CN107690763A - 用于信号扩展填充方案的系统、装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本文中描述的系统、装置和方法提供了用于填充正交频分复用(OFDM)符号的信号扩展的方法。收发器可以获取用于传输的多个数据符号，并且确定多个数据符号中的最后的符号的信息位的数目不是整数值。可以应用特定填充规则以向最后的符号添加填充位。当最后的符号的信息位的数目已经改变时，可以确定最后的符号的编码位的数目，并且可以基于最后的符号的所确定的编码位的数目对用于数据传输的多个数据符号进行编码。

Description

用于信号扩展填充方案的系统、装置和方法
相关申请的交叉引用
本公开要求于2015年6月11日提交的美国临时专利申请No.62/174,158和于2016年6月10日提交的美国申请No.15/179,150的权益，上述申请的全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本公开涉及用于无线数据传输系统中的正交频分复用(OFDM)信号扩展的填充方案，该无线数据传输系统例如是但不限于实现电气和电子工程师协会(IEEE)802.11标准以及任何其它标准的无线局域网(WLAN)和/或可以在室外部署、室外到室内通信和设备到设备(P2P)网络中提供无线数据传输的网络。
背景技术
本文中提供的背景描述是出于总体上呈现本公开的上下文的目的。本申请的发明人的工作(到该背景部分中描述的工作的程度)以及在提交时可能未以其它方式限制为现有技术的描述的各方面既不明确地也不隐含地被承认为本公开的现有技术。
正交频分复用(OFDM)通常用于在多个载波频率上对数据进行编码，以改善在不希望的信道条件下的数据传输性能。当前的IEEE802.11ax标准已经采用了4倍OFDM符号持续时间来改善数据效率。然而，较长的数据符号通常可能会导致接收器处的较高的处理复杂度。为了帮助接收器以尽可能少的处理逻辑开销处理较长的数据符号，可以使用4μs的倍数的信号扩展(SE)来在接收后续数据符号之前在接收器处允许附加的处理时间。对关于OFDM数据符号的SE的进一步讨论可以在2015年12月3日提交的题为“高效正交频分复用(OFDM)物理层(PHY)(High Efficiency Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM)Physical Layer(PHY))”的美国申请No.14/728,802中找到，该申请通过引用明确地并入本文。
可以根据SE将填充位添加到最后的OFDM符号。例如，SE可以被设置为a×4μs，其中a＝1、2、3或4。在这种情况下，最后的OFDM符号中的有用位可以基于a×NCBPS的1/4来确定，其中NCBPS表示每符号的编码位的数目。当NCBPS不是4的倍数时，一些调制编码选择(MCS)方案和SE组合可能导致将填充位的数目设置为通常难以(如果不是完全不可能的话)实现的非整数。
发明内容
本文中描述的系统、装置和方法提供了一种用于填充正交频分复用(OFDM)符号的信号扩展的方法。该方法包括在收发器处获取用于传输的多个数据符号，并且确定多个数据符号中的最后的符号的信息位的数目不是整数值。该方法还包括应用特定填充规则以向最后的符号添加填充位。该方法还包括：当最后的符号的信息位的数目已经改变时，确定最后的符号的编码位的数目，并且基于最后的符号的所确定的编码位的数目来对用于数据传输的多个数据符号进行编码。
在一些实现中，该方法还包括对多个数据符号中的最后的符号应用信号扩展。与来自多个数据符号的其它符号相比，最后的符号具有相对较短的长度。当使用多个编码器时，最后的符号的信息位的数目被多个编码器划分。
在一些实现中，该方法还包括基于最后的符号的编码位的数目，在前向纠错编码之前向最后的符号添加多个填充位。
在一些实现中，应用特定填充规则还包括：在编码之前向最后的符号添加多个填充位，其中填充位的数目等于最后的符号的信息位的数目；并且在多个编码器上不均匀地分配多个填充位。
在一些实现中，应用特定填充规则还包括：向最后的符号添加多个填充位，以使得最后的符号的信息位的数目成为整数值；并且在多个编码器上均匀地分配多个填充位。
在一些实现中，应用特定填充规则还包括对于多个编码器应用动态打孔。
在一些实现中，应用特定填充规则还包括通过执行向上取整或向下取整运算来强制最后的符号的信息位的数目成为整数值。
在一些实现中，应用特定填充规则还包括采用兼容值作为调度的数据子载波的数目，使得最后的符号的编码位的数目和最后的符号的信息位的数目都是整数。
