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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft das Dekodieren eines kodierten Datenblocks. Insbesondere betrifft die Erfindung das Dekodieren eines kodierten Datenblocks, der in einem Empfänger empfangen worden ist.
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Hintergrund
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Ein Funkzugriffsnetzwerk ermöglicht die Kommunikation von Einheiten untereinander über einen kabellosen Funkkanal. Beispielsweise ist eine Anwendereinrichtung (UE) in der Lage, mit Netzwerkelementen, etwa einer Basisstation (oder „Knoten B”) über ein Funkzugriffsnetzwerk zu kommunizieren. Wenn Einheiten miteinander kommunizieren, müssen sie Standardprotokolle einhalten, so dass die Einheit die von anderen Einheiten empfangenen Daten in korrekter Weise übersetzen kann. Das Partnerschaftsprojekt der dritten Generation (3GPP) ist ein kabelloses Funkstandardprotokoll, das verwendet werden kann.
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In dem 3GPP-Protokoll kann die Hybrid-Automatik-Wiederholanforderungs-(HARQ)Kommunikation eingerichtet sein. In der HARQ-Kommunikation werden Datenblöcke zur Übertragung von einem Sender (beispielsweise einem Knoten B) zu einem Empfänger (beispielsweise einer UE) kodiert. Wenn kodierte Datenblöcke von dem Sender zum Empfänger übertragen werden, können während der Übertragung einige Datenblöcke beschädigt oder verloren werden. Dies kann ein Problem im Empfänger hervorrufen, wenn der Empfänger versucht, die Datenblöcke zu dekodieren. Gemäß dem HARQ-Protokoll werden Datenblöcke so kodiert, dass sie viele Erkennungsbits (beispielsweise zyklische Redundanzprüf-(CRC)Bits) und/oder Fehlerkorrekturbits (beispielsweise Vorwärtsfehlerkorrektur-(FEC)Bits) enthalten, um dem Empfänger zu helfen, die Datenblöcke in korrekter Weise zu dekodieren.
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Ein Empfänger versucht, die von einem Sender empfangenen kodierten Datenblöcke zu dekodieren und kann die Fehlerkorrekturbits, die in den Datenblöcken enthalten sind, für diesen Dekodiervorgang verwenden. Die Fehlererkennungsbits werden verwendet, um zu bestimmen, ob die Datenblöcke in korrekter Weise im Empfänger dekodiert worden sind, beispielsweise durch Ausführen einer CRC-Prüfung an den dekodierten Datenblöcken. Ein Fehler beim Dekodieren eines Datenblocks wird durch einen Fehler der CRC-Prüfung für die zugehörigen Datenbits angegeben. Datenblöcke, die nicht erfolgreich vom Empfänger nach dem ersten Übertragungsversuch dekodiert wurden, können wiederholt vom Sender neu gesendet werden, bis sie im Empfänger erfolgreich dekodiert sind. In einigen Systemen kann der Empfänger eine erneute Sendung von nicht korrekt dekodierten Datenblöcken anfordern. In anderen Systemen kann der Sender periodisch die kodierten Datenblöcke senden, bis eine Bestätigung vom Empfänger empfangen wird, die angibt, dass die Datenblöcke im Empfänger in korrekter Weise dekodiert sind.
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In einem Empfänger, in welchem das 3GPP-Langtermentwicklungs-(LTE)Protokoll eingerichtet ist, bestimmt der Empfänger zum Dekodieren der empfangenen Datenbits eines Datenblocks weiche Informationswerte bzw. Soft-Informationswerte (beispielsweise logarithmische Wahrscheinlichkeitsverhältnis-(LLR)Werte) für entsprechende kodierte Bits, wobei jeder weiche Informationswert 8 Bits aufweist und die Wahrscheinlichkeit angibt, dass ein entsprechendes kodiertes Datenbit Null ist. Wenn die weichen Informationswerte (oder „HARQ-Information”) 8-Bit-LLR-Werte umfassen, die mit Vorzeichen behaftet sind, gibt jeder LLR-Wert einen Wert in einem Bereich von [–127, 127] an. Ein positiver Wert zeigt eine höhere Wahrscheinlichkeit an, dass das entsprechende kodierte Bit (oder „Codewort-Bit”) 0 ist, während ein negativer Wert eine höhere Wahrscheinlichkeit bezeichnet, dass das kodierte Bit eine 1 ist. Beispielsweise zeigt ein LLR-Wert von:
- • –127 an, dass das entsprechende kodierte Bit ”definitiv 1” ist;
- • –100 an, dass das entsprechende kodierte Bit ”sehr wahrscheinlich 1” ist;
- • 0 an, dass das entsprechende kodierte Bit ”mit gleich hoher Wahrscheinlichkeit entweder 0 oder 1” ist;
- • 100 an, dass das entsprechende kodierte Bit mit ”hoher Wahrscheinlichkeit 0” ist, und
- • 127 an, dass das entsprechende kodierte Bit ”definitiv 0” ist.
