СПОСОБ И СИСТЕМА УВЕЛИЧЕНИЯ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ПРОТОКОЛА ГИБРИДНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ЗАПРОСА НА ПОВТОРНУЮ ПРЕДАЧУ ДАННЫХ (HARQ)
METHOD AND SYSTEM FOR INCREASING THROUGHPUT OF HYBRID AUTOMATIC REPEAT REQUEST (HARQ) PROTOCOL

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к беспроводной сети связи и, в частности, но не ограничиваясь, к увеличению пропускной способности протокола гибридного автоматического запроса на повторную передачу данных.
Уровень техники
В беспроводной сети связи протокол HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request) гибридного автоматического запроса на повторную передачу данных используется для обеспечения высокой надежности и высокой эффективности передачи данных беспроводной сетью связи. Протокол HARQ объединяет схему упреждающей коррекции ошибок FEC (Forward Error Correction) и схему автоматического запроса на повторную передачу данных ARQ (Automatic Repeat Request).
Фиг.1А иллюстрирует блок-схему 100 HARQ-пакета 120 известного уровня техники. Если в беспроводной сети требуется передать данные от передающей станции к приемной станции, то эти данные передаются в виде блоков 110 пакетных данных PDUs (Packet Data Units) управления доступом к среде передачи данных (MAC - Medium Access Control). На МАС-уровне передающей станции производится соединение в цепочки блоков 112, 114, 116 и 118 пакетных данных PDUs, а на физическом уровне передающей станции к соединенным в цепочку блокам 112, 114, 116 и 118 пакетных данных PDUs добавляется преамбула 122, чтобы сформировать HARQ-пакет 120 для передачи. Блоки 112, 114, 116 и 118 пакетных данных PDUs разделяются на физическом уровне передающей станции на FEC-блоки 124, 126 и 128 упреждающей коррекции ошибок.
Пропускная способность протокола HARQ нисходящего канала связи, используемого на станции, может быть ограничена максимальным пределом, чтобы гарантировать, что пропускная способность протокола HARQ не превысит возможность станции по запоминанию информации в буферном запоминающем устройстве (ЗУ). Фиг.1В иллюстрирует два сценария 150 состояния памяти буферного ЗУ станции известного уровня техники. Первый сценарий, при котором отсутствует переполнение памяти 160, имеет место в случае, когда буферное ЗУ станции имеет достаточный объем свободной памяти 166, чтобы сохранить HARQ-субпакет 170, который не выдержал проверку при помощи циклического кода. HARQ-субпакет 170 может являться ретрансляцией того же пакета, который хранится на станции в виде HARQ-субпакетов 162 и 164.
Для увеличения пропускной способности протокола HARQ, используемого на станции, может быть увеличен размер каждого HARQ-субпакета. Однако увеличение размера каждого HARQ-субпакета приводит к такому недостатку, как более частое переполнение памяти буферного ЗУ. Это проиллюстрировано вторым сценарием, в котором имеется переполнение памяти 180, возникающее в случае, если буферное ЗУ станции имеет недостаточный объем 186 памяти, чтобы сохранить HARQ-субпакет 170, который не выдержал проверку при помощи циклического кода. Поэтому станция прекращает запоминание HARQ-субпакета 170 и сбрасывает HARQ-субпакет 170.
Используемая в настоящее время в беспроводной сети связи реализация протокола HARQ не позволяет увеличить пропускную способность протокола HARQ или сократить число случаев переполнения памяти.
Краткое описание чертежей
Отличительные признаки и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения становятся очевидными из нижеследующего подробного описания объекта изобретения, в котором:
Фиг.1А иллюстрирует блок-схему протокола HARQ известного уровня техники;
Фиг.1В иллюстрирует два сценария состояния памяти буферного ЗУ станции известного уровня техники;
Фиг.2 иллюстрирует сценарий состояния памяти буферного ЗУ станции в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения;
Фиг.3 иллюстрирует блок-схему уменьшенного HARQ-субпакета в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения;
Фиг.4 иллюстрирует гребенчатое совмещение двух HARQ-субпакетов в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения;
Фиг.5А иллюстрирует блок-схему последовательности операций при реализации способов, описываемых в данном документе, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения;
Фиг.5В иллюстрирует блок-схему последовательности операций при реализации способов, описываемых в данном документе, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения;
Фиг.6 иллюстрирует блок-схему приемника станции с многоканальным входом и многоканальным выходом (MIMO) в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения; и
Фиг.7 иллюстрирует систему, реализующую способы, описанные в настоящем документе, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
Варианты осуществления настоящего изобретения, описанные в настоящем документе, проиллюстрированы в виде примеров прилагаемыми чертежами, не являющимися ограничением в возможных вариантах реализации настоящего изобретения. Для простоты и ясности иллюстрации элементы, показанные на чертежах, не обязательно выполнены в масштабе. Например, размеры некоторых элементов могут быть для ясности увеличены по отношению к другим элементам. Далее, где это уместно, ссылочные номера на чертежах повторяются, чтобы обозначить соответствующие или аналогичные элементы. Ссылка в описании изобретения на «один из вариантов осуществления настоящего изобретения» означает, что данный признак, устройство или параметр, описываемые в связи с этим вариантом осуществления изобретения, содержатся, по крайней мере, в одном варианте осуществления настоящего изобретения. Таким образом, появление выражения «один из вариантов осуществления настоящего изобретения» в различных местах данного описания не обязательно отсылает к одному и тому же варианту реализации изобретения.
