RU2368104C2 - Distribution of resources in communication networks - Google Patents
Distribution of resources in communication networks Download PDFInfo
- Publication number
- RU2368104C2 RU2368104C2 RU2007119770/09A RU2007119770A RU2368104C2 RU 2368104 C2 RU2368104 C2 RU 2368104C2 RU 2007119770/09 A RU2007119770/09 A RU 2007119770/09A RU 2007119770 A RU2007119770 A RU 2007119770A RU 2368104 C2 RU2368104 C2 RU 2368104C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resources
- quality indicator
- connection
- information
- communication
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение в целом относится к сетям связи и, в частности, к распределению ресурсов в подобных сетях.The present invention generally relates to communication networks and, in particular, to the allocation of resources in such networks.
Уровень техникиState of the art
На сегодняшний день общей проблемой сетей связи является вопрос о распределении ресурсов, таких как мощность и частота передачи, подходящим образом. Ресурсы ограничены, и по мере непрерывного увеличения количества соединений и абонентов сеть становится все более сложной, из-за чего возникает необходимость в более сложных решениях. Как правило, целью при этом являются эффективное использование ресурсов и надежность передачи.Today, a common problem with communication networks is the allocation of resources, such as transmission power and frequency, in an appropriate manner. Resources are limited, and as the number of connections and subscribers continuously increases, the network becomes more and more complex, which necessitates more complex solutions. As a rule, the goal in this case is the efficient use of resources and the reliability of transmission.
Автоматический Запрос на Повтор (АЗП) и Гибридный Автоматический Запрос на Повтор (ГАЗП) широко используются в передаче данных, чтобы поддерживать качество передачи. АЗП повторно передает блоки данных, когда принимается сообщение о НеПодтверждении Приема (НПП), указывающее некорректный прием. Приемник сразу отбрасывает поврежденные блоки. Вместо этого принципом ГАЗП является буферизация блоков данных, которые не были приняты правильным образом, и комбинирование буферизированных данных с повторными передачами. Программная процедура комбинирования обычно зависит от того, какой тип схемы комбинирования ГАЗП используется, например, Прямое Комбинирование (ГАЗП-ПК) или Инкрементальная Избыточность (ГАЗП-ИИ) [1].Automatic Repeat Request (AZP) and Hybrid Automatic Repeat Request (HARP) are widely used in data transmission to maintain transmission quality. The ALP retransmits the data blocks when a Reception Unconfirm (REC) message is received, indicating an incorrect reception. The receiver immediately discards the damaged blocks. Instead, the principle of HARQ is to buffer data blocks that were not received correctly and to combine buffered data with retransmissions. The combination software routine usually depends on what type of HAZP combining scheme is used, for example, Direct Combination (HAZP-PC) or Incremental Redundancy (HAZP-II) [1].
Существующие решения, подобные вышеупомянутым механизмам АЗП/ГАЗП, связаны с рядом проблем. АЗП/ГАЗП пытается поддержать качество передачи, но не может гарантировать успешные передачи. Даже при максимальном количестве повторных передач блок может быть не принят правильно в плохой среде передачи. Больший предел максимального количества повторных передач увеличит надежность передачи, но потребует большего размера буфера и приведет к большей задержке передачи.Existing solutions like the aforementioned AZP / HAZP mechanisms are associated with a number of problems. AZP / GAZP is trying to maintain the quality of the transmission, but cannot guarantee successful transmission. Even with the maximum number of retransmissions, a block may not be received correctly in a poor transmission medium. A larger limit on the maximum number of retransmissions will increase transmission reliability, but will require a larger buffer size and result in a longer transmission delay.
Для достижения более высокой эффективности передачи был проведен ряд исследований планирования ГАЗП/Адаптивной Модуляции и Кодирования (АМК), основанного на прогнозировании канала [2]. Главной проблемой механизма ГАЗП/АМК является адаптация или противодействие изменению беспроводного канала, и самой обычной мерой является использование требуемого среднего соотношения сигнал/шум в качестве показателя. ГАЗП/АМК требует исчерпывающего моделирования всех возможных изменений канала, что является трудноразрешимой задачей.To achieve higher transmission efficiency, a number of studies of the planning of HARQ / Adaptive Modulation and Coding (AMC) based on channel prediction [2] were carried out. The main problem of the HAZP / AMK mechanism is the adaptation or counteraction to a change in the wireless channel, and the most common measure is to use the required average signal-to-noise ratio as an indicator. GAZP / AMK requires exhaustive modeling of all possible channel changes, which is an intractable task.
Соответственно управление ресурсами во время передачи в обычных системах связи далеко от удовлетворительного, и существует значительная необходимость в усовершенствованном механизме распределения ресурсов.Accordingly, resource management during transmission in conventional communication systems is far from satisfactory, and there is a significant need for an improved resource allocation mechanism.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Общей целью настоящего изобретения является достижение улучшенного управления ресурсами в беспроводных сетях связи. Конкретной целью изобретения является обеспечение надежности передачи и эффективности передачи. Другой целью изобретения является уменьшение растраты ресурсов в сетях. Еще одной целью изобретения является предоставление усовершенствованного механизма распределения ресурсов для использования с АЗП/ГАЗП.The overall objective of the present invention is to achieve improved resource management in wireless communication networks. A specific objective of the invention is to ensure transmission reliability and transmission efficiency. Another objective of the invention is to reduce the waste of resources in networks. Another objective of the invention is the provision of an improved mechanism for the allocation of resources for use with AZP / HAZP.
Эти цели достигнуты в соответствии с прилагаемой формулой изобретения.These objectives are achieved in accordance with the attached claims.
Вкратце, настоящее изобретение предлагает новый способ адаптации параметров распределения ресурсов, чтобы достичь одну или более целей качества с повышенной точностью. В распределении ресурсов представляются новые индикаторы качества, основанные на так называемой взаимной информации (ВИ), предпочтительно на уровне блоков. Основанные на ВИ индикаторы качества предыдущей передачи, прогнозирование канала последующей передачи и, выборочно, один или более дополнительных требований качества используются для определения количества и типа ресурсов, например ресурсов времени, частоты и мощности, которые необходимо использовать для последующей передачи. Распределение ресурсов предпочтительно содержит распределение мощности и/или адаптацию соединения. Последняя может, например, включать адаптивный выбор режима модуляции, скорости кодирования и/или скорости исходных данных на основании состояний канала. Она также включает распределение канала между множеством пользователей. В частности, изобретение предоставляет возможность полезного осуществления, где адаптация соединения и распределение мощности выполняются одновременно, на основании одного и того же измерения. Предлагаемый способ очень полезен в связке с повторными передачами АЗП/ГАЗП.In short, the present invention provides a new method for adapting resource allocation parameters in order to achieve one or more quality goals with increased accuracy. In the allocation of resources, new quality indicators are presented based on the so-called mutual information (VI), preferably at the block level. VI-based quality indicators of a previous transmission, prediction of a subsequent transmission channel, and optionally one or more additional quality requirements are used to determine the amount and type of resources, for example, time, frequency, and power resources, which must be used for subsequent transmission. The resource allocation preferably comprises power distribution and / or link adaptation. The latter may, for example, include adaptive selection of the modulation mode, coding rate, and / or source data rate based on channel conditions. It also includes channel distribution among multiple users. In particular, the invention provides an opportunity for a useful implementation where connection adaptation and power distribution are performed simultaneously, based on the same measurement. The proposed method is very useful in conjunction with retransmissions of AZP / HAZP.
Согласно другим аспектам изобретения предоставлены узел связи и система связи со средством для распределения ресурсов.According to other aspects of the invention, there is provided a communication node and a communication system with means for allocating resources.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Изобретение вместе с его дальнейшими объектами и преимуществами будет понятно при ссылке на следующее описание и прилагаемые чертежи, на которых:The invention, together with its further objects and advantages, will be understood with reference to the following description and the accompanying drawings, in which:
Фиг.1 - схематический вид модели качества для вычисления индикатора качества согласно варианту осуществления настоящего изобретения;Figure 1 is a schematic view of a quality model for calculating a quality indicator according to an embodiment of the present invention;
Фиг.2 - иллюстрация (части) системы связи, в которой может быть использовано настоящее изобретение;2 is an illustration (parts) of a communication system in which the present invention can be used;
Фиг.3 - блок-схема алгоритма способа распределения ресурсов согласно варианту осуществления настоящего изобретения;3 is a flowchart of a resource allocation method according to an embodiment of the present invention;
Фиг.4А-4С - структурные схемы, иллюстрирующие различные механизмы функции, определяющей индикатор качества, в устройстве связи согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;4A-4C are structural diagrams illustrating various mechanisms of a function defining a quality indicator in a communication device according to embodiments of the present invention;
Фиг.5 - график, иллюстрирующий отображение между ИПБ и ОСП для ГАЗП-ПК согласно варианту осуществления настоящего изобретения;FIG. 5 is a graph illustrating a mapping between an IPB and an SCE for a HARQ-PC according to an embodiment of the present invention;
Фиг.6 - график, иллюстрирующий функции отображения между ИК и ИПБ для ГАЗП-ИИ согласно варианту осуществления настоящего изобретения;6 is a graph illustrating display functions between IR and IPB for HARQ-II according to an embodiment of the present invention;
Фиг.7 - структурная схема системы для распределения ресурсов с ГАЗП-ПК согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и7 is a structural diagram of a system for allocating resources from HARQ-PC according to an embodiment of the present invention; and
Фиг.8 - структурная схема системы для распределения ресурсов с ГАЗП-ИИ согласно варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 8 is a block diagram of a system for allocating resources with HARQ-II according to an embodiment of the present invention.
Подробное описание осуществления изобретенияDetailed Description of the Invention
Перечень сокращений приведен в конце данного раздела.A list of abbreviations is provided at the end of this section.
Настоящее изобретение включает определение новых измерений информации и параметров, на основании которых выполняется распределение ресурсов (такое как распределение мощности или адаптация соединения) на соединения связи в сетях связи. До того как будут подробно описаны изобретение и варианты его осуществления, будут разъяснены некоторые основные концепции и определения, чтобы понять их принципы.The present invention includes the definition of new measurements of information and parameters, on the basis of which the distribution of resources (such as power distribution or adaptation of the connection) is performed on communication connections in communication networks. Before the invention and its embodiments are described in detail, some basic concepts and definitions will be explained in order to understand their principles.
Новый интерфейс соединение-система и параметры информацииNew connection-system interface and information parameters
Настоящее изобретение основано на признании нового усовершенствованного интерфейса соединение-система (С-С), на который также ссылаются как на модель качества, который предоставляет практически оптимальные правила/требования распределения ресурсов (с или без АЗП/ГАЗП) при условии, что могут быть получены хорошие оценки/прогнозирования и измерения канала.The present invention is based on the recognition of a new improved connection-system (CC) interface, which is also referred to as a quality model that provides practically optimal rules / requirements for resource allocation (with or without AZP / GASP), provided that they can be obtained Good estimates / predictions and channel measurements.