在一些实现中，应用特定填充规则还包括通过进行向上取整或向下取整运算来确定最后的符号的编码位的数目的整数值。特定填充规则还包括基于最后的符号的编码位的数目的整数值来确定信号扩展参数，并且在编码之前向最后的符号添加多个填充位。
在一些实现中，确定最后的符号的编码位的数目还包括将最后的符号的信息位的已改变的数目除以编码率，并且对除法的结果进行向上取整运算。
本文中描述的系统、装置和方法还提供了一种用于填充OFDM符号的信号扩展的系统。该系统包括用于获取用于传输的多个数据符号的输入数据处理模块。该系统还包括通信地耦合到输入数据处理模块的预编码填充模块。预编码填充模块被配置为确定多个数据符号中的最后的符号的信息位的数目不是整数值。预编码填充模块还被配置为应用特定填充规则以向最后的符号添加填充位。预编码填充模块还被配置为：当最后的符号的信息位的数目已经改变时，确定最后的符号的编码位的数目。该系统还包括用于基于最后的符号的所确定的编码位的数目来对用于数据传输的多个数据符号进行编码的编码模块。
附图说明
结合附图考虑以下详细描述，本公开的另外的特征、其性质和各种优点将变得显而易见，其中相同的附图标记始终表示相同的部件，并且在附图中：
图1提供了示出根据本公开的各种实施例的包括其中采用填充方案的数据编码器的收发器系统的示例性框图。
图2提供了示出根据本公开的各种实施例的在编码器(例如，图1中的101)中实现的填充过程的示例性逻辑流程图。
图3提供了示出根据本公开的各种实施例的通过每个编码器应用不等位的示例特定填充规则的示例性逻辑图。
图4提供了示出根据本公开的各种实施例的通过添加附加填充位的示例特定填充规则的替代实现的示例性逻辑图。
图5提供了示出根据本公开的各种实施例的通过对每个编码器应用动态打孔的示例特定填充规则的替代实现的示例性逻辑图。
图6提供了示出根据本公开的各种实施例的通过对短OFDM符号每个符号强制整数个编码位的示例特定填充规则的替代实现的示例性逻辑图。
具体实施方式
本公开描述了用于无线数据传输系统中的正交频分复用(OFDM)信号扩展(SE)的填充方案的方法和系统。根据本公开，当最后的OFDM符号的每个符号的所计算的数据位的数目(NDBPS,Last)不是整数时，或者当每个编码器的每个符号的所计算的数据位的数目NDBPS,Last/NES(其中NES表示编码器的数目)在每个常规数据符号有多于一个编码器时不是整数时，采用包括特定填充规则的新的填充过程。最后的符号的编码位的数目NCBPS,Last可以基于改变的NDBPS,Last重新计算，并且然后这些参数可以用于编码。
图1提供了示出根据本公开的各种实施例的包括数据编码器的收发器系统的示例性框图，在数据编码器中采用了填充方案。如图1所示，收发器系统100可以例如从系统的处理器获取用于传输的输入数据110。收发器100处的编码器101可以包括用于在前向纠错(FEC)编码之前预处理数据位的输入数据处理模块102。例如，输入数据处理模块102可以确定诸如每个数据符号的编码位的数目、SE参数等参数，如在图2中的201-203中进一步示出的。
编码器101还可以包括预FEC填充模块103，其可以向OFDM符号填充附加位，并且然后将填充位传递给FEC编码模块104。可以采用后FEC填充模块105来填补最后的OFDM符号，例如用零填充。然后可以在发射数据135之前将填充的数据符号传递到交织器120和调制模块130。数据135可以是由调制模块130输出的调制符号。
图2提供了示出根据本公开的各种实施例的在编码器(例如，图1中的101)中实现的填充过程的示例性逻辑流程图。在201处，编码器可以确定每个符号的编码位。例如，编码器可以基于以下确定来确定用户u的每个符号的编码位(NCBPS)
其中表示用户u的4×符号中的每个符号的编码位的数目；表示用户u的4×符号中的调度的数据子载波的数目；表示用户u的4×符号中的特定字符串的数目；以及表示用户u的4×符号中的每个空间流每个子载波的编码位的数目，u＝0、1、2、3等。注意，对于上面定义的所有参数，可以针对特定用户u以不同的方式配置这些值，并且上标“u”可以贯穿本公开可互换地采用或省略。
具体地，当采用具有物理协议数据单元(PPDU)的单用户(SU)或多用户(MU)多输入多输出(MIMO)系统时，NSD表示可用数据子载波的数目。
在202处，编码器确定每个常规符号的信息位。例如，编码器可以基于以下确定每个符号的信息位(NDBPS)：其中表示用户u的4×符号中的每个符号的数据位的数目，并且R表示用户u的编码率，u＝0、1、2、3等。
