CN111200484A - 具有可变调制和编码的混合arq - Google Patents

具有可变调制和编码的混合arq Download PDF

Info

Publication number
CN111200484A
CN111200484A CN201911136433.9A CN201911136433A CN111200484A CN 111200484 A CN111200484 A CN 111200484A CN 201911136433 A CN201911136433 A CN 201911136433A CN 111200484 A CN111200484 A CN 111200484A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wlan
soft decoding
mcs
bit
bits
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911136433.9A
Other languages
English (en)
Inventor
张艳
张鸿远
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marvell Asia Pte Ltd
Original Assignee
Marvell World Trade Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Marvell World Trade Ltd filed Critical Marvell World Trade Ltd
Publication of CN111200484A publication Critical patent/CN111200484A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H04L1/18Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
    • H04L1/1812Hybrid protocols; Hybrid automatic repeat request [HARQ]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H04L1/18Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
    • H04L1/1812Hybrid protocols; Hybrid automatic repeat request [HARQ]
    • H04L1/1819Hybrid protocols; Hybrid automatic repeat request [HARQ] with retransmission of additional or different redundancy
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0002Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission rate
    • H04L1/0003Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission rate by switching between different modulation schemes
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/03Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
    • H03M13/05Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
    • H03M13/11Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits using multiple parity bits
    • H03M13/1102Codes on graphs and decoding on graphs, e.g. low-density parity check [LDPC] codes
    • H03M13/1105Decoding
    • H03M13/1111Soft-decision decoding, e.g. by means of message passing or belief propagation algorithms
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0002Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission rate
    • H04L1/0003Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission rate by switching between different modulation schemes
    • H04L1/0005Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission rate by switching between different modulation schemes applied to payload information
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0009Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the channel coding
    • H04L1/0013Rate matching, e.g. puncturing or repetition of code symbols
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0045Arrangements at the receiver end
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/0061Error detection codes
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/0071Use of interleaving
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H04L1/18Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
    • H04L1/1829Arrangements specially adapted for the receiver end
    • H04L1/1835Buffer management
    • H04L1/1845Combining techniques, e.g. code combining
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/04Wireless resource allocation
    • H04W72/044Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0453Resources in frequency domain, e.g. a carrier in FDMA
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/02Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12WLAN [Wireless Local Area Networks]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及具有可变调制和编码的混合ARQ。公开了一种用于接收WLAN数据传输的方法,包括:在第一WLAN设备处从远程WLAN设备接收WLAN传输,WLAN传输包括使用第一MCS而被调制和编码的第一比特,第一MCS与第一调制方案和第一前向纠错(FEC)编码速率相关联。针对第一比特计算第一软解码度量。接收与WLAN传输相对应的WLAN重传。WLAN重传包括使用第二MCS而被调制和编码的第二比特,第二MCS与第二调制方案和第二FEC编码速率相关联,第二MCS具有比第一MCS更好的误差性能。针对第二比特计算第二软解码度量。将第一软解码度量和第二软解码度量组合,以产生经组合的软解码度量。通过将FEC解码应用于经组合的软解码度量;来重建由WLAN传输所承载的数据。