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In der HARQ-Kommunikation werden die weichen Informationswerte (beispielsweise LLR-Werte für jedes turbo-kodierte gesendete Bit des Datenblocks), die in jedem fehlgeschlagenen Dekodierversuch verwendet werden, gespeichert und für weitere Dekodierversuche erneut verwendet. Wenn ein kodierter Datenblock erneut gesendet wird, ermittelt der Empfänger die weichen Informationswerte für die erneut gesendeten kodierten Datenbits des kodierten Datenblocks und kombiniert diese neuen weichen Informationswerte mit den weichen Informationswerten, die aus vorhergehenden Versuchen gespeichert wurden, um den Datenblock zu dekodieren. Die kombinierten weichen Informationswerte können verwendet werden, um zu versuchen, den kodierten Datenblock zu dekodieren.
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Überlick
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Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Dekodieren eines kodierten Datenblocks bereitgestellt, der in einem Empfänger empfangen wird. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren: Empfangen mehrerer erster kodierter Datenbits, die den kodierten Datenblock repräsentieren; Bestimmen erster weicher Informationswerte, die jeweiligen Datenbits der empfangenen mehreren ersten kodierten Datenbits entsprechen, wobei jeder der weichen Informationswerte eine Wahrscheinlichkeit eines entsprechenden kodierten Datenbits angibt, dass dieses einen speziellen Wert besitzt; Ausführen eines Kodierungsversuchs an dem kodierten Datenblock unter Anwendung der ersten weichen Informationswerte; Komprimieren der ersten weichen Informationswerte; Veranlassen, dass die komprimierten ersten weichen Informationswerte in einem Datenspeicher gespeichert werden; Empfangen mehrerer zweiter kodierter Datenbits, die den kodierten Datenblock repräsentieren; Bestimmen zweiter weicher Informationswerte, die entsprechenden Datenbits der empfangenen mehreren zweiten kodierten Datenbits entsprechen; Abrufen der komprimierten ersten weichen Informationswerte aus dem Datenspeicher; Dekomprimieren der abgerufenen ersten weichen Informationswerte; Kombinieren der dekomprimierten ersten weichen Informationswerte mit den zweiten weichen Informationswerten; und Ausführen eines Dekodierungsversuchs an dem dekodierten Datenblock unter Anwendung der kombinierten weichen Informationswerte.
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Gemäß einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung einen Empfänger bereit, der ausgebildet ist, einen empfangenen kodierten Datenblock zu dekodieren. In einer Ausführungsform umfasst der Empfänger: ein Empfängermodul, das ausgebildet ist, mehrere erste kodierte Datenbits zu empfangen, die den kodierten Datenblock repräsentieren, wobei das Empfängermodul ferner ausgebildet ist, mehrere zweite kodierte Datenbits zu empfangen, die den kodierten Datenblock repräsentieren; ein Bestimmungsmodul, das ausgebildet ist, erste weiche Informationswerte, die entsprechenden Datenbits der empfangenen mehreren ersten kodierten Datenbits entsprechen, zu bestimmen bzw. zu ermitteln, wobei das Bestimmungsmodul ferner ausgebildet ist, zweite weiche Informationswerte zu bestimmen bzw. zu ermitteln, die entsprechenden Datenbits der empfangenen mehreren zweiten kodierten Datenbits entsprechen, wobei jeder der weichen Informationswerte eine Wahrscheinlichkeit angibt, dass ein entsprechendes kodiertes Datenbit einen speziellen Wert besitzt; einen Dekodierer, der ausgebildet ist, einen Dekodierversuch an dem kodierten Datenblock unter Anwendung der ersten weichen Informationswerte auszuführen; ein Komprimiermodul, das ausgebildet ist, die ersten weichen Informationswerte zu komprimieren, wobei der Empfänger ausgebildet ist zu veranlassen, die komprimierten ersten weichen Informationswerte in einem Datenspeicher zu speichern; ein Dekomprimiermodul, das ausgebildet ist, die komprimierten ersten weichen Informationswerte, die aus dem Datenspeicher abgerufen sind, zu empfangen und die abgerufenen ersten weichen Informationswerte zu dekomprimieren; und ein Kombiniermodul, das ausgebildet ist, die dekomprimierten ersten weichen Informationswerte mit den zweiten weichen Informationswerten zu kombinieren, wobei der Dekodierer ferner ausgebildet ist, einen Dekodierversuch an dem dekodierten Datenblock unter Anwendung der kombinierten weichen Informationswerte auszuführen.