编码器还可以确定每个常规符号的编码器的数目，例如其中，表示向上取整运算。对于所有有效数目的调度的数据子载波，和是整数。
在203处，编码器可以通过确定最后的OFDM符号(即，短符号)的SE参数“a”来开始预FEC填充过程。关于确定SE参数“a”的进一步讨论可以在共同拥有的美国申请No.14/728,802中找到，该申请通过引用明确地并入本文。例如，SE参数a可以取值1、2、3或4。
在204处，编码器可以确定短(1x)OFDM符号的信息位的数目。在一个示例中，信息位的数目可以基于以下来确定：对于另一示例，信息位的数目可以基于以下来确定：
在205处，编码器确定最后的OFDM符号的填充位。例如，最后的符号的数据位的数目可以如下确定：填充位的数目可以如下确定：
其中表示用户u的信息位的数目，NSYM表示符号的数目。
在判定206处，编码器可以确定NDBPS,Last或NDBPS,Last/NES是否为整数。如果两个值中有一个不是整数，则编码器可以在207处应用特定填充规则，这可以在图3-6中的各种示例中进一步示出。在207处已经应用特定填充规则之后，编码器可以在208处计算最后的符号的编码位的数目(如结合图6进一步讨论的)，并且在209处使用所计算的参数用于FEC编码。
具体地，在207处，对于非短填充情况，例如当SE参数a＝4时，最后的符号可以以与常规长符号相同的方式编码。或者替代地，当SE参数a＝1、2或3时，结合图3-6来讨论非整数NDBPS,Last或NDBPS,Last/NES的特定填充。
图3提供了示出根据本公开的各种实施例的通过每个编码器应用不等位的示例特定填充规则的示例性逻辑流程图。从图2中的207继续，编码器可以在301处确定NDBPS,Last是否为整数。当NDBPS,Last为整数而NDBPS,Last/NES不是整数时，编码器可以在302处在编码器之前填充NDBPS,Last个位，并且然后在302处在编码器上不均匀地分配填充位。例如，如图3中的表格所示，对于编码器304的列表，一些编码器可以比其余编码器(例如，参见304a)填充更多位(例如，参见304b)。
具体地，参数NR可以被配置为每编码方案不同的值，例如，针对二进制卷积编码(BCC)和低密度奇偶校验(LDPC)编码。例如，对于LDPC，编码器可以设置NR＝1，并且NR＝给定BCC的编码率的每个打孔块的位的数目。
图4提供了示出根据本公开的各种实施例的通过添加附加填充位的示例特定填充规则的替代实现的示例性逻辑图。从图2中的207继续，在401处，编码器可以确定NDBPS,Last和NDBPS,Last/NES中的一个是否不是整数。如果否，则编码器可以继续进行209。否则，编码器可以填充附加位以使得这两个参数是整数，并且然后在402处在编码器上均匀地划分填充位。例如，如果NDBPS,Last不是整数，则编码器可以首先填充更多位，使得在填充之后，最后的符号的信息位的修改的数目可以是基于以下来确定：其中表示向上取整运算。然后，如果NDBPS,Last/NES不是整数，则编码器可以填充更多的位，使得在填充之后，最后的符号的信息位的修改的数目可以如下确定：
在替代实现中，在403处，编码器可以填充附加位以使得NDBPS,Last成为整数，并且应用402来在编码器上不均匀地分布位。
图5提供了示出根据本公开的各种实施例的通过对每个编码器应用动态打孔的示例特定填充规则的替代实现的示例性逻辑图。同样，从401继续，当NDBPS,Last和NDBPS,Last/NES中有一个不是整数时，在405处，编码器可以对于每个编码器使用动态打孔。在406处，对于每个编码器，可以馈送其中表示向上取整运算。在407处，对于每个编码器的最后的打孔块，可以为可用BCC输出设计动态打孔模式。例如，可以应用任何打孔模式，使得可以将输出位的数目设置为等于NCBPS,Last。如果NCBPS,Last不是整数，则输出位的数目可以设置为等于其中表示向上取整运算。
在替代实现中，编码器可以强制短符号的数据位NDBPS,Short成为整数。例如，f()映射可以定义如下：
使得是整数。
在一个示例中，编码器可以设置或其中表示向上取整运算，表示向下取整运算；并且然后，如图3至图5所示，可以获取SE参数a和最后的OFDM符号的数据位