Description

具有可变调制和编码的混合ARQ
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年11月20日提交的美国临时专利申请62/770,082的权益,其公开内容通过引用而被并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及无线局域网(WLAN),并且具体地涉及WLAN设备中的混合自动重传请求(HARQ)。
背景技术
各种通信系统使用自动重复请求(ARQ)方案以用于数据重传。例如,在2019年2月标题为“针对信息技术的IEEE草稿标准--系统之间的电信和信息交换;局域网和城域网--20特定要求-第11部分:无线局域网介质访问控制(MAC)和物理层(PHY)规范(IEEE DraftStandard for Information Technology--Telecommunications and InformationExchange Between Systems;Local and Metropolitan Area Networks--20SpecificRequirements-Part 11:Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and PhysicalLayer(PHY)Specifications)”的IEEE草案标准802.11REVmd D2.1(例如,第6.3.27节)中指定了用于无线局域网(WLAN)的ARQ和块确认(BA)机制。
美国专利9,876,614描述了用于WLAN的混合ARQ(HARQ)方案。描述了用于通过WLAN通信信道传输媒体访问控制(MAC)协议数据单元(MPDU)的方法。第一PHY数据单元在第一通信设备处被生成和传输。第一PHY数据单元具有:数据字段,该数据字段包括将被传输到第二通信设备的第一MPDU;以及PHY信号字段,该PHY信号字段包括被设置为指示第一MPDU的初始传输的传输版本字段的。响应于确定第一确认尚未被接收到,第二PHY数据单元在第一通信设备处被生成和传输。第二PHY数据单元具有数据字段和PHY信号字段,该数据字段包括第一MPDU的数据字段,该PHY信号字段包括被设置为指示第一MPDU的重传的传输版本字段。
呈现以上描述作为对本领域中的相关技术的整体概述,并且以上描述不应被解释为承认其包含的任何信息构成相对于本专利申请的现有技术。
发明内容
本文描述的实施例提供了一种用于接收无线局域网(WLAN)数据传输的方法。方法包括在第一WLAN设备处从远程WLAN设备接收WLAN传输,该WLAN传输包括使用第一调制和编码方案(MCS)而被调制和编码的第一比特,该第一MCS与第一调制方案和第一前向纠错(FEC)编码速率相关联。针对第一比特计算第一软解码度量。与WLAN传输相对应的WLAN重传从远程WLAN设备被接收。WLAN重传包括使用第二MCS而被调制和编码的第二比特,第二MCS与第二调制方案和第二FEC编码速率相关联,第二MCS具有比第一MCS更好的误差性能。针对第二比特计算第二软解码度量。第一软解码度量和第二软解码度量被组合,以产生经组合的软解码度量。通过将FEC解码应用于经组合的软解码度量,由WLAN传输承载的数据可以被重建。
在一些实施例中,方法还包括从第一WLAN设备向远程WLAN设备发送对以下内容的指示:由具有第一MCS的WLAN传输所承载的数据没有被成功重建;并且响应于指示,接收具有第二MCS的WLAN重传。
在一些实施例中,接收具有第二MCS的WLAN重传的第二比特包括:接收(i)不具有在具有第一MCS的WLAN传输中的对应的第一比特的一个或多个第二比特,以及(ii)具有在具有第一MCS的WLAN传输中的对应的第一比特的一个或多个第二比特。在实施例中,方法还包括在存储缓冲区中缓冲第一软解码度量,同时在存储缓冲区中保留用于第二比特的软解码度量的空间,该第二比特不具有对应的第一比特。在实施例中,方法还包括:在将第一软解码度量和第二软解码度量组合时:对于具有对应的第一比特的第二比特,在存储缓冲区中缓冲经组合的软解码度量,来代替对应的第一软解码度量;并且对于不具有对应的第一比特的第二比特,在存储缓冲区中所保留的空间中缓冲第二软解码度量。
在所公开的实施例中,将第一软解码度量和第二软解码度量组合包括将第一权重指派给第一软解码度量、将第二权重指派给第二软解码度量,第二权重比第一权重更高,以及将经加权的第一软解码度量和经加权的第二软解码度量组合。在另一实施例中,接收WLAN传输包括在第一子载波频率上接收第一比特,并且接收WLAN重传包括在不同于第一子载波频率的第二子载波频率上接收与第一比特相对应的第二比特。
根据本文描述的实施例,附加地提供了包括接收器和处理器的无线局域网(WLAN)设备。接收器被配置为:从远程WLAN设备接收WLAN传输,WLAN传输包括使用第一调制和编码方案(MCS)而被调制和编码的第一比特,第一MCS与第一调制方案和第一前向纠错(FEC)编码速率相关联;以及随后从远程WLAN设备接收与WLAN传输相对应的WLAN重传,WLAN重传包括使用第二MCS而被调制和编码的第二比特,第二MCS与第二调制方案和第二FEC编码速率相关联,第二MCS具有比第一MCS更好的误差性能。处理器被配置为针对第一比特计算第一软解码度量,针对第二比特计算第二软解码度量,将第一软解码度量和第二软解码度量组合,以产生经组合的软解码度量,并且通过将FEC解码应用于经组合的软解码度量,来重建由WLAN传输所承载的数据。