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Gemäß einem dritten Aspekt stellt die Erfindung ein Computerprogrammprodukt bereit, das ausgebildet ist, einen kodierten Datenblock, der in einem Empfänger empfangen ist, zu dekodieren. In einer Ausführungsform ist das Computerprogrammprodukt auf einem nicht vergänglichen bzw. dinglichen Computer lesbaren Medium eingerichtet und derart ausgebildet, dass es beim Ausführen in einem Prozessor des Empfängers das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt ausführt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Für ein besseres Verständnis der Erfindung und um aufzuzeigen, wie diese umgesetzt werden kann, wird nunmehr beispielhaft auf die folgenden Zeichnungen verwiesen, in denen:
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1 Komponenten in einem Funkzugriffsnetzwerk zeigt;
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2 ein Funktionsdiagramm eines Empfängers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist;
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3 ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Dekodieren eines kodierten Datenblocks in einem Empfänger ist;
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4a ein Graph ist, der Blockfehlerraten (BLER) in Abhängigkeit vom Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) für drei Kodierschemata und für drei Komprimierschemata auf einem Kanal mit Additiven Weißem Rauschen (AWGN) zeigt; und
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4b je ein Graph ist, der Blockfehlerraten (BLER) in Abhängigkeit vom Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) für drei Kodierschemata und für drei Komprimierschemata in einem typischen städtischen (TU)Kanal zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
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Die Erfindung berücksichtigt die Tatsache, dass die Speicherung weicher Informationswerte (beispielsweise von LLR-Werten), die in jedem fehlgeschlagenen Dekodierversuch verwendet werden, zu der Notwendigkeit zur Speicherung großer Datenmengen führt. Aufgrund der ausgeprägten Speicheranforderungen zum Speichern der weichen Informationswerte kann es vorteilhaft sein, die weichen Informationswerte in einem Speicher abzulegen, der außerhalb des Empfängers liegt. In einem kabellosen System mit hoher Datenrate, etwa einem System unter Anwendung des 3GPP-LTE-Protokolls, kann somit der HARQ-Verkehr (d. h., die Übertragung der weichen Informationswerte zwischen dem Empfänger und dem Speicher) eine beträchtliche Belastung im Hinblick auf die externe Speicherbandbreite hervorrufen.
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Wie zuvor angegeben ist, stellt die Erfindung ein Verfahren zum Dekodieren eines kodierten Datenblocks, der in einem Empfänger empfangen wurde, bereit. In einigen Ausführungsformen wird der Speicherplatz, der zur Speicherung der weichen Informationswerte in einem Datenspeicher erforderlich ist, aufgrund der Komprimierung der weichen Informationswerte verringert. Durch Komprimierung der weichen Informationswerte vor deren Speicherung in dem Datenspeicher kann ferner die Bandbreite des Verkehrs zu und von dem Datenspeicher verringert werden. Diese Verringerung der Speichergröße ist insbesondere in Ausführungsformen vorteilhaft, in denen ein interner Speicher verwendet wird, da der interne Speicher relativ teuer ist. Die reduzierte Bandbreite ist aber auch insbesondere vorteilhaft in Ausführungsformen, in denen ein externer Speicher verwendet wird, da es relativ aufwendig ist, für eine hohe externe Höchstwertbandbreite zu sorgen. Diese Vorteile können erreicht werden, während gleichzeitig ein vernachlässigbarer Einfluss auf das Leistungsverhalten im Hinblick auf den Systemdurchsatz hervorgerufen wird.
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Das Verfahren kann ferner umfassen, dass bestimmt wird, ob der Versuch zum Dekodieren des kodierten Datenblocks unter Anwendung der ersten weichen Informationswerte fehlgeschlagen ist, wobei die Vorgänge des Komprimierens der ersten weichen Informationswerte und des Veranlassens, dass die komprimierten ersten weichen Informationswerte in dem Datenspeicher gespeichert werden, ausgeführt werden in Reaktion darauf, dass bestimmt wird, dass der Versuch zum Dekodieren des kodierten Datenblocks unter Anwendung der ersten weichen Informationswerte fehlgeschlagen ist. Der Schritt zum Bestimmen bzw. Ermitteln, ob der Dekodierversuch des kodierten Datenblocks unter Anwendung der ersten weichen Informationswerte fehlgeschlagen ist, kann umfassen: Ausführen einer zyklischen Redundanzprüfung.
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Die mehreren zweiten kodierten Datenbits, die den kodierten Datenblock repräsentieren, können eine erneute Übertragung des kodierten Datenblocks sein. Beispielsweise können mindestens einige der mehreren zweiten kodierten Datenbits eine erneute Übertragung von entsprechenden mindestens einigen der mehreren ersten kodierten Datenbits sein.
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In dem Verfahren umfasst gegebenenfalls der Schritt zum Komprimieren der ersten weichen Informationswerte die Halbierung der Anzahl an Bits jedes der ersten weichen Informationswerte. Beispielsweise kann jeder der unkomprimierten weichen Informationswerte 8 Bits aufweisen und jeder der komprimierten weichen Informationswerte kann dann 4 Bits aufweisen.
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Der Schritt zum Komprimieren der ersten weichen Informationswerte kann umfassen: Verwenden eines Komprimierschemas zur Zuordnung von mehreren Bereichen unkomprimierter weicher Informationswerte zu entsprechenden mehreren komprimierten weichen Informationswerten. Der Schritt des Dekomprimierens der abgerufenen ersten weichen Informationswerte umfasst gegebenenfalls: Verwenden eines Dekomprimierschemas zur Zuordnung mehrerer komprimierter weichen Informationswerte zu entsprechenden mehreren dekomprimierten weichen Informationswerten, wobei das Dekomprimierschema dem zum Komprimieren der ersten weichen Informationswerte verwendeten Komprimierschema entspricht.
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Das Komprimierschema kann ein nicht-lineares Komprimierschema sein, in welchem die Bereiche ungleiche Größen besitzen. Beispielsweise kann die Größe der Bereiche in der Nähe der Mitte des Gesamtbereiches möglicher nicht komprimierter weicher Informationswerte kleiner sein. Alternativ kann das Komprimierschema ein lineares Komprimierschema sein, in welchem die Bereiche von gleicher Größe sind.
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Der Datenspeicher kann sein: (i) intern in dem Empfänger oder (ii) außerhalb des Empfängers und der Empfänger kann ein Hybrid-Automatik-Wiederholanforderungs-Protokoll eingerichtet haben, um den kodierten Datenblock zu empfangen.
