ЭФФЕКТИВНОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ ФАКТОВ ОШИБОЧНОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ СООБЩЕНИЙ О ПОДТВЕРЖДЕНИИ ПРИЕМА (АСК) КАК СООБЩЕНИЙ О НЕПОДТВЕРЖДЕНИИ ПРИЕМА (NACK)
EFFECTIVE DETECTION OF CASES OF MISINTERPRITATION OF MESSAGES OF ACCEPTANCE (ACK) AS MESSAGES OF NEGATIVE ACKNOWLEDGEMENT (NACK)

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится в общем случае к области техники беспроводной связи и, в частности, к способу, к устройству и к системе для эффективного определения фактов ошибочной интерпретации сообщений о подтверждении приема, СПП (ACK), как сообщений о неподтверждении приема, СНП (NACK), в системах связи с множественным доступом.
Уровень техники
В последние годы продолжалось быстрое усовершенствование рабочих характеристики и возможностей систем связи с учетом нескольких технологических достижений и усовершенствований в области архитектуры сетей связи, обработки сигналов и протоколов. В области техники беспроводной связи были разработаны различные стандарты и протоколы множественного доступа для повышения пропускной способности системы и для удовлетворения быстрорастущих потребностей абонентов. Этими различными схемами и стандартами множественного доступа являются в том числе множественный доступ с временным разделением каналов, МДВР (TDMA), множественный доступ с частотным разделением каналов, МДЧР (FDMA), множественный доступ с кодовым разделением каналов, МДКР (CDMA), множественный доступ с ортогонально-частотным разделением каналов, МДОЧР (OFDMA) и т.д. В системе, в которой используют способ МДВР, как правило, каждому абоненту предоставляют возможность производить передачу информации в назначенных или в выделенных ему временных интервалах, тогда как система МДЧР предоставляет каждому абоненту возможность производить передачу информации на конкретной частоте, выделенной этому конкретному абоненту. В отличие от этого система МДКР представляет собой систему с разнесением сигнала по спектру, которая предоставляет различным абонентам возможность производить передачу информации на одной и той же частоте и одновременно путем присвоения уникального кода каждому абоненту. В системе МДОЧР поток данных с высокой скоростью передачи разбивают или разделяют на несколько потоков данных с более низкими скоростями передачи, передаваемых параллельно и одновременно на нескольких поднесущих (также именуемых здесь частотами поднесущих). В системе МДОЧР каждому абоненту предоставлено подмножество доступных поднесущих для передачи информации. Подмножество несущих, предоставленное каждому абоненту в системе МДОЧР, может быть постоянным или изменяемым, например, в случае системы МДОЧР со скачкообразной перестройкой частоты, МДОЧР-СПЧ (FH-OFDMA). Способы множественного доступа в системах МДВР, МДЧР и МДКР проиллюстрированы на Фиг. 1. Как показано на Фиг. 1, каналы связи в системе МДЧР разделены по частотам, причем конкретный канал соответствует конкретной частоте. В системе МДВР каналы связи разделены по времени, причем конкретный канал соответствует конкретному временному интервалу. В отличие от этого в системе МДКР каналы связи разделены по кодам, причем конкретный канал соответствует конкретному коду.
В системах беспроводной связи обычно нецелесообразно обеспечивать надежную передачу пакета при каждой отдельной передаче. Эта нецелесообразность является особенно явно выраженной в тех системах, в которых базовое состояние канала резко изменяется от одной передачи до другой. Например, в системе МДОЧР-СПЧ имеют место значительные изменения отношения сигнал-шум, ОСШ (SNR), между принятыми кадрами/пакетами, что, следовательно, затрудняет и делает нецелесообразным гарантированное обеспечение низкой частоты появления ошибочных кадров, ЧОК (FER), для каждой передачи пакета. Эти затруднения и нецелесообразность также имеют место и в других системах связи, в которых используют способы множественного доступа с ортогональным разделением каналов, в том числе МДВР, МДЧР, МДКР с ортогональным разделением каналов и т.д., но эти примеры не являются ограничивающими.
В таких системах связи для содействия повышению эффективности при передачах сообщений и для повышения надежности передачи пакетов может быть использован механизм повторной передачи пакетов, например схема автоматической повторной передачи/автоматического запроса на повторную передачу, АЗПП (ARQ). Сообщение о подтверждении приема переданного пакета передают из приемника в передатчик с использованием канала обратной связи с низкой скоростью передачи. После успешного получения таких передач точка доступа обычно передает в терминал доступа указатель подтверждения приема (то есть сообщение СПП), свидетельствующий о том, что предыдущая передача принята правильно и что приемник готов к передаче нового пакета. С другой стороны, наличие сообщения о неподтверждении приема, СНП (NAK), означает, что в ранее переданном пакете обнаружена ошибка и что требуется повторная передача.