通过以下结合附图对实施例的详细描述,可以更全面地理解本公开,其中:
附图说明
图1是示意性地图示了根据本文描述的一个实施例的WLAN通信系统的框图;
图2是示意性地图示了根据本文描述的一个实施例的图1的系统中的WLAN设备的发射侧物理层(PHY)电路系统的框图;
图3是示意性地图示了根据本文描述的一个实施例的图1的系统中的WLAN设备的接收侧PHY电路系统的框图;
图4是示意性地图示了根据本文描述的一个实施例的将所接收的具有不同调制和编码方案(MCS)的原始传输和重传的软解码度量进行组合的过程的图;以及
图5是示意性地图示了根据本文描述的一个实施例的用于使用具有不同MCS的传输和重传的HARQ的方法的流程图。
具体实施方式
本文描述的实施例为诸如接入点(AP)和客户站(STA)的WLAN设备提供了混合自动重传请求(HARQ)技术。所公开的技术适用于前向信道(AP至STA)、反向信道(STA至AP)以及侧链信道(STA至STA)(如果使用)。这样,下面的描述涉及“发射器”(其可以包括AP或STA的发射器)和“接收器”(其可以包括AP或STA的接收器)。
在典型的HARQ方案中,根据实施例,发射器向接收器发送传输(例如,分组或帧)。在本上下文中,术语“分组”通常指代物理层(PHY)中的数据单元,而术语“帧”通常指代介质访问控制(MAC)层中的数据单元。接收器接收传输,针对所接收的数据的比特计算软比特,并且尝试基于软比特对FEC码进行解码。在本上下文中,术语“软比特”指代非二进制度量,该非二进制度量不仅指示数据值(例如,“0”或“1”)、而且指示该数据值的置信度或可靠性。软比特在本文中也称为软解码度量。软比特的一个示例是对数似然比(LLR)。
如果FEC解码失败,则接收器将失败通知给发射器,并且发射器发射重传。重传可以简单地完全重复传输和/或重传可以包括在传输中未发射的FEC的附加冗余比特。接收器接收重传,并针对所接收的重传比特计算软比特。
对于在传输和重传中都存在的比特,接收器将重传的软比特与传输的对应软比特进行组合。当重传是传输的重复副本时,接收器将重传的每个软比特与传输的对应比特的软比特组合(该方案有时称为Chase Combining-CC)。当重传还包括附加冗余比特时,接收器将出现在传输和重传中的对应比特的软比特组合,而仅出现在重传中的比特不进行组合(该方案有时称为增量式冗余-IR)。
接收器然后基于经组合的软比特再次尝试对FEC进行解码。如果需要,可以通过请求和接收一个或多个附加重传来重复该过程。通过以这种方式将软比特组合,HARQ方案实现了出色的误差性能,并且因此实现提高的吞吐量和容量。
在生成传输(原始传输或重传)时,发射器通常使用具有某个编码速率的前向纠错(FEC)码对数据进行编码,并且使用某个调制方案对数据进行调制。调制方案和编码速率的组合被称为调制和编码方案(MCS)。调制方案的非限制性示例是BPSK(每个符号一比特)、QPSK(每个符号两比特)、8-QAM(每个符号三比特)等。发射器通常从发射器和接收器所支持的MCS预定义集合中选择MCS。
集合中的MCS通常以误差性能的降序被排列。与高阶MCS相比,低阶MCS具有更好的误差性能,即,对不良信道条件(例如,不良信噪比(SNR)或高干扰)的鲁棒性更好。另一方面,低阶MCS频谱效率较低,即,比高阶MCS消耗更多带宽。为了获得更好的误差性能,与高阶MCS相比,低阶MCS具有低阶调制方案(每个符号更少的比特)和/或更低的编码速率(更多的冗余))。下面的描述将参考上述MCS的排序使用诸如“选择较高/较低的MCS”的术语。
当使用HARQ时,一个可能的解决方案是发射器在原始传输和随后的重传中使用相同的MCS。然而,发明人已发现,该解决方案在许多实际场景中表现不佳。例如,考虑使用不确切或不正确的信道知识选择原始传输的MCS的场景,或在初始MCS选择后信道发生很大变化的场景。例如,当发射器或接收器处于运动状态或发射器和接收器之间的视线被阻挡时,可能会发生这样的场景。
在这些场景中以及在其他各种场景中,使用与原始传输相同的MCS的重传提供很少或没有性能增益。换言之,在许多情况下,如果重传使用与原始传输相同的MCS,也很有可能失败。因为重传导致带宽开销,高速率的失败重传有时甚至会降低整个系统的性能。
本文描述的实施例提供了改进的HARQ技术,其中发射器使用比在对应的原始传输中所使用的MCS更低(更稳健)的MCS来生成重传。重传的MCS可以具有比原始传输的MCS更低阶的调制方案和/或更低的编码速率。
在所公开的实施例中,在接收到原始传输之后,接收器针对原始传输的比特计算软比特(诸如LLR的软解码度量),并且将软比特缓存(临时存储)在HARQ缓冲区中。如果对原始传输的解码失败,则接收器请求并随后从发射器接收重传。如上所述,重传使用更低的MCS(即,具有比在原始传输中所使用的MCS更好的误差性能的MCS)。
接收器针对重传的比特计算软比特,并且将重传的(新计算的)软比特与原始传输的对应软比特(在HARQ缓冲区中缓冲)组合。然后,接收器通过将FEC解码应用于经组合的软比特,重新尝试来重新构建由该传输所承载的数据。
下面详细描述所公开技术的若干实现示例。在一些实施例中,例如当FEC码是二进制卷积码(BCC)时,使重传中的MCS降阶包括选择较低的调制阶和/或较低的编码速率。在其他实施例中,例如当FEC码是低密度奇偶校验(LDPC)码时,使重传中的MCS降阶通过选择较低的调制阶但保留相同的编码速率而被执行。