Варианты осуществления настоящего изобретения предлагают способ и систему для увеличения пропускной способности протокола HARQ, используемого в беспроводной сети связи. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, когда станция беспроводной сети связи принимает HARQ-субпакет, имеющий неправильную сумму проверки при помощи циклического кода (CRC - cyclic redundancy check), она устанавливает или определяет, имел ли место факт переполнения памяти буферного ЗУ. Если факт переполнения имел место, то станция уменьшает размер полученного HARQ-субпакета путем удаления части принятого HARQ-субпакета.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, после уменьшения размера HARQ-субпакета станция сохраняет уменьшенный HARQ-субпакет в буферном ЗУ, при условии, что буферное ЗУ имеет достаточный объем памяти, чтобы сохранить уменьшенный HARQ-субпакет. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения за счет уменьшения размера HARQ-субпакета, который необходимо сохранить в буферном ЗУ, увеличивается пропускная способность протокола HARQ в беспроводной сети связи, так как снижается вероятность переполнения памяти буферного ЗУ.
Под термином «станция» понимается, но не ограничивается этим, базовая станция, мобильная станция или любое другое устройство, способное принимать HARQ-пакеты. Беспроводная сеть связи совместима, по крайней мере, частично, но не ограничиваясь этим, со стандартом 802.15 Института инженеров электротехники и электроники (IEEE стандарт 802.15.1-2005, опубликован 14 июня 2005 г.) и связанным с ним семейством стандартов, со стандартом 802.11 Института инженеров электротехники и электроники (IEEE стандарт 802.11-2007, опубликован 12 июня 2007 г.) и связанным с ним семейством стандартов, со стандартом 802.16 Института инженеров электротехники и электроники (IEEE стандарт 802.16-2004, опубликован 1 октября 2004 г.) и связанным с ним семейством стандартов, со стандартом «Долгосрочное развитие сетей связи» (LTE - Long Term Evolution) Проекта партнерства третьего поколения (3GPP - 3rd Generation Partnership Project) и с подобными им стандартами.
Фиг.2 иллюстрирует сценарий состояния памяти буферного ЗУ станции в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, когда станция принимает HARQ-субпакет, она осуществляет проверку правильности контрольной суммы проверки при помощи циклического кода. Если сумма проверки правильная, станция посылает другой станции, передавшей HARQ-субпакет, подтверждение АСК (acknowledgement) получения HARQ-субпакета. Получение подтверждения HARQ АСК означает для другой станции, что HARQ-субпакет принят правильно.
Если сумма проверки при помощи циклического кода неправильная, станция посылает другой станции, передавшей HARQ-субпакет, сообщение HARQ negative АСК (NACK). Сообщение HARQ NACK означает для другой станции, что HARQ-субпакет принят неправильно и что другая станция может повторно передать тот же самый HARQ-субпакет снова в соответствии с протоколом HARQ, который использует гребенчатое совмещение.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, если станция до этого сохранила в памяти одну или несколько копий конкретного HARQ-субпакета, станция осуществляет гребенчатое совмещение, чтобы совместить данный повторно переданный HARQ-субпакет с одной или несколькими сохраненными копиями данного HARQ-субпакета. Станция осуществляет проверку совмещенного HARQ-субпакета с целью определения, правильно ли принят данный HARQ-субпакет.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, если станция обнаруживает, что ее буферное ЗУ имеет недостаточный объем памяти для сохранения принятого HARQ-субпакета, то станция уменьшает размер принятого HARQ-субпакета, чтобы получить уменьшенный HARQ-субпакет 210. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, станция уменьшает размер принятого HARQ-субпакета путем исключения некоторых слотов в принятом HARQ-субпакете. При уменьшении размера принятого HARQ-субпакета требования к объему памяти для запоминания в буферном ЗУ уменьшенного HARQ-субпакета 120 снижаются, и вероятность переполнения памяти уменьшается.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения станция может также уменьшать размер HARQ-субпакета(oB), хранящегося(щихся) в ее буферном ЗУ, чтобы увеличить объем свободной памяти. Сценарий, проиллюстрированный на Фиг.2, где не наблюдается переполнение 220 памяти, имеет место при условии, что буферное ЗУ станции имеет достаточный объем свободной памяти 226, чтобы сохранить уменьшенный HARQ-субпакет 120, не выдержавший проверку при помощи циклического кода. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения станция уменьшает размер сохраненных HARQ-субпакетов 222 и 224 для увеличения объема свободной памяти 226, чтобы сохранить уменьшенный HARQ-субпакет 210. Уменьшенные HARQ-субпакеты 210, 222 и 224 происходят от одного и того же конкретного HARQ-пакета, переданного три раза.