Обычно существует две категории способов объединения пакетов: объединение кодов и сложение разнесенных сигналов. В системах с объединением кодов подпакеты сцепляют друг с другом, формируя искаженные вследствие шума кодовые слова из все более и более длинных и имеющих более низкую скорость кодов. Примером способа объединения кодов является протокол гибридного автоматического запроса на повторную передачу типа II (Type-II Hybrid ARQ, H-ARQ), согласно которому передатчик отвечает на запросы на повторную передачу путем передачи в приемник дополнительных битов проверки на четность. Приемник присоединяет эти биты к принятому пакету, обеспечивая возможность улучшенного исправления ошибок. В системах со сложением разнесенных сигналов отдельные символы из множественных идентичных копий пакета объединяют, создавая одиночный пакет с более надежными символами, входящими в его состав.
В тех системах, в которых использует автоматический запрос на повторную передачу (ARQ), передатчик и приемник должны оставаться синхронизированными с точки зрения очередности передачи пакетов. Если в канале обратной связи отсутствуют ошибки, то упорядочение пакетов (или подпакетов в случае повторной передачи) является неявным. Однако такая передача без ошибок по каналу обратной связи практически не может быть достигнута. Ошибка в сообщении о подтверждении приема может вызвать ошибку упорядочения пакетов (или подпакетов) на физическом уровне.
В канале передачи сообщений о подтверждении приема существуют два типа ошибок: (i) интерпретация сообщения о подтверждении приема как сообщения о неподтверждении приема, СПП -> СНП (ACK -> NACK), и (ii) интерпретация сообщения о неподтверждении приема как сообщения о подтверждении приема, СНП-> СПП (NACK -> ACK). Сообщение о подтверждении приема, ошибочно интерпретированное как сообщение о неподтверждении приема (СПП -> СНП), вызывает небольшие потери пропускной способности, в то время как сообщение о неподтверждении приема, ошибочно интерпретированное как сообщение о подтверждении приема (СНП -> СПП), вызывает повторную передачу на более высоком уровне (например, на уровне протокола радиосвязи (RLP)). Обе ошибки, если они не обнаружены, могут вызвать потерю синхронизации передатчиком и приемником на уровне пакетов.
Для оказания содействия в уменьшении этой ошибки упорядочения/синхронизации часто вместе с каждым подпакетом передают идентификатор подпакета (или, по меньшей мере, однобитовый флаг, указывающий первоначальную передачу или повторную передачу). В частности, путем просмотра сопроводительного идентификатора подпакета приемник оказывается способным обнаруживать внеочередную передачу, вызванную ошибкой в канале передачи сообщений о подтверждении приема. К сожалению, такая передача служебных сигналов является весьма дорогостоящей и сама по себе является ненадежной. Для надежной передачи идентификатора подпакета часто требуется несоразмерная величина ширины полосы частот.
Соответственно существует потребность в обнаружении внеочередной передачи, вызванной тем, что сообщение о подтверждении приема ошибочно интерпретировано как сообщение о неподтверждении приема, без явной передачи служебных сигналов.
Сущность изобретения
В описанных здесь вариантах осуществления изобретения описаны эффективные способы и устройства, которые могут быть использованы на физическом уровне для обнаружения внеочередной передачи, вызванной ошибочной интерпретацией сообщения о подтверждении приема как сообщения о неподтверждении приема без использования явной передачи сигналов идентификации подпакетов. Как описанные здесь способы, так и описанное здесь устройство применимы для способов объединения кодов и сложения разнесенных сигналов.
В одном из вариантов осуществления изобретения предложены способ и устройство для определения, была ли успешно принята передача в системе связи с множественным доступом. Производят прием и декодирование первого и второго закодированных пакетов данных. Затем выполняют повторное кодирование первого и второго пакетов данных и их корреляцию для определения, являются ли первый и второй пакеты данных, подвергнутые повторному кодированию, одинаковыми. При наличии высокой степени корреляции передают указатель подтверждения приема для указания, что имеется высокая степень корреляции между первым и вторым пакетами данных, подвергнутых повторному кодированию. При наличии низкой степени корреляции определяют, что ранее переданный указатель подтверждения приема был принят правильно.
В другом варианте осуществления изобретения описано устройство, предназначенное для определения, был ли успешно принят ранее переданный указатель подтверждения приема. Устройство декодирования сконфигурировано с возможностью приема и декодирования пакетов данных. Устройство кодирования сконфигурировано с возможностью повторного кодирования принятых пакетов данных, представляющих собой декодированные данные. Перемежитель канала сконфигурирован с возможностью разделения принятых пакетов данных на каналы. Устройство выбора подпакетов сконфигурировано с возможностью выбора последовательных подпакетов. Коррелятор сконфигурирован с возможностью корреляции принятых пакетов данных и с ранее принятыми пакетами данных для определения, являются ли эти пакеты, по существу, одинаковыми. При наличии высокой степени корреляции приемник определяет, что рассматриваемый подпакет относится к прежней передаче и выдает другое сообщение о подтверждении приема для указания передатчику, что пакет был принят правильно. При наличии низкой степени корреляции приемник определяет, что рассматриваемый подпакет относится к новой передаче, а это неявно указывает приемнику, что сообщение о подтверждении приема было обнаружено передатчиком правильно.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Различные объекты и отличительные признаки настоящего изобретения раскрыты в приведенном ниже подробном описании и путем ссылок на сопроводительные чертежи, на которых изображено следующее:
на Фиг. 1 изображена диаграмма, иллюстрирующая различные схемы выделения канала в различных системах с множественным доступом;
на Фиг. 2 проиллюстрирована передача с пошагово возрастающей (инкрементной) избыточностью;
на Фиг. 3 проиллюстрирована блок-схема передатчика и приемника;
на Фиг. 4 проиллюстрирована процедура вызова, при которой возникает ошибочная интерпретация сообщения о подтверждении приема (СПП) как сообщения о неподтверждении приема (СНП);
на Фиг. 5 проиллюстрирована схема последовательности этапов способа эффективного обнаружения ошибочной интерпретации сообщения о подтверждении приема (СПП) как сообщения о неподтверждении приема (СНП).