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Die weichen Informationswerte können logarithmische Wahrscheinlichkeitsverhältniswerte sein.
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Wie zuvor angegeben ist, stellt die Offenbarung bzw. Erfindung ferner einen Empfänger bereit, der ausgebildet ist, einen empfangenen kodierten Datenblock zu dekodieren. In einer Ausführungsform umfasst der Empfänger ferner ein Prüfmodul, das ausgebildet ist zu bestimmen, ob der Dekodierversuch an dem kodierten Datenblock unter Anwendung der ersten weichen Informationswerte fehlgeschlagen hat, und wobei, in Reaktion darauf, dass das Prüfmodul bestimmt hat, dass der Dekodierversuch an dem kodierten Datenblock unter Anwendung der ersten weichen Informationswerte fehlgeschlagen hat, das Komprimiermodul ferner ausgebildet ist, die ersten weichen Informationswerte zu komprimieren, und der Empfänger ausgebildet ist zu veranlassen, dass die komprimierten ersten weichen Informationswerte in dem Datenspeicher gespeichert werden. Das Prüfmodul ist gegebenenfalls ausgebildet, eine zyklische Redundanzprüfung auszuführen.
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Der Empfänger kann gegebenenfalls den Datenspeicher umfassen. Alternativ kann der Datenspeicher außerhalb des Empfängers angeordnet sein und der Empfänger ist ausgebildet, die komprimierten ersten weichen Informationswerte zu dem Datenspeicher zu übertragen und die komprimierten ersten weichen Informationswerte aus dem Datenspeicher abzurufen.
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Mit Bezug zu 1 ist ein Funkzugriffsnetzwerk 100 gemäß einer Ausführungsform beschrieben. Das Funkzugriffsnetzwerk 100 umfasst Netzwerkelemente, etwa eine Basisstation (die als ein „Knoten B” bezeichnet werden kann) 102 und eine Anwendereinrichtung (UE) 104, die von einem Anwender betrieben wird. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die UE 104 einen Prozessor 106 zum Verarbeiten von Daten und einen Speicher 108 zum Speichern von Daten, wobei beispielsweise die Daten zur Übertragung an die Basisstation 102 vorgesehen sind oder von dieser empfangen wurden. Die UE 104 ist ausgebildet, Information von dem Anwender der UE 104 zu empfangen und Information an diesem auszugeben. Die UE 104 kann beispielsweise eine mobile Anwendereinrichtung sein. In einer Ausführungsform umfasst die UE 104 Ausgabeeinrichtungen, etwa ein Anzeige und einen Lautsprecher, und Eingabeeinrichtungen, etwa eine Tastatur, einen berührungsempfindlichen Bildschirm und/oder ein Mikrofon.
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Die UE 104 ist ausgebildet, Daten zu empfangen, die kabellos von der Basisstation 104, beispielsweise den 3GPP-LTE-Protokollen, übertragen worden sind. Eine HARQ-Kommunikation wird angewendet, um die Daten vom Sender (der Basisstation 102) zum Empfänger (UE 104) zu übertragen. Wie zuvor beschrieben ist, werden gemäß dem HARQ-Kommunikationsprotokoll Datenblöcke so kodiert, dass sie Fehlererkennungsbits (beispielsweise zyklische Redundanzprüf-(CRC)Bits) und/oder Fehlerkorrekturbits (beispielsweise Vorwärtsfehlerkorrektur-(FEC)Bits) enthalten, um damit dem Empfänger zu helfen, die Datenblöcke in korrekter Weise zu dekodieren. In einigen Ausführungsformen werden die Datenbits der gesendeten Datenblöcke unter Anwendung eines Turbo-Kodierers kodiert. Details der Turbo-Kodierung sind im Stand der Technik bekannt und werden hierin nicht detailliert beschrieben.
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2 zeigt ein Funktionsdiagramm des Empfängers 104. Der Empfänger 104 umfasst ein Empfängermodul 202, das ausgebildet ist, kodierte Datenblöcke vom Sender 102 zu empfangen, ein LLR-Modul 204, das ausgebildet ist, LLR-Werte zu bestimmen bzw. zu ermitteln, ein Ratenfehlanpassungsmodul 206, ein Kombiniermodul 208, das ausgebildet ist, LLR-Werte zu kombinieren, einen Turbo-Dekodierer 210, ein CRC-Prüfmodul 212, ein Schaltmodul 214, ein HARQ-Komprimiermodul 216, einen Datenspeicher, der als ein „HARQ-Puffer” 218 bezeichnet ist, und ein HARQ-Dekomprimiermodul 220. Ein Ausgang des Empfängermoduls 202 ist mit einem Eingang des LLR-Moduls 204 verbunden. Mehrere der Ausgänge des LLR-Moduls 204 sind mit entsprechenden mehreren Eingängen des Datenfehlanpassungsmoduls 206 verbunden. Mehrere Ausgänge des Ratenfehlanpassungsmoduls 206 sind mit dem Kombiniermodul 208 verbunden. Mehrere Ausgänge des Kombiniermoduls 208 sind mit entsprechenden mehreren Eingängen des Turbo-Dekodierers 210 und mit entsprechenden mehreren Eingängen des Schaltmoduls 214 verbunden. Ein Ausgang des Turbo-Dekodierers 210 ist mit einem Eingang des CRC-Prüfmoduls 212 verbunden. Ein Ausgang des CRC-Prüfmoduls ist mit einem Steuereingang des Schaltmoduls 214 verbunden. Ausgänge des Schaltmoduls sind mit entsprechenden Eingängen des HARQ-Komprimiermoduls 216 verbunden. Ausgänge des HARQ-Komprimiermoduls 216 sind mit dem HARQ-Puffer 218 verbunden. Ausgänge des HARQ-Puffers 218 sind mit Eingängen des HARQ-Dekomprimiermoduls 220 verbunden. Ausgänge des HARQ-Dekomprimiermoduls 220 sind mit Eingängen den Kombiniermoduls 208 verbunden.