Фиг.3 иллюстрирует блок-схему 300 уменьшенного HARQ-субпакета 210 в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения каждый блок упреждающей коррекции ошибок FEC (FEC-блок) HARQ-пакета 120 делится на один или несколько слотов. Каждый слот представляет собой логический элемент каждого FEC-блока HARQ-пакета 120. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения каждый слот каждого FEC-блока HARQ-пакета 120 основан, но не ограничивается, на дуплексном временном разделении (TDD), на дуплексном частотном разделении (FDD) и тому подобных способах. Специалист в данной области техники может использовать другие способы разделения каждого FEC-блока HARQ-пакета 120 для передачи, и эти способы применимы к настоящему изобретению, не сказываясь на функционировании самого изобретения.
HARQ-пакет 120 имеет слоты от s1 до s8 (302, 304, 306, 308, 310, 312, 314 и 316) в FEC1-блоке 124. FЕС2-блок 126 и FЕС3-блок 128 также поделены на ряд слотов, которые не показаны на чертеже для ясности иллюстрации. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения количество слотов в FEC-блоках 124, 126 и 128 одинаково. В другом варианте осуществления настоящего изобретения количество слотов в FEC-блоках 124, 126 и 128 может различаться. Несмотря на то что HARQ-пакет 120 показан на чертеже с тремя FEC-блоками 124, 126 и 128, это не значит, что имеется такое ограничение. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения HARQ-пакет 120 имеет более трех FEC-блоков. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения HARQ-пакет 120 имеет только один FEC-блок.
Когда станция принимает HARQ-пакет 120, станция проверяет, получен ли HARQ-пакет 120 корректно. Если HARQ-пакет 120 получен некорректно, то в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения станция запоминает только часть каждого FEC-блока HARQ-пакета 120. Это проиллюстрировано на примере уменьшенного HARQ-субпакета 210, имеющего три уменьшенных FEC-блока 320, 322 и 324. Уменьшенный FECl-блок 320 имеет в своем составе слоты s1 302, s2 304, s3 306, s6 312 и s7 314 из состава FECI-блока 124. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения слоты s4 308, s5 310 и s8 316 отброшены или удалены из HARQ-пакета 120, а остающиеся слоты HARQ-пакета 120 сохранены в виде уменьшенного HARQ-субпакета 210. Аналогично, уменьшенные FEC-блоки 322 и 324 имеют, по меньшей мере, по одному удаленному слоту из состава FEC-блоков 126 и 128, соответственно, что, однако, не показано на Фиг.3 для ясности иллюстрации.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения выбор слотов для удаления из состава HARQ-пакета 120 основывается, по меньшей мере, частично, но не ограничиваясь этим, на простоте реализации логики удаления слотов, требуемом коэффициенте усиления при разнесенном приеме, объеме памяти буферного ЗУ, стоимости буферного ЗУ, степени заполненности памяти буферного ЗУ и тому подобных показателях. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения количество слотов, удаляемых из каждого FEC-блока HARQ-пакета 120, одинаково. В другом варианте осуществления настоящего изобретения количество слотов, удаляемых из каждого FEC-блока HARQ-пакета 120, различается.