на Фиг. 6 проиллюстрирована блок-схема устройства обнаружения ошибочной интерпретации сообщения о подтверждении приема (СПП) как сообщения о неподтверждении приема (СНП).
на Фиг. 7 проиллюстрирована схема последовательности этапов способа обнаружения ошибочной интерпретации сообщения о подтверждении приема (СПП) как сообщения о неподтверждении приема (СНП).
Подробное описание
Ниже приведено подробное описание многочисленных конкретных подробностей. Однако понятно, что различные варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы на практике без этих конкретных подробностей. Специалисту в данной области техники следует принимать во внимание и понимать, что описанные ниже различные варианты осуществления настоящего изобретения приведены в качестве примеров и подразумевают, что они являются иллюстративными примерами настоящего изобретения, а не ограничивающими примерами.
В вариантах осуществления настоящего изобретения описан эффективный способ и устройство, которые могут быть использованы на физическом уровне для обнаружения внеочередной передачи, вызванной ошибочной интерпретацией сообщения о подтверждении приема как сообщения о неподтверждении приема, без явной передачи идентификатора подпакета в качестве служебного сигнала. Описанные способы в равной степени применимы для способов автоматического запроса на повторную передачу, АЗПП (ARQ), основанных как на объединения кода, так и на сложении разнесенных сигналов.
При наличии ошибки СНП -> СПП (сообщение о подтверждении приема (СПП) ошибочно интерпретировано как сообщение о неподтверждении приема (СНП)), приемником уже выполнено успешное декодирование пакета и он ожидает передачи следующего пакета. Однако ошибка СНП -> СПП вызывает повторную передачу этого пакета передатчиком. Передатчик либо передает следующий подпакет в случае использования способов объединения кодов либо повторяет передачу в случае использования способов сложения разнесенных сигналов. Поскольку явную передачу идентификатора пакета, например идентификатора подпакета, не производят, то приемник не способен определить, является ли вновь поступивший подпакет частью старой передачи (то есть повторной передачей) или является новой передачей.
Однако поскольку ранее принятый пакет уже был успешно декодирован приемником, то приемник может быть способен обнаруживать, является ли принятый подпакет частью прежней передачи или частью новой передачи. В одном из вариантов осуществления изобретения это осуществляют путем корреляции между рассматриваемым подпакетом и той версией декодированного пакета, которая подвергнута повторному кодированию. Приемник должен произвести правильный выбор того подпакета, подвергнутого повторному кодированию, с которым следует выполнять корреляцию. Однако приемник имеет сведения о том, какое количество подпакетов уже было передано. Таким образом, если полученная на выходе корреляция является высокой (например, выше некоторого порогового значения), то приемник объявляет, что рассматриваемый подпакет относится к прежней передаче. В этом случае приемник выдает другое сообщение о подтверждении приема, указывающее передатчику, что пакет был принят правильно. Однако если полученная на выходе корреляция является низкой, то приемник объявляет, что подпакет относится к новой передаче, а это неявно указывает приемнику, что сообщение о подтверждении приема обнаружено передатчиком правильно.
Описанные здесь варианты осуществления изобретения описаны применительно к использованию схемы передачи с пошагово возрастающей избыточностью (ПВИ), например схемы автоматической повторной передачи/автоматического запроса на повторную передачу, АЗПП (ARQ), или протокола гибридного автоматического запроса на повторную передачу типа II (Type-II Hybrid ARQ, H-ARQ). Однако несмотря на то, что здесь для объяснения и иллюстрации рассмотрены системы с гибридным автоматическим запросом на повторную передачу, ГАЗПП (H-ARQ), специалистам в данной области техники следует принимать во внимание и понимать, что идея настоящего изобретения не ограничена системой множественного доступа со схемами автоматической передачи запроса на повторную передачу, АЗПП (ARQ), но что она также в равной степени применима и к другим системам множественного доступа, в которых используют различное количество чередований для обеспечения избыточности.