На Фиг.1 приведена структурная схема, иллюстрирующая вариант осуществления подобной модели качества согласно изобретению. Модель 100 качества описывает связь отображения между измерениями 11 информации соединения (ОСП на Фиг.1) и итоговыми индикаторами качества или оценками (ЧБСО и ИК на Фиг.1). Она содержит модель 12 модуляции и модель 13 кодирования соответственно. Как будет описано ниже, преимущественной особенностью предложенной модели 100 качества является то, что она представляет линейный интерфейс между моделью 12 модуляции и моделью 13 кодирования.1 is a block diagram illustrating an embodiment of a similar quality model according to the invention. The
Требование качества обслуживания может быть выражено посредством различных индикаторов качества: ЧБСО (Частота Блоков С Ошибками), пропускной способностью, задержкой, так же как и одним или более новыми индикаторами, определенными согласно изобретению. Эти индикаторы могут быть получены статистически или на основании измерений информации соединения, таких как ОСП или сырая Частота Ошибочных Битов, и играют важную роль в процедуре распределения ресурсов по изобретению. Новые индикаторы качества будут выведены в разделе «Взаимная информация на уровне блока», изложенном ниже, но сначала на символьном уровне будет разъяснена концепция взаимной информации, на которой основаны индикаторы.The demand for quality of service can be expressed through various quality indicators: BSBO (Error Block Frequency), throughput, delay, as well as one or more new indicators defined according to the invention. These indicators can be obtained statistically or based on measurements of the connection information, such as the SIR or the raw Frequency of Error Bits, and play an important role in the allocation of resources according to the invention. New quality indicators will be displayed in the section “Mutual information at the block level”, described below, but first, at the symbol level, the concept of mutual information on which the indicators are based will be explained.
Взаимная информация на символьном уровнеMutual information at a symbolic level
Увиденная декодером, информация из источника переносится программными выводами демодулятора. Классическое значение информации из теории информации представляет собой так называемую взаимную информацию (ВИ) между входом и выходом канала, то есть между выходным битом кодера и входным программным битом декодера. Теорема кодирования канала гласит, что идеальный кодек (то есть система кодера/декодера) способен надежно передавать на скорости кодирования равной взаимной информации канала [3]. Мера информации на основании пропускной способности канала может быть выражена как значение модулированной взаимной информации (ВИ) на символьном уровне. При γ j, представляющем отношение сигнал/помеха (ОСП) на момент j, то естьSeen by the decoder, information from the source is carried by the software outputs of the demodulator. The classical value of information from information theory is the so-called mutual information (VI) between the input and output of the channel, that is, between the output bit of the encoder and the input program bit of the decoder. The channel coding theorem states that an ideal codec (that is, an encoder / decoder system) is capable of reliably transmitting equal channel mutual information at a coding rate [3]. A measure of information based on channel capacity can be expressed as the value of modulated mutual information (VI) at the symbol level. For γ j representing the signal-to-noise ratio (SIR) at time j, i.e.
, ,
СИ обозначена как I(γ j ) и определяется как:SI is designated as I (γ j ) and is defined as:
, ,
где модулированный символ X принадлежит конкретной группе модуляции, и принятый символ Y=(Y R +i*Y I) ∈C, где С является набором комплексных чисел [4]. В уравнении (2) P(X) является априори вероятностью X. P(Y|X,γ j ) является функцией плотности распределения вероятности от Y, обусловленной символом X передачи и параметризированным состоянием γ j канала.where the modulated symbol X belongs to a particular modulation group, and the accepted symbol Y = (Y R + i * Y I) ∈C , where C is a set of complex numbers [4]. In equation (2), P (X) is a priori probability X. P (Y | X, γ j ) is a function of the probability distribution density of Y , due to the transmission symbol X and the parameterized state γ j of the channel.
Также существуют аппроксимации символьной информации, которые иногда могут быть использованы вместо формулы (2). Например, на основании объединенного предела Чернова (Chernoff) для кодированной передачи выражение Экспоненциального Отображения Эффективного ОСП (ЭОЭ ОСП) для модуляции M-символа имеет следующий вид:There are also approximations of symbolic information, which can sometimes be used instead of formula (2). For example, on the basis of the combined Chernoff limit for the encoded transmission, the expression for the Exponential Mapping of the Effective SIR (EOS of the SIR) for modulating an M-symbol has the following form:
, ,
где γ m это корректирующий модуляцию множитель для заданной группы.where γ m is the modulation correction factor for a given group.
Другие аппроксимированные выражения взаимной информации могут, например, быть основаны на частоте отсечки двоичной фазовой манипуляции (ДФМ):Other approximate expressions of mutual information can, for example, be based on the cutoff frequency of binary phase shift keying (BPS):
или на основании единой теории информации Шеннона, то есть реальных Гаусовских вводах аддитивного белого Гаусовского шума (АБГШ):or based on Shannon’s unified information theory, that is, real Gaussian inputs of additive white Gaussian noise (ABGS):
. .
Также могут быть другие аппроксимированные выражения, такие как:There may also be other approximate expressions, such as:
, ,
где {α,β} это экспонента компенсации модуляции для заданной группы. При хорошей тренировке формула (6) дает очень хорошее совпадение.where {α, β} is the modulation compensation exponent for a given group. With good training, formula (6) gives a very good match.
Взаимная информация на уровне блокаBlock Level Mutual Information
Характеристика конкретного кодека может быть выражена как взаимная информация на блок кодирования.The characteristic of a particular codec can be expressed as mutual information per coding unit.
На блоке (N, K) кодирования, где K обозначает количество битов информации и N обозначает количество кодированных битов в одном блоке кодирования, который соответствует J модулированным символам, пропускная способность канала является накоплением СИ-ий в блоке. Принимая, что принятый кодированный блок подвергается множеству состояний {γ1,γ2,…,γJ} каналов, взаимная информация согласно настоящему изобретению более того определяется на различных уровнях как следующие индикаторы качества:On the coding block (N, K), where K denotes the number of bits of information and N denotes the number of coded bits in one coding block, which corresponds to J modulated symbols, the channel capacity is the accumulation of SI in the block. Assuming that the received coded block is subject to a plurality of channel states {γ 1 , γ 2 , ..., γ J }, the mutual information according to the present invention is further defined at various levels as the following quality indicators:
- Информация принятого кодированного блока (ИПБ):- Information received coded block (IPB):
Для модуляции по порядку M, I(γj)≤log2M=N/J, и, следовательно, ИПБ(γj)≤N.For modulation in order M, I (γ j ) ≤log 2 M = N / J, and, therefore, IPB (γ j ) ≤N.
где ИПБ обозначает информацию принятого интервала, СИ это символьная информация, то есть I и S это количество символов в одном интервале.where IPB denotes the information of the received interval , SI is the symbol information , that is, I and S are the number of characters in one interval.
ИПБ это общая информация принятых кодированных (сырых) битов до декодирования.IPB is the general information of the received coded (raw) bits before decoding.
- Частота информации принятого кодированного блока (ЧИПБ), то есть нормализованная ИПБ: - The frequency of information received coded block (CHIPB), that is, normalized IPB:
- Частота блоков с ошибками (ЧБСО), то есть отношение количества блоков с ошибками к общему количеству переданных блоков. - The frequency of blocks with errors (CBSO), that is, the ratio of the number of blocks with errors to the total number of transmitted blocks.
- Информация кадра (ИК):- Frame Information (IR):
ИК это информация принятого декодированного бита в одном блоке кодирования, и она может интерпретироваться как квантованная пропускная способность, то есть количество правильно принятых битов на блок кодирования.IR is the information of the received decoded bit in one coding unit, and it can be interpreted as quantized throughput, that is, the number of correctly received bits per coding unit.
- Частота блоков без ошибок (ЧББО), то есть нормализованная информация кадра: - Block frequency without errors (BWB) , i.e. normalized frame information:
- Пропускная способность (ПС)- Throughput (PS)
где R битинфо это скорость передачи битов информации, и Т блоккодиров это период одного блока кодирования. bitinfo where R is the transmission rate of information bits blokkodirov and T is the period of one coding block.
Основанные на взаимной информации индикаторы качества, такие как ИПБ, ЧИПБ, ИК и ЧББО, представляют качество обслуживания и могут быть использованы для выражения требований/ограничений передачи, например, ИКцель или ИПБцель. Путем сравнения целевой величины с соответствующими измеренными значениями, например, ИКизм или ИПБизм, может быть определено, выполняется ли требование. Индикаторы, основанные на взаимной информации, не зависят от образца и изменений канала, что делает их более удобными, чем обычные параметры КО, для использования при распределении ресурсов.Mutual information-based quality indicators such as IPB, CHIPB, IK and BWBO represent the quality of service and can be used to express transmission requirements / restrictions, for example, IK target or IIS target . By comparing the target value with the corresponding measured values, for example, IR measurement or IPB measurement , it can be determined whether the requirement is met. Indicators based on mutual information are independent of the sample and channel changes, which makes them more convenient than conventional QoS parameters for use in resource allocation.
Следует отметить, что другие индикаторы качества, основанные на взаимной информации, такие как, например, другие типы нормализованных параметров ИК и ИПБ, также входят в объем настоящего изобретения.It should be noted that other quality indicators based on mutual information, such as, for example, other types of normalized IR and IPB parameters, are also included in the scope of the present invention.
Модель модуляции с помощью взаимной информацииMutual Information Modulation Model
Модель (12 на Фиг.1) модуляции имеет дело с взаимной информацией СИ на символьном уровне для различных групп модуляции.The modulation model (12 in FIG. 1) deals with mutual SI information at the symbol level for various modulation groups.
Согласно теории информации Шеннона [5] пропускная способность канала для канала с Аддитивным Белым Гаусовским Шумом без ограничения полосы пропускания выражается следующим образом:According to Shannon’s information theory [5], the channel capacity for a channel with Additive White Gaussian Noise without bandwidth limitation is expressed as follows:
При цифровой модуляции взаимная информация СИ обозначает пропускную способность канала с дискретным входом и непрерывным выходом. Пропускная способность группы по порядку М не может быть выше, чем log2M, но она может быть достаточно близка к пропускной способности Шеннона на очень низких значениях ОСП в случае прекрасного знания γj. В добавление, при заданном состоянии γj канала, СИ больше для модуляции высшего порядка в случае прекрасного знания канала. Однако можно ожидать, что в случае неудовлетворительной оценки канала содержание информации будет ограничено оценкой γj.In digital modulation, the SI mutual information indicates the bandwidth of a channel with a digital input and a continuous output. The bandwidth of the group in order of M cannot be higher than log2M, but it can be quite close to the Shannon bandwidth at very low SIR values in the case of excellent knowledge of γ j . In addition, for a given state γ j of the channel, SI is greater for higher order modulation in the case of excellent channel knowledge. However, it can be expected that in the case of an unsatisfactory channel estimate, the information content will be limited to the estimate γ j .
Модель кодирования при помощи взаимной информацииMutual Information Coding Model
Как показано на Фиг.1, модель 13 кодирования для канала с множеством состояний включает функцию для комбинирования 14 и отображения 15 качества символьной информации. Модель 100 качества для канала со множеством состояний может, например, быть реализована посредством справочных таблиц и включать следующие шаги:As shown in FIG. 1, the
[1] Для набора программных выводов демодулятора с множеством состояний {γ
1
,γ
2
,…,γ
J} канала {СИ
1
, СИ
2
,…, СИ
J} вычисляются путем проверки справочной таблицы взаимной информации для конкретной группы, как описано путем вышеупомянутой модели 12 модуляции.[1] For a set of program outputs of a demodulator with many states { γ 1 , γ 2 , ..., γ J }, the channels { SI 1 , SI 2 , ..., SI J } are calculated by checking the mutual information lookup table for a particular group, as described by the
[2] Выбрать справочные таблицы для кодека. Таблицы генерируются на основании результатов моделирования Аддитивного Белого Гаусовского Шума, которые не должны зависеть от режима модуляции. Например, могут быть выбраны справочные таблицы перевода ИПБ в ИК или ЧИПБ в ЧБСО.[2] Select lookup tables for the codec. Tables are generated based on the results of modeling the Additive White Gaussian Noise, which should not depend on the modulation mode. For example, lookup tables for translating IPB to IR or CHIPB to BSEO can be selected.