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Mit Bezug zu den 2 und 3 ist nunmehr ein Verfahren gemäß Ausführungsformen beschrieben.
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Das Empfängermodul 202 umfasst gegebenenfalls eine Antenne für kabelloses Empfangen der kodierten Datenblöcke, die von dem Sender 102 gesendet werden. Das Empfängermodul 202 kann ferner ein Verarbeitungsmodul umfassen, um die mittels der Antenne empfangenen Signale zu verarbeiten und eine Sequenz aus kodierten Datenbits bereitzustellen, die dem in der Antenne empfangenen Signal entsprechen. Während des Betriebs empfängt im Schritt S302 das Empfängermodul 202 kodierte Datenbits für einen Datenblock und stellt die kodierten Datenbits dem LLR-Modul 204 zur Verfügung. Wie jedoch zuvor beschrieben ist, kann das einen kodierten Datenblock tragende Signal während der Übertragung von dem Sender 102 zu dem Empfänger 104 geschädigt werden oder verloren gehen, so dass die kodierten Datenbits, die von dem Empfängermodul 202 an das LLR-Modul 204 ausgegeben werden, nicht in genauer Weise den kodierten Datenblock repräsentieren.
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Im Schritt S304 bestimmt bzw. ermittelt das LLR-Modul 204 LLR-Werte, die den kodierten Datenbits entsprechen. Die LLR-Werte geben die Wahrscheinlichkeit an, dass die entsprechenden kodierten Datenbits den Wert Null besitzen. Wie zuvor beschrieben ist, umfassen die LLR-Werte 8 Bits und Vorzeichen, so dass jeder LLR-Wert einen Wert im Bereich von [–127, 127] angibt. Ein positiver Wert zeigt eine höhere Wahrscheinlichkeit an, dass das entsprechende kodierte Bit (oder „Code-Wort-Bit”) 0 ist, während ein negativer Wert eine größere Wahrscheinlichkeit angibt, dass das kodierte Bit eine 1 ist. In anderen Ausführungsformen kann ein positiver Wert eine höhere Wahrscheinlichkeit angeben, dass das entsprechende kodierte Bit (oder „Code-Wort-Bit”) eine 1 ist, während ein negativer Wert eine höhere Wahrscheinlichkeit angibt, dass das kodierte Bit eine 0 ist. Bits, die nicht übertragen worden sind (beispielsweise aufgrund einer Code-Unterbrechung), besitzen einen LLR-Wert = 0 und sind somit unbekannt, wobei es der Turbo-Dekodierung obliegt, diese Bits aufzulösen.
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Es sei beispielsweise der Fall betrachtet, in welchem die 8 Bit-LLR-Werte mit einem Skalierungsfaktor von 16 dargestellt sind, d. h., der Referenz-(oder Gleitkomma-)Wert der berechneten LLR-Werte ist durch einen Festkommawert geteilt durch 16 gegeben.
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Das Ratenfehlanpassungsmodul 206 fügt die LLR-Werte an geeignete Positionen in dem Eingangsstrom zur Einspeisung in den Turbo-Dekodierer 210 ein.
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Im Schritt S306 wird bestimmt, ob bereits LLR-Werte in dem HARQ-Puffer 218 aus vorhergehenden Versuchen zum Dekodieren des Datenblocks gespeichert sind. Wenn keine LLR-Werte bereits in dem HARQ-Puffer 218 gespeichert sind, wenn dies beispielsweise der erste Versuch zum Dekodieren des Datenblocks ist, dann geht das Verfahren zum Schritt S308 weiter, und die LLR-Werte werden dem Turbo-Dekodierer 210 zugeleitet, ohne dass sie von dem Kombiniermodul 208 geändert werden.
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Im Schritt S308 unternimmt der Turbo-Dekodierer 210 einen Versuch zum Dekodieren der LLR-Werte, um den Datenblock zu ermitteln. Die Turbo-Dekodierung ist bekannt und daher werden Details des Turbo-Dekodierprozesses hierin nicht detailliert beschrieben. Die Ausgabe des Dekodierprozesses wird von dem Turbo-Dekodierer 210 zu dem CRC-Prüfmodul 212 geleitet.
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Im Schritt S310 führt das CRC-Prüfmodul 212 eine CRC-Prüfung an der Ausgabe des Turbo-Dekodierers 210 aus. In der CRC-Prüfung werden Fehlererkennungsbits verwendet, die in dem empfangenen Datenstrom enthalten sind, um zu ermitteln, ob die kodierten Datenbits des kodierten Datenblocks korrekt dekodiert worden sind.