Описанные здесь способы использования схем многократной модуляции для одиночного пакета могут быть использованы для различных систем связи, например для системы множественного доступа с ортогонально-частотным разделением каналов, МДОЧР (OFDMA), системы множественного доступа с кодовым разделением каналов, МДКР (CDMA), системы множественного доступа с временным разделением каналов, МДВР (TDMA), системы множественного доступа с частотным разделением каналов, МДЧР (FDMA), системы на основе мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов, МОЧР (OFDM), системы с одним входом и одним выходом (SISO), системы с множеством входов и множеством выходов (MIMO) и т.д. Эти способы могут быть использованы для систем, в которых используют пошагово возрастающую избыточность и для систем, в которых пошагово возрастающую избыточность не используют (например, для систем, в которых просто производят повторную передачу данных).
На Фиг. 2 проиллюстрирована передача с пошагово возрастающей избыточностью между передатчиком и приемником в системе связи. Временная шкала для передачи данных разделена на кадры, причем каждый кадр имеет конкретную длительность по времени. Для варианта осуществления передачи с пошагово возрастающей избыточностью, показанного на Фиг. 2, приемник первоначально оценивает канал связи, выбирает "режим" на основании состояния канала и передает сведения о выбранном режиме в передатчик в кадре номер 0. В альтернативном варианте приемник посылает оценку качества канала обратно и передатчик выбирает режим на основании оценки качества канала. В любом случае сведения о режиме могут указывать размер пакета, скорость кодирования, схему модуляции и т.д. для этого пакета. Передатчик обрабатывает пакет данных (пакет номер 1) в соответствии с выбранным режимом и осуществляет генерацию вплоть до T блоков символов данных для этого пакета. T обозначает максимальное количество блоков для данного пакета данных, и для пошагово возрастающей избыточности его значение является большим, чем единица (T > 1). Первый блок обычно содержит информацию, достаточную для того, чтобы приемник мог декодировать пакет при хорошем состоянии канала. Каждый последующий блок обычно содержит дополнительную информацию о четности/избыточности, не содержащуюся в предыдущих блоках. Затем передатчик производит передачу первого блока символов данных (Блок 1) для пакета номер 1 в первом кадре. Приемник принимает, обнаруживает и декодирует первый блок символов данных, определяет, что пакет номер 1 декодирован с ошибкой (с ошибками) (то есть "стерт"), и посылает сообщение о неподтверждении приема (СНП) обратно в кадре номер 2. Передатчик получает сообщение о неподтверждении приема (СНП) и передает второй блок символов данных (блок номер 2) для пакета номер 1 в кадре номер 3. Приемник принимает и обнаруживает блок номер 2, декодирует блоки номер 1 и номер 2, определяет, что пакет номер 1 по-прежнему декодированный с ошибкой (с ошибками), и посылает другое сообщение о неподтверждении приема (СНП) обратно в кадре номер 4. Передача блоков и ответных сообщений о неподтверждении приема (СНП) может повторяться любое количество раз.
Для примера, показанного на Фиг. 2, передатчик получает сообщение о неподтверждении приема (СНП) для блока символов данных номер N-1 и передает блок символов данных номер N (блок номер N) для пакета номер 1 в кадре номер n, где N ≤ T. Приемник принимает и обнаруживает блок номер N, декодирует блоки с номера 1 по номер N, определяет, что пакет декодирован правильно, и посылает обратно сообщение о подтверждении приема (СПП) в кадре номер n +1. Приемник также оценивает канал связи, выбирает режим для следующего пакета данных и передает сведения о выбранном режиме в передатчик в кадре номер n + 1. Передатчик получает сообщение о подтверждении приема (СПП) для блока номер N и завершает передачу пакета номер 1. Передатчик также выполняет обработку следующего пакета данных (пакета номер 2) в соответствии с выбранным режимом и передает первый блок символов данных (блок номер 1) для пакета номер 2 в кадре номер n + 2. Обработку в передатчике и в приемнике продолжают тем же самым образом для каждого пакета данных, переданного по каналу связи.
Как показано на Фиг. 2, при использовании пошагово возрастающей избыточности передатчик передает каждый пакет данных в виде последовательности поблочных передач, причем при каждой передаче блока передают часть пакета. Приемник может предпринимать попытку декодирования пакета после каждой передачи блока на основании наличия всех принятых блоков для пакета. Передатчик завершает передачу пакета после успешного декодирования, выполненного приемником.
В примере, показанном на Фиг. 2, для каждой передачи блока имеет место задержка на один кадр для ответного сообщения о подтверждении приема/сообщения о неподтверждении приема (СПП/СНП) из приемника. В общем случае эта задержка может быть равной одному кадру или кратному числу кадров. Для улучшения использования канала передача множества пакетов данных может быть реализована способом с чередованием. Например, передача пакетов данных для одного канала информационного обмена может производиться в нечетных кадрах, а передача пакетов данных для другого канала информационного обмена может производиться в четных кадрах. Путем чередования также может быть осуществлена передача более двух каналов информационного обмена, например, если задержка сообщения о подтверждении приема/сообщения о неподтверждении приема (СПП/СНП) является большей, чем один кадр.