Например, в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения станция удаляет три слота из состава FECI-блока 124 и сохраняет остающиеся слоты FEC1-блока 124 в качестве уменьшенного FEC1-блока 320, удаляет два слота из состава FЕС2-блока 126 и сохраняет остающиеся слоты FЕС2-блока 126 в качестве уменьшенного FЕС2-блока 322 и не удаляет ни одного слота из состава FEC3-блока 128 и сохраняет весь FЕС3-блок 128 в составе уменьшенного HARQ-субпакета 210.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения слоты в каждом FEC-блоке HARQ-пакета 120 чередуются, и станция удаляет ряд последовательных слотов из состава каждого FEC-блока HARQ-пакета 120. Например, в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения станция удаляет первые два последовательных слота из состава каждого FEC-блока HARQ-пакета 120. В другом варианте осуществления настоящего изобретения станция удаляет три последних последовательных слота из состава каждого FEC-блока HARQ-пакета 120. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения станция удаляет фиксированный процент слотов из состава каждого FEC-блока HARQ-пакета 120. Например, в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения станция удаляет 20% слотов из состава каждого FEC-блока HARQ-пакета 120, т.е. если каждый FEC-блок HARQ-пакета 120 имеет 10 слотов, то станция сохраняет только восемь слотов из состава каждого FEC-блока HARQ-пакета 120.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения станция использует оценку надежности или оценку уровня достоверности содержания HARQ-пакета 120 для определения количества слотов, подлежащих удалению из состава каждого FEC-блока HARQ-пакета 120. Например, в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения если станция определит, что достоверность содержания HARQ-пакета 120 высока, то станция сохранит меньшую часть HARQ-пакета 120 и удалит больше слотов из состава каждого FEC-блока HARQ-пакета 120. Аналогично, если станция определит, что достоверность содержания HARQ-пакета 120 низка, то станция сохранит большую часть HARQ-пакета 120 и удалит меньше слотов из состава каждого FEC-блока HARQ-пакета 120. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения достоверность содержания или данных HARQ-пакета 120 оценивается исходя из логарифмического отношения правдоподобия каждого бита каждого символа HARQ-пакета. В другом варианте осуществления настоящего изобретения достоверность содержания или данных HARQ-пакета 120 оценивается или определяется исходя из принимаемой станцией информации об индикаторе качества канала (CQI). Специалисту в данной области техники понятно, что могут использоваться и другие способы определения того, сколько и каких слотов может быть удалено, и эти способы применимы при реализации настоящего изобретения, не сказываясь на функционировании самого изобретения.
Фиг.4 иллюстрирует гребенчатое совмещение 400 двух HARQ-субпакетов в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. На Фиг.4, в целях иллюстрации, сделано предположение, что станция сохранила в памяти буферного ЗУ уменьшенный HARQ-субпакет 410 и что станция приняла повторно переданный HARQ-субпакет 430. Уменьшенный HARQ-субпакет 410 не содержит слотов а2 414 и а5 420, а повторно переданный HARQ-субпакет 430 имеет М слотов от Ы 432 до bМ 448.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения станция совмещает сохраненный уменьшенный HARQ-субпакет 410 с повторно переданным HARQ-субпакетом 430, используя, по меньшей мере, частично схему гребенчатого совмещения или любую другую схему совмещения кодов, которая использует повторные передачи одного и того же пакета. Каждый соответствующий слот сохраненного уменьшенного HARQ-субпакета 410 и повторно переданного HARQ-субпакета 430 совмещаются, основываясь на позиции или очередности слотов. Например, первый слот a1 412 сохраненного уменьшенного HARQ-субпакета 410 и первый слот b1 432 повторно переданного HARQ-субпакета 430 совмещаются и образуют первый слот a1+b1 452 совмещенного HARQ-субпакета 450. Когда какой-то конкретный слот отсутствует в сохраненном уменьшенном HARQ-субпакете 410, гребенчатое совмещение не производится. Например, в сохраненном уменьшенном HARQ-субпакете 410 отсутствует второй слот а2 414, и поэтому для второго слота Ь2 454 HARQ-субпакета 450 гребенчатое совмещение не производится. Второй слот Ь2 454 совмещенного HARQ-субпакета 450 представляет собой второй слот Ь2 454 повторно переданного HARQ-субпакета 430. Аналогично этому, сохраненный уменьшенный HARQ-субпакет 410 не имеет пятого слота а5 420, и поэтому для пятого слота Ь5 460 совмещенного HARQ-субпакета 450 гребенчатое совмещение не производится. Пятый слот Ь5 460 совмещенного HARQ-субпакета 450 представляет из себя пятый слот Ь5 440 повторно переданного HARQ-субпакета 430. Специалисту в данной области техники уже понятно, как формируются другие слоты совмещенного HARQ-субпакета 450, и это не будет рассматриваться в настоящем документе.