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Wenn im Schritt S310 bestimmt wird, dass die kodierten Datenbits die CRC-Prüfung erfolgreich durchlaufen haben, wodurch angegeben wird, dass der Turbo-Dekodierer 210 erfolgreich die kodierten Datenbits des kodierten Datenblocks dekodiert hat, dann geht das Verfahren zum Schritt S312 weiter. Es ist nicht notwendig, dass der kodierte Datenblock erneut von dem Sender 102 gesendet wird, da der Datenblock von dem Turbo-Dekodierer 210 korrekt dekodiert worden ist. Im Schritt S312 wird der korrekt dekodierte Datenblock für die weitere Verarbeitung im Empfänger 104 weitergeleitet. Der korrekt dekodierte Datenblock kann für eine Reihe von Zwecken im Empfänger 104 verwendet werden. Beispielsweise kann der Datenblock Medien, etwa Text, Klänge oder Bilder repräsentieren, die im Empfänger 104 auszugeben sind, beispielsweise an einen Anwender des Empfängers 104. Als weiteres Beispiel kann der Datenblock Daten enthalten, die im Empfänger 104 zu speichern sind, beispielsweise in dem Speicher 108 des Empfängers 104, wobei dies der gleiche Speicher sein kann oder auch nicht, in welchem der HARQ-Puffer 218 abgelegt ist. Die Datenblöcke können für einen beliebigen Zweck im Empfänger 104 verwendet werden, sobald sie in korrekter Weise empfangen und dekodiert sind.
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Wenn im Schritt S310 bestimmt wird, dass die kodierten Datenbits die CRC-Prüfung nicht erfolgreich durchlaufen haben, wodurch angegeben wird, dass der Turbo-Dekodierer 210 die kodierten Datenbits des kodierten Datenblocks nicht erfolgreich dekodiert hat, dann geht das Verfahren zum Schritt S314 weiter.
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Im Schritt S314 wird das „Fehler”-Signal aus dem CRC-Prüfmodul 212 aktiviert, wodurch die Schalter in dem Schaltmodul 214 geschlossen werden. Das Schließen der Schalter in dem Schaltmodul 214 bedeutet, dass die LLR-Werte, die dem Turbo-Dekodierer 210 eingespeist werden, auch in das HARQ-Komprimiermodul 216 eingespeist werden. Das HARQ-Komprimiermodul 216 komprimiert die LLR-Werte. Die Komprimierung der LLR-Werte verringert die Anzahl an Bits, die zum Repräsentieren der LLR-Werte verwendet wird. Beispielsweise wird in einigen Ausführungsformen der 8-Bit-LLR-Wert jedes Code-Wort-Bits (d. h., jedes kodierte Datenbit), das dem Turbo-Dekodierer 210 eingespeist wird, auf einen 4-Bit-Wert komprimiert. Auf diese Weise wird die Anzahl der zum Darstellen der LLR-Werte verwendeten Bits halbiert. Einige Komprimierschemata, die zum Komprimieren der LLR-Werte verwendbar sind, werden nachfolgend detailliert beschrieben.
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Im Schritt 316 werden die komprimierten LLR-Werte im HARQ-Puffer 218 gespeichert. 2 zeigt den HARQ-Puffer 218 als interne Komponente des Empfängers 104, wenn er im Speicher 108 enthalten ist. Jedoch kann der HARQ-Puffer 218 auch aus außerhalb des Empfängers 104 angeordnet sein.
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Vom Schritt S316 geht das Verfahren zurück zum Schritt S302 und es wird eine weitere Gruppe aus kodierten Datenbits für den kodierten Datenblock im Empfänger 104 empfangen. Entsprechend dem HARQ-Kommunikationsschema wird der kodierte Datenblock von dem Sender 102 erneut an den Empfänger 104 gesendet, da der erste Versuch, den kodierten Datenblock zu senden, nicht erfolgreich war (wie dies durch die CRC-Prüfung im Schritt S310 bestimmt wurde). Wie zuvor beschrieben ist, kann zum Initiieren der erneuten Übertragung des kodierten Datenblocks der Empfänger 104 fordern, dass der kodierte Datenblock erneut gesendet wird, oder der Sender 102 kann bestimmen, dass der kodierte Datenblock erneut gesendet werden sollte, wenn eine Bestätigung über die korrekte Dekodierung des kodierten Datenblocks nach einer vorbestimmten Zeitdauer im Anschluss an die ursprüngliche (vorhergehende) Übertragung des kodierten Datenblocks nicht empfangen worden ist. Jede Übertragung des kodierten Datenblocks kann die gleichen kodierten Datenbits enthalten. Alternativ können unterschiedliche Übertragungen des kodierten Datenblocks unterschiedlich kodiert sein (beispielsweise unter Anwendung unterschiedlicher Unterbrechungscodes), so dass die unterschiedlichen Übertragungen des kodierten Datenblocks unterschiedlich kodierte Datenbits enthalten.
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Wie zuvor beschrieben ist, werden im Schritt S304, LLR-Werte durch das LLR-Modul 204 für die neu empfangenen kodierten Datenbits für den Datenblock bestimmt.