Система может быть спроектирована таким образом, что обеспечивает поддержку набора режимов, которые также могут именоваться скоростями передачи, форматами пакета, конфигурациями радиосвязи или какой-либо иной терминологией. Каждый режим может быть связан с конкретной скоростью кодирования или с конкретным алгоритмом кодирования, с конкретной схемой модуляции, с конкретной эффективностью использования спектрального диапазона и с конкретным минимальным значением отношения "сигнал-помехи с шумом", ОСПШ (SINR), которые необходимы для достижения заданного уровня функционирования, например частота появления ошибок в пакетах, ЧОП (PER), не превышающая 1%. Термин "эффективность использования спектрального диапазона" относится к скорости передачи данных (или к скорости передачи информации в битах), нормированной на ширину полосы рабочих частот системы, и задана в единицах "количество битов в секунду на герц" (бит/(с·Гц)). В общем случае, для более высокой спектральной эффективности необходимы более высокие значения ОСПШ. Набор поддерживаемых режимов охватывает собой интервал значений спектральной эффективности, обычно с приращениями, которые являются в некоторой степени эквидистантными. Для заданного состояния канала и ОСПШ при приеме может быть выбран режим с самой высокой эффективностью использования спектрального диапазона, обеспечиваемый этим ОСПШ при приеме, и использован для передачи данных.
Эффективность использования спектрального диапазона определяется скоростью кодирования и схемой модуляции. Скорость кодирования представляет собой отношение количества битов, подаваемых на вход устройства кодирования, к количеству битов кода, сгенерированных и переданных устройством кодирования. Например, скорость кодирования, равная 2/9 (или R = 2/9), обеспечивает генерацию девяти битов кода для каждых двух входных битов. Более низкая скорость кодирования (равная, например, R = 1/4 или 1/5) имеет более высокую избыточность и, следовательно, обеспечивает лучшую способность исправления ошибок. Однако при более низкой скорости кодирования передают большее количество битов кода, и, следовательно, эффективность использования спектрального диапазона также является более низкой.
B
Для передачи данных могут быть использованы различные схемы модуляции. Каждая схема модуляции связана с комбинацией сигнала, содержащей M точек сигнала, где M> 1. Каждая точка сигнала задана комплексным значением и определяется В-разрядным двоичным значением, где B > 1 и 2 = M. Для отображения символов предназначенные для передачи биты кода сначала группируют в наборы из B битов кода. Каждый набор из B битов кода формирует В-разрядное двоичное значение, поставленное в соответствие конкретной точке сигнала, которое затем передают в качестве модуляционного символа для этой группы из B битов кода. Таким образом, каждый модуляционный символ является носителем информации для B битов кода. Некоторыми обычно используемыми схемами модуляции являются в том числе следующие: двухпозиционная фазовая манипуляция, ДФМн (BPSK), квадратурная фазовая манипуляция, КФМн (QPSK), M-позиционная фазовая манипуляция, М-ФМн (M-PSK), и M-позиционная квадратурная амплитудная манипуляция, M-КВАМ (M-QAM). Количество битов кода (B) в каждом модуляционном символе может быть задано следующим образом: B = 1 для ДФМн, B = 2 для КФМн, B = 3 для 8-позиционной ФМн, B = 4 для 16-позиционной КВАМ, B = 6 для 64-позиционной КВАМ и т.д. Значение B указывает порядок схемы модуляции, и для схем модуляции более высокого уровня в каждом модуляционном символе может быть передано большее количество битов кода.
На Фиг. 3 проиллюстрирована блок-схема передатчика 310 и приемника 350 в системе 300 беспроводной связи, в которой использована передача в инфракрасном (ИК) диапазоне. В передатчике 310 устройство 320 обработки передаваемых данных получает пакеты данных из источника 312 данных. Устройство 320 обработки передаваемых данных выполняет обработку (например, форматирование, кодирование, разделение, перемежение и модуляцию) каждого пакета данных в соответствии с режимом, выбранным для этого пакета, и осуществляет генерацию вплоть до T блоков символов данных для этого пакета. Выбранный режим для каждого пакета данных может указывать (1) размер пакета (то есть количество битов информации для пакета) и (2) конкретную комбинацию скорости кодирования и схемы модуляции для ее использования для каждого блока символов данных из этого пакета. Контроллер 330 обеспечивает различные управляющие воздействия на источник 312 данных и на устройство 320 обработки передаваемых данных для каждого пакета данных на основании выбранного режима, а также обратную связь (сообщение о подтверждении приема/сообщение о неподтверждении приема (СПП/СНП)) при приеме пакета, если это желательно. Этот процесс подробно рассмотрен со ссылкой на Фиг. 2. Устройство 320 обработки передаваемых данных обеспечивает поток блоков символов данных (например, один блок для каждого кадра), где блоки для каждого пакета могут чередоваться с блоками для одного или для большего количества других пакетов.
