ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО, ПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, СЕТЬ СВЯЗИ, СИГНАЛ ДАННЫХ И СПОСОБ, УЛУЧШАЮЩИЙ ПРОЦЕСС ПОВТОРНОЙ ПЕРЕДАЧИ В СЕТИ СВЯЗИ
RECEIVING DEVICE, TRANSMITTING DEVICE, COMMUNICATION NETWORK, DATA SIGNAL AND METHOD WHICH IMPROVES RETRANSMISSION PROCESS IN COMMUNICATION NETWORK

Настоящее изобретение относится к области сетей или систем беспроводной или проводной связи, и более конкретно - сетей связи, в которых передача сигналов подвержена шуму таким образом, что повторная передача данных и/или избыточности запрашивается. Варианты осуществления изобретения относятся к улучшенному процессу повторной передачи в сети связи с использованием, например, прогнозирующего гибридного автоматического запроса на повторную передачу (HARQ) для кодов разреженного контроля четности (LDPC).
1
5
1
5
1
2
2
2
3
4
4
1
2
3
1
2
3
2
4
2
4
1
2
3
1
2
4
1
4
1
2
3
2
Фиг. 1 является схематичным представлением примера сетевой инфраструктуры, такой как сеть беспроводной связи или система беспроводной связи, включающая в себя множество базовых станций eNB-eNB, каждая из которых обслуживает специальную зону, окружающую базовую станцию, схематично представленную посредством соответствующих сот 100-100. Базовые станции предусмотрены для обслуживания пользователей в соте. Пользователь может представлять собой стационарное устройство или мобильное устройство. Кроме того, к системе беспроводной связи может осуществляться доступ посредством IoT-устройств, которые соединяются с базовой станцией или с пользователем. IoT-устройства могут включать в себя физические устройства, транспортные средства, здания и другие элементы, имеющие встроенные электронные схемы, программное обеспечение, датчики, исполнительные механизмы и т.п., а также возможности сетевых подключений, которые обеспечивают возможность этим устройствам собирать и обмениваться данными по существующей сетевой инфраструктуре. Фиг. 1 показывает примерный вид только пяти сот; тем не менее, система беспроводной связи может включать в себя большее число таких сот. Фиг. 1 показывает двух пользователей UE и UE, также называемых «абонентским устройством (UE)», которые находятся в соте 100 и которые обслуживаются посредством базовой станции eNB. Другой пользователь UE показан в соте 100, которая обслуживается посредством базовой станции eNB. Стрелки 102, 102 и 102 схематично представляют соединения восходящей/нисходящей линии связи для передачи данных от пользователя UE, UE и UE в базовые станции eNB, eNB либо для передачи данных из базовых станций eNB, eNB пользователям UE, UE, UE. Кроме того, фиг. 1 показывает два IoT-устройства 104 и 104 в соте 100, которые могут представлять собой стационарные или мобильные устройства. IoT-устройство 104 осуществляет доступ к системе беспроводной связи через базовую станцию eNB, чтобы принимать и передавать данные, как схематично представляется посредством стрелки 106. IoT-устройство 104 осуществляет доступ к системе беспроводной связи через пользователя UE, как схематично представлено стрелкой 106.
Система беспроводной связи может представлять собой любую однотональную систему или систему с множеством несущих на основе мультиплексирования с частотным разделением, такую как система мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM), система с множественным доступом с ортогональным частотным разделением (OFDMA) либо любой другой сигнал на основе IFFT с/без CP, например, DFT-s-OFDM. Могут использоваться другие формы сигналов, такие как неортогональные формы сигнала для множественного доступа, например, интерфейс беспроводного доступа на множестве несущих с гребенками фильтров (FBMC), обобщенное мультиплексирование с частотным разделением (GFDM) или универсальный интерфейс беспроводного доступа на множестве несущих с возможностью фильтрации трафика (UFMC).
Данные также могут передаваться по каналам сети проводной связи или сочетания проводных и беспроводных сетей, например, по локальной вычислительной сети (LAN), G.hn-сети, работающей по различным типам проводов, таким как телефонные проводы, коаксиальные кабели и/или линии электропитания, либо по глобальной вычислительной сети (WAN), такой как Интернет.
В вышеупомянутых сетях данные могут накладываться с шумом при передаче по каналу таким образом, что данные не могут обрабатываться корректно либо не могут обрабатываться вообще в приемном устройстве. Например, когда данные, которые должны передаваться, кодируются с использованием заданного кода, кодовое слово, представляющее данные, формируется в передающем устройстве и перенаправляется в приемное устройство по каналу. В ходе передачи, кодовое слово может накладываться с шумом до такой степени, что декодирование кодового слова является невозможным, например, вследствие ситуаций с зашумленными каналами. Чтобы разрешать такую ситуацию, сети проводной и/или беспроводной связи могут использовать механизм повторной передачи. Например, когда приемное устройство обнаруживает то, что принимаемое кодовое слово не может быть декодировано, повторная передача из передающего устройства или отправляющего устройства запрашивается. Например, HARQ (гибридный автоматический запрос на повторную передачу) может использоваться для запроса повторной передачи из передающего устройства, с тем чтобы корректировать сбои при декодировании. Например, может запрашиваться дополнительная избыточность. В передающем устройстве, кодирование данных включает в себя формирование избыточности, которая может включать в себя избыточные биты, которые добавляются в данные, которые должны передаваться. В течение первой передачи, может передаваться только часть избыточности. Когда повторная передача запрашивается, дополнительные части избыточности могут отправляться в приемное устройство. Например, HARQ может использовать отслеживаемое комбинирование (каждая повторная передача содержит одинаковую информацию: данные и биты четности) или нарастающую избыточность (каждая повторная передача содержит информацию, отличную от предыдущей повторной передачи).
Тем не менее, повторная передача вызывает задержку вследствие дополнительного времени полного обхода (RTT), которое включает в себя задержки на распространение по сети и задержки при обработке в UE и eNB. Таким образом, в сетях связи требуется уменьшать задержки, вызываемые вследствие ошибочных передач данных и ассоциированных запросов на повторную передачу.
Задача настоящего изобретения заключается в создании подхода, улучшающего процесс повторной передачи в сети связи.
Эта задача решается объектами изобретения, определёнными в независимых пунктах формулы изобретения.
Варианты осуществления определены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Теперь будут более подробно описаны варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
Фиг. 1 показывает схематичное представление примера системы беспроводной связи;
Фиг. 2 является схематичным представлением системы беспроводной связи для передачи информации из передающего устройства в приемное устройство;
Фиг. 3 является представлением LDPC-кода с использованием матричного представления (см. фиг. 3(a)) и графического представления (см. фиг. 3(b));
Фиг. 4 является блок-схемой способа обработки принимаемых данных в приемном устройстве в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 5 является блок-схемой, представляющей способ подготовки данных, которые должны передаваться посредством передающего устройства в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 6 показывает развитие надежности переменных узлов для итераций на основе минимальной суммы, для кодовых слов, передаваемых по AWGN-каналу в 0 дБ;
Фиг. 7 показывает график, представляющий частоты ложноотрицательных суждений и ложноположительных суждений для нормализованного порогового VNR-значения;
Фиг. 8 показывает график, представляющий результаты моделирования на системном уровне в сценариях с высокой нагрузкой;
Фиг. 9 схематично иллюстрирует вариант осуществления прогнозирующего HARQ-процесса в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 10 является схематичным представлением связывания двух кодовых слов, представляющих первые данные и вторые данные; и
Фиг. 11 является блок-схемой способа прогнозирующего HARQ-процесса согласно изобретению в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Ниже более подробно описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых элементы, имеющие одинаковую или аналогичную функцию, указаны одинаковыми ссылочными позициями.
BS
UE
Варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы в системе беспроводной связи, как проиллюстрировано на фиг. 1, включающей в себя базовые станции и UE, такие как мобильные терминалы или IoT-устройства. Фиг. 2 является схематичным представлением системы беспроводной связи для передачи информации между базовой станцией BS и UE. Базовая станция BS включает в себя одну или более антенн ANT или антенную решетку, имеющую множество антенных элементов. UE включает в себя одну или более антенн ANT. Как указано посредством стрелки 102, сигналы передаются между базовой станцией BS и UE через линию беспроводной связи, такую как линия радиосвязи. Система беспроводной связи может работать в соответствии с вариантами осуществления, описанными в данном документе.
eNB
UE
UE
В соответствии с вариантами осуществления, например, в случае передачи данных по нисходящей линии связи в сети беспроводной связи, базовая станция BS включает в себя кодер/декодер 108 на основе разреженного контроля четности (LDPC), соединенный с приемо-передающим блоком 110, который, в свою очередь, соединяется с одной или более антенн ANT. Когда базовая станция работает в качестве передающего устройства, LDPC-кодер/декодер 108 принимает данные, которые должны передаваться в UE, которое работает в качестве приемного устройства, по линии или каналу 102 связи. LDPC-кодер/декодер 108 кодирует данные с использованием кода разреженного контроля четности (LDPC), чтобы получать кодовое слово. Кодовое слово задается посредством множества переменных узлов, ассоциированных с множеством контрольных узлов двудольного графа, представляющего LDPC-код. Приемо-передающий блок 110 передает кодовое слово по каналу 102 в UE таким образом, что выбранные переменные узлы, ассоциированные с поднабором контрольных узлов двудольного графа, передаются до оставшихся переменных узлов. Выбранные переменные узлы задают кодовое субслово, известное в UE. Кодовое субслово используется посредством UE для того, чтобы оценивать декодируемость передаваемого кодового слова до приема всех переменных узлов кодового слова. UE включает в себя LDPC-кодер/декодер 112, соединенный с приемо-передающим блоком 114, который, в свою очередь, соединяется с одной или более антенн ANT. Когда UE работает в качестве приемного устройства, UE принимает из базовой станции (eNB), которая работает в качестве передающего устройства, по линии или каналу 102 связи сигнал 116 данных. LDPC-кодер/декодер 112 принимает через одну или более антенн ANT и приемо-передающий блок 114 сигнал 116 данных, который должен быть декодирован. Кодовое слово передается по каналу 102 таким образом, что кодовое субслово передается до оставшихся переменных узлов кодового слова. LDPC-кодер/декодер 112 оценивает декодируемость передаваемого кодового слова с использованием кодового субслова до приема всех переменных узлов кодового слова.
В соответствии с другими вариантами осуществления, например, в случае передачи данных по восходящей линии связи в сети беспроводной связи, UE представляет собой передающее устройство, и базовая станция (eNB) представляет собой приемное устройство.
Как упомянуто выше, фиг. 2 схематично представляет сигнал 116 данных, передаваемый по каналу 102. В соответствии с вариантами осуществления, сигнал 116 данных включает в себя данные, которые должны передаваться из передающего устройства в приемное устройство по каналу 102. Данные кодируются с использованием LDPC-кода таким образом, чтобы получать кодовое слово. Кодовое слово задается посредством множества переменных узлов, ассоциированных с множеством контрольных узлов двудольного графа, представляющего LDPC-код. Сигнал 116 данных включает в себя первую часть 116a, включающую в себя кодовое субслово, которое известно в приемном устройстве. Кодовое субслово задается посредством выбранных переменных узлов, ассоциированных с поднабором контрольных узлов двудольного графа. Сигнал 116 данных дополнительно включает в себя вторую часть 116b, включающую в себя оставшиеся части кодового слова, заданные посредством оставшихся переменных узлов. Как схематично представляется на фиг. 2, первая часть 116a предшествует второй части 116b таким образом, что при передаче сигнала 116 данных, первая часть 116a передается первой, т.е. до второй части 116b. Другими словами, вторая часть 116b идет после первой части таким образом, что оценка в приемном устройстве может выполняться до приема полного кодового слова или полного сигнала 116 данных, представляющего кодовое слово.
Хотя фиг. 2 схематично представляет сеть беспроводной связи, как упомянуто выше, подход согласно изобретению также может применяться в сетях проводной связи, упомянутых выше.
Подход согласно изобретению позволяет оценивать декодируемость до приема полного сигнала 116 данных, также называемого «пакетом данных» или «кодовым словом». Таким образом, во время, в которое по-прежнему принимаются части кодового слова, приемное устройство уже может определять, может ли быть декодировано текущее передаваемое кодовое слово. В случае если декодируемость определяется как невозможная, т.е. принимаемое кодовое слово не может быть декодировано посредством приемного устройства, либо в случае, если определяется, что маловероятно, что принимаемое кодовое слово может быть декодировано, может инициироваться ранняя повторная передача для запроса кодового слова, которое должно повторно передаваться, либо запроса дополнительной избыточности, еще не переданной. Это уменьшает задержку, поскольку, в отличие от традиционных подходов, повторная передача может запрашиваться до того, как текущая передача, например, текущий TTI, завершается, и передающее устройство может отправлять запрашиваемую дополнительную избыточность в течение каждой следующей передачи, например, в течение следующего TTI. Ниже подробнее поясняются это улучшение процесса повторной передачи и ассоциированное уменьшение задержек со ссылкой на конкретные, неограничивающие варианты осуществления.
ij
В соответствии с настоящим изобретением, данные, которые должны передаваться по каналу сети связи, кодируются с использованием кодов разреженного контроля четности (LDPC), которые представляют собой класс линейных блочных кодов. LDPC-код может описываться с использованием матрицы и/или графического представления. Фиг. 3 является представлением LDPC-кода с использованием матричного представления контроля четности (см. фиг. 3(a)) и графического представления (см. фиг. 3(b)). Фиг. 3(a) показывает пример LDPC-матрицы H с размерностью n*m для регулярной матрицы контроля четности Галлагера длины 12 (3,4) (см., например, источник [1]). В общем, в матрице разреженного контроля по четности, число единиц в каждой строке и число единиц в каждом столбце намного меньше n и m, соответственно. Фиг. 3(b) является графическим представлением для матрицы H контроля четности, показанной на фиг. 3(a), с использованием двудольного графа, такого как граф Таннера. Граф Таннера включает в себя два типа узлов, которые называются «переменными узлами» и «контрольными узлами или узлами контроля четности». График включает в себя m контрольных узлов, которые соответствуют числу битов четности, и n переменных узлов, которые соответствуют общему количеству битов в кодовом слове. Контрольный узел i соединяется с переменным узлом j исключительно в том случае, если элемент h H является «единицей». Граф Таннера, проиллюстрированный на фиг. 3(b), представляет собой подкласс двудольных графов для графического представления LDPC-кода.
В соответствии с подходом согласно изобретению структура LDPC-кодов используется для оценки декодируемости всего кодового слова до того, как фактически все части кодового слова приняты, что также упоминается как активная прогнозирующая обратная связь по HARQ. Преимущество состоит в том, что задержка может снижаться, поскольку повторная HARQ-передача может выполняться раньше. Экономия может быть обусловлена ранней обратной связью, которая возвращается в отправляющее устройство или передающее устройство до того, как принимается целое или все кодовое слово. Кроме того, экономия может получаться вследствие уменьшенной сложности оценки, поскольку должна оцениваться только часть кодового слова.
В соответствии с настоящим изобретением, кодовое слово b, которое должно передаваться по каналу, может вычисляться на основе вектора, представляющего биты a данных, которые должны передаваться, и на основе порождающей матрицы G следующим образом: , и для b справедливо то, что где ⊗ представляет матричное умножение, например, с использованием арифметики по модулю 2. Сформированное кодовое слово b может описываться посредством переменных узлов и контрольных узлов с использованием, например, графа Таннера. В соответствии с настоящим изобретением, вместо передачи сформированного кодового слова b по каналу, субкод или кодовое субслово выбирается из кодового слова b. Субкод или кодовое субслово известно как в передающем устройстве, так и в приемном устройстве и конструируется из исходного кодового слова b, также называемого «родительским кодом».
В соответствии с вариантами осуществления, набор контрольных узлов со всеми ассоциированными переменными узлами выбирается или отбирается из родительского кода таким образом, чтобы задавать субкод. Другими словами, субкод задается посредством выбранных переменных узлов, ассоциированных с набором контрольных узлов, и субкод также может представлять собой код контроля четности. Приемное устройство может оценивать декодируемость кодового субслова, например, посредством использования декодера на основе максимального правдоподобия (ML). На основе декодируемости кодового слова анализируется. В соответствии с другими вариантами осуществления, чтобы уменьшать сложность реализации, могут использоваться другие декодеры. Может использоваться декодер на основе доверительного распространения, к примеру, отрегулированный декодер на основе минимальной суммы или декодер на основе суммы-произведения. Вышеуказанные декодеры могут определять надежность переменных узлов (VNR), как описано в источнике [2], на основании которой может определяться декодируемость.
В соответствии с настоящим изобретением, передающее устройство переупорядочивает переменные узлы, задающие кодовое субслово известного субкода таким образом, что переменные узлы, которые ассоциированы с выбранным контрольным узлом, передаются первыми по каналу таким образом, чтобы обеспечить возможность начальной оценки декодирования, начиная с узлов, ассоциированных с кодовым субсловом, которое известно в приемном устройстве. Таким образом, оценка декодируемости кодового слова, передаваемого в данный момент, может начинаться до того, как принято все кодовое слово. В зависимости от результата оценки, приемное устройство может запрашивать дополнительную избыточность или может сигнализировать передающему устройству, что большая избыточность не требуется, поскольку оценено, что принимаемое кодовое слово является декодируемым или с большой вероятностью должно быть декодируемым. В этом случае, передающее устройство может прекращать отправку избыточности, чтобы не допускать необязательных повторных передач и уменьшать задержки в ходе передачи данных. Вместо этого, передающее устройство может уже начинать отправку следующего кодового слова, в случае если новое кодовое слово должно передаваться. В соответствии с дополнительными вариантами осуществления, приемное устройство может не отправлять сигнал в передающее устройство в случае, если оценивается то, что принимаемое кодовое слово является декодируемым или с большой вероятностью должно быть декодируемым. Передающее устройство может передавать, в течение следующей передачи, избыточность, если явно запрашивается посредством приемного устройства; в противном случае, передающее устройство передает новое кодовое слово, если доступно. В случае если новое кодовое слово недоступно для приемного устройства в течение следующей передачи, и в случае, если избыточность не запрашивается, передающее устройство не должно отправлять информацию для приемного устройства в течение следующей передачи.
Фиг. 4 является блок-схемой способа обработки принимаемых данных в приемном устройстве в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. На первом этапе S400, приемное устройство принимает LDPC-кодированные данные по каналу из передающего устройства. Кодовое слово передается вышеописанным способом таким образом, что выбранные переменные узлы, задающие кодовое субслово, передаются до оставшихся переменных узлов кодового слова. Это обеспечивает возможность приемному устройству, на этапе S402, оценивать декодируемость передаваемого кодового слова с использованием кодового субслова и анализировать декодируемость текущего передаваемого кодового слова до приема всех переменных узлов кодового слова.
Фиг. 5 является блок-схемой, представляющей способ подготовки данных, которые должны передаваться посредством передающего устройства в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Передающее устройство или отправляющее устройство, после инструктирования передачи принимаемых данных, на первом этапе S500 выполняет LDPC-кодирование данных таким образом, чтобы получать кодовое слово. На основе кодового слова, выбираются эти переменные узлы, которые задают кодовое субслово, которое известно в передающем устройстве и в приемном устройстве и которое используется для оценки декодируемости полного кодового слова в приемном устройстве. На этапе S502, кодовое субслово передается первым, т.е. выбранные переменные узлы кодового слова, задающего кодовое субслово, передаются до оставшихся переменных узлов кодового слова. Передающее устройство обеспечивает информацию для обеспечения возможности ранней оценки декодируемости всего кодового слова в приемном устройстве.
Ниже описан вариант осуществления с использованием кода, имеющего кодовое слово со скоростью 1/3 и нарастающую избыточность, которая может передаваться с кодовой скоростью 1/6. VNR, как описано в источнике [3], может использоваться для анализа декодируемости субкода или кодового субслова. Может использоваться алгоритм на основе минимальной суммы со смещением со смещением 0,26. Фиг. 6 показывает развитие VNR для итераций на основе минимальной суммы, и линии на графике соответствуют одному передаваемому кодовому слову по каналу с AWGN (средним аддитивным белым гауссовым шумом) в 0 дБ. Как можно видеть из фиг. 6, имеется корреляция между декодируемостью всего кодового слова и VNR кодового субслова. На фиг. 6, показан график, имеющий белые линии/области, называемые «недекодируемыми» (ассоциированные VNR-значения коррелируются с недекодируемостью всего кодового слова), и черные линии/области, с другой стороны, называемые «декодируемыми» (ассоциированные VNR-значения коррелируются с декодируемостью всего кодового слова или указывают, что все кодовое слово может быть надежно декодировано).
В соответствии с вариантами осуществления, на основе информации на фиг. 6 и в зависимости от требуемой рабочей точки, пороговое значение может задаваться для того, чтобы прогнозировать декодируемость всего кодового слова на основе VNR. Пороговое значение может выбираться или задаваться, в зависимости от частоты ложноположительных суждений и частоты ложноотрицательных суждений, полученных из VNR-оценок, описанных выше со ссылкой на фиг. 6. Частота ложноположительных суждений указывает то, что кодовое слово, которое прогнозируется или оценивается как декодируемое (так что повторная передача не инициируется), является некорректным, поскольку фактическое кодовое слово, принимаемое в целом, является недекодируемым. Частота ложноотрицательных суждений указывает то, что кодовое слово, которое прогнозируется или оценивается как недекодируемое (так что повторная передача инициируется), является некорректным, т.е. после приема в приемном устройстве кодовое слово оказывается декодируемым. Частота ложноположительных суждений является более важной, чем частота ложноотрицательных суждений, поскольку она приводит к увеличению задержки до тех пор, пока дополнительная избыточность для обеспечения возможности декодирования всего кодового слова не принята в приемном устройстве. Пороговое значение может выбираться в качестве компромисса между двумя показателями, а именно, между частотой ложноположительных суждений и частотой ложноотрицательных суждений. Фиг. 7 показывает график, представляющий частоты ложноотрицательных суждений и ложноположительных суждений для нормализованного порогового VNR-значения.
Подход согласно изобретению может анализироваться на системном уровне. Фиг. 8 показывает график, представляющий результаты моделирования на системном уровне в сценариях с высокой нагрузкой. Фиг. 8 показывает, что в «надежном» сценарии (см. кривую a), система всегда передает со скоростью 1/6, за счет этого блокируя два ресурса. В «нормальном» сценарии (см. кривую b), используется скорость 1/3, и используется традиционная HARQ-процедура, что приводит к RTT с 4 TTI (4 мс). В соответствии с подходом согласно изобретению (см. кривую c), также называемым «прогнозирующим HARQ» или «P-HARQ», сначала используется скорость 1/3, и прогнозирование выполняется с использованием кодового субслова, которое передается первым. На основе прогнозирования, указывающего, что кодовое слово, передаваемое в текущем TTI, не может быть декодировано, нарастающая избыточность передается непосредственно в следующем TTI, за счет этого уменьшая задержку. Фиг. 8 показывает то, что надежный сценарий (кривая a) страдает от нехватки ресурсов, что вызывает высокие задержки, и то, что нормальный сценарий (см. кривую b) не обеспечивает более высокую пропускную способность в пределах ограниченной задержки, например, в пределах двух миллисекунд. Тем не менее, подход согласно изобретению (см. кривую c) является преимущественным, поскольку нарастающая избыточность непосредственно передается в следующем TTI, вместо ожидания дополнительных TTI, как требуется в нормальной схеме, или еще больше, как требуется в надежной схеме.
В вариантах осуществления, описанных выше, кодовое субслово, которое известно в передающем устройстве и в приемном устройстве, используется для обеспечения возможности ранней оценки декодируемости кодового слова, передаваемого в данный момент в приемное устройство, например, на основе VNR, как описано в источнике [3]. В соответствии с подходом согласно изобретению, это достигается посредством передачи кодового субслова в приемное устройство первым. Известное кодовое субслово задается с использованием информационных элементов или битов из кодового слова, сформированного на основе данных, которые должны передаваться. Множество переменных узлов, ассоциированных с множеством контрольных узлов двудольного графа, выбираются для задания кодового субслова, например, выбора конкретной битовой комбинации, представляющей кодовое субслово. Вместо передачи кодового слова как кодированного через канал, в соответствии с подходом согласно изобретению, эти биты или информационные элементы, представляющие кодовое субслово, передаются первыми таким образом, что приемное устройство может выполнять оценку в отношении того, является ли все кодовое слово декодируемым, до приема полного кодового слова на основе принимаемого кодового субслова.
В соответствии с дополнительными вариантами осуществления, подход согласно изобретению может инструктировать приемное устройство запрашивать повторную передачу в ответ на оценку, указывающую, что кодовое слово не может быть декодировано, либо в ответ на оценку, указывающую, что кодовое слово может быть декодировано, сигнализировать передающему устройству о прекращении передачи дополнительной избыточности для текущего передаваемого кодового слова. Другими словами, в зависимости от результата оценки, может определяться, что в следующей передаче дополнительная избыточность относительно текущего передаваемого кодового слова (текущей передаче) не требуется. Текущее передаваемое кодовое слово может быть полностью декодировано в приемном устройстве, и в случае, если существует новое кодовое слово, которое должно передаваться в следующей передаче, новое кодовое слово может передаваться. В случае если оценка указывает то, что кодовое слово, которое передается в текущей передаче, не является декодируемым в следующей передаче, дополнительная избыточность может передаваться таким образом, что кодовое слово, передаваемое в первой передаче, может быть декодировано с использованием исходного кодового слова, включающего в себя информацию и избыточность из первой передачи и дополнительную избыточность из второй или повторной передачи.
1
1
2
3
3
4
5
1
Вариант осуществления прогнозирующего HARQ-процесса согласно изобретению схематично проиллюстрирован на фиг. 9. Верхняя стрелка на фиг. 9 показывает временную шкалу eNB, а нижняя стрелка показывает временную шкалу UE. Во время t, базовая станция передает сигнал данных, например, в форме пакета данных. Во время t, передача пакета начинается. Пакет передается по беспроводному или проводному каналу и принимается в приемном устройстве во время t. Время для приема пакета полностью составляет TTI (интервал времени передачи), имеющий заданную длительность или длину. В соответствии с подходом согласно изобретению, в пакете, кодовое субслово передается первым и принимается во время t. Декодируемость передаваемого пакета анализируется или оценивается на основе кодового субслова. Во время оценки, приемное устройство принимает оставшиеся части пакета, а именно, оставшиеся части кодового слова, которые еще не переданы. На фиг. 9, предполагается, что после времени t, но перед концом первого TTI, результат оценки кодового субслова доступен в приемном устройстве. Предполагается, что оценка указывает то, что кодовое слово или пакет, который в данный момент передается из базовой станции в приемное устройство, не является декодируемым. Этот результат сигнализируется в базовую станцию. Во время t, которое находится перед концом первого TTI, базовая станция отправляет дополнительную избыточность для декодирования кодового слова. Во время t, которое составляет конец первого TTI, дополнительная избыточность доступна, и с использованием данных, принимаемых в течение первого TTI и буферизованных в приемном устройстве, и дополнительной избыточности, принимаемой в течение второго TTI, кодовое слово, отправленное посредством базовой станции во время t, может теперь быть декодировано в приемном устройстве. Дополнительная избыточность может включать в себя отслеживаемое комбинирование или нарастающую избыточность.
5
4
3
4
2
Фиг. 9 показывает то, что подход согласно изобретению ускоряет процесс декодирования данных или пакетов, которые первоначально обнаруживаются как недекодируемые в приемном устройстве. В традиционных подходах запрос на дополнительную избыточность должен начинаться только после того, как первый TTI завершен, а именно, во время t, и преимущество с точки зрения уменьшенной задержки является легко распознаваемым из фиг. 9. Фиг. 9 показывает, что приемное устройство выполняет оценку декодируемости и отправляет сигнал для запроса дополнительной избыточности, в случае если оценка показывает, что пакет, передаваемый в данный момент, не может быть декодирован в приемном устройстве, на основании информации, полученной в течение первого TTI. С другой стороны, в случае, если результатом процесса оценки является то, что пакет может быть декодирован на основании информации, принимаемой в течение первого TTI, вместо отправки сигнала запроса в базовую станцию во время t приемное устройство во время t отправляет сигнал в базовую станцию в форме сигнала прекращения. Базовая станция, во время t, должна начинать отправку следующего пакета, который затем должен обрабатываться во втором TTI, аналогично первому пакету, принимаемому во время t в приемном устройстве.
Кодовое слово, принимаемое в течение первого TTI и оцененное как декодируемое, декодируется посредством приемного устройства. Для декодирования, передающее устройство может сигнализировать в приемное устройство порядок контрольных узлов, задающих кодовое слово таким образом, что после передачи в соответствии с подходом согласно изобретению, декодируемое кодовое слово может восстанавливаться в приемном устройстве для корректного декодирования. В случае если это декодирование, несмотря на оцененную декодируемость, сбоит (ложноположительный индикатор), традиционный процесс повторной передачи может инициироваться, чтобы получать дополнительную доступную избыточность.
1
3
4
4
В соответствии с дополнительными вариантами осуществления, дополнительная избыточность может включать новые данные, полученные посредством связывания. Например, во время t (см. фиг. 9), пакет, передаваемый из базовой станции к приемному устройству, может включать в себя кодовое слово, представляющее как первые данные, так и избыточность. Из кодового слова, кодовое субслово, известное в приемном устройстве, выбирается и используется для оценки декодируемости текущего передаваемого кодового слова. В случае если во время t (см. фиг. 9) определяется то, что кодовое слово не является декодируемым, во время t, дополнительная избыточность отправляется посредством базовой станции, и дополнительная избыточность включает новые данные, полученные посредством связывания LDPC-кодов, также называемых в качестве пространственного связывания (см., например, источник [5]). Фиг. 10 показывает схематичное представление связывания двух кодовых слов, представляющих первые данные и вторые данные, как описано в источнике [5]. Во время t, отправляется дополнительная избыточность, включающая в себя новые данные, полученные посредством связывания. В передающем устройстве, избыточность может выбираться таким образом, что информационные биты для первых и вторых данных могут быть декодированы. Это является предпочтительным вследствие увеличенного временного разнесения объединенного кодового слова.
В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, декодируемость может оцениваться с использованием информации, ассоциированной со всеми из множества контрольных узлов двудольного графа, задающего кодовое субслово.
В соответствии с другими вариантами осуществления настоящего изобретения, декодируемость может оцениваться посредством начальной оценки декодируемости кодового слова с использованием информации, ассоциированной с первым числом из множества контрольных узлов двудольного графа, задающего кодовое субслово. В случае если оценка указывает, что кодовое слово не может быть декодировано, декодируемость кодового слова оценивается с использованием информации, ассоциированной со вторым числом из множества контрольных узлов двудольного графа, задающего кодовое субслово. Второе число больше первого числа. В случае если оценка по-прежнему указывает то, что кодовое слово не может декодироваться, оценка декодируемости кодового слова может повторяться с использованием увеличивающегося числа из множества контрольных узлов двудольного графа, задающего кодовое субслово. Оценка декодируемости кодового слова может повторяться до тех пор, пока не использовано заданное число из множества контрольных узлов двудольного графа, задающего кодовое субслово, и/или до тех пор, пока не достигается время, чтобы сигнализировать в передающее устройство, требуется ли дополнительная избыточность, таким образом, что в начале следующего интервала передачи принимается дополнительная избыточность или новое кодовое слово.
В соответствии с еще одним другим вариантом осуществления настоящего изобретения, информация, ассоциированная с некоторыми или всеми из множества контрольных узлов двудольного графа, задающего кодовое субслово, передается в фиксированном или в произвольном порядке.
В соответствии с дополнительными вариантами осуществления, приемное устройство может выполнять анализ оценки таким образом, чтобы получать уровень достоверности результата оценки. В дополнение к фактическому результату оценки, дополнительный уровень достоверности может учитываться при определении того, должна или нет базовая станция запрашиваться на предмет дополнительной избыточности каким-либо из вышеописанных способов. Например, вышеописанные пороговые VNR-значения (см. фиг. 7) могут использоваться для того, чтобы задавать такие уровни достоверности. На основе достоверности, приемное устройство может выполнять, например, прогнозирующую обратную связь по HARQ в два или более битов. Согласно доверительному уровню, передающее устройство может определять то, сколько избыточности требуется для повторной HARQ-передачи.
Фиг. 11 является блок-схемой прогнозирующего HARQ-процесса согласно изобретению в соответствии с вариантом осуществления. В базовой станции принимаются данные, которые должны передаваться по сети беспроводной или проводной связи в абонентское устройство. На этапе S1100, данные LDPC-кодируются для получения кодового слова. На этапе S1102 кодовое слово передается по каналу. Передача является такой, что выбранные переменные узлы передаются до оставшихся переменных узлов. Выбранные переменные узлы задают кодовое субслово, которое известно в приемном устройстве, и которое передается как первая часть кодового слова. Этап S1104, декодируемость принимаемого кодового слова оценивается в приемном устройстве с использованием кодового субслова до приема всех переменных узлов кодового слова (см. фиг. 9). На этапе S1106, определяется то, указывает или нет оценка на этапе S1104 то, что текущее передаваемое кодовое слово может быть декодировано. В случае, если это является истинным, способ на этапе S1108 сигнализирует в передающее устройство, что не обязательно передавать дополнительную избыточность, таким образом, что в конце первого TTI (см. фиг. 9), может начинаться передача избыточности, включающей новые данные, полученные посредством связывания. Как упомянуто выше, в соответствии с другими вариантами осуществления, передача служебных сигналов в передающее устройство не выполняется, когда этап S1106 указывает то, что текущее передаваемое кодовое слово может быть декодировано. В таком варианте осуществления отсутствует этап S1108.
3
В случае если на S1106 определяется, что оценка указывает, что кодовое слово не является декодируемым в приемном устройстве, подход согласно изобретению, на этапе S1110, запрашивает из передающего устройства дополнительную избыточность. В соответствии с дополнительными вариантами осуществления подхода согласно изобретению, между этапами S1106 и S1110 могут быть при необходимости предусмотрены дополнительные этапы S1112 и S1114. На S1112 определяется уровень достоверности результата оценки, как подробно пояснено выше. На этапе S1114, избыточность, которая должна запрашиваться из передающего устройства во время t (см. фиг. 9), определяется таким образом, что определенная дополнительная избыточность запрашивается из передающего устройства на этапе S1110. В соответствии с вариантами осуществления, все этапы, описанные выше со ссылкой на фиг. 11, могут комбинироваться, тогда как другие варианты осуществления могут не включать в себя этапы S1108, S1112 и/или S1114.
Хотя варианты осуществления настоящего изобретения, как описано выше, означают LDPC-код, настоящее изобретение не ограничено таким кодом. Наоборот, может использоваться любой другой код, который представляется посредством переменных узлов, ассоциированных с одним или более контрольных узлов двудольного графа таким образом, что кодовые слова, сформированные с использованием кода, задаются посредством множества переменных узлов, ассоциированных с множеством контрольных узлов двудольного графа. Кроме того, настоящее изобретение не ограничено графом Таннера; наоборот, могут использоваться другие двудольные графы, такие как факторный граф.
В вариантах осуществления, описанных выше, описывается кодовое субслово, которое должно задаваться посредством выбранных переменных узлов, ассоциированных с поднабором контрольных узлов двудольного графа. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено такими вариантами осуществления. В соответствии с дополнительными вариантами осуществления, код может формироваться таким образом, что заданные переменные узлы, ассоциированные с поднабором контрольных узлов двудольного графа, задают кодовое субслово, например, один или более последовательных переменных узлов начиная с первого из переменных узлов. В соответствии с таким вариантом осуществления, первые переменные узлы кодового слова задают кодовое субслово.
Кроме того, в вариантах осуществления, описанных выше, описывается оценка, которая должна выполняться на основе кодового субслова. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено такими вариантами осуществления. В соответствии с дополнительными вариантами осуществления, оценка может учитывать дополнительные параметры, такие как качество канала, оценка канала, дополнительные CRC-символы и т.д.
Кроме того, в вариантах осуществления, описанных выше, переменные узлы, задающие кодовое субслово, отправляются до оставшихся переменных узлов. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено такими вариантами осуществления. В соответствии с дополнительными вариантами осуществления, один или более переменных узлов кодового слова, которые не задают кодовое субслово, могут отправляться перед этими переменными узлами, задающими кодовое субслово. Например, переменные узлы кодового слова, которые не задают кодовое субслово, могут отправляться до такой степени, что при отправке кодового субслова, оценка декодируемости в приемном устройстве может выполняться таким образом, что по-прежнему может сигнализироваться в передающее устройство, требуется ли дополнительная избыточность, и таким образом, что в начале следующего интервала передачи принимается дополнительная избыточность либо, в случае если имеется новое кодовое слово для приемного устройства, новое кодовое слово.
Хотя некоторые аспекты описанной идеи поясняются в контексте устройства, очевидно, что эти аспекты также представляют описание соответствующего способа, при этом блок или устройство соответствует этапу способа либо признаку этапа способа. Аналогичным образом, аспекты, описанные в контексте этапа способа, также представляют описание соответствующего блока или элемента, или признака соответствующего аппаратного обеспечения.
В зависимости от определенных требований к реализации, варианты осуществления изобретения могут реализовываться в аппаратных средствах или в программном обеспечении. Реализация может выполняться с использованием цифрового носителя хранения данных, например, облачного хранилища данных, гибкого диска, DVD, Blu-Ray, CD, ROM, PROM, EPROM, EEPROM или флэш-памяти, имеющего сохраненные электронночитаемые управляющие сигналы, которые взаимодействуют (или допускают взаимодействие) с программируемой компьютерной системой, так что осуществляется соответствующий способ. Следовательно, цифровой носитель хранения данных может быть машиночитаемым.
Некоторые варианты осуществления согласно изобретению содержат носитель данных, имеющий электронночитаемые управляющие сигналы, которые допускают взаимодействие с программируемой компьютерной системой таким образом, что осуществляется один из способов, описанных в данном документе.
В общем, варианты осуществления настоящего изобретения могут реализовываться как компьютерный программный продукт с программным кодом, при этом программный код выполнен с возможностью осуществления одного из способов, когда компьютерный программный продукт работает на компьютере. Программный код, например, может сохраняться на машиночитаемом носителе.
Другие варианты осуществления содержат компьютерную программу для осуществления одного из способов, описанных в данном документе, сохраненную на машиночитаемом носителе. Другими словами, вариант осуществления способа согласно изобретению в силу этого представляет собой компьютерную программу, имеющую программный код для осуществления одного из способов, описанных в данном документе, когда компьютерная программа работает на компьютере.
Следовательно, дополнительный вариант осуществления способов согласно изобретению представляет собой носитель данных (цифровой носитель данных или машиночитаемый носитель), содержащий записанную компьютерную программу для осуществления одного из способов, описанных в данном документе. Следовательно, дополнительный вариант осуществления способа согласно изобретению представляет собой поток данных или последовательность сигналов, представляющих компьютерную программу для осуществления одного из способов, описанных в данном документе. Поток данных или последовательность сигналов, например, может быть выполнена с возможностью передачи через соединение для передачи данных, например, через Интернет. Дополнительный вариант осуществления содержит средство обработки, например, компьютер или программируемое логическое устройство, выполненное с возможностью осуществления одного из способов, описанных в данном документе. Дополнительный вариант осуществления содержит компьютер, имеющий установленную компьютерную программу для осуществления одного из способов, описанных в данном документе.
В некоторых вариантах осуществления, программируемое логическое устройство (например, программируемая пользователем вентильная матрица) может использоваться для выполнения части или всех из функциональностей способов, описанных в данном документе. В некоторых вариантах осуществления, программируемая пользователем вентильная матрица может взаимодействовать с микропроцессором, чтобы осуществлять один из способов, описанных в данном документе. В общем, способы предпочтительно осуществляются посредством любого аппаратного оборудования.
Вышеописанные варианты осуществления являются лишь иллюстративными в отношении принципов настоящего изобретения. Следует понимать, что модификации и изменения конфигураций и подробностей, описанных в данном документе, должны быть очевидными для специалистов в данной области техники. Следовательно, оно подразумевается ограниченным лишь объемом нижеприведенной формулы изобретения, но не конкретными подробностями, представленными в данном документе в качестве описания и пояснения вариантов осуществления.
Список источников
[1] http://sigpromu.org/sarah/SJohnsonLDPCintro.pdf
[2] 3GPP TS 36.211 V13.1.0
[3] F. Kienle and N. Wehn, "Low complexity stopping criterion for LDPC code decoders", 2005 IEEE 61st Vehicular Technology Conference, 2005 год, стр. 606-609, издание 1.
[4] R1-167271, Nokia, Alcatel-Lucent Shanghai Bell, RAN WG1 #86 Gothenburg, Швеция, 22-26 августа 2016 года.
[5] https://simons.berkeley.edu/sites/default/files/does/2808/slidescostelloshort.pdf.