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Anschließend wird im Schritt S306 bestimmt, dass bereits LLR-Werte in dem HARQ-Puffer 218 (jene, die im Schritt S316 gespeichert wurden) aus dem vorhergehenden Versuch zum Dekodieren des Datenblocks gespeichert sind. Das Verfahren geht dann zum Schritt S318 weiter.
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Im Schritt S318 werden die komprimierten LLR-Werte, die zuvor in dem HARQ-Puffer 218 gespeichert worden sind, aus dem HARQ-Puffer 218 abgerufen. Die abgerufenen LLR-Werte werden dem HARQ-Dekomprimiermodul 220 zugeleitet.
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Im Schritt S320 dekomprimiert das HARQ-Dekomprimiermodul 220 die komprimierten LLR-Werte, um die dekomprimierten LLR-Werte zu ermitteln. Das Dekomprimiermodul 220 wendet ein Dekomprimierschema an, das dem Komprimierschema entspricht, das von dem HARQ-Kombiniermodul 216 im Schritt S314 zum Komprimieren der LLR-Werte angewendet wurde. Die Dekomprimierung der LLR-Werte erhöht die Anzahl an Bits, die zum Darstellen der LLR-Werte verwendet wird. Die dekomprimierten LLR-Werte haben die gleiche Anzahl an Bits, wie die (nicht komprimierten) LLR-Werte, die aus dem LLR-Modul 204 ausgegeben werden. Dies ermöglicht eine Kombination der dekomprimierten LLR-Werte mit den neu ermittelten LLR-Werten. Beispielsweise wird in einigen Ausführungsformen der komprimierte 4-Bit-LLR-Wert für jedes Code-Wort-Bit (d. h., für jedes kodierte Datenbit) des kodierten Datenblocks in einen 8-Bit-Wert dekomprimiert. Einige Dekomprimierschemata, die zum Dekomprimieren der komprimierten LLR-Werte anwendbar sind, sind detaillierter nachfolgend beschrieben.
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Im Schritt S322 kombiniert das Kombiniermodul 208 die dekomprimierten LLR-Werte, die aus dem Dekomprimiermodul 220 ausgegeben werden, mit den LLR-Werten, die aus dem Ratenfehlanpassungsmodul 206 ausgegeben werden. Insbesondere die weichen Bits (LLR-Werte) der neu empfangenden kodierten Datenbits werden mit den LLR-Werten für die entsprechenden Bits kombiniert, die aus dem HARQ-Puffer 218 abgerufen und dekomprimiert worden sind. Der Vorgang des Kombinierens kann beispielsweise eine Addition der LLR-Werte sein. In anderen Ausführungsformen werden andere Arten von weichen Informationswerten, die keine LLR-Werte sind, verwendet und/oder der Vorgang des Kombinierens kann etwas anderes sein als ein Additionsvorgang, beispielsweise eine gewichtete Addition oder eine Multiplikation. Wie in 2 gezeigt ist, wird jeder der LLR-Werte, der aus dem Ratenfehlanpassungsmodul 206 ausgegeben wird, kombiniert mit (beispielweise hinzu addiert zu) einem LLR-Wert, der aus einem HARQ-Puffer 218 für das entsprechende kodierte Datenbit aus dem vorhergehenden Versuch zum Dekodieren des kodierten Datenblocks abgerufen wurde.
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Das Verfahren geht dann zum Schritt S308 weiter, in welchem die kombinierten LLR-Werte dem Turbo-Dekodierer 210 eingespeist werden und wobei der Turbo-Dekodierer anschließend versucht, die kombinierten LLR-Werte zu dekodieren. Das Verfahren geht dann vom Schritt S308 aus weiter mit den kombinierten LLR-Werten, wie dies zuvor in Bezug auf die ursprünglichen LLR-Werte erläutert ist.
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Gemäß dem in 3 gezeigten Verfahren werden folglich bei jedem Dekodierversuch (mit Ausnahme des ersten Versuchs) die komprimierten 4-Bit-LLR-Werte im HARQ-Puffer 218 in 8-Bit-LLR-Werte dekomprimiert und additiv mit den 8-Bit-LLR-Werten am Ausgang des Ratenfehlanpassungsmoduls 206 kombiniert, wobei diese 8-Bit-LLR-Werte aus der aktuellen Übertragung erzeugt sind.
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Die LLR-Werte werden über nicht erfolgreiche Dekodierversuche hinweg kumuliert und in komprimierter Form in dem HARQ-Puffer 218 abgelegt. Für eine Implementierung mit einem LTE-Empfänger, der auf einem 8-Bit-Speicher für jeden LLR-Wert beruht, kann, wenn die LLR-Werte nicht komprimiert sind, dann der gesamte Speicherplatz, der in dem HARQ-Puffer zur Speicherung der LLR-Werte in einem Teilblock für den Fall einer 10 MHz LTE erforderlich ist, auf eine Größe von 0,23 MB berechnet werden. Dies würde eine maximale Rate von ungefähr 230 MB/s für das Lesen und Schreiben der LLR-Werte aus und in den HARQ-Puffer 218 bedeuten.