Передающее устройство (ПРД) 322 принимает поток блоков символов данных из устройства 320 обработки передаваемых данных и осуществляет генерацию модулированного сигнала. Передающее устройство 322 осуществляет мультиплексирование контрольных символов (символов пилот-сигнала) с символами данных (например, с использованием мультиплексирования с временным, с частотным и/или с кодовым разделением каналов) и получает поток передаваемых символов. Каждым передаваемым символом может являться символ данных, контрольный символ или нулевой символ, имеющий значение сигнала, равное нулю. Если в системе используется мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов, МОЧР (OFDM), то передающее устройство 322 может выполнять модуляцию типа МОЧР. Например, может быть использована система МДОЧР (OFDMA) с применением схем МОЧР. Передающее устройство 322 осуществляет генерацию потока выборок во временной области и, кроме того, формирование (например, преобразование в аналоговый вид, преобразование с повышением частоты, фильтрацию и усиление) потока выборок для генерации модулированного сигнала. Затем модулированный сигнал передают из антенны 324 и по каналу связи в приемник 350.
В приемнике 350 переданный сигнал принимают посредством антенны 352, и принятый сигнал подают в приемное устройство (ПРМ) 354. Приемное устройство 354 выполняет формирование принятого сигнала, его преобразование в цифровую форму и предварительную обработку (например, выполняет демодуляцию путем мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (МОЧР)) для получения принятых символов данных и принятых контрольных символов. Приемное устройство 354 подает принятые символы данных в устройство 356 обнаружения, а принятые контрольные символы - в устройство 358 оценки параметров канала. Устройство 358 оценки параметров канала обрабатывает принятые контрольные символы и предоставляет значения оценки параметров канала (например, оценки усиления канала и оценки отношения "сигнал-смесь помехи с шумом" (SINR)) для канала связи. Устройство 356 обнаружения выполняет обнаружение принятых символов данных с использованием значений оценки параметров канала и подает обнаруженные символы данных в устройство 360 обработки принятых данных. Обнаруженные символы данных могут быть представлены посредством логарифмических отношений правдоподобия (LLRs) для битов кода, использованных для формирования символов данных (как описано ниже), или посредством иных представлений. Всякий раз когда для данного пакета данных получен новый блок обнаруженных символов данных, устройство 360 обработки принятых данных производит обработку (например, обращение перемежения и декодирование) всех обнаруженных символов данных, полученных для этого пакета, и подает декодированный пакет в приемник 362 данных. Устройство 360 обработки принятых данных также выполняет проверку декодированного пакета и предоставляет сведения о состоянии пакета, которые указывают, правильно ли декодирован пакет или с ошибкой (с ошибками).
Контроллер 370 получает значения оценки параметров канала из устройства 358 оценки параметров канала и сведения о состоянии пакета из устройства 360 обработки принятых данных. Контроллер 370 выбирает режим для следующего пакета данных, предназначенного для передачи в приемник 350, на основании значений оценки параметров канала. Контроллер 370 также компонует информацию обратной связи, которая может содержать сведения о выбранном режиме для следующего пакета, сообщение о подтверждении приема (СПП) или сообщение о неподтверждении приема (СНП) для только что декодированного пакета и т.д. Устройство 382 обработки передаваемых данных обрабатывает информацию обратной связи, передающее устройство 384 выполняет дополнительное приведение ее к требуемым условиям, и ее передают через антенну 352 в передатчик 310.
В передатчике 310 сигнал, переданный из приемника 350, принимают посредством антенны 324, производят его формирование посредством приемного устройства 342 и его дополнительную обработку посредством устройства 344 обработки принятых данных для извлечения информации обратной связи, переданной приемником 350. Контроллер 330 получает принятую информацию обратной связи, использует сообщение о подтверждении приема/сообщение о неподтверждении приема (СНП/СПП) для управления передачей пакета, посылаемого в приемник 350, в ИК-диапазоне и использует выбранный режим для обработки следующего пакета данных, подлежащего передаче в приемник 350.
Контроллеры 330 и 370 управляют работой соответственно передатчика 310 и приемника 350. Запоминающие устройства 332 и 372 обеспечивают хранение управляющих программ и данных, используемых соответствующими контроллерами 330 и 370,.
На Фиг. 4 проиллюстрирована процедура 400 вызова, при которой возникает ошибочная интерпретация сообщения о подтверждении приема (СПП) как сообщения о неподтверждении приема (СНП). В частности, на Фиг.4 проиллюстрированы сигналы, передаваемые между терминалом 404 доступа и точкой 408 доступа. Устанавливают вызов и производят передачу 412 различных управляющих сигналов из терминала 404 доступа в точку 408 доступа. Эти управляющие сигналы содержат индикатор качества канала, ИКК (CQI), который представляет собой указатель качества прямого канала связи, ЗАПРОС НА ПРЕДОСТАВЛЕНИЕ КАНАЛА (REQUEST CHANNEL), который указывает первоначальный запрос на предоставление канала, и бит сообщения о подтверждении приема/сообщения о неподтверждении приема (СПП/СНП), который представляет собой указатель того, была ли передача принята правильно или же она была не принята.