Когда гребенчатое совмещение сохраненного уменьшенного HARQ-субпакета 410 с повторно переданным HARQ-субпакетом 430 закончено, станция осуществляет вычисление циклической контрольной суммы совмещенного HARQ-субпакета 450, чтобы определить, имеются ли какие-либо ошибки. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, если сумма проверки при помощи циклического кода некорректна, станция может уменьшить размер повторно переданного HARQ-субпакета 430 и сохраняет уменьшенный HARQ-субпакет.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, если слоты FEC-блоков в сохраненном уменьшенном HARQ-субпакете 410 и в повторно переданном HARQ-субпакете 430 чередуются, то при осуществлении гребенчатого совмещения сохраненного уменьшенного HARQ-субпакета 410 с повторно переданным HARQ-субпакетом 430 выигрыш от обработки сигналов станцией увеличивается, так как отношение правдоподобия FEC-блока при правильном декодировании увеличивается. Вероятность прохождения HARQ-субпакетом проверки при помощи циклического кода растет, а коэффициент усиления при разнесенном приеме остается неизменным, несмотря на то, что часть слотов удалены. Это происходит потому, что коэффициент усиления при разнесенном приеме взаимосвязан только с повторной передачей не прошедшего проверку HARQ-субпакета, когда состояние канала беспроводной сети связи улучшается.
Варианты осуществления изобретения позволяют уменьшать площадь кристалла и потребляемую мощность, так как объем памяти буферного ЗУ, требуемый для поддержания необходимой пропускной способности протокола HARQ, может быть уменьшен. Это оказывается весьма полезным в случае, если станция имеет ограниченную площадь кристалла или должна иметь низкую стоимость. Помимо этого, варианты осуществления настоящего изобретения позволяют станции достичь высокой пропускной способности протокола HARQ, используемого в беспроводной сети связи.
Фиг.5А иллюстрирует блок-схему 500 последовательности операций при реализации способов, описанных в настоящем документе, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. На этапе 505 станция принимает HARQ-субпакет. На этапе 510 станция осуществляет вычисление циклической контрольной суммы HARQ-субпакета и определяет или оценивает достоверность HARQ-субпакета и его структурного(ых) элемента(ов). В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения структурный(ые) элемент(ы) HARQ-субпакета включает(ют) в себя, но не ограничивается, блок кода исправления ошибок, FEC-блок, блок независимых данных и тому подобное. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, если в памяти буферного ЗУ имеется одна или несколько сохраненных копий HARQ-субпакета, станция осуществляет гребенчатое совмещение принятого HARQ-субпакета с одним или несколькими сохраненными копиями HARQ-субпакета, чтобы сформировать совмещенный HARQ-субпакет. Станция осуществляет вычисление циклической контрольной суммы совмещенного HARQ-субпакета.
На этапе 515 станция проверяет правильность циклической контрольной суммы. Если сумма правильная, процесс 500 заканчивается. Если нет, то на этапе 520 станция проверяет, достаточно ли объема памяти в буферном ЗУ для сохранения принятого HARQ-субпакета. Если объема памяти в буферном ЗУ достаточно, то процесс 500 заканчивается. Если объема памяти в буферном ЗУ недостаточно, то на этапе 525 станция сохраняет каждый из структурных элементов принятого HARQ-субпакета, исходя из определяемой или оцениваемой достоверности HARQ-субпакета и его структурных элементов.
На этапе 530 станция проверяет, достаточно ли объема памяти в буферном ЗУ. Если да, то процесс 500 заканчивается. Если нет, то на этапе 535 станция уменьшает размеры структурного(ых) элемента(ов) принятого HARQ-субпакета, уже хранящегося(ихся) в памяти буферного ЗУ, исходя из определяемой или оцениваемой достоверности HARQ-субпакета и его структурных элементов, и процесс 500 заканчивается. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения станция уменьшает размеры структурного(ых) элемента(ов) принятого HARQ-субпакета путем удаления одного или нескольких слотов каждого FEC-блока HARQ-субпакета, чтобы получить уменьшенный HARQ-субпакет. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения количество удаляемых слотов каждого FEC-блока HARQ-субпакета зависит от определяемой или оцениваемой достоверности HARQ-субпакета и его структурного(ых) элемента(ов).
На этапе 535 увеличивают объем свободной памяти в буферном ЗУ станции. Приведенная блок-схема 500 последовательности операций не является каким-либо ограничением, и некоторые из показанных на блок-схеме 500 этапов не обязательно должны осуществляться последовательно и могут выполняться параллельно. Варианты осуществления настоящего изобретения снижают вероятность наступления случаев переполнения памяти на станции, чтобы увеличить пропускную способность протокола HARQ.