当使用所公开的技术时,从使用原始传输的MCS所传输的软比特和使用重传的(较低阶)MCS传输的软比特来计算每个经组合的软比特。由于经组合的软比特部分地基于重传的更低阶MCS,因此即使针对原始传输的MCS选择不准确,接收器也很有可能将FEC码成功解码。
此外,由于原始传输和重传之间的MCS差异,重传中的某个比特很可能在与原始传输中对应的比特不同的子载波上(因此在不同的频率子带中)被传输。该特征还增加了所公开技术的鲁棒性,并且消除了对附加差异性测量的需要。
图1是示意性地图示根据本文描述的一个实施例的WLAN通信系统20的框图。系统20包括AP 24和STA 28。在实施例中,虽然不是必须的,但是AP 24和STA 28根据IEEE802.11标准之一(例如,802.11ac或802.11ax)进行操作。为了清楚起见,该图示出了单个AP24和单个STA 28。然而,现实生活中的系统通常包括多个STA 28并且可以包括多个AP 24。
在本示例中,AP 24包括AP处理器32、AP发射器(TX)36和一个或多个AP天线40。AP处理器32被配置为执行AP的各种处理任务(例如,各种媒体访问控制(MAC)和物理层(PHY)处理任务)。
在其他任务中,AP处理器32被配置为生成原始WLAN传输,原始WLAN传输传达意图去往STA 28的数据,并且响应于从STA 28接收的确认(ACK)和/或否定确认(NACK)而生成重传。如将在下面详细解释的,在一些实施例中,AP处理器32生成具有比对应的原始传输更低的MCS的重传。AP发射器36被配置为经由天线40向STA 28发送承载原始传输和重传的WLAN信号。
在图1的实施例中,STA 28包括一个或多个STA天线44、STA接收器(RX)48和STA处理器52。STA接收器48被配置为经由天线44从AP 24接收承载原始传输和重传的WLAN信号。STA处理器52被配置为执行STA的各种处理任务(例如,各种PHY和MAC处理任务)。
在其他功能中,STA处理器52被配置为将软比特计算、软比特组合和FEC解码应用于所接收的原始传输和重传的数据。如下所述,在一些实施例中,STA处理器52接收并处理原始传输和对应的重传,其中重传具有比原始传输更低的MCS。STA处理器52还被配置为生成用于请求来自AP 24的重传的ACK和/或NACK。
为了清楚起见,以上描述集中于前向信道通信中的HARQ(即,从AP 24到STA 28的数据传递)。然而,通常,AP 24和STA 28以及其组件也被配置为通过反向信道来通信(即,将数据从STA 28传递到AP24)。所公开的HARQ技术也适用于反向信道通信以及STA之间的侧链路通信(图中未显示)。为了清楚起见,仅通过示例的方式集中于前向信道。AP和STA在本文中被统称为WLAN设备。
图2是示意性地图示了根据本文描述的一个实施例的WLAN设备(在AP处理器32的当前示例元素中)的发射侧物理层(PHY)电路系统的框图。在图2的实施例中,AP处理器32包括以下块的级联或管线:
■预FEC填充块60被配置为填充原始传输的输入数据,以准备进行FEC编码。
■加扰器61被配置为通过利用加扰序列的按位乘法来对所填充的数据进行加扰。
■FEC编码器64被配置为利用FEC对数据进行编码。在一些实施例中,FEC码包括二进制卷积码(BCC)。在其他实施例中,FEC码包括低密度奇偶校验(LDPC)码。备选地,可以使用任何其他合适类型的FEC。
■HARQ缓冲区62被配置为存储原始传输的经编码的比特(从FEC编码器64的输出中获取)。对应的重传直接从HARQ缓冲区62获得经编码的比特,而不是再次对相同数据进行编码。
■FEC后填充块68被配置为填充由FEC编码器64和HARQ缓冲区62产生的经编码的数据。
■流解析器76被配置为将经编码的比特分离为空间流。
■交织器84(通常每空间流一个)被配置为将每个流内的数据进行交织。每个交织器84接收相应空间流的比特,并以经修改的顺序输出空间流的比特。为了清楚起见,在本示例中仅示出了两个交织器。
■星座映射器92(通常每空间流一个)被配置为将数据映射到星座符号(即,调制数据)上。为了清楚起见,在本示例中仅描绘了两个映射器。
■空时分组编码(STBC)编码器96被配置为应用STBC编码(在多个不同空间流上冗余地发送数据的发送分集方案)。
■循环移位分集(CSD)块100被配置为通过在空间流之间应用延迟移位或相移来实现发射分集。
■空间多路复用块104被配置为将空间多路复用应用于空间流(例如,在意在的接收器或多个接收器方向上操纵一个或多个有向传输波束的波束形成)。
■离散傅立叶逆变换(IDFT)块108(通常每天线40一个)被配置为通过将IDFT应用于信号样本的矢量,来将空间复用信号变换到时域。
■窗口块112(通常每天线40一个)被配置为在每个待发射的符号之后添加保护间隔(GI),然后应用窗口滤波器以用于对信号进行频谱整形以匹配期望的频谱掩码。
■模拟和RF模块116(通常每天线40一个)被配置为将信号转换成模拟射频(RF)信号,以用于通过天线40进行传输。
在典型的流程中,上述管线接收用于传输(原始传输)的新数据(例如,分组或帧)和对需要被重传的数据(例如,分组或帧)的指示。原始传输的数据在编码器64中经过FEC编码,并且经编码的比特被存储在HARQ缓冲区62中。如果某些数据必须被重传,则从HARQ缓冲区62中取回该数据的经编码的比特,该缓冲区对已经在最初被发送的经编码的比特进行缓冲,而不需再次对相同的数据进行重新编码。
图3是示意性地图示了根据本文描述的一个实施例的WLAN设备(在STA处理器52的当前示例元素中)的接收侧PHY电路系统的框图。在图3的实施例中,STA处理器52包括以下块的级联:
■多个解调器120(通常每空间流一个)被配置为将所接收的空间流解调,并针对所接收的数据(原始传输和/或重传)计算软比特(软解码度量)。为了清楚起见,在本示例中,在图中仅看到两个解调器。
■多个解交织器124(通常每空间流一个)被配置为对所接收的空间流的经解调的软比特进行解交织。为了清楚起见,在本示例中,在图中仅看到两个解交织器。
■流逆解析器128被配置为对空间流进行逆解析,以产生软比特的单个复合流。
■软组合解调器136被配置为将原始传输和对应重传的对应比特的软比特进行组合,以产生经组合的软比特。可以使用任何合适类型的软比特(例如,对数似然比(LLR))。
■HARQ缓冲区140被用于临时存储软比特,以用于由解调器136进行组合的目的。例如,在接收到原始传输之后,解调器136将针对传输的比特所计算的软比特存储在缓冲区140中。在接收到对应的重传之后,解调器136将原始传输中的比特的软比特(存储在HARQ缓冲区140中)与重传中的对应比特的新计算的软比特进行组合,并将经组合的软比特存储在HARQ缓冲区中。如上所述,如果经组合的软比特仍然不足以成功解码,则可以使用相同的HARQ过程来请求附加的重传。
■FEC解码器144被配置为对由编码器64所应用的FEC进行解码。如上所述,FEC码可以包括BCC、LDPC码或任何其他合适的FEC码。
■解扰器148被配置为通过利用由加扰器61所使用的加扰序列的逐位乘法来对软比特流进行解扰。
仅以示例的方式描述了图1的系统20、AP 24和STA 28的配置以及它们的组件(诸如,图2中所示的AP处理器32的元件和图3中所示的STA处理器52的元件)。在备选实施例中,可以使用任何其他合适的配置。例如,在图2和图3的示例配置中,加扰器61在发射侧PHY电路系统(图2)中的FEC编码器64之前,并且解扰器148在接收侧PHY电路系统(图3)中的FEC解码器144之后。在备选实施例中,可以分别在发射侧和接收侧PHY处理的其他合适阶段执行加扰和解扰。在于2019年9月26日提交的美国专利申请16/583,295中公开了其中在加扰之前执行FEC编码以及在FEC解码之前执行解扰的示例配置,其已被转让给本专利申请的受让人,并且其公开内容通过引用而被并入本文。
可以诸如在一个或多个专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、或使用软件或使用硬件和软件元件的组合的RF集成电路(RFIC)中,使用专用硬件或固件(例如,硬连线或可编程组件)来实现AP 24和STA 28的各种元件。。
在一些实施例中,AP 24和/或STA 28的某些元件(例如,AP处理器32和/或STA处理器52的某些功能)在以软件或固件编程为执行本文描述的功能的一个或多个可编程处理器中被实现。软件可以例如通过网络以电子形式被下载到一个或多个处理器,或者可以备选地或附加地被提供和/或存储在瞬态有形介质(例如,磁性、光学或电子存储器)上。
图4是示意性地图示了根据本文描述的一个实施例的将所接收的原始传输和所接收的具有不同MCS的重传的软解码度量进行组合的过程的图。在该实施例中,FEC码包括BCC。所使用的最低(最稳健)编码速率是1/2。当使用该编码速率时,给定传输的数据(例如,分组或帧)包括速率1/2码字。
在各种MCS中使用的所有其他(较高)编码速率通过打孔(puncture)而被实现,即通过发送速率1/2码字的比特的选定子集来实现。对于给定的编码速率(例如,2/3、3/4或5/6),在本文中将发送的速率1/2码字的比特称为“已发送比特”,没有被发送的速率1/2码字在本文中被称为“被打孔的比特”。如上所述,MCS在调制顺序(每个符号的比特数)上也可以彼此不同。
在实施例中,不论针对原始传输所选择的实际MCS如何,当在AP处理器32中生成原始传输时,FEC编码器64以1/2的编码速率对数据进行编码。FEC编码器64将所得的速率1/2码字存储在HARQ缓冲区62中。图4的顶部(在该阶段的缓冲区在图中标记为151)示出了在HARQ缓冲区62中缓冲的速率1/2码字。为了避免混淆,在图中AP 24的HARQ缓冲区62被表示为“TX HARQ BUFFER”,并且STA 28的HARQ缓冲区140被表示为“RX HARQ BUFFER”。
当发射原始传输时,AP处理器32根据所选择的MCS从TX HARQ缓冲区62读取适当的比特(如果MCS指明速率为1/2,则读取所有比特;或者如果MCS指明较低的编码速率,则选择被打孔的比特的子集)。针对原始传输选择的MCS在图中被表示为MCS1。将从TX HARQ缓冲区62读取的比特提供给FEC后填充块68以用于后续处理。在图4的示例中,MCS1指明高于1/2的编码速率,并且因此执行打孔。被打孔以实现MCS1编码速率的原始传输在图中被表示为150。
当在STA 28处接收到原始传输150时,STA处理器52针对原始传输所接收的比特来计算软比特。在本示例中,软比特包括LLR。STA处理器52将LLR存储在RX HARQ缓冲区140中。由于MCS1指明高于1/2的编码速率,所以所接收的比特仅包括速率1/2码字的比特的子集。对应地,计算更少的LLR。
然而,在实施例中,STA处理器52根据速率1/2码字中的原始比特位置来将LLR存储在RX HARQ缓冲区140中。对于被打孔的比特(实际上没有接收比特并且没有计算LLR),STA处理器52将RX HARQ缓冲区140中的对应值设置为零。