После получения сообщений о подтверждении приема (СПП) производят передачу 416 данных из точки 408 доступа в терминал 404 доступа. В ответ на успешные передачи данных терминал 404 доступа посылает в точку 408 доступа сообщение 420 о подтверждении приема (СПП). Затем в ответ на получение СПП точка 408 доступа передает следующий пакет 424 данных, представляющих интерес, в терминал 404 доступа. Если переданные данные 1А правильно декодированы терминалом 404 доступа, то передают сообщение 428 о подтверждении приема (СПП). Однако вследствие ухудшения характеристик канала может возникнуть ошибка 442, приводящая к тому, что сообщение 428 о подтверждении приема (СПП) фактически интерпретируют как сообщение 436 о неподтверждении приема (СНП), принятое точкой 408 доступа.
Точка 408 доступа, предполагая что пакет 1А данных неправильно декодирован терминалом 404 доступа (что показано на чертеже как этап 436), производит повторную передачу пакета данных 1А (440) в терминал 404 доступа. На основании передачи сообщения 428 о подтверждении приема (СПП) терминал 404 доступа ожидает передачи данных 2А, но вместо этого получает данные 1А (440). Потенциально это может вызывать нарушение синхронизации терминала 404 доступа с точкой 408 доступа. Когда происходит нарушение синхронизации терминала 404 доступа и точки 408 доступа, то необходимы различные механизмы восстановления для восстановления синхронизации терминала 404 доступа с точкой 408 доступа. Этот процесс является трудоемким и обычно приводит к потере многих пакетов данных. В любом случае этой ситуации следует избегать.
На Фиг.5 проиллюстрирована схема последовательности этапов эффективного способа обнаружения ошибочной интерпретации сообщения о подтверждении приема (СПП) как сообщения о неподтверждении приема (СНП). Устройство 508 кодирует первый пакет 504 данных и этот пакет передают по каналу 512 передачи в первом промежутке времени, например в момент времени 0. Аналогичным образом в момент времени 1 выполняют кодирование 520 пакета 516 данных и аналогичным образом передают его по каналу 512 передачи. Приемник выполнен таким образом, что принимает закодированный пакет А' данных (524) в момент времени 0 и закодированный пакет В' данных' (528) в момент времени 1. На этапах 524 и 528 приемник вследствие наличия шумов и иных искажений, внесенных во время передачи, не способен легко определить, что закодированный пакет А' является точно таким же, как закодированный пакет А, или что закодированный пакет В' не является точно таким же, как закодированный пакет B.
Затем в момент времени 0 выполняют декодирование 532 пакета A' данных, а в момент времени 1 выполняют декодирование 536 пакета B' данных. Затем приемник выполняет повторное кодирование 540 пакета A' данных в момент времени 0 и выполняет повторное кодирование 544 пакета B' данных в момент времени 1. Затем выполняют этап корреляции 548 между соответственно пакетом A' данных 540, подвергнутым повторному кодированию, и пакетом B' данных 544, подвергнутым повторному кодированию. Затем определяют 552, являются ли одинаковыми пакет A' данных, подвергнутый повторному кодированию, и пакет B' данных, подвергнутый повторному кодированию. Если пакеты данных являются, по существу, одинаковыми, то определяют 556, что возникла ошибка, вследствие которой сообщение о подтверждении приема было ошибочно интерпретировано как сообщение о неподтверждении приема (СПП -> СНП), и передают указатель подтверждения приема (сообщение о подтверждении приема, СПП). Путем повторного кодирования каждого пакета приемник способен определять, что рассматриваемый подпакет относится к прежней передаче в том случае, если результирующая корреляция является высокой.
В противном случае при наличии низкой степени корреляции между пакетом A' данных, подвергнутым повторному кодированию (540), и пакетом B' данных, подвергнутым повторному кодированию (544), определяют 560, что сообщение о подтверждении приема (СПП) не было ошибочно интерпретировано как сообщение о неподтверждении приема (СНП). Затем приемник определяет, что подпакет относится к новой передаче, что неявно указывает приемнику, что сообщение о подтверждении приема правильно обнаружено передатчиком.
На Фиг.6 проиллюстрирована блок-схема 600 устройства обнаружения ошибочной интерпретации сообщения о подтверждении приема (СПП) как сообщения о неподтверждении приема (СНП). Пакеты данных подают на вход передатчика 604, передают по каналу 608 передачи и приемник 612 принимает их. В этом примере описано сравнение двух пакетов данных пакета А данных (616) и пакета В данных (620). Пакет А данных кодируют, создавая тем самым закодированный пакет Ae данных 624. Аналогичным образом пакет В данных кодируют, создавая пакет Be данных 628. Закодированные пакеты Ae и Be данных передают по каналу 608 передачи. Канал 608 передачи вносит шумы и иные искажения в каждый из подпакетов, вследствие чего приемник 612 получает пакеты данных с шумовыми искажениями.