在另一替代实现中，编码器可以配置调度的数据子载波的兼容数目例如，替代精确地使用调度的数据音调的1/4，对于所有MCS使用导致整数NCBPS,short和NDBPS,short的兼容的NSD。这样，短符号的信息位的数目可以设置为NDBPS，Short＝NSD，Short-compatible·NSS·NBPSCS，其中NSD，Short-compatible表示与短符号兼容的调度的数据子载波的数目。例如，NSD，Short-compatible可以设置(接近)在1×符号中的相同带宽(BW)的NSD的值。兼容的NSD的示例如下所示：
表1示例兼容的NSD
图6提供了示出根据本公开的各种实施例的通过对短OFDM符号每个符号强制整数个编码位的示例特定填充规则的替代实现的示例性逻辑图。从图2中的207继续，在411处，编码器可以强制短符号的编码位的数目NCBPS,short成为整数。例如，编码器可以设置为或其中表示向上取整运算，表示向下取整运算。或者在另一示例中，编码器可以使用上面结合表1讨论的“兼容的”NSD，其可以使NCBPS,short成为整数。在这种情况下，短符号的调度的数据子载波的数目可以设置为或其中表示向上取整运算，表示向下取整运算，并且短符号的信息位的数目可以被设置为NCBPS，Short=NSD，Short·NSS。
在412处，编码器可以通过使用短符号的信息位的数目来确定SE参数a，其中表示向下取整运算，并且然后加上预FEC填充位。具体地，对于BCC，短符号的信息位的数目可以如下确定：在这种情况下，向上取整运算可以替代地用于BCC和LDPC两者。
在413处，对于LDPC，编码器可以确定所有LDPC参数，诸如但不限于奇偶校验矩阵、块长度等。如果每个LDPC编码规则需要额外的符号，则编码器可以更新相关的LDPC参数，并且还更新最后的符号的编码位的数目NCBPS,Last以及最后的符号的信息位的数目NDBPS,Last。在414处，编码器可以计算后FEC填充位以填充最后的数据符号，例如，对于图1中的105处的后FEC填充。
在一个实现中，在应用如图3至图6所示的各种特定填充规则之后，可以重新计算最后的符号的编码位的数目(例如，参见图2中的208)。具体地，在LDPC的情况下，最后的符号NCBPS的编码位的数目NCBPS,Last被更新并且与最后的符号的信息位的数目NDBPS,Last一起使用以确定LDPC参数。例如，NCBPS,Last可以基于或来确定，其中R表示编码率，并且表示向上取整运算。
对于BCC和LDPC，在确定预FEC填充参数之后，NCBPS,Last可以用作用于数据传输的输出位的数目(例如，在图1中的135处)。
如图3至图6所示的用于配置编码参数的特定填充规则的各种示例可以可互换地、动态地或以组合方式使用。特定填充规则也可以应用于当使用空时分组码(STBC)时的场景。例如，当采用STBC时，不同地计算符号的数目NSYM，但是最后的符号的编码位的数目NCBPS,Last或者最后的符号的信息位的数目NDBPS,Last可以以与图3至图6中描述的类似的方式获得。
尽管已经在本文中示出和描述了本公开的各种实施例，但是对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例仅作为示例提供。在不偏离本公开的情况下，本领域技术人员现在将想到很多变化、改变和替换。应当理解，可以在实践本公开时采用本文中描述的本公开的实施例的各种替代方案。意图是以下权利要求限定本公开的范围，并且由此涵盖在这些权利要求及其等同物的范围内的方法和结构。
以上仅仅是对本公开的原理的说明，并且可以在不脱离本公开的范围的情况下进行各种修改。提供本公开的上述实施例是为了说明而非限制的目的，并且本公开仅由所附权利要求限制。

Claims (20)

1.一种用于填充正交频分复用(OFDM)符号的信号扩展的方法，所述方法包括：
在收发器处获取用于传输的多个数据符号；
确定所述多个数据符号中的最后的符号的信息位的数目不是整数值；
应用特定填充规则以向所述最后的符号添加填充位；
当所述最后的符号的所述信息位的数目已经改变时，确定所述最后的符号的编码位的数目；以及
基于所述最后的符号的所确定的编码位的数目来对用于数据传输的所述多个数据符号进行编码。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
对所述多个数据符号中的所述最后的符号应用信号扩展，其中所述最后的符号与来自所述多个数据符号的其它符号相比具有相对较短的长度，以及
其中当使用多个编码器时，所述最后的符号的所述信息位的数目被所述多个编码器划分。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于所述最后的符号的所述编码位的数目，在前向纠错编码之前向所述最后的符号添加多个填充位。