换言之,被用于在RX HARQ缓冲区140中缓冲原始传输的LLR的总缓冲空间与速率1/2码字的原始大小相对应,而与MCS1的实际编码速率无关。对于所发送的比特,HARQ缓冲区保存所计算的LLR的值。对于任何被打孔的比特,HARQ缓冲区保持零值。图4的中间示出了在该阶段的RX HARQ缓冲区140的配置(标记为153)。
在稍后的时间,AP处理器32被要求使用被表示为MCS2的一些较低阶的MCS来发送重传。MCS2的编码速率低于MCS1。当生成重传时,AP处理器32从HARQ缓冲区62中读取速率1/2码字的适当的比特子集(对应于MCS2的编码速率的比特子集)。将这些比特提供给FEC后填充块68以用于后续处理。以这种方式,即使当切换到不同的MCS时,也不需要附加的FEC编码来生成重传。被打孔来实现MCS2的编码速率的重传在图中被标记为154。
当重传154在STA 28处被接收到时,STA处理器52针对所接收的重传比特计算LLR。然后,STA处理器52将重传的每个(新计算的)LLR与原始传输的对应LLR(被缓冲在RX HARQ缓冲区140中)进行组合。STA处理器52将得到的经组合的LLR就地存储在RX HARQ缓冲区140中(即,在缓冲区中与原始传输的对应LLR相同的位置处)。
针对所发送的比特和被打孔的比特都执行该过程。如果对于重传的某个LLR,RXHARQ缓冲区140中的对应LLR等于零(因为该比特在原始传输中被打孔),则经组合的LLR将等于重传的LLR。(如上所述,通过存储零值代替被打孔的比特,STA处理器52在RX HARQ缓冲区140中针对不具有原始传输中对应比特的重发比特的LLR保留空间。)
在图4的最底部示出了该阶段的RX HARQ缓冲区140的配置(标记为155)。然后,STA处理器52(更具体地,FEC解码器144)通过将FEC解码应用于RX HARQ缓冲区140中的经组合的LLR,来重新尝试重建数据。在这种情况下,根据MCS2的编码速率来执行FEC解码。
图4所示的过程是仅出于清楚起见而描述的示例过程。在备选实施例中,可以使用任何其他合适的过程。例如,在备选实施例中,当发送重传时,AP处理器32不发送BCC码字的所有比特,而是仅发送被打孔并且在原始传输中不发送的比特。换言之,AP处理器32仅发送由于切换到较低MCS而添加到BCC码字的比特。在这些实施例中,LLR组合相当于利用针对重传的接收比特所计算的LLR来替换RX HARQ缓冲区140中的零值。
上面的描述主要涉及BCC。在备选实施例中,FEC码包括LDPC码。在示例实施例中,当使用LDPC时,所有MCS使用相同的编码速率,并且仅在调制顺序上彼此不同。单个编码速率的使用大大简化了AP处理器和STA处理器的实现。
图5是示意性地示出了根据本文描述的一个实施例的使用具有不同MCS的传输和重传的HARQ的方法的流程图。方法开始于原始传输操作160,其中AP 24中的AP处理器32生成原始传输,并且AP TX 36向STA28发送原始传输。原始传输使用某个选定的MCS而被生成。在原始接收操作164处,STA 28的STA RX 48接收原始传输。STA处理器52针对所接收的传输比特计算LLR,并尝试基于LLR对FEC码进行解码。
在检查操作168处,STA处理器52检查FEC解码是成功还是失败。如果FEC解码成功,则STA处理器52提供经解码的数据以用于进一步处理,并且该方法终止。否则,如果FEC解码失败,则STA处理器52在重传请求操作176处从AP 24请求重传。在重传操作180处,AP处理器32使用比原始传输中所使用的MCS更低阶的MCS来生成重传。AP TX 36向STA 28发送重传。
在重传接收操作184处,STA 28的STA RX 48接收重传。STA处理器52针对所接收的重传的比特计算LLR,并且将重传的LLR与在HARQ缓冲区140中缓冲的原始传输的对应LLR进行组合。尽管原始传输和重传之间的MCS有所不同,但是STA处理器52例如使用以上图4的技术对LLR进行组合。STA处理器52使用经组合的LLR重新尝试对FEC码进行解码。然后,方法循环回到上面的检查操作168,以检查FEC解码是否成功,并且可以请求附加的重传。
图5所示的过程是仅出于清楚起见进行描述的示例过程。在备选实施例中,可以使用任何其他合适的过程。例如,在一个实施例中,因为重传使用了更稳健的MCS,当将LLR组合时,STA处理器52向重传的LLR指派比被指派给传输的LLR的权重更高的权重。在该实施例中,STA处理器52通过将重传的经加权的LLR和原始传输的经不同加权的LLR进行组合来产生经组合的LLR。
在一些实施例中,AP 24使用正交频域复用(OFDM)来发送原始传输和重传。在这些实施例中,AP处理器32生成OFDM符号序列,每个OFDM符号包括具有相应子载波频率的多个子载波。传输或重传的数据被调制到子载波上。由于原始传输和对应重传之间的MCS差异,重传中的某个比特可能会在与原始传输中的对应比特不同的子载波上(因此在不同的频率子带中)发射(并由接收器接收)。该特征引入了进一步提高了所公开技术的鲁棒性的频率分集。
注意,上述实施例仅作为示例被引用,并且本发明不限于上文已具体示出和描述的内容。相反,本发明的范围包括上述各种特征的组合和子组合,以及本领域技术人员在阅读前述说明后将想到的并且在本现有技术中未公开的其变型和修改。通过引用并入本专利申请的文件应被认为是本申请的组成部分,除非在这些所并入的文件中以与本说明书中明确或隐含的定义相抵触的方式定义了任何术语,否则应考虑本说明书中的定义。