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Vorteilhafter Weise, wie hierin beschrieben ist, werden die LLR-Werte vor dem Schreiben in den HARQ-Puffer 218 komprimiert. Dies verringert den Speicherbedarf in dem HARQ-Puffer 218 zur Speicherung der LLR-Werte. Gemäß Ausführungsformen, in denen die LLR-Werte von 8 Bits auf 4 Bits komprimiert werden, halbiert das Komprimierschema für die Speicherung der LLR-Werte den Speicherbedarf in dem HARQ-Puffer 218 zur Speicherung der LLR-Werte. Ferner verringert die Komprimierung der LLR-Werte vor dem Schreiben in den HARQ-Puffer 218 den Datenverkehr bzw. Verkehr zu und von dem HARQ-Puffer 218. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn der HARQ-Puffer 218 außerhalb des Empfängers 104 liegt. Gemäß Ausführungsformen in denen der HARQ-Puffer 218 in einem externen Speicher angeordnet ist und in denen die LLR-Werte von 8 Bits auf 4 Bits komprimiert werden, halbiert das Komprimierschema den HARQ-Verkehr zwischen einem internen Empfängerspeicher und dem externen Speicher.
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Dies liegt daran, dass die Datenmenge, die zum Schreiben und Lesen des HARQ-Puffers übertragen werden muss, halbiert wird. Ferner werden, wie in den 4a und 4b gezeigt ist, die nachfolgend detaillierter beschrieben sind, diese Vorteile erreicht, ohne dass das Durchsatzverhalten des Kommunikationssystems signifikant beeinträchtigt wird.
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Wie zuvor beschrieben ist, komprimiert in einigen Ausführungsformen das Komprimiermodul 216 die 8-Bit-LLR-Werte in komprimierte 4-Bit-LLR-Werte. In anderen Ausführungsformen komprimiert das Komprimiermodul 216 die LLR-Werte in komprimierte LLR-Werte mit einer anderen Anzahl an Bits als 4. Beispielsweise können die komprimierten LLR-Werte 6 Bits aufweisen. Jedoch ist die Komprimierung der LLR-Werte von 8 auf 4 Bits vorteilhaft, da 4 Bits einfacher in Bytes gepackt werden können, so dass die Aufgabe der Adressierung im Speicher (beispielsweise in dem HARQ-Puffer 218) einfacher ist als für beispielsweise 6-Bit-LLR-Werte. Wie ferner detailliert mit Bezug zu den 4a und 4b nachfolgend beschrieben ist, zeigen Simulationen eine vernachlässigbare Beeinträchtigung der Blockfehlerrate (BLER), wenn die komprimierten 4-Bit-LLR-Werte verwendet werden. Allgemein können andere Komprimierverhältnisse verwendet werden, um die LLR-Werte mit n1 Bits in komprimierte LLR-Wert mit n2 Bits zu komprimieren, wobei n1 > n2.
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Obwohl es im Hinblick auf Speicher- und Übertragungsanforderungen günstig ist, die LLR-Werte (beispielsweise auf 4 Bits) vor dem Schreiben in den HARQ-Puffer 218 zu komprimieren, ist es ebenfalls günstig, die LLR-Werte (beispielsweise zurück auf 8 Bits) vor einem Versuch zum Dekodieren der LLR-Werte unter Anwendung des Turbo-Dekodierers 210 zu dekomprimieren. Da die Turbo-Verarbeitung mittels des Turbo-Dekodieres 210 an 8-Bit-LLR-Werten im Gegensatz zu 4 Bits ausgeführt wird, wird keine Information aus den LLR-Werten, die sich aus der jüngsten Übertragung des Code-Wort-Blocks ergeben, verloren. Anders ausgedrückt, die Genauigkeit der LLR-Werte, an denen die Turbo-Dekodierung ausgeführt wird, wird auf einem hohen Niveau gehalten, indem alle 8 Bits an Information der LLR-Werte, die aus der jüngsten Übertragung der kodierten Datenbits gewonnen wurden, beibehalten werden.
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Die komprimierten LLR-Werte, die in den HARQ-Puffer geschrieben werden, wenn der Turbo-Dekodierer 210 in korrekter Weise die empfangenen kodierten Datenbits dekodiert hat, können durch jüngere ermittelte LLR-Werte für den kodierten Datenblock überschrieben werden. Ferner können die komprimierten LLR-Werte aus dem HARQ-Puffer 218 nach einer vorbestimmten Zeitdauer entfernt werden, oder diese können entfernt werden, wenn der kodierte Datenblock von dem Turbo-Dekodierer 210 korrekt dekodiert wird. Wenn beispielsweise das CRC-Prüfmodul 212 bestimmt, dass der Turbo-Dekodierer 210 den Datenblock erfolgreich dekodiert hat, dann können in Reaktion darauf die in dem HARQ-Puffer 218 für diesen Datenblock gespeicherten LLR-Werte aus dem HARQ-Puffer 218 entfernt werden.
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Nachfolgend sind zwei Komprimier- und Dekomprimierschemata beschrieben, die eingerichtet werden können, um die LLR-Werte zu komprimieren und zu dekomprimieren. Gemäß den Komprimierschemata werden mehrere Bereiche der nicht komprimierten LLR-Werte auf entsprechende mehrere komprimierte LLR-Werte abgebildet. Die Dekomprimierschemata ordnen mehreren komprimierten LLR-Werten entsprechende mehrere dekomprimierte LLR-Werte zu.
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Zunächst werden ein nicht-lineares Komprimierschema und ein entsprechendes nicht-lineