкадре 1, не принят должным образом. Когда передатчик принимает отрицательное подтверждение NAK от приемника, передатчик передает другой подпакет из того же пакета в следующем субкадре в процессе 1 HARQ, то есть в субкадре 6. После правильного декодирования пакета приемник отправляет обратно передатчику подтверждение приема (ACK). Передатчик затем начинает передачу нового пакета в следующем субкадре в этом процессе HARQ, то есть в субкадре 11.
Если схемы выделения ресурса или модуляции могут быть изменены во время повторных передач, то работа гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ) является адаптивной. В системах долгосрочного развития (LTE) работа гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ) является одновременно асинхронной и адаптивной. Иногда приемник мог испытывать сложности в обнаружении границы пакета, то есть сложность в обнаружении того, является ли подпакет первым подпакетом нового пакета или подпакетом повторной передачи. Чтобы смягчить эту проблему, в канале управления может быть передан индикатор нового пакета, который несет информацию о формате передачи для пакета. Иногда более подробная версия информации о канале гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ), например идентификатор подпакета (ID) или даже ID канала HARQ, может быть передан для помощи приемнику в обнаружении и декодировании пакета.
В системе долгосрочного развития (LTE), когда размер транспортного блока большой, транспортный блок сегментируют на несколько кодовых блоков, чтобы можно было сформировать несколько кодированных пакетов, что является выгодным из-за таких преимуществ, как предоставление возможности реализации конвейерной или параллельной обработки и гибкий компромисс между потреблением энергии и сложностью аппаратных средств. В случае нескольких кодовых блоков согласования скорости может проводиться для каждого кодового блока. Во время процесса согласования скорости функциональность гибридного ARQ выбирает количество битов на выходе кодера канала для совпадения с общим количеством битов, которое может транспортировать физический канал. Функциональность гибридного ARQ управляется параметрами версии избыточности (RV). Точный набор битов на выходе функциональности гибридного ARQ зависит от количества входных битов, количества выходных битов и параметров RV. Согласование скорости на основе кольцевого буфера принято в системах долгосрочного развития (LTE).
Обращаясь теперь к фиг.6, фиг.6 показывает работу кольцевого буфера в процессе согласования скорости в передатчике.
Каждый кодовый блок C (включающий несколько битов, а именно ci) разделяется на три битовых потока на выходе турбо-кодера, а именно на поток S систематических битов (включающий несколько битов, а именно si), первый поток P1 четности (включающий несколько битов, а именно p1i) и второй поток P2 четности (включающий несколько битов, а именно p2i). Определяют четыре версии избыточности (RV), каждая из которых задает начальный индекс бита в буфере. Передатчик выбирает одну RV для каждой передачи HARQ. Передатчик считывает блок кодированных битов из буфера, начиная с индекса бита, заданного выбранной RV, наряду с удалением заполняющих битов и фиктивных битов. Если достигнута максимальная емкость буфера и для передачи нужно больше кодированных битов, то передатчик обходит по кругу и продолжает с начала буфера, поэтому образуется термин "кольцевой буфер".
Согласование скорости на основе кольцевого буфера графически иллюстрируется на фиг.4. В качестве альтернативы кольцевой буфер может быть проиллюстрирован в виде окружности, как показано на фиг.5.
Как показано на фиг.4, один кодовый блок C помещен в турбо-кодер 211. Турбо-кодер образуется с помощью параллельного соединения двух рекурсивных систематических сверточных кодеров (RSC), разделенных перемежителем. Кодовый блок C разделяют на поток S 212 систематических битов (включающий несколько битов, а именно si), первый поток P1 213 четности (включающий несколько битов, а именно p1i) и второй поток P2 214 четности (включающий несколько битов, а именно p2i). Поток S 212 систематических битов вводят в перемежитель 215 субблоков, первый поток P1 213 четности вводится в перемежитель 216 субблоков, а второй поток P2 четности вводят в перемежитель 217 субблоков. Поток S 212 систематических битов затем преобразуют в перемеженный поток S 218 систематических битов. Первый поток P1 213 четности и второй поток P2 214 четности преобразуют в перемеженный и чередованный поток 219 четности. Передатчик считывает блок кодированных битов из буфера, начиная с индекса бита, заданного выбранной RV, наряду с удалением заполняющих битов и фиктивных битов на этапах первой передачи (1ая ТХ) и повторных передач (например, 2ой ТХ 3ей ТХ). Если достигнута максимальная емкость буфера и нужно передать больше кодированных битов, то передатчик обходит по кругу и продолжает с начала буфера.
Как показано на фиг.5, кольцевой буфер заполняется систематическими битами и битами четности. Биты в кольцевом буфере задают разными версиями избыточности (RV), то есть RV=0, RV=1, RV=2 и RV=3. Передатчик удаляет заполняющие биты и фиктивные биты, начиная с заранее определенной RV. Когда достигнута максимальная емкость буфера и для передачи нужно больше кодированных битов, то передатчик обходит по кругу и продолжает с начала буфера. На фиг.5 буфер изображен в виде окружности, чтобы показать, что передатчик может продолжить с начала буфера, когда достигнута максимальная емкость буфера. Поэтому образуется термин "кольцевой буфер".
В качестве примера согласование скорости на основе кольцевого буфера реализовано в системе долгосрочного развития (LTE) для совместно используемого канала нисходящей линии связи (DL_SCH) и совместно используемого канала восходящей линии связи (UL_SCH), как проиллюстрировано на фиг.6.
Биты, введенные в согласование скорости, обозначены c 0, c 1, c 2,…, c E-1, где E - количество битов, введенное в блок согласования скорости. Отметим, что E является кратным 3. Биты после разделителя 41 битов обозначены s 0, s 1, s 2,…, sK'-1; p 1,0, p 1,1, p 1,2,…, p 1, K'-1 и p 2,0, p 2,1, p 2,2,…, p 2, K'-1, где K' - количество битов в каждой разделенной последовательности битов. Связь между входной последовательностью и выходной последовательности дана ниже.
s k=c 3k, | k=0, 1, 2,…, K'-1 | K'=E/3 | (1) |
p1k=c 3k+1, | k=0, 1, 2,…, K'-1 | K'=E/3 | (2) |
p2k=c 3k+2, | k=0, 1, 2,…, K'-1 | K'=E/3 | (3) |
Отметим, что K'=K+4 является длиной кодового блока, включая концевые биты.
Поток s i информационных битов перемежают с помощью перемежителя 42 субблоков с выходной последовательностью, определенной как v 0, v 1, v 2,…,v K''-1, и приводящей к битовому потоку.
s'i=v i | для | i=0,…, K''-1 | (4) |
где K''=K'/32×32 - размер перемежителя субблоков. Поток p1i битов четности перемежают в соответствии с перемежителем 43 субблоков с выходной последовательностью, определенной как v 0, v 1, v 2,…,v K''-1, и приводящей к битовому потоку
p1'i=v i | для | i=0,…, K''-1 | (5) |
Поток p2i битов четности перемежается в соответствии с перемежителем 44 субблоков с выходной последовательностью, определенной как v 0, v 1, v 2,…,v K''-1, и приводящей к битовому потоку.
p2'i=v i | для | i=0,…, K''-1. | (6) |
Перемежение субблоков является перемежителем блоков и состоит из битов, введенных в матрицу с заполнением, перестановки между столбцами для матрицы и битов, выведенных из матрицы. Биты, введенные в перемежитель блоков, обозначены u0, u1, u2,…,u(K'-1), где K' - количество входных битов. Последовательность выходных битов из перемежителя блоков получают следующим образом.
Назначить C=32 количеством столбцов матрицы. Столбцы матрицы нумеруют 0, 1, 2, …, C-1 слева направо.
Определить количество строк матрицы, R, путем определения минимального целого числа R из условия, что K'≤R×C=K''. Строки прямоугольной матрицы нумеруются 0, 1, 2,…, R-1 сверху вниз.
Если K''> K', то количество N D=(K''-K') фиктивных битов заполняют так, что x k =<NULL> для k=0, 1,…,N D-1, и 1 для k=0, 1,…, K'-1. Если последовательность входных битов является вторым потоком p2 i четности, то последовательность заполненных битов сдвигают циклически так, что для k=0, 1,…, K''-1; в противном случае , для k=0, 1,…, K''-1. Затем записать получившуюся последовательность в матрицу строку за ст