Фиг.5 В иллюстрирует блок-схему 550 последовательности операций при реализации способов, описанных в настоящем документе, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Объем памяти буферного ЗУ для канала восходящей связи протокола HARQ определяет максимальный размер передаваемого блока в кадре данных и поэтому ограничивает пропускную способность протокола HARQ. Блок-схема 550 последовательности операций иллюстрирует этапы увеличения или улучшения пропускной способности протокола HARQ, используемого в канале восходящей связи мобильной станции.
На этапе 555 мобильная станция принимает запрос на передачу HARQ-субпакета. На этапе 560 осуществляется передача полного HARQ-субпакета на принимающую станцию, т.е. на базовую станцию. На этапе 570 мобильная станция проверяет, достаточно ли памяти в буферном ЗУ канала восходящей связи, чтобы сохранить HARQ-субпакет. В другом варианте осуществления настоящего изобретения этапы 560 и 570 выполняются одновременно или практически параллельно.
Если на этапе 570 выясняется, что памяти в буферном ЗУ достаточно, то на этапе 590 мобильная станция сохраняет полный HARQ-субпакет. На этапе 592 мобильная станция проверяет, прошла ли передача полного HARQ-субпакета успешно. Например, в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения мобильная станция может определить, прошла ли передача HARQ-субпакета успешно, на основе получения от базовой станции сообщения АСК или NACK. Если передача HARQ-субпакета прошла успешно, т.е. получено сообщение АСК, процесс завершается. Если передача HARQ-субпакета прошла неуспешно, т.е. получено сообщение NACK, мобильная станция, если это необходимо, на этапе 594 повторно передает сохраненный полный HARQ-субпакет, и процесс переходит к этапу 592.
Если на этапе 570 выясняется, что объема памяти в буферном ЗУ недостаточно, то на этапе 580 мобильная станция сохраняет только часть HARQ-субпакета. Например, в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения мобильная станция сохраняет только 75% слотов в каждом FEC-блоке HARQ-субпакета. Оставшиеся 25% слотов в каждом FEC-блоке HARQ-субпакета не учитываются. Специалисту в данной области техники уже понятно, что и другие способы сохранения части HARQ-субпакета применимы к данному изобретению, не оказывая негативного влияния на функционирование изобретения. Сохранение только части HARQ-субпакета позволяет мобильной станции передавать HARQ-субпакет большего размера. Это бывает полезным, когда мобильная станция чаще используется для осуществления восходящей связи.
На этапе 582 мобильная станция проверяет, успешно ли прошла передача HARQ-субпакета. Если да, то процесс завершается. Если нет, то мобильная станция, если это требуется, переходит к этапу 584 повторной передачи сохраненной части HARQ-субпакета, и процесс возвращается к этапу 582. Даже несмотря на то что часть HARQ-субпакета не передается или не сохраняется, базовая станция в состоянии улучшить логарифмическое отношение правдоподобия бит, которые сохранены в памяти мобильной станции, и вследствие этого улучшить отношение правдоподобия FEC-блока в целом для всех FEC-блоков, принадлежащих данному HARQ-субпакету.
Фиг.6 иллюстрирует блок-схему 600 приемника станции с многоканальным входом и многоканальным выходом (MIMO) в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Приемник имеет две антенны 612 и 614 для приема HARQ-пакета. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения HARQ-пакет промодулирован с использованием квадратурной амплитудной модуляции (QAM). При модуляции 16-QAM и 64-QAM, например, каждый бит символа имеет свою степень устойчивости к ошибкам, так как свободное расстояние различно для каждого бита в символе.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, где приемник работает в режиме мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (ODFM), приемник удаляет циклический префикс и выполняет быстрое преобразование Фурье (FFT) для HARQ-пакета, принятого антеннами 612 и 614. HARQ-пакет направляется в блок 630 пространственного декодирования QAM-символов HARQ-пакета. Блок 640 «QAM to soft bits» преобразует пространственно-декодированные QAM-символы в программно-совместимые информационные биты HARQ-пакета. Модуль 640 также осуществляет вычисление логарифмического отношения правдоподобия (LLR) для каждого бита каждого символа HARQ-пакета. Логарифмическое отношение правдоподобия (LLR) представляет собой логарифм отношения вероятностей передачи 0 бит и передачи 1 бита для принятого сигнала.
Вычисленные значения логарифмического отношения правдоподобия (LLR) каждого бита каждого символа HARQ-пакета квантуются и направляются в FEC-декодер 650 для выработки предполагаемых бит 660 HARQ-пакета. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения приемник представляет каждое значение логарифмического отношения правдоподобия каждого из нескольких бит каждого символа HARQ-пакета рядом бит квантования, где количество бит квантования зависит, по меньшей мере, частично от показателя чувствительности к помехе каждого бита каждого символа. Например, в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, когда HARQ-пакет модулируется с использованием 64-QAM модуляции в каждом из синфазных и квадратурных каналов, приемник использует два бита квантования для представления значения логарифмического отношения правдоподобия старшего значащего бита символа и все шесть бит для представления значения логарифмического отношения правдоподобия младшего значащего бита символа.
Приемник использует наименьшее количество бит квантования для значения логарифмического отношения правдоподобия старшего значащего бита символа, так как он является самым надежным в силу того, что старший значащий бит изменяется только при переходе через ноль. Приемник использует наибольшее количество бит квантования для значения логарифмического отношения правдоподобия младшего значащего бита символа, так как он является наиболее чувствительным к ошибкам в силу наиболее частого изменения в структуре 64-QAM. Специалисту в данной области техники уже понятно, что значения логарифмического отношения правдоподобия других бит, помимо старшего и младшего значащих бит, могут также иметь различное количество бит квантования.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения при использовании различного количества бит квантования значения логарифмического отношения правдоподобия исходя из показателя чувствительности к помехе каждого бита каждого символа появляется возможность принятия компромиссного решения между величиной отношения сигнал-помеха (SNR) и требованиями к объему памяти приемника станции.
Специалисту в данной области техники понятно, что и другие способы уменьшения количества бит квантования значения логарифмического отношения правдоподобия применимы к данному изобретению. Помимо всего прочего, станция может применять аналогичную технологию к квадратурной амплитудной модуляции других уровней.
Фиг.7 иллюстрирует систему 700 для реализации способов, описанных в настоящем документе, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Система 700 включает в себя, но не ограничивается, настольный компьютер, переносной компьютер, нетбук, миниатюрный портативный компьютер, карманный персональный компьютер, сервер, рабочую станцию, телефон для сотовой связи, мобильное вычислительное устройство, устройство для доступа к Internet или любой другой тип вычислительного устройства. В другом варианте осуществления система 700, используемая для реализации способов, описанных в настоящем документе, может представлять собой интегральную схему.
Процессор 710 имеет ядро 712 для выполнения команд системы 700. Ядро 712 включает в себя, но не ограничивается, логику предварительной выборки для выборки команд, логику дешифрования для дешифрования команд, логику исполнения для исполнения команд и тому подобное. Процессор 710 имеет кэш-память 716 для запоминания команд и (или) данных системы 700. В другом варианте осуществления настоящего изобретения кэш-память 716 включает в себя, но не ограничивается, кэш-память первого уровня, кэш-память второго уровня и кэш-память третьего уровня или любую другую конфигурацию кэш-памяти в процессоре 710.
Блок 714 управления памятью осуществляет функции, которые позволяют процессору 710 обращаться и связываться с памятью 730, включающей в себя энергозависимое ЗУ 732 и (или) энергонезависимое ЗУ 734. Энергозависимое ЗУ 732 включает в себя, но не ограничивается, синхронное динамическое запоминающее устройство с произвольной выборкой, динамическое запоминающее устройство с произвольной выборкой, динамическую память компании RAMBUS с внутренней шиной и (или) другие типы запоминающих устройств с произвольной выборкой. Энергонезависимое ЗУ 734 включает в себя, но не ограничивается, «НЕ-И» флэш-память (NAND flash memory), память на фазовых переходах (phase change memory - PCM), постоянное запоминающее устройство (read only memory - ROM), электрически стираемую программируемую постоянную память (electrically erasable programmable read only memory - EEPROM) или любой другой тип устройства энергонезависимой памяти.
Память 730 сохраняет информацию и команды, которые должен выполнить процессор 710. Память 730 может также сохранять временные переменные или другую промежуточную информацию во время выполнения процессором 710 команд. Системный контроллер 720 связывается с процессором 710 через интерфейсы 717 и 722 «точка-точка». Системный контроллер 720 позволяет процессору 710 связываться с другими модулями системы 700. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения интерфейсы 717 и 722 функционируют в соответствии со связным протоколом «точка-точка» типа Intel QuickPath Interconnect (QPI) или ему подобным. Системный контроллер 720 соединяется с устройством 740 отображения, в качестве которого может использоваться, но не ограничиваться этим, жидкокристаллический дисплей, дисплей на электронно-лучевой трубке или любой другой тип устройства для визуального отображения информации.
Кроме того, системный контроллер 720 подсоединен к одной или нескольким шинам 750 и 755, которые взаимно связывают различные модули 774, 760, 762, 764 и 766. Шины 750 и 755 могут быть связаны друг с другом посредством шины-шлюза 772, если имеется несовпадение в скоростях или протоколах связи шин. Системный контроллер 720 связан, но не ограничивается этим, с энергонезависимым ЗУ 760, запоминающим устройством(и) большой емкости 762, клавиатурой/мышью 764 и сетевым интерфейсом 766. Запоминающее устройство большой емкости 762 представляет собой, но не ограничивается этим, твердотельный накопитель, накопитель на жестком диске, универсальную последовательную шину или любой другой тип среды для хранения компьютерных данных. Сетевой интерфейс 766 реализован с использованием любого типа хорошо известного стандарта сетевого интерфейса, включая, но не ограничиваясь, Ethernet интерфейс, USB интерфейс, последовательный интерфейс PCI Express, беспроводной интерфейс и (или) любой другой тип подходящего интерфейса. Беспроводной интерфейс функционирует в соответствии, но не ограничиваясь этим, со стандартом IEEE 802.11 Института инженеров по электротехнике и электронике и связанным с ним семейством стандартов, протоколами Home Plug AV (HPAV), Ultra Wide Band (UWB), Bluetooth, WiMax или с любым типом протокола беспроводной связи.
Хотя модули, показанные на Фиг.7, изображены в виде отдельных блоков системы 700, функции, выполняемые некоторыми из этих блоков, могут быть интегрированы в рамках одной полупроводниковой интегральной схемы или могут выполняться двумя или несколькими отдельными интегральными схемами. Например, несмотря на то что кэш-память 716 изображена в виде отдельного блока в рамках процессора 710, кэш-память 716 может быть встроена в ядро процессора 712 соответственно. В других вариантах осуществления система 700 может включать в себя более одного процессора/обрабатывающего ядра.
Способы, описанные в настоящем документе, могут быть реализованы аппаратными средствами, программными средствами, программно-аппаратными средствами или любой другой комбинацией этих средств. Например, в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения логика МАС-уровня способна осуществлять способы и технологии, описанные в настоящем документе. Специалисту в данной области техники понятно, что хотя приведены конкретные примеры вариантов осуществления описываемого объекта изобретения, существует много других способов реализации описываемого объекта изобретения. В предшествующем описании раскрыты различные аспекты описываемого объекта изобретения. В целях пояснения были предложены конкретные цифры, системы и конфигурации, позволяющие обеспечить полное понимание объекта изобретения. Однако для специалиста в данной области техники, понимающего эффект изобретения, очевидно, что объект изобретения может быть осуществлен на практике и без специфических деталей. В ряде случаев, хорошо известные характеристики, компоненты или модули были опущены, упрощены, скомбинированы или разделены, чтобы не затенять объект изобретения.
Термин «работоспособен» (is operable), встречающийся в настоящем документе, означает, что устройство, система, протокол и т.д. способны действовать или приспособлены действовать в соответствии со своим функциональным назначением, когда устройство или система находится в состоянии «выключено». Различные варианты осуществления описываемого объекта изобретения могут быть реализованы аппаратными средствами, программно-аппаратными средствами, программными средствами или комбинацией этих средств и могут быть описаны ссылкой на или в связи с программным кодом, таким как команды, функции, процедуры, структуры данных, логика, прикладные программы, представления проектных решений или форматов имитационного моделирования, эмуляция и разработка проектного решения, которые при машинной обработке выливаются в выполнение машиной задачи, описывающей абстрактные типы данных или низкоуровневую аппаратную информацию о процессе, или выдачу результата.
Технологии, показанные на чертежах, могут реализовываться с использованием кодов и данных, сохраняемых и выполняемых на одном или нескольких вычислительных устройствах, таких как компьютеры или вычислительные устройства общего пользования. Такие вычислительные устройства хранят и обмениваются кодами и данными (внутренне и через сеть связи с другими вычислительными устройствами), используя машиночитаемые носители, такие как машиночитаемые средства хранения информации (например, магнитные диски, оптические диски, оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, устройство флэш-памяти, устройство памяти на фазовых переходах) и машиночитаемую коммуникационную среду (например, электрические, оптические, акустические или иные формы распространяющихся сигналов, таких как несущие волны, инфракрасные сигналы, цифровые сигналы и т.д.).
Несмотря на то что раскрываемый объект изобретения описан со ссылкой на проиллюстрированные варианты осуществления, настоящее раскрытие не должно рассматриваться в ограничительном смысле. Различные модификации проиллюстрированных вариантов осуществления, а также другие варианты осуществления раскрываемого объекта изобретения, очевидные для специалистов в данной области техники, которым и адресован объект изобретения, считаются попадающими в рамки раскрываемого объекта изобретения.