d
d
е
е
e
e
Приемник 612 содержит несколько узлов, в том числе узел 632 декодирования, узел 636 кодирования, перемежитель 640 каналов, устройство 644 выбора подпакетов и коррелятор 648. Устройство 632 декодирования принимает пакеты A're и B're данных и декодирует их. Таким образом, на выходе устройства 632 декодирования получают декодированные подпакеты (A' и B'), которые затем подвергают повторному кодированию посредством устройства 636 кодирования. Устройство 636 кодирования выполняет повторное кодирование пакетов данных, создавая тем самым пакеты А' и В', которые затем вводят в перемежитель 640 каналов. Выполняют перемежение каналов, и затем выходной сигнал вводят в устройство 644 выбора подпакетов. Выходные сигналы из устройства 644 выбора подпакетов, которыми являются A' и B', затем вводят в коррелятор 648. Коррелятор 648 может содержать суммирующий элемент 652 и компаратор 656, который объединяет два принятых пакета данных и сравнивает их с пороговым значением. Если полученное на выходе значение корреляции является высоким, то есть выше определенного порогового значения, то приемник объявляет рассматриваемый подпакет относящимся к прежней передаче. Если полученное на выходе значение корреляции является низким, то есть более низким, чем определенное пороговое значение, то приемник объявляет передачу подпакета как относящуюся к новой передаче. Высокое значение корреляции вызывает то, что приемник передает обратно в передатчик сообщение о подтверждении приема (СПП). Низкое значение корреляции неявно указывает приемнику, что сообщение о подтверждении приема правильно обнаружено передатчиком 604.
На Фиг. 7 проиллюстрирована схема последовательности этапов способа обнаружения ошибочной интерпретации сообщения о подтверждении приема (СПП) как сообщения о неподтверждении приема (СНП) согласно объекту настоящего изобретения. Блок 712 иллюстрирует передатчик, используемый для передачи пакетов данных: пакета A данных 704 и пакета B данных 736. В блоке 706 выполняют кодирование пакета A данных, а в блоке 740, выполняют кодирование пакета B данных. Закодированный пакет A данных 706 и закодированный пакет B данных 740 передают с использованием канала 716 связи.
Блок 720 иллюстрирует приемник, принимающий информацию, передаваемую по каналу 716 связи. В блоках 724 и 744 приемник принимает соответственно первый и второй закодированные пакеты данных (например, A' и B'). В блоке 728 выполняют декодирование закодированного пакета A' данных, а в блоке 748 выполняют декодирование закодированного пакета B' данных. В блоке 752 выполняют сравнение декодированного пакета A' данных и декодированного пакета B' данных для определения, совпадают ли эти пакеты данных. Если они совпадают, то затем в блоке 756 выполняют передачу сообщения о подтверждении приема (СПП), указывающего, что возникла ошибка в сообщении о неподтверждении приема (СНП). В противном случае в блоке 764 определяют, что ошибка в сообщении о неподтверждении приема (СНП) не возникла.
Этапы способа, способ или алгоритм, описанные применительно к раскрытым здесь вариантам осуществления изобретения, могут быть реализованы непосредственно аппаратными средствами в виде программного модуля, выполняемого процессором, или в виде комбинации этих двух средств.
Программный модуль может находиться в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ), во флэш-памяти, в энергонезависимом запоминающем устройстве, в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), в стираемом программируемом постоянном запоминающем устройстве (СППЗУ), в электрически стираемом программируемом постоянном запоминающем устройстве (ЭСППЗУ), в регистрах, на жестком диске, на съемном диске, в постоянном запоминающем устройстве на компакт-диске (CD-ROM) или в носителе информации любого иного вида из известного уровня техники. Приведенный в качестве примера носитель информации соединен с процессором таким образом, что процессор может считывать информацию с носителя информации и записывать информацию на него. В альтернативном варианте носитель информации может быть объединен с процессором. Кроме того, различные способы могут выполняться в том порядке выполнения этапов, который показан в вариантах осуществления изобретения, или же они могут быть выполнены с использованием видоизмененного порядка выполнения этапов. Кроме того, один или большее количество этапов способа или последовательности их выполнения могут быть опущены, или же один или большее количество этапов способа или последовательности их выполнения могут быть добавлены к способам и к последовательностям выполнения этапов. Дополнительный этап, дополнительный блок или дополнительное действие могут быть добавлены в начале, в конце или между существующими элементами способов и последовательностей выполнения этапов.
Различные объекты и отличительные признаки настоящего изобретения были описаны выше применительно к конкретным вариантам его осуществления. Подразумевают, что используемые здесь термины "содержит", "содержащий" или любые иные варианты этого термина следует интерпретировать как охватывающие собой, но не исключительно, элементы или ограничения, которые следуют из этих терминов. Соответственно система, способ или иной вариант осуществления изобретения, содержащие набор элементов, не ограничены только лишь этими элементами, и могут содержать другие элементы, не перечисленные в явном виде, или присущие заявленному варианту осуществления изобретения.
Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано со ссылкой на конкретные варианты его осуществления, следует понимать, что варианты осуществления изобретения приведены в качестве иллюстративных примеров и что объем патентных притязаний настоящего изобретения не ограничен этими вариантами его осуществления. Возможно множество изменений, модификаций, дополнений и усовершенствований описанных здесь вариантов осуществления изобретения. Предполагают, что эти изменения, модификации, дополнения и усовершенствования не выходят за пределы объема патентных притязаний настоящего изобретения, подробно изложенного в приведенной ниже формуле изобретения.