[3] Собрать ИПБ или ЧИПБ с помощью формулы (7) или (8). Эта функция на Фиг.1 выполняется в узле 14. Чтобы моделировать характеристику кодека в случае неоптимального алгоритма кодирования, необходима модификация в формуле (7) путем внесения корректировки для ИПБ в форме корректирующего ИПБ множителя ИПБ
код, в следующей форме:[3] Assemble the IPB or CHIPB using formula (7) or (8). This function in Fig. 1 is performed in
Другой способ корректировки для РБИ выражается следующим образом:Another adjustment method for RBI is expressed as follows:
где γ код это корректирующий множитель в области ОСП.where the γ code is the correction factor in the area of the SCE.
[4] Получить индикаторы качества путем проверки справочных таблиц АБГШ. Это функция на Фиг.1 представлена в узле 15.[4] Obtain quality indicators by checking ABGS reference tables. This function is shown in figure 1 in
Представление параметра, основанного на взаимной информации на уровне блока, такого как ИПБ (или ЧИПБ), в интерфейсе соединение-система предоставляет возможность раздельных моделей модуляции и кодирования соответственно, и интерфейс между моделью 12 модуляции и моделью 13 кодирования является линейным. Функциональная особенность линейного интерфейса предоставляет возможность сравнительно простого доступа к оценкам различных индикаторов качества, основанных на измерениях информации соединения.Representation of a parameter based on mutual information at the block level, such as an IPB (or CHIPB), in the connection-system interface allows separate modulation and coding models, respectively, and the interface between the
Вышеописанная модель качества, предложенная согласно настоящему изобретению, связана с преимуществом, заключающимся в том, что она более точна, чем соответствующие интерфейсы соединение-система по предыдущему уровню техники.The above-described quality model proposed according to the present invention is associated with the advantage that it is more accurate than the corresponding connection-system interfaces of the prior art.
Новая процедура распределения ресурсовNew resource allocation procedure
Согласно настоящему изобретению предлагается использовать насыщенную обратную связь вышеописанного типа, которая несет информацию состояния канала и требования информации передачи, чтобы достичь улучшенной процедуры распределения ресурсов. Распределение ресурсов предпочтительно содержит распределение мощности (управление мощности) и/или адаптацию соединения. В основном основанные на ВИ индикаторы качества предыдущей (текущей) передачи, прогнозирование канала последующей передачи («следующая попытка» в случае использования изобретения для улучшения повторных передач) и обычно также один или более требований качества используются для определения количества ресурсов, включая ресурсы времени, частоты и мощности, которое необходимо использовать для последующей передачи («второй попытки»).According to the present invention, it is proposed to use rich feedback of the above type, which carries channel state information and transmission information requirements in order to achieve an improved resource allocation procedure. The resource allocation preferably comprises power distribution ( power control) and / or link adaptation . Mainly VI-based indicators of the quality of the previous (current) transmission, prediction of the channel of the subsequent transmission (“next attempt” in the case of using the invention to improve retransmissions) and usually also one or more quality requirements are used to determine the amount of resources, including time resources, frequencies and the power that must be used for subsequent transmission ("second attempt").
Таким образом, настоящее изобретение представляет новые меры качества в распределении ресурсов, когда как распределение ресурсов по известному уровню техники основано на обычных измерениях, например ОСП или ЧБСО. Как будет очевидно в дальнейшем, новые основанные на ВИ индикаторы связаны с некоторыми преимущественными функциональными особенностями, предоставляющими возможность более надежной и эффективной пакетной передачи через соединения связи.Thus, the present invention provides new quality measures in the allocation of resources when, as the distribution of resources according to the prior art, is based on conventional measurements, for example, OSB or BSES. As will be apparent in the future, new indicators based on the VI are associated with some advantageous functional features that provide the possibility of more reliable and efficient packet transmission through communication connections.
Для цели раскрытия распределение ресурсов относится к распределению/назначению/установке/управлению ресурсов, таких как ресурсы мощности или ресурсы, определяющие соединение (например, относящиеся к частоте или времени), на соединение связи. Распределение определяющих соединение или связанных с соединением ресурсов включает, например, адаптивный выбор режима модуляции, скорости кодирования и/или скорости исходных данных на основании состояний канала. Оно также включает распределение канала в области частоты, в области времени, области пространства и/или области кода. На распределение определяющих соединение ресурсов далее, в общем, будут ссылки как на адаптацию соединения.For the purpose of disclosure , resource allocation refers to the allocation / assignment / installation / management of resources, such as power resources or resources defining a connection (e.g., related to frequency or time), to a communication connection. The allocation of connection-determining or connection-related resources includes, for example, adaptive selection of a modulation mode, coding rate, and / or source data rate based on channel conditions. It also includes channel allocation in the frequency domain, in the time domain, in the space domain, and / or in the code domain. The distribution of connection-defining resources will then, in general, be referred to as adaptation of the connection.
Фиг.2 иллюстрирует (суб)систему 200 связи, в которой может использоваться настоящее изобретение. Проиллюстрирована базовая станция 21, связывающаяся с мобильными узлами 22 (пользовательское оборудование, мобильные станции и т.п.) через соответствующие соединения 23 связи. Изобретение особенно полезно для (хотя и не ограничено этим) пакетной связи через беспроводные соединения и предназначено для ситуаций, где передающий узел передает или пытается передать сигнал в принимающий узел через соединение связи. Принимающий узел проводит мониторинг соединения, и на основании измеренной информации соединения определяется, как распределить ресурсы на соединение. В общем, все участвующие узлы 21, 22 являются приемопередатчиками, содержащими как принимающую функцию, так и передающую функцию. Для цели изобретения «принимающим» или «передающим» узлом может быть базовая станция 21, мобильный узел 22 или любой другой подходящий узел/устройство связи.2 illustrates a (sub)
На Фиг.3 приведена блок-схема алгоритма способа для распределения ресурсов согласно варианту осуществления настоящего изобретения. На первом этапе S1 сигнал передается из передающего узла в принимающий узел через соединение связи. Текущее значение индикатора качества/измерения соединения (например, ИК, ИПБ) для сигнала определяется на основании взаимосвязи/формулы взаимной информации (этап S2). Для этой цели может быть использована модель качества, основанная на информации, которая упрощает выбор режима модуляции и адаптацию скорости кодирования путем предоставления возможности выполнения выбора режима модуляции и адаптации скорости кодирования по отдельности. Индикатор качества является параметром, (непосредственно или косвенно) представляющим взаимную информацию сигнала на уровне блока. Он, например, может представлять общую кодированную битовую информацию принятого блока, такую как ИПБ или ЧИПБ, или представлять общую декодированную битовую информацию принятого блока, такую как ИК или ЧББО. Информация соединения (например, ОСП) сигнала, измеренная в принимающем узле, предпочтительно используется как ввод на этапе определения индикатора качества.FIG. 3 is a flow chart of a method for allocating resources according to an embodiment of the present invention. In the first step S1, the signal is transmitted from the transmitting node to the receiving node through a communication connection. The current value of the quality indicator / measurement of the connection (for example, IR, IPB) for the signal is determined based on the relationship / formula of mutual information (step S2). For this purpose, a quality model based on information can be used that simplifies the selection of the modulation mode and adaptation of the coding rate by allowing the selection of the modulation mode and adaptation of the coding rate individually. The quality indicator is a parameter (directly or indirectly) representing the mutual information of the signal at the block level. For example, it can represent common encoded bit information of a received block, such as IPB or CHIPB, or represent common decoded bit information of a received block, such as IR or BWB. The connection information (eg, SIR) of the signal, measured at the receiving node, is preferably used as input in the step of determining the quality indicator.
Этап определения индикатора качества предпочтительно содержит моделирование параметров взаимной информации на символьном уровне, используя модель модуляции с представлением отношения сигнал/помеха в качестве ввода и комбинированием параметров взаимной информации во взаимную информацию на уровне блока. Эта кодированная взаимная информация на уровне блока может быть преобразована в декодированный индикатор качества на уровне блока, используя модель кодирования, независящую от упомянутой модели модуляции. Например, этап S2 может включать отображение ОСП принятого символа модуляции в символьную информацию (СИ); отображение значения СИ в информацию принятого блока (ИПБ); и отображение значения ИПБ в частоту блоков с ошибками (ЧБСО) и/или информацию кадра (ИК).The step of determining a quality indicator preferably comprises modeling the parameters of the mutual information at the symbol level, using a modulation model with the representation of the signal / noise ratio as input and combining the parameters of the mutual information into mutual information at the block level. This encoded mutual information at the block level can be converted into a decoded quality indicator at the block level using an encoding model independent of the modulation model. For example, step S2 may include mapping the SIR of the received modulation symbol into symbol information (SI); mapping the value of SI in the information of the received block (IPB); and mapping the IPB value to the frequency of the errored blocks (BSEC) and / or frame information (IR).
Также ссылаясь на Фиг.3, на этапе S4 принимается решение, как должны быть распределены ресурсы на соединение связи в ответ на текущее значение индикатора качества. Индикатор качества, как правило, вводится в функцию распределения ресурсов, и ресурсы тогда распределяются на основании результата функции. Как правило, распределение ресурсов включает и/или следует за сравнением текущего значения индикатора качества и его целевым значением (шаг S3).Also referring to FIG. 3, in step S4, a decision is made on how resources for the communication connection should be allocated in response to the current value of the quality indicator. A quality indicator is typically introduced into a resource allocation function, and resources are then allocated based on the result of the function. Typically, the allocation of resources includes and / or follows a comparison of the current value of the quality indicator and its target value (step S3).
Таким образом, распределение ресурсов может быть выполнено посредством параметра распределения ресурсов, такого как мощность или скорость кодирования. Выполнение фактического распределения ресурсов, как правило, включает установку одного или более из следующих параметров в передающем узле:Thus, resource allocation can be performed by a resource allocation parameter, such as power or coding rate. Performing an actual allocation of resources typically involves setting one or more of the following parameters in the sending node:
i) полоса пропускания передачи и ее спектральное положениеi) transmission bandwidth and spectral position
ii) продолжительность передачиii) duration of transmission
iii) мощность передачиiii) transmit power
iv) форматы пакета или субпакета в сессии гибридного автоматического запроса на повтор (ГАЗП)iv) packet or subpacket formats in a hybrid automatic repeat request (HARP) session
v) количество повторных передач в сессии ГАЗПv) the number of retransmissions in the HAPP session
Когда распределение ресурсов используется для определения полосы пропускания передачи и ее спектрального положения (i), оно, например, содержит установление положения и количества переданных субнесущих в системе с множеством несущих и/или количество каналов кода в мультиплексированных системах с разделением кода. Когда распределение ресурсов используется для определения продолжительности передачи (ii), оно, например, содержит установление момента времени передачи пакета или субпакета в сессии ГАЗП и продолжительности переданного пакета или субпакета в системе ГАЗП. Когда распределение ресурсов используется для определения форматов пакета или множества субпакетов в сессии ГАЗП (iv), оно, например, содержит выбор одного или более из следующих параметров: порядок модуляции, скорость прямой коррекции ошибок (ПКО), тип кода ПКО и тип комбинирования ГАЗП.When a resource allocation is used to determine the transmission bandwidth and its spectral position (i), it, for example, includes setting the position and number of transmitted subcarriers in a multi-carrier system and / or the number of code channels in multiplexed code division systems. When the resource allocation is used to determine the duration of the transmission (ii), it, for example, contains the establishment of the time of transmission of the packet or subpacket in the HARQ session and the duration of the transmitted packet or subpacket in the HARQ system. When a resource allocation is used to determine the formats of a packet or a plurality of subpackages in a HARQ (iv) session, for example, it contains a selection of one or more of the following parameters: modulation order, forward error correction rate (FEC), FEC code type, and HARQ combination type.