Claims (14)

1.一种用于接收无线局域网(WLAN)数据传输的方法,所述方法包括:
在第一WLAN设备处从远程WLAN设备接收WLAN传输,所述WLAN传输包括使用第一调制和编码方案(MCS)调制和编码的第一比特,所述第一MCS与第一调制方案和第一前向纠错(FEC)编码速率相关联;
计算针对所述第一比特的第一软解码度量;
从所述远程WLAN设备接收与所述WLAN传输相对应的WLAN重传,所述WLAN重传包括使用第二MCS调制和编码的第二比特,所述第二MCS与第二调制方案和第二FEC编码速率相关联,所述第二MCS具有比所述第一MCS更好的误差性能;
计算针对所述第二比特的第二软解码度量;
将所述第一软解码度量和所述第二软解码度量组合,以产生经组合的软解码度量;以及
通过将FEC解码应用于所述经组合的软解码度量,来重建由所述WLAN传输所承载的数据。
2.根据权利要求1所述的方法,还包括:
从所述第一WLAN设备向所述远程WLAN设备发送对以下的指示:由具有所述第一MCS的所述WLAN传输所承载的所述数据没有被成功重建;以及
响应于所述指示而接收具有所述第二MCS的所述WLAN重传。
3.根据权利要求1所述的方法,其中接收具有所述第二MCS的所述WLAN重传的所述第二比特包括接收:(i)不具有在具有所述第一MCS的所述WLAN传输中的对应第一比特的一个或多个第二比特,以及(ii)具有在具有所述第一MCS的所述WLAN传输中的对应第一比特的一个或多个第二比特。
4.根据权利要求3所述的方法,还包括在存储缓冲区中缓冲所述第一软解码度量,同时在所述存储缓冲区中保留用于不具有对应第一比特的所述第二比特的所述软解码度量的空间。
5.根据权利要求4所述的方法,还包括在将所述第一软解码度量和所述第二软解码度量组合时:
对于具有对应第一比特的所述第二比特,在所述存储缓冲区中缓冲所述经组合的软解码度量,而不是缓冲对应的所述第一软解码度量;以及
对于不具有对应第一比特的所述第二比特,在所述存储缓冲区中所保留的所述空间中缓冲所述第二软解码度量。
6.根据权利要求1所述的方法,其中将所述第一软解码度量和所述第二软解码度量组合包括:将第一权重指派给所述第一软解码度量,将第二权重指派给所述第二软解码度量,所述第二权重比所述第一权重更高,以及将经加权的所述第一软解码度量和经加权的所述第二软解码度量组合。
7.根据权利要求1所述的方法,其中接收所述WLAN传输包括在第一子载波频率上接收第一比特,并且其中接收所述WLAN重传包括在与所述第一子载波频率不同的第二子载波频率上接收与所述第一比特相对应的第二比特。
8.一种无线局域网(WLAN)设备,包括:
接收器,被配置为:
从远程WLAN设备接收WLAN传输,所述WLAN传输包括使用第一调制和编码方案(MCS)调制和编码的第一比特,所述第一MCS与第一调制方案和第一前向纠错(FEC)编码速率相关联;以及
随后从所述远程WLAN设备接收与所述WLAN传输相对应的WLAN重传,所述WLAN重传包括使用第二MCS调制和编码的第二比特,所述第二MCS与第二调制方案和第二FEC编码速率相关联,所述第二MCS具有比所述第一MCS更好的误差性能;以及
处理器,被配置为:
计算针对所述第一比特的第一软解码度量;
计算针对所述第二比特的第二软解码度量;
将所述第一软解码度量和所述第二软解码度量组合,以产生经组合的软解码度量;以及
通过将FEC解码应用于所述经组合的软解码度量,来重建由所述WLAN传输所承载的数据。
9.根据权利要求8所述的WLAN设备,其中所述处理器被配置为:
向所述远程WLAN设备发送对以下的指示:由具有所述第一MCS的所述WLAN传输所承载的所述数据没有被成功重建;以及
响应于所述指示而接收具有所述第二MCS的所述WLAN重传。
10.根据权利要求8所述的WLAN设备,其中所述接收器被配置为通过接收以下项来接收具有所述第二MCS的所述WLAN重传的所述第二比特:(i)不具有在具有所述第一MCS的所述WLAN传输中的对应第一比特的一个或多个第二比特,以及(ii)具有在具有所述第一MCS的所述WLAN传输中的对应第一比特的一个或多个第二比特。
11.根据权利要求10所述的WLAN设备,其中所述处理器被配置为在存储缓冲区中缓冲所述第一软解码度量,同时在所述存储缓冲区中保留用于不具有对应第一比特的所述第二比特的所述软解码度量的空间。
12.根据权利要求11所述的WLAN设备,其中在将所述第一软解码度量和所述第二软解码度量组合时,所述处理器被配置为:
对于具有对应第一比特的所述第二比特,在所述存储缓冲区中缓冲所述经组合的软解码度量,而不是缓冲对应的所述第一软解码度量;以及
对于不具有对应第一比特的所述第二比特,在所述存储缓冲区中所保留的所述空间中缓冲所述第二软解码度量。
13.根据权利要求8所述的WLAN设备,其中所述处理器被配置为:将第一权重指派给所述第一软解码度量,将第二权重指派给所述第二软解码度量,所述第二权重比所述第一权重更高,以及将经加权的所述第一软解码度量和经加权的所述第二软解码度量组合。
14.根据权利要求8所述的WLAN设备,其中所述接收器被配置为:在第一子载波频率上接收所述WLAN传输的第一比特,并且在与所述第一子载波频率不同的第二子载波频率上接收与所述WLAN传输的所述第一比特相对应的所述WLAN重传的第二比特。
CN201911136433.9A 2018-11-20 2019-11-19 具有可变调制和编码的混合arq Pending CN111200484A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862770082P 2018-11-20 2018-11-20
US62/770,082 2018-11-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111200484A true CN111200484A (zh) 2020-05-26

Family

ID=68609942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911136433.9A Pending CN111200484A (zh) 2018-11-20 2019-11-19 具有可变调制和编码的混合arq

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11212030B2 (zh)
EP (1) EP3657717B1 (zh)
CN (1) CN111200484A (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220053371A1 (en) * 2020-08-14 2022-02-17 Newracom, Inc. Padding method for aggregated ppdu in enhancement of ieee 802.11ax

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100566241B1 (ko) 2001-11-19 2006-03-29 삼성전자주식회사 이동통신시스템에서 연성 심볼 결합 장치 및 방법
US8620334B2 (en) * 2009-03-13 2013-12-31 Interdigital Patent Holdings, Inc. Method and apparatus for carrier assignment, configuration and switching for multicarrier wireless communications
WO2014106820A1 (en) * 2013-01-04 2014-07-10 Marvell World Trade Ltd. Enhanced buffering of soft decoding metrics
US10135582B1 (en) 2013-12-26 2018-11-20 Marvell International Ltd. Systems and methods for introducing time diversity in WiFi transmissions
US9876614B1 (en) 2014-01-20 2018-01-23 Marvell International Ltd. Hybrid automatic repeat request for wireless local area network
US10153868B2 (en) 2015-06-12 2018-12-11 Apple Inc. Hybrid automatic repeat request (H-ARQ) for a wireless local area network

Also Published As

Publication number Publication date
EP3657717A1 (en) 2020-05-27
EP3657717B1 (en) 2021-09-22
US11212030B2 (en) 2021-12-28
US20200162187A1 (en) 2020-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9525513B2 (en) Methods and apparatus to improve performance and enable fast decoding of transmissions with multiple code blocks
KR100594021B1 (ko) 무선통신 시스템에서 패킷 송수신을 위한 비트 스크램블링방법 및 장치
US8060802B2 (en) Automatic repeat request (ARQ) apparatus and method of multiple input multiple output (MIMO) system
US11134493B2 (en) WLAN physical layer design for efficient hybrid ARQ
US8514959B2 (en) MIMO transmitting apparatus, and data retransmitting method in MIMO system
US11387936B2 (en) Hybrid automatic repeat request (HARQ) retransmission schemes for a wireless local area network (WLAN)
US8726131B2 (en) Spatial multiplexing communication system with enhanced codeword mapping with flexible rate selection on each spatial layer and with single HARQ process
KR20090047339A (ko) 복호화 실패 또는 신뢰도에 따라 패킷을 재전송하는 방법
EP3657717B1 (en) Hybrid arq with varying modulation and coding
US20090046797A1 (en) Method and System for Retransmitting Data Packets
CN113366785B (zh) 用于重传mac协议数据单元(mpdu)的通信发射器
US11374704B2 (en) Mapping bit positions using predicted error values
EP3868044B1 (en) Devices and methods for supporting harq for ieee 802.11
KR101486080B1 (ko) 다중안테나를 이용한 데이터 전송방법
KR20100108607A (ko) 패킷 재송신 및 수신 방법과 이를 이용하는 무선 디바이스
WO2024099857A1 (en) Communication device and method

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20200529

Address after: Hamilton, Bermuda

Applicant after: Marvell International Ltd.

Address before: Saint Michael

Applicant before: MARVELL WORLD TRADE Ltd.

Effective date of registration: 20200529

Address after: Ford street, Grand Cayman, Cayman Islands

Applicant after: Kaiwei international Co.

Address before: Hamilton, Bermuda

Applicant before: Marvell International Ltd.

Effective date of registration: 20200529

Address after: Singapore City

Applicant after: Marvell Asia Pte. Ltd.

Address before: Ford street, Grand Cayman, Cayman Islands

Applicant before: Kaiwei international Co.

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200526