4.根据权利要求1所述的方法，其中应用所述特定填充规则还包括：
在编码之前向所述最后的符号添加多个填充位，其中所述填充位的数目等于最后的符号的信息位的数目；以及
在多个编码器上不均匀地分配所述多个填充位。
5.根据权利要求1所述的方法，其中应用所述特定填充规则还包括：
向所述最后的符号添加多个填充位以使得所述最后的符号的所述信息位的数目成为整数值；以及
在多个编码器上均匀地分配所述多个填充位。
6.根据权利要求1所述的方法，其中应用所述特定填充规则还包括对于多个编码器应用动态打孔。
7.根据权利要求1所述的方法，其中应用所述特定填充规则还包括通过执行向上取整运算或向下取整运算来强制所述最后的符号的所述信息位的数目成为整数值。
8.根据权利要求1所述的方法，其中应用所述特定填充规则还包括采用兼容值作为调度的数据子载波的数目，使得所述最后的符号的所述编码位的数目和所述最后的符号的所述信息位的数目都是整数。
9.根据权利要求1所述的方法，其中应用所述特定填充规则还包括：
通过进行向上取整运算或向下取整运算来确定所述最后的符号的所述编码位的数目的整数值；
基于所述最后的符号的所述编码位的数目的整数值来确定信号扩展参数；以及
在编码之前向所述最后的符号添加多个填充位。
10.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述最后的符号的所述编码位的数目还包括：
将所述最后的符号的所述信息位的已改变的数目除以编码率；以及
对除法的结果进行向上取整运算。
11.一种用于填充正交频分复用(OFDM)符号的信号扩展的系统，所述系统包括：
输入数据处理模块，用于获取用于传输的多个数据符号；
通信地耦合到所述输入数据处理模块的预编码填充模块，所述预编码填充模块被配置为确定所述多个数据符号中的最后的符号的信息位的数目不是整数值，应用特定填充规则以向所述最后的符号添加填充位，并且当所述最后的符号的所述信息位的数目已经改变时，确定所述最后的符号的编码位的数目；以及
编码模块，用于基于所述最后的符号的所确定的编码位的数目来对用于数据传输的所述多个数据符号进行编码。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述输入数据处理模块还被配置为：
对所述多个数据符号中的所述最后的符号应用信号扩展，其中所述最后的符号与来自所述多个数据符号的其它符号相比具有相对较短的长度，以及
其中当使用多个编码器时，所述最后的符号的所述信息位的数目被所述多个编码器划分。
13.根据权利要求11所述的系统，其中所述预编码填充模块还被配置为：
基于所述最后的符号的所述编码位的数目，在前向纠错编码之前向所述最后的符号添加多个填充位。
14.根据权利要求11所述的系统，其中所述预编码填充模块被配置为通过以下操作来应用所述特定填充规则：
在编码之前向所述最后的符号添加多个填充位，其中所述填充位的数目等于最后的符号的信息位的数目；以及
在多个编码器上不均匀地分配所述多个填充位。
15.根据权利要求11所述的系统，其中所述预编码填充模块被配置为通过以下操作来应用所述特定填充规则：
向所述最后的符号添加多个填充位；以及
在多个编码器上均匀地分配所述多个填充位。
16.根据权利要求11所述的系统，其中所述预编码填充模块被配置为通过对于多个编码器应用动态打孔来应用所述特定填充规则。
17.根据权利要求11所述的系统，其中所述预编码填充模块被配置为通过执行向上取整运算或向下取整运算来强制所述最后的符号的所述信息位的数目成为整数值来应用所述特定填充规则。
18.根据权利要求11所述的系统，其中所述预编码填充模块被配置为通过以下操作来应用所述特定填充规则：采用兼容值作为调度的数据子载波的数目，使得所述最后的符号的所述编码位的数目和所述最后的符号的所述信息位的数目都是整数。
19.根据权利要求11所述的系统，其中所述预编码填充模块被配置为通过以下操作来应用所述特定填充规则：
通过进行向上取整运算或向下取整运算来强制所述最后的符号的所述编码位的数目成为整数值；
基于所述最后的符号的所述编码位的数目的整数值来确定信号扩展参数；以及
在编码之前向所述最后的符号添加多个填充位。
20.根据权利要求11所述的系统，其中所述预编码填充模块被配置为通过以下操作来确定所述最后的符号的所述编码位的数目：
将所述最后的符号的所述信息位的已改变的数目除以编码率；以及
对除法的结果进行向上取整运算。
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