Посредством изобретения часто представляется возможным использовать единственную справочную таблицу для конкретной схемы кодирования, которая не зависит от режима модуляции. Это приводит к простому выполнению функции распределения ресурсов.Through the invention, it often seems possible to use a single lookup table for a particular coding scheme that is independent of the modulation mode. This leads to a simple implementation of the resource allocation function.
Следует отметить, что решение распределения ресурсов иногда может подразумевать, что передача не должна иметь место, то есть на соединение не распределяются никакие ресурсы. Это, как правило, регулируется посредством продолжительности передачи; если текущее состояние канала или его состояние в ближайшем будущем такое плохое, что (повторная) передача оценивается как бесполезная, передача может быть приостановлена и возобновлена позже.It should be noted that a resource allocation decision can sometimes imply that a transfer should not take place, that is, no resources are allocated to the connection. This is usually regulated by the duration of the transmission; if the current state of the channel or its state in the near future is so bad that the (retransmission) transmission is judged to be useless, the transmission may be paused and resumed later.
Что касается критериев КО, то, как правило, по меньшей мере, один критерий КО, непосредственно относящийся к критерию индикатора качества (например, ИПБцель или ИКцель), должен быть включен при определении распределения ресурсов. Это, как правило, случай с критерием частоты блоков с ошибками или критерием пропускной способности на соединение. Однако также могут присутствовать опциональные критерии, такие как ЧБСО, задержка передачи пакета, флуктуации времени задержки или остаточная частота блоков с ошибками (ЧБСО), которые могут быть использованы для определения приоритета обслуживания индивидуальных пользователей. В любом случае, когда, по меньшей мере, один критерий КО использует индикатор качества, подобный ИПБ или ИК, изобретение повышает точность функции распределения ресурсов.As for the criteria for QA, as a rule, at least one criterion of QA that is directly related to the criterion of a quality indicator (for example, IPA goal or IR goal ) should be included in determining the distribution of resources. This is usually the case with the criterion for the frequency of blocks with errors or the criterion of bandwidth per connection. However, optional criteria may also be present, such as BSE, packet transfer delay, delay time fluctuations, or residual error block frequency (BSE), which can be used to prioritize individual user services. In any case, when at least one QoS criterion uses a quality indicator similar to IPB or IR, the invention improves the accuracy of the resource allocation function.
Настоящее изобретение приводит к ряду преимуществ. Оно может повысить надежность передачи путем распределения ресурсов на основании состояний канала и требований качества. Более того, в случае сбоя передачи предложенное распределение ресурсов повысит вероятность удачной повторной передачи. Это означает, что не будет также много повторных передач, как при обычной технологии, то есть задержка передачи, вызываемая неправильной передачей, уменьшается.The present invention leads to several advantages. It can improve transmission reliability by allocating resources based on channel conditions and quality requirements. Moreover, in the event of a transmission failure, the proposed resource allocation will increase the likelihood of a successful retransmission. This means that there will not be as many retransmissions as with conventional technology, that is, the transmission delay caused by incorrect transmission is reduced.
Кроме того, посредством изобретения может быть повышена эффективность передачи. Адаптация соединения и управление мощности, основанные на взаимной информации, предоставляют возможность распределения соответствующих ресурсов для повторной передачи, и соответственно бесполезная растрата ресурсов может быть уменьшена. Ресурс распределяется в количестве чуть большем, чем достаточно для поддержания требования качества. Даже несмотря на то, что для обеспечения устойчивости против изменений канала и ошибок оценок требуется порог распределения ресурсов, бесполезная растрата ресурсов будет меньше, чем, например, при обычных системах АЗП/ГАЗП, которые поддерживают такие же качество и задержку передачи.In addition, through the invention, transmission efficiency can be improved. Adaptation of the connection and power control based on mutual information provide the ability to allocate appropriate resources for retransmission, and accordingly, the useless waste of resources can be reduced. The resource is distributed in an amount slightly larger than sufficient to maintain the quality requirement. Even though a resource allocation threshold is required to ensure stability against channel changes and estimation errors, the useless waste of resources will be less than, for example, with conventional AZP / HAZP systems that support the same quality and transmission delay.
В частности, путем представления управления мощности и/или адаптации соединения, основанных на насыщенной обратной связи, могут быть достигнуты улучшения механизмов передачи/повторной передачи, таких как АЗП/ГАЗП. Например, посредством предложенной адаптации соединения может быть предоставлен гибкий выбор скорости кодирования, то есть могут быть предоставлены изменяемые размеры блоков повторной передачи, и соответственно эффективность передачи будет повышена в сравнении с, например, существующей системой ГАЗП/АМК в ВНРК (Обычный АЗП/ГАЗП с обратной связью ПП/НПП может предоставить только конкретные типы скоростей кодирования. Следовательно, иногда невозможно избежать растраты определенного количества ресурсов, даже с планированием АМК).In particular, by introducing power control and / or adapting the connection based on rich feedback, improvements in transmission / retransmission mechanisms such as AZP / HARP can be achieved. For example, through the proposed adaptation of the connection, a flexible choice of coding rate can be provided, that is, variable sizes of retransmission blocks can be provided, and accordingly, the transmission efficiency will be increased in comparison with, for example, the existing GAZP / AMK system in VNRK (Normal AZP / GAZP with PP / NPP feedback can provide only specific types of coding rates, therefore, sometimes it is impossible to avoid wasting a certain amount of resources, even with AMC planning).
Могут быть варианты осуществления изобретения, в которых распределение ресурсов включает либо распределение мощности, либо адаптацию соединения. Однако изобретение также предоставляет возможность осуществления особого предпочтительного варианта с совместным распределением мощности и адаптацией соединения. Посредством вышеописанной модели качества, основанной на информации, адаптация соединения и распределение мощности могут быть выполнены одновременно на основании одного и того же измерения (то есть основанного на взаимной информации индикатора качества) для достижения требования КО с большей точностью. Подобное совместное распределение мощности и адаптация соединения разработаны совместно, учитывая общие системные ресурсы. Как правило, в случае ограниченных ресурсов канала будет использовано более гибкое распределение мощности, и в случае строгого ограничения мощности передачи или уровня помех будет использована более гибкая адаптация соединения. Было показано, что подобное «сотрудничество» превосходит обычное независимое распределение мощности и адаптацию соединения.There may be embodiments of the invention in which resource allocation includes either power allocation or link adaptation. However, the invention also provides the possibility of implementing a particular preferred embodiment with joint power distribution and adaptation of the connection. Through the above-described information-based quality model, link adaptation and power distribution can be performed simultaneously on the basis of the same measurement (i.e. based on the mutual information of the quality indicator) to achieve the QA requirement with greater accuracy. Such joint power distribution and link adaptation are developed jointly, taking into account common system resources. Typically, in the case of limited channel resources, a more flexible power distribution will be used, and in the case of severely limiting transmission power or interference level, a more flexible connection adaptation will be used. It has been shown that such “collaboration” is superior to conventional independent power distribution and link adaptation.
Следует отметить, что, несмотря на то что по известному уровню техники существуют системы, которые выполняют и адаптацию соединения, и распределение мощности, в этих системах адаптация соединения и распределение мощности спроектированы независимо и они не работают совместно. Например, система WCDMA AMR имеет управление мощности по внутреннему кольцу с учетом интервалов, основанное на оценке ОСП на уровне интервалов; управление мощности по внешнему кольцу с учетом ВИП, основанное на ЧБСО; и адаптацию соединения с учетом ВИП, основанную на оценке ОСП на уровне ВИП. Другим примером является система Высокоскоростного Нисходящего Пакетного Доступа (ВНПД), которая использует адаптацию соединения с учетом ВИП согласно состоянию канала и требованию КО, вместе с довольно медленным управлением мощности, которая не имеет целью какие-либо требования КО.It should be noted that, although there are systems in the prior art that perform both link adaptation and power distribution, in these systems link adaptation and power distribution are independently designed and do not work together. For example, the WCDMA AMR system has interval-based inner ring power control based on an estimate of the SIR at the interval level; external ring power control taking into account VIP, based on BSBS; and adaptation of the connection taking into account the VIP, based on the assessment of the SIR at the level of VIP. Another example is the High Speed Downlink Packet Access (GNI) system, which uses a connection adaptation tailored to the VIP according to channel status and QoS requirements, along with rather slow power control that does not aim at any QoS requirements.
Новые измерения и процедуры соответственно очень полезны при адаптации соединения и распределении мощности для заданного пользователя. Как упомянуто, они также полезны для распределения или планирования канала там, где ресурсы канала используются среди различных пользователей. Иначе говоря, для целей настоящего раскрытия выражение «соединение связи» может обозначать как субсоединение в группе субсоединений, образующей соединения/каналы к определенному пользователю, так и к соответствующим соединениям/каналам, связанным с соответствующими пользователями. В области частоты распределение канала относится к распределению несущих (множественный доступ с разделением частот (FDMA)) или субнесущих сигналов (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением сигналов (OFDM/OFDMA)). В области времени оно относится к распределению интервалов времени (Множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA)). Подобно в области пространства распределение канала относится к распределению линий антенны (например, система со многими входами и многими выходами (MIMO)), тогда как в области кода оно относится к распределению разделяемых кодов (множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA)).New measurements and procedures are accordingly very useful in adapting the connection and power distribution for a given user. As mentioned, they are also useful for channel distribution or scheduling where channel resources are used among various users. In other words, for the purposes of the present disclosure, the term “communication connection” can mean both a subconnection in a group of subconnections forming connections / channels to a specific user, and to corresponding connections / channels associated with corresponding users. In the frequency domain, channel allocation refers to carrier allocation (frequency division multiple access (FDMA)) or signal subcarrier (orthogonal frequency division multiplexing (OFDM / OFDMA)). In the time domain, it refers to the allocation of time intervals (Time Division Multiple Access (TDMA)). Similarly, in space, channel allocation refers to the distribution of antenna lines (for example, a system with many inputs and many outputs (MIMO)), while in the code area it refers to the distribution of shared codes (Code Division Multiple Access (CDMA)).
Как упомянуто в разделе «Уровень техники», обычные решения ГАЗП/АМК в качестве показателя в задаче противодействия изменению беспроводного канала, как правило, используют требуемое среднее значение ОСП. Обычный способ полагается на среднее отношение ОСП-ЧБСО. Если текущая передача не достигает желаемой ЧБСО, стратегия заключается в повторной передаче с таким уровнем мощности или с такой другой модуляцией или форматом кодирования, что общее принятое ОСП будет достаточным для желаемой ЧБСО. Однако средняя характеристика ОСП-ЧБСО зависит от скорости и образа изменения канала. Различные скорости и образы изменения канала приводят к различным кривым среднего отношения ОСП-ЧБСО даже при одинаковой модуляции и кодировании. ГАЗП/АМК требуют исчерпывающего моделирования всех возможных изменений канала, что является трудновыполнимой задачей. Изобретение преодолевает эти трудности путем представления характеристики измерения информации (индикаторов качества, основанных на ВИ), которая интерпретирует изменяемые значения ОСП в унифицированное количество, которое независимо от скорости и образа изменения канала.As mentioned in the Prior Art section, conventional HAZP / AMC solutions typically use the required average OSB value as an indicator in the task of counteracting a change in the wireless channel. The usual method relies on the average OSB-BSO ratio. If the current transmission does not reach the desired BSBS, the strategy is to retransmit with such a power level or with such another modulation or coding format that the total received SIR will be sufficient for the desired BSBS. However, the average OSP-CHBSO characteristic depends on the rate and image of the channel change. Different rates and images of the channel change lead to different curves of the average OSP-CBSO ratio even with the same modulation and coding. GAZP / AMK require exhaustive modeling of all possible channel changes, which is a difficult task. The invention overcomes these difficulties by presenting a measurement characteristic of information (quality indicators based on VI) that interprets the changeable values of the SCE in a uniform amount, which is independent of the speed and image of the channel change.
На Фиг.4А-4С показаны структурные схемы, иллюстрирующие различные варианты организации функции определения индикатора качества в узлах связи согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Все проиллюстрированные механизмы 400 распределения ресурсов представляют принимающий узел 41 с функцией 43 мониторинга линии и передающий узел 42 с функцией 45 для выполнения фактического распределения ресурсов.4A-4C are block diagrams illustrating various ways of organizing a quality indicator determination function in communication nodes according to embodiments of the present invention. All illustrated
В первом варианте осуществления (Фиг.4А) индикатор качества вычисляется в вычислителе 44 индикатора качества принимающего узла 41. Приемник 41 также содержит средство (не показано) для принятия решения о том, какие ресурсы должны быть распределены на данное соединение. Команда управления распределения ресурса посылается из принимающего узла 41 в передающий узел 42, и передающий блок распределяет ресурсы согласно этой команде.In the first embodiment (FIG. 4A), a quality indicator is calculated in the
Во втором варианте осуществления (Фиг.4В) вычислитель 44 индикатора качества вместо этого расположен на стороне передатчика. Приемник 41 просто передает информацию соединения для вычисления индикатора качества в передатчик 42, после чего индикатор качества вычисляется в передатчике, который определяет и выполняет распределение ресурсов.In a second embodiment (Fig. 4B), the
Как проиллюстрировано на Фиг.4С, также могут быть варианты осуществления, где индикатор(ы) качества вычисляется(ются) в месте, которое не является ни действующим приемником, ни передающим узлом, например в отдельном узле 46 управления высшего уровня. В этом случае информация соединения для вычисления индикатора качества передается из приемника 41 во внешний узел 46 управления. Узел 46 управления вычисляет индикатор качества и передает команду управления распределения ресурсов в передатчик 42. Как на Фиг.4А, функция 45 распределения ресурсов передатчика 42 тогда выполняет распределение ресурсов согласно команде управления.As illustrated in FIG. 4C, there may also be embodiments where the quality indicator (s) are calculated (s) in a location that is neither a live receiver nor a transmitting node, for example, in a separate top-
Чтобы избежать путаницы, на Фиг.4 узлы 41 и 42 обозначены как приемник и передатчик. Безусловно, в нормальной ситуации каждый узел содержит и функцию приема, и функцию передачи, то есть это узел приемопередатчика.In order to avoid confusion, in FIG. 4,
Определение индикатора качества - пример осуществленийQuality Indicator Definition - Implementation Example
Как было упомянуто, изобретение имеет несколько полезных применений в связке с повторными передачами АЗП/ГАЗП.As mentioned, the invention has several useful applications in conjunction with retransmissions of the AZP / HAZP.
В ГАЗП частота источника фиксирована, то есть равна постоянной K, и, как упомянуто в разделе «Уровень техники», процедура программного комбинирования зависит от того, какая схема комбинирования ГАЗП используется. При ГАЗП-ПК приемник всегда комбинирует всю повторную передачу блока с ошибками; то есть количество данных, которые буферизирует приемник, остается неизменным. При ГАЗП-ИИ приемник буферизирует кодированные символы, которые представляют новую информацию к блоку, переданному первым; то есть количество данных, которые необходимо буферизировать, увеличивается с последующими повторными передачами.In HARQ, the frequency of the source is fixed, that is, equal to the constant K, and, as mentioned in the section "Background", the software combination procedure depends on which HAZP combining scheme is used. With GAZP-PC, the receiver always combines the entire retransmission of the block with errors; that is, the amount of data that the receiver buffers remains unchanged. In HARQ-II, the receiver buffers encoded characters that represent new information to the block transmitted first; that is, the amount of data that needs to be buffered increases with subsequent retransmissions.
Соответственно существуют три типа схем АЗП/ГАЗП: обычный АЗП (тип I); ГАЗП с Прямым Комбинированием (тип II); и ГАЗП с Инкрементальной Избыточностью (тип III). Распределение ресурсов в различных типах может быть разъяснено посредством различных факторов, которые регулируются/определяются:Accordingly, there are three types of AZP / GAZP schemes: ordinary AZP (type I); HAZP with Direct Combination (type II); and GASP with Incremental Redundancy (Type III). The allocation of resources in various types can be explained through various factors that are regulated / determined:
• Для типов I и II, то есть для обычного АЗП и ГАЗП-ПК, поскольку скорость кодирования фиксирована, ЧБСОцель и ИКцель могут быть преобразованы в ИПБцель. Следовательно, адаптация повторной передачи будет заключаться в минимизации расхода мощности путем регулирования мощности для достижения • For types I and II, that is, for ordinary AZP and GAZP-PK, since the encoding rate is fixed, the BSBO target and IR target can be converted into an IPB target. Therefore, adaptation of the retransmission will be to minimize power consumption by adjusting power to achieve
ИПБцель, то есть в распределении мощности. Как правило, целью является определить мощность, необходимую для достижения принятого ОСП, которое наиболее близко соответствует ИПБцель, используя ГАЗП-ПК.IPB goal , that is, in the distribution of power . Typically, the goal is to determine the power needed to achieve the adopted OSB, which most closely matches the IPB target , using GAZP-PK.
• Для типа III, то есть ГАЗП-ИИ, целью, как правило, будет минимизировать занятые ресурсы канала и достичь ИКцель, то есть адаптация скорости кодирования. Скорость кодирования изменяется согласно количеству повторных передач и стратегий. После каждой повторной передачи система ГАЗП-ИИ будет соответствовать конкретной схеме кода, ИПБцель которой может быть с легкостью получена из ИКцель. Также представляется возможным комбинировать адаптацию скорости кодирования с распределением мощности. Таким образом, целью может быть определение скорости кодирования, необходимой для достижения принятой ИПБ значения, которое наиболее близко к ИПБцель, используя ГАЗП-НИ.• For type III, that is, GAZP-II, the goal, as a rule, will be to minimize the channel’s resources and achieve the IR target , that is, the adaptation of the coding rate . The coding rate varies according to the number of retransmissions and strategies. After each retransmission, the HARQ-AI system will match the specific pattern code, SPI purpose of which can be easily obtained from the target IR. It also seems possible to combine coding rate adaptation with power distribution. Thus, the goal may be to determine the coding rate necessary to achieve the adopted IPB value, which is the closest target to the IPB using GAZP-NI.
В добавление для всех случаев адаптация модуляции может быть выполнена на основании мгновенного качества канала. Адаптация модуляции обычно является выборочной, в том смысле, что изготовители могут решить не внедрять адаптацию модуляции.In addition, for all cases, modulation adaptation can be performed based on the instantaneous channel quality. Modulation adaptation is usually selective, in the sense that manufacturers may choose not to implement modulation adaptation.
Для блока кодирования с К бит информации уравнение (15) предоставляет информацию кадра (ИК) для i-ой передачи следующим выражением:For an encoding block with K bits of information, equation (15) provides frame information (IR) for the i-th transmission with the following expression:
Согласно целевой ЧБСО (или иного требования КО) требования ИК выводятся как:According to the target BSES (or other requirements of the QA), the requirements of the IR are derived as:
Для конкретного режима кодирования существует исключительное соответствие между ИК и информацией ИПБ кодированного (принятого) блока. ИПБ для i-го принятого блока обозначена как ИПБ i. Соответственно могут быть получены целевые значения ИПБ для различных режимов кодирования.For a particular encoding mode, there is an exceptional correspondence between the IR and the IPB information of the encoded (received) block. IPB for the i-th received block is designated as IPB i . Accordingly, target IPB values for various coding modes can be obtained.
На основании измерений информации неудавшихся i раз приемов разница между целью информации удачного приема может быть вычислена и направлена обратно в передатчик в качестве требования информации для следующей повторной передачи. Для АЗП требование информации для i+1-ой попытки повторной передачи определяется как:Based on the measurements of information of failed i times receptions, the difference between the purpose of the information of successful reception can be calculated and sent back to the transmitter as a requirement for information for the next retransmission. For AZP, the information requirement for the i + 1st retransmission attempt is defined as:
Для ГАЗП оно выражается как разница информации:For HAZP, it is expressed as the difference in information:
Или в области ИПБ:Or in the field of IPB:
Более того, для заданного режима модуляции может быть построено соответствие между ΔИПБ и ΔОСП.Moreover, for a given modulation mode, a correspondence between ΔIPB and ΔOSP can be constructed.
Обычно выражения ИК используются для выбора режима кодирования, тогда как выражения ИПБ используются для выбора режима модуляции и управления мощности.Typically, IR expressions are used to select a coding mode, while IPB expressions are used to select a modulation mode and power control.
В следующих параграфах приведены примеры управления мощности, выбора режима модуляции и выбора скорости кодирования для схем АЗП/ГАЗП.The following paragraphs provide examples of power control, modulation mode selection, and coding rate selection for the AZP / GAZP schemes.
Управление мощности и выбор режима модуляции для заданного режима кодированияPower control and modulation mode selection for a given coding mode
При заданном режиме кодирования требование ΔИК информации кадра может быть вычислено. И для схемы АЗП, и для схемы ГАЗП-ИИ требование ИПБ для следующей попытки повторной передачи вычисляется как:For a given coding mode, the ΔIK requirement of the frame information can be calculated. For both the AZP scheme and the GAZP-II scheme, the IPB requirement for the next retransmission attempt is calculated as:
с соответствующим требованием ОСП:with relevant OSB requirement:
где ΔNi+1 это количество кодированных битов в блоке кодирования для предстоящей (i+1)-ой повторной передачи, которое равно N для АЗП и ГАЗП-ПК. Переданную мощность (i+1)-ой повторной передачи нужно определять посредством ΔОСП i+1 и прогнозирования канала.where ΔN i + 1 is the number of coded bits in the coding block for the upcoming (i + 1) -th retransmission, which is N for the AZP and GAZP-PC. The transmitted power of the (i + 1) -th retransmission must be determined by Δ OSP i + 1 and channel prediction.
Для ГАЗП-ПК с комбинированием с максимальным отношением (КМО) требование ОСП для следующей попытки повторной передачи определяется как:For GAZP-PC with combination with the maximum ratio (KMO), the requirement of the SCE for the next retransmission attempt is defined as:
с соответствующим требованием ИПБ:with the relevant requirement of the IPB:
Требование ОСП - это эффективная цель ОСП для управления мощности в следующей попытке повторной передачи, то есть мощность должна быть распределена так, чтобы достичь ΔИПБ с заданным режимом модуляции.The SIR requirement is an effective SIR target for power control in the next retransmission attempt, that is, the power must be distributed so as to achieve ΔIPB with a given modulation mode.
Фиг.5 содержит график, представляющий собой пример распределения мощности для системы ГАЗП-ПК. Показана функция отображения между ИПБ и ОСП.5 contains a graph representing an example of a power distribution for a HAZP-PC system. The mapping function between IPB and OSB is shown.
ОСПЭ,1~t-1 это эффективное комбинированное ОСП предыдущих 1~(t-1) передач, а ОСПЭ,1~t это желаемое эффективное комбинированное ОСП для всех t передач. ОСПЭ,t это целевое ОСП t-ой передачи, на основании которого принимается решение распределения мощности. ИПБцель дает требование для итогового комбинированного ОСПцель. Комбинированное ОСП может быть получено на основании измерений всех принятых передач. Различия между ОСПцель и измерениями вместе с прогнозированием качества канала дают требование мощности.OSB E, 1 ~ t-1 is the effective combined SCE of the previous 1 ~ (t-1) gears, and OSP E, 1 ~ t is the desired effective combined SCE for all t gears. OSB E, t is the target OSB of the t-th transmission, on the basis of which a power distribution decision is made. IPA goal gives the requirement for the final combined OSB goal. Combined SCE can be obtained based on measurements of all received transmissions. The differences between the SIR target and measurements, together with the prediction of channel quality, give rise to a power requirement.
Что касается режима модуляции, для заданного эффективного целевого ОСП, которое может быть ограничено порогом максимальной мощности, режим модуляции должен быть выбран так, чтобы удовлетворять требованию ΔИПБ для предстоящего (повторно передаваемого) блока.As for the modulation mode, for a given effective target SIR, which can be limited by the maximum power threshold, the modulation mode should be chosen so as to satisfy the ΔIPB requirement for the upcoming (retransmitted) block.
Настоящее изобретение предоставляет возможность адаптации модуляции в блоке кодирования, чтобы максимизировать пропускную способность канала. Это составляет еще одно его преимущество. Путем представления модели качества, основанной на ВИ, в блоке кодирования может быть выбрано множество режимов модуляции, и с помощью соответствующим образом спроектированного алгоритма схема смешанной модуляции может быть лучше, чем схема единой модуляции.The present invention provides the ability to adapt modulation in a coding unit to maximize channel throughput. This is another of its advantages. By presenting a VI-based quality model, a plurality of modulation modes can be selected in a coding unit, and using an appropriately designed algorithm, a mixed modulation scheme can be better than a single modulation scheme.
Выбор скорости кодированияCoding rate selection
Выбор скорости кодирования, в основном, используется с ГАЗП-ИИ.The choice of coding rate is mainly used with GAZP-II.
В случае ограниченной мощности передачи и заданной схемы модуляции скорость кодирования для следующей попытки повторной передачи должна быть определена так, чтобы удовлетворять требованию ΔИК.In the case of limited transmit power and a given modulation scheme, the coding rate for the next retransmission attempt should be determined so as to satisfy the ΔIK requirement.
Пусть Rпотерь обозначает отношение потерь на трассе канала прогноза i+1-ой передачи канала при i-ой неудачной попытке, тогда:Let R of losses denotes the ratio of losses on the path of the forecast channel of the i + 1st channel transmission in the i-th unsuccessful attempt, then:
где Pi и Pi+1 являются переданными мощностями для i-ой и i+1-ой повторных передач соответственно, а ОСПi и ОСПi+1 являются соответствующими значениями принятого ОСП. Соответственно средняя символьная информация (СИ) может быть вычислена следующим образом:where P i and P i + 1 are the transmitted powers for the i-th and i + 1-th retransmissions, respectively, and SIR i and SIR i + 1 are the corresponding values of the received SIR. Accordingly, the average symbolic information (SI) can be calculated as follows:
После (i+1)-ой попытки повторной передачи в ГАЗП-ИИ скорость кодирования изменится с (Ni,K) на (Ni+1,K), то есть (i+1)-ая попытка передаст ΔN=Ni+1-Ni кодированных бита. Отображающая функция ИКвИПБкод,i+1() для (i+1)-ой попытки определяется скоростью кодирования. Скорость кодирования должна быть выбрана так, чтобы удовлетворять следующему условию:After the (i + 1) -th attempt of retransmission to the HAZP-II, the coding rate will change from (N i , K) to (N i + 1 , K), i.e., the (i + 1) th attempt will transmit ΔN = N i +1 -N i encoded bits. The mapping function of the ICBIP code, i + 1 () for the (i + 1) -th attempt is determined by the coding rate. The coding rate should be chosen so as to satisfy the following condition:
Фиг.6 содержит график, иллюстрирующий выбор скорости кодирования для системы ГАЗП-ИИ. Показано несколько отображающих функций между ИК и ИПБ для различных скоростей Δ кодирования. Требование информации (требование ИПБ) следующей передачи для каждой скорости кодирования может быть вычислено из 6 contains a graph illustrating the choice of coding rate for the HARQ-II system. Several mapping functions between IR and IPB are shown for various coding rates Δ. The information requirement (IPB requirement) of the next transmission for each coding rate can be calculated from
ИКцель и измеренной принятой ИПБ. На основании прогнозирования канала и соответствующего распределения мощности может быть прогнозирована ИПБ следующей передачи. Будет выбрана наибольшая скорость кодирования, которая удовлетворяет ИКцель. В проиллюстрированном примере это означает, что будет выбрана Δ1/2. Тогда N определяется посредством итоговой скорости t-ой и (t-1)-ой передач. Альтернативно для выбранной скорости кодирования мощность может быть определена с помощью требования ИПБ и качества канала.IR target and measured adopted by IPB. Based on the channel prediction and the corresponding power distribution, the next transmission IPB can be predicted. The highest coding rate that satisfies the IR target will be selected. In the illustrated example, this means that Δ1 / 2 will be selected. Then N is determined by the final speed of the t-th and (t-1) -th gears. Alternatively, for a selected coding rate, the power can be determined using the IPB requirement and channel quality.
На Фиг.7 показана структурная схема системы для распределения ресурсов с ГАЗП-ПК согласно варианту осуществления настоящего изобретения.7 shows a block diagram of a system for allocating resources from a HARQ-PC according to an embodiment of the present invention.
Пример иллюстрирует систему/механизм 700 для комбинированного распределения мощности и адаптации соединения, содержащий узел 70 отображения качества; узел 71 (повторной) передачи; канал 72; приемник 73; узел 74 для прогнозирования канала; узел 75, 76 для комбинирования ОСП и вычисления ИПБ; узел 77 для сравнения ИПБ; узел 78 принятия решения распределения ресурсов; и узел 79 для управления (распределения) мощности и адаптации соединения.An example illustrates a system / mechanism 700 for combined power distribution and link adaptation, comprising: a quality display unit 70; node 71 (retransmission) transmission; channel 72; receiver 73; a node 74 for channel prediction; node 75, 76 for combining the SCE and calculating the IPB; node 77 for comparing the IPB; a resource allocation decision unit 78; and a node 79 for controlling (distributing) power and adapting the connection.
Узел 70 отображения качества предоставлен с или имеет доступ к некоторому количеству справочных таблиц характеристики кодирования (например, ИПБ-ЧБСО или ЧИПБ-ЧБСО для некоторого количества режимов кодирования). Вводы в узел 70 отображения качества включают, по меньшей мере, одно требования качества, такое как ЧБСОцель, и информацию о режиме кодирования, например скорость кодирования и размер блока. Посредством этих вводов узел отображения качества может проверить требование информации/индикатор качества для каждого блока кодирования. На Фиг.7 целевое значение индикатора качества ИПБ-ИПБцель выводится из узла 70 отображения качества.The quality display unit 70 is provided with or has access to a number of coding characteristic lookup tables (e.g., IPB-CHBSO or CHIPB-CHBSO for a number of coding modes). The inputs to the quality display unit 70 include at least one quality requirement, such as a BSEO target , and encoding mode information, such as encoding rate and block size. Through these inputs, the quality display unit can check the information requirement / quality indicator for each coding unit. In Fig.7, the target value of the quality indicator IPB-IPB, the target is displayed from the node 70 display quality.
Переходя к функции приемопередатчика, содержащего соединение, в котором выполняются измерения канала, последовательность битов информации вводится в узел 71 передатчика. Узел 71 передатчика обычно имеет средство для первой передачи, так же как и для повторных передач, и включает подузел 71А кодирования/модуляции/буферирования и подузел 71В распределения мощности. Подузел 71А кодирования/модуляции/буферирования принимает вводы, содержащие последовательность битов информации и сигналы СМК (режим модуляции, скорость кодирования, и т.п.), и выводит модулированную символьную последовательность. Модулированная символьная последовательность перенаправляется в узел 71В распределения мощности, в который также подается текущая передаваемая мощность. Узел 71В предоставляет передаваемую символьную последовательность с уровнем распределенной мощности.Turning to the function of a transceiver containing a connection in which channel measurements are made, a sequence of information bits is input to the transmitter unit 71. The transmitter unit 71 typically has means for a first transmission as well as for retransmissions, and includes a coding / modulation / buffering sub-unit 71A and a power distribution sub-unit 71B. The coding / modulation / buffering subunit 71A receives inputs containing a sequence of information bits and QMS signals (modulation mode, coding rate, etc.) and outputs a modulated symbol sequence. The modulated symbol sequence is redirected to the power distribution unit 71B, to which the current transmitted power is also supplied. The node 71B provides a transmitted symbol sequence with a distributed power level.
До входа в узел 73 приемника на принимающей стороне переданная символьная последовательность основного диапазона проходит через канал. Для реальной системы узел 72 канала с Фиг.7 представляет радиопередачу в воздухе, тогда как для целей моделирования он может быть моделью канала, представленной для моделирования некоторых типичных беспроводных каналов распространения.Before entering the receiver unit 73 on the receiving side, the transmitted main-sequence symbol sequence passes through the channel. For a real system, the channel assembly 72 of FIG. 7 represents a radio transmission in air, while for modeling purposes it can be a channel model presented for modeling some typical wireless propagation channels.
В узле 73 приемника принятая символьная последовательность основного диапазона подвергается функциям измерения и оценки, которые используются для выполнения адаптации соединения и управления мощности. Выводы из узла 73 приемника включают оценки импульсной характеристики канала, которые передаются в узел 74 прогнозирования канала, и относящуюся к ОСП информацию, такую как оценки ОСП для каждого узла передачи (например, временные интервалы) или распределение ОСП, которые, как правило, передаются в узел 74 прогнозирования канала, так же как и в узел 75 комбинирования ОСП. Узел 74 прогнозирования канала прогнозирует распределения ОСП предстоящих передач на основании оценок/распределений ОСП (для каждого узла передачи) предыдущего (нескольких предыдущих) ВИП и оценку импульсной характеристики канала предыдущих ВИП.At the receiver unit 73, the received baseband symbol sequence is subjected to measurement and evaluation functions that are used to perform link adaptation and power control. The findings from the receiver unit 73 include channel impulse response estimates that are transmitted to the channel prediction unit 74, and information related to the SIR information, such as the SIR estimates for each transmission node (eg, time intervals) or the distribution of SIRs, which are typically transmitted to a channel prediction unit 74, as well as an SCE combining unit 75. The channel prediction unit 74 predicts the distribution of the SCE of upcoming transmissions based on the estimates / distributions of the SCE (for each transmission node) of the previous (several previous) VIPs and the channel impulse response of the previous VIPs.
Переходя к узлу 75 комбинирования ОСП, принимается комбинирование с максимальным отношением (КМО), и вводы, содержащие оценки ОСП для каждого узла передачи предыдущих (нескольких) ВИП, комбинируются в эффективное ОСП (ОСПi) после комбинирования КМО. Далее в узле 76 вычисления ИПБ эквивалентная ИПБ для общего количества i попыток передачи вычисляется на основании эквивалентного ОСП общего количества 1~i передач и режима модуляции.Moving to the SCE combining unit 75, the combination with the maximum ratio (KMO) is accepted, and inputs containing SCE estimates for each transmission node of the previous (several) VIPs are combined into an effective SCE (SCO i ) after combining the KMO. Further, in the node 76 computing the IPB, the equivalent IPB for the total number i of transmission attempts is calculated based on the equivalent SCE of the total number of 1 ~ i transmissions and the modulation mode.
Система 700 сверх того содержит функцию для сравнения целевого значения индикатора качества (ИПБ) с его измеренным/оцененным значением. Эта функция на Фиг.7 представлена узлом 77 сравнения ИПБ, который, в основном, выполняет следующее вычисление: ΔИПБ=ИПБцель-ИПБi. Результат сравнения переводится в решение ΔИПБ в узле 78 решения ΔИПБ. В этом примере, если ΔИПБ≤0, то распределение ресурсов не будет дополнительно увеличено, но, с другой стороны, если ΔИПБ>0, то требование ИПБ следующей передачи (например, выраженное через ΔИПБ) передается в узел 79 управления мощности/адаптации соединения. В этот узел 79 для распределения ресурсов, таким образом, предоставляется требование ИПБ для следующей передачи и статистический прогноз ОСП для следующей передачи. На основании этих вводов он может выполнить выбор СМК и распределение мощности так, чтобы условия передачи улучшились.System 700 further comprises a function for comparing a target value of a quality indicator (IPB) with its measured / estimated value. This function in Fig. 7 is represented by the IPB comparison unit 77, which basically performs the following calculation: ΔIPB = IPB target - IPB i . The comparison result is translated into the solution ΔIPB in the node 78 of the solution ΔIPB. In this example, if ΔIPB≤0, then the allocation of resources will not be further increased, but, on the other hand, if ΔIPB> 0, then the IPB requirement of the next transmission (for example, expressed through ΔIPB) is transmitted to the power control / adaptation unit 79. In this node 79 for resource allocation, thus, the IPB requirement for the next transmission and the statistical forecast of the SCE for the next transmission are provided. Based on these inputs, he can perform QMS selection and power distribution so that transmission conditions improve.
Обычно распределение ресурсов, как вышеописанный механизм, является итерационным процессом, где выводы узла 79 распределения мощности/адаптации соединения передаются обратно в узел 70 отображения качества и узел передатчика соответственно, и выполняются непрерывные измерения на принятой символьной последовательности для того, чтобы улучшить распределение ресурсов и установки передачи.Typically, resource allocation, like the mechanism described above, is an iterative process where the outputs of the power distribution / adaptation unit 79 are sent back to the quality display unit 70 and the transmitter unit, respectively, and continuous measurements are taken on the received symbol sequence in order to improve resource allocation and installation transmission.
На Фиг.8 приведена структурная схема системы для распределения ресурсов с ГАЗП-ИИ согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Пример иллюстрирует систему/механизм 800 для комбинированного распределения мощности и адаптации соединения, содержащую(ий) узел 80 отображения качества; узел 81 (повторной) передачи; канал 82; приемник 83; узел 84 для прогнозирования канала; узлы 85 для вычисления ИПБ; узел 87 для сравнения ИПБ; узел 88 принятия решения ΔИПБ и узел 89 для управления (распределения) мощности и адаптации соединения.FIG. 8 is a structural diagram of a system for allocating resources with HARQ-II according to an embodiment of the present invention. An example illustrates a system /
Большинство функций с Фиг.8 соответствуют, более или менее точно, функциям, описанными со ссылкой на Фиг.7. Однако Фиг.8 иллюстрирует ГАЗП-ИИ, тогда как Фиг.7 иллюстрирует ГАЗП-ПК. Это означает, что в Фиг.7 скорость кодирования фиксирована для всех повторных передач, то есть соответствия качества (ИПБ-ЧБСО) для ГАЗП-ПК фиксированы. Следовательно, ИПБцель нужно проверить только один раз. Однако на Фиг.8 скорость кодирования уменьшается с ростом количества попыток повторных передач вследствие увеличивающего количества избыточных битов. Следовательно, соответствия ИПБ-ЧБСО изменяются в зависимости от количества повторных передач и стратегий. Следовательно, ИПБцель нужно проверять для каждой попытки повторной передачи.Most of the functions of FIG. 8 correspond, more or less accurately, to the functions described with reference to FIG. However, FIG. 8 illustrates HARQ-II, while FIG. 7 illustrates HARQ-PC. This means that in FIG. 7, the coding rate is fixed for all retransmissions, that is, the quality correspondence (IPB-CHBSO) for HAZP-PC is fixed. Therefore, the IPB target needs to be checked only once. However, in FIG. 8, the coding rate decreases with an increase in the number of retransmission attempts due to the increasing number of redundant bits. Consequently, IPB-CBSO compliance varies depending on the number of retransmissions and strategies. Therefore, the IPB target must be checked for each retransmission attempt.
Более того, выводы узлов 73; 83 приемника различаются. В случае ГАЗП-ПК требуются оценка ОСП и оценка канала. ГАЗП-ИИ использует еще одну дополнительную оценку - оценку индикатора качества (ИПБ).Moreover, the findings of nodes 73; 83 receivers vary. In the case of GAZP-PC, an assessment of the SIR and channel estimation are required. GAZP-II uses another additional assessment - the assessment of the quality indicator (IPB).
Что касается выбора СМК в узле 71; 81, при системе ГАЗП-ПК во всех попытках повторных передач используется только конкретная СМК, следовательно, для конкретного блока информации кодирование и модуляция выполняются только один раз, и буферизированная модулированная символьная последовательность будет распределена на различные уровни мощности, то есть будет управляться распределением мощности во всех повторных передачах. С другой стороны, при системе ГАЗП-ИИ и выбор скорости кодирования, и выбор режима модуляции будут выполнены при любой попытке повторной передачи, так же как и распределение мощности.Regarding the choice of QMS in node 71; 81, with the GAZP-PC system, in all retransmission attempts, only a specific QMS is used, therefore, for a particular block of information, encoding and modulation is performed only once, and the buffered modulated symbol sequence will be distributed at different power levels, i.e., it will be controlled by the power distribution in all retransmissions. On the other hand, with the GAZP-II system, both the encoding rate and the modulation mode will be selected for any retransmission attempt, as well as the power distribution.
С модификациями, очевидными специалистам в данной области техники, схемы, проиллюстрированные в Фиг.7 и 8, могут быть использованы для выполнения отдельного распределения мощности или отдельной адаптации соединения. ИПБ может быть заменена другим индикатором качества, основанным на взаимной информации, таким как вышеописанные параметры на уровне блока. Более того, следует понимать, что узлы с Фиг.7 и 8 представляют функции, которые, предпочтительно, представлены в системе распределения ресурсов согласно изобретению. Различные варианты осуществления могут иметь функции, реализованные иным образом, и два или более узлов могут быть удачно реализованы вместе в одном физическом устройстве.With modifications obvious to those skilled in the art, the circuits illustrated in FIGS. 7 and 8 can be used to perform a separate power distribution or a separate adaptation of the connection. IPB can be replaced by another quality indicator based on mutual information, such as the above-described parameters at the block level. Moreover, it should be understood that the nodes of FIGS. 7 and 8 represent functions that are preferably represented in the resource allocation system according to the invention. Various embodiments may have functions otherwise implemented, and two or more nodes may be successfully implemented together in one physical device.
Принимая во внимание ограничение скорости кодирования, связанное с ГАЗП-ИИ, то есть меньшее усиление комбинирования для меньшей скорости кодирования, совместное распределение мощности будет очень полезно в этом случае. (Проблема достаточно серьезна для турборежима, поскольку большинство существующих систем используют 1/3 скорости турбокодирования в качестве основного кода, и эти системы используют сравнение скорости для управления результирующей скорости кодирования. Известно, что ГАЗП-ИИ имеет достаточно малое преимущество по сравнению с ГАЗП-ПК для скорости кодирования, меньшей 0,5.)Taking into account the coding rate limitation associated with the HARQ-II, i.e., a lower combining gain for a lower coding rate, joint power distribution will be very useful in this case. (The problem is serious enough for turbo mode, since most existing systems use 1/3 of the turbo coding rate as the main code, and these systems use speed comparison to control the resulting coding rate. GAZP-II is known to have a fairly small advantage compared to GAZP-PC for a coding rate of less than 0.5.)
Приведенные выше модели для АЗП/ГАЗП-ПК и ГАЗП-ИИ полезны для уменьшения задержки повторной передачи.The above models for AZP / GAZP-PK and GAZP-II are useful for reducing retransmission delay.
Из приведенных выше примеров очевидно, что процедура согласно изобретению очень полезна в тех случаях, когда была ошибка передачи и выполняется повторная передача. Однако следует особо отметить, что предлагаемое изобретение в равной степени применимо для предоставления решения о том, какие ресурсы требуются для передачи нового пакета. Например, для соединений без ГАЗП (такие как действующий голосовой поток) насыщенная обратная связь может быть использована для регулирования мощности следующего пакета, чтобы сохранить желаемый уровень эффективности. Даже тогда, когда текущий пакет принимается успешно, насыщенная обратная связь может сообщить системе, достаточно ли ресурсов для сохранения желаемого уровня эффективности для будущих пакетов. В особом предпочтительном варианте осуществления изобретения сравнения с целевыми значениями и регулирования распределенных ресурсов выполняются непрерывно, чтобы увеличить надежность и эффективность передачи.From the above examples, it is obvious that the procedure according to the invention is very useful in cases where there was a transmission error and retransmission is performed. However, it should be emphasized that the invention is equally applicable to provide a decision on what resources are required to transmit a new packet. For example, for connections without HARQ (such as live voice), rich feedback can be used to control the power of the next packet to maintain the desired level of efficiency. Even when the current packet is received successfully, rich feedback can tell the system if there are enough resources to maintain the desired level of performance for future packets. In a particular preferred embodiment of the invention, comparisons with target values and adjustments to distributed resources are performed continuously to increase transmission reliability and efficiency.
Несмотря на то что изобретение было описано со ссылкой на конкретные проиллюстрированные варианты его осуществления, следует отметить, что оно также охватывает эквиваленты раскрытых функций, так же как и модификации и варианты, очевидные специалистам в данной области техники. Следовательно, объем изобретения определяется исключительно прилагаемой формулой изобретения.Although the invention has been described with reference to the specific illustrated embodiments, it should be noted that it also encompasses equivalents of the disclosed functions, as well as modifications and variations obvious to those skilled in the art. Therefore, the scope of the invention is determined solely by the attached claims.
СОКРАЩЕНИЯABBREVIATIONS
АБГШ - Аддитивный Белый Гаусовский ШумABGSh - Additive White Gaussian Noise
АЗП - Автоматический Запрос на ПовторAZP - Automatic Repeat Request
АМК - Адаптивная Модуляция и КодированиеAMK - Adaptive Modulation and Coding
ВИ - Временной ИнтервалVI - Time Interval
ВИП - Временной Интервал ПередачиVIP - Transmission Time Interval
ВНПД - Высокоскоростной Нисходящий Пакетный ДоступGNI - High Speed Downlink Packet Access
ВНРК - Высокоскоростной Нисходящий Разделенный КаналVNRK - High Speed Downlink Shared Channel
ГАЗП - Гибридный Автоматический Запрос на ПовторGAZP - Hybrid Automatic Repeat Request
ГАЗП-НИ - ГАЗП с Инкрементальной ИзбыточностьюGAZP-NI - GAZP with Incremental Redundancy
ГАЗП-ПК - ГАЗП с Прямым КомбинированиемGAZP-PK - GAZP with Direct Combination
ДФМ - Двоичная Фазовая МанипуляцияDFM - Binary Phase Manipulation
ИК - Информация КадраIR - Frame Information
ИПБ - Информация Принятого БлокаIPB - Adopted Block Information
ИПИ - Информация Принятого ИнтервалаIPI - Accepted Interval Information
КМО - Комбинирование с Максимальным ОтношениемKMO - Combination with Maximum Ratio
КО - Качество ОбслуживанияKO - Quality of Service
КФМ - Квадратурная Фазовая МанипуляцияCPM - Quadrature Phase Manipulation
НПП - НеПодтверждение ПриемаNPP - Non-Confirmation of Admission
ОСП - Отношение Сигнал/ПомехаOSB - Signal to Noise Ratio
ПКО - Прямая Коррекция ОшибокFFP - Direct Error Correction
ПП - Подтверждение ПриемаPP - Admission Confirmation
СИ - модулированная Символьная ИнформацияSI - Modulated Character Information
СМК - Схема Модуляции и КодированияQMS - Modulation and Coding Scheme
ЧББО - Частота Блоков Без ОшибокBWC - Block Frequency Error Free
ЧБСО - Частота Блоков С ОшибкамиBSBS - Error Block Frequency
ЧИПБ - Частота Информации Принятого БлокаCHIPB - Received Block Information Frequency
ЭОЭ ОСП - Экспоненциальное Отображение Эффективного ОСПEOE SCE - Exponential Mapping of Effective SCE
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫBIBLIOGRAPHY
Claims (40)
определяют текущее значение индикатора качества для сигнала, переданного через соединение (23) связи из передающего узла (21, 22; 42; 71; 81) в принимающий узел (21, 22; 41; 73; 83) как значение, основанное на взаимной информации; и
принимают решение о распределении ресурсов для соединения связи в ответ на текущее значение индикатора качества.1. A method for allocating resources for communication connections, comprising the steps of:
determine the current value of the quality indicator for the signal transmitted through the connection (23) communication from the transmitting node (21, 22; 42; 71; 81) to the receiving node (21, 22; 41; 73; 83) as a value based on mutual information ; and
decide on the allocation of resources to connect the connection in response to the current value of the quality indicator.
моделируют параметры взаимной информации на символьном уровне, используя модель (12) модуляции с представлением в качестве входной информации отношения (11) сигнал/помеха; и
комбинируют параметры взаимной информации во взаимную информацию на блоковом уровне.6. The method according to claim 1, in which the step of determining a quality indicator, in turn, comprises the steps of:
model parameters of mutual information at a symbolic level using a modulation model (12) with presentation of signal / noise ratio (11) as input information; and
combine the parameters of mutual information into mutual information at the block level.
сравнивают текущее значение индикатора качества с целевым значением индикатора качества; и
распределяют ресурсы на основании разницы между текущим и целевым значениями индикатора качества.8. The method according to claim 1, in which the step of deciding on the allocation of resources, in turn, comprises the steps of:
comparing the current value of the quality indicator with the target value of the quality indicator; and
allocate resources based on the difference between the current and target values of the quality indicator.
вычисляют индикатор качества в принимающем узле (41); и
передают команду управления распределением ресурсов, соответствующую принятому решению о распределении ресурсов, из принимающего узла в передающий узел (42), посредством чего ресурсы могут быть распределены в передающем узле согласно команде управления.18. The method according to claim 1, containing stages in which:
calculating a quality indicator in the receiving node (41); and
transmitting a resource allocation control command corresponding to the decision to allocate resources from the receiving node to the transmitting node (42), whereby resources can be distributed in the transmitting node according to the control command.
в передающем узле (42) принимают информацию соединения из принимающего узла (41) для вычисления индикатора качества;
в передающем узле вычисляют индикатор качества; и
посредством передающего узла распределяют ресурсы в передающем узле на основании решения распределения ресурсов.19. The method according to claim 1, containing stages in which:
in the transmitting node (42) receive connection information from the receiving node (41) to calculate the quality indicator;
in the transmitting node, a quality indicator is calculated; and
by the transmitting node, resources are allocated in the transmitting node based on the resource allocation decision.
во внешнем узле (46) управления принимают информацию соединения из принимающего узла (41) для вычисления индикатора качества;
вычисляют индикатор качества во внешнем узле управления; и
передают команду управления распределением ресурсов, соответствующую принятому решению о распределении ресурсов, из внешнего узла управления в передающий узел (42), посредством чего ресурсы могут быть распределены в передающем узле согласно команде управления.20. The method according to claim 1, containing stages in which:
in the external control node (46), receive connection information from the receiving node (41) to calculate a quality indicator;
calculate the quality indicator in the external control node; and
transmitting the resource allocation control command corresponding to the resource allocation decision made from the external control node to the transmitting node (42), whereby the resources can be distributed in the transmitting node according to the control command.
средство (44) для определения текущего значения индикатора качества для сигнала, переданного через соединение связи, как значения, основанного на взаимной информации; и
средство для принятия решения о распределении ресурсов для соединения связи в ответ на текущее значение индикатора качества.21. A communication node (21, 22; 41, 42) in a system (200; 400; 700; 800) with means for allocating resources for communication connections (23), comprising:
means (44) for determining a current value of a quality indicator for a signal transmitted through a communication connection as a value based on mutual information; and
means for deciding on the allocation of resources to connect the communication in response to the current value of the quality indicator.
средство для моделирования параметров взаимной информации на символьном уровне, включающее в себя модель (12) модуляции с представлением отношения (11) сигнал/помеха в качестве входной информации; и
средство для комбинирования параметров взаимной информации во взаимную информацию на блоковом уровне.26. The communication node according to item 21, in which the means for determining the quality indicator, in turn, contains:
means for modeling parameters of mutual information at a symbolic level, which includes a modulation model (12) with the representation of the signal / noise ratio (11) as input information; and
means for combining parameters of mutual information into mutual information at the block level.
средство для сравнения текущего значения индикатора качества с целевым значением индикатора качества; и
средство для распределения ресурсов на основании разницы между текущим значением и целевым значением индикатора качества.28. The communication node according to item 21, in which the means for deciding the allocation of resources, in turn, contains:
means for comparing the current value of the quality indicator with the target value of the quality indicator; and
means for allocating resources based on the difference between the current value and the target value of the quality indicator.
средство для приема сигнала из передающего узла (42) через соединение связи; и
средство для передачи команды управления распределением ресурсов, соответствующей принятому решению о распределении ресурсов, в передающий узел, посредством чего ресурсы могут быть распределены в передающем узле согласно команде управления.37. The communication node according to item 21, which also contains:
means for receiving a signal from a transmitting node (42) through a communication connection; and
means for transmitting a resource allocation control command corresponding to the decision to allocate resources to the transmitting node, whereby resources can be distributed in the transmitting node according to the control command.
средство для передачи сигнала в принимающий узел (41) через соединение связи;
средство (44) для определения текущего значения индикатора качества при помощи информации соединения из принимающего узла; и
средство (45) для распределения ресурсов согласно принятому решению о распределении ресурсов.38. The communication node according to item 21, which also contains:
means for transmitting a signal to a receiving node (41) through a communication connection;
means (44) for determining the current value of the quality indicator using the connection information from the receiving node; and
means (45) for the allocation of resources according to the decision on the allocation of resources.
средство (44) для определения текущего значения индикатора качества для сигнала, переданного через соединение связи из передающего узла (42) в принимающий узел (41), используя информацию соединения из принимающего узла; и
средство для передачи команды управления распределением ресурсов, соответствующей принятому решению о распределении ресурсов, в передающий узел, посредством чего ресурсы могут быть распределены в передающем узле согласно команде управления.39. The communication node according to item 21, which also contains:
means (44) for determining the current value of the quality indicator for the signal transmitted through the communication connection from the transmitting node (42) to the receiving node (41) using the connection information from the receiving node; and
means for transmitting a resource allocation control command corresponding to the decision to allocate resources to the transmitting node, whereby resources can be distributed in the transmitting node according to the control command.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007119770/09A RU2368104C2 (en) | 2004-10-29 | 2004-10-29 | Distribution of resources in communication networks |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007119770/09A RU2368104C2 (en) | 2004-10-29 | 2004-10-29 | Distribution of resources in communication networks |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007119770A RU2007119770A (en) | 2008-12-10 |
RU2368104C2 true RU2368104C2 (en) | 2009-09-20 |
Family
ID=41168157
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007119770/09A RU2368104C2 (en) | 2004-10-29 | 2004-10-29 | Distribution of resources in communication networks |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2368104C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2483450C1 (en) * | 2010-11-17 | 2013-05-27 | Нтт Докомо, Инк. | Apparatus and method of allocating resources to nodes in communication system |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6627752B2 (en) * | 2014-04-25 | 2020-01-08 | 日本電気株式会社 | Wireless communication control method and device in wireless communication system, and wireless communication device |
-
2004
- 2004-10-29 RU RU2007119770/09A patent/RU2368104C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2483450C1 (en) * | 2010-11-17 | 2013-05-27 | Нтт Докомо, Инк. | Apparatus and method of allocating resources to nodes in communication system |
US8934931B2 (en) | 2010-11-17 | 2015-01-13 | Ntt Docomo, Inc. | Apparatus and method for allocating resources to nodes in a communication system using an update of iteration resource weights |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007119770A (en) | 2008-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101153597B1 (en) | Resource allocation in communication networks | |
KR100907194B1 (en) | Radio base station apparatus and scheduling method | |
US9510298B2 (en) | Method, device, and system for transmitting data based on HARQ | |
TWI359586B (en) | Method for data transmission, mobile station, base | |
CN100514870C (en) | Method and apparatus for controlling packet transmission in mobile telecommunication system | |
US20050281219A1 (en) | Method and apparatus for data transmission/scheduling for uplink packet data service in a mobile communication system | |
KR100955817B1 (en) | Apparatus and method for forward link outer loop rate control using hybrid automatic repeat request in mobile communication systems | |
US8098613B2 (en) | Method of managing transmission delay in a wireless communication system | |
JP5490150B2 (en) | Method for signaling the quality of a transmission channel | |
CN108668350B (en) | Power effectiveness design method of hybrid automatic repeat request under time correlation channel | |
JP2004112597A (en) | Base station device and packet quality estimation method | |
KR101013713B1 (en) | Apparatus and method for controlling in wireless communication system | |
US10673558B2 (en) | Configuring transmission parameters in a cellular system | |
KR20090012219A (en) | A method and apparatus for opportunistic multicasting with coded scheduling in wireless networks | |
KR100979510B1 (en) | Wireless communication system for HARQ and method of data transmission | |
US8432829B2 (en) | Method and apparatus for allocating the number of code words and power | |
US20050047375A1 (en) | Method for providing state information of a mobile station in a mobile communication system | |
US20090161606A1 (en) | Method and apparatus for improving performance of erasure sequence detection | |
Luo et al. | Reinforcement learning aided link adaptation for downlink NOMA systems with channel imperfections | |
RU2368104C2 (en) | Distribution of resources in communication networks | |
KR100717999B1 (en) | Apparatus for transmitting packet and receiving transmitted packet, system thereof, method thereof | |
González et al. | Throughput maximization of ARQ transmission protocol employing adaptive modulation and coding | |
KR20050005992A (en) | Apparatus for variable power hybrid arq in mobile communication system and method thereof | |
US20080137579A1 (en) | Power assigning method and wireless base station apparatus using the method | |
KR20070032562A (en) | Apparatus and method for selecting drc in mobile communication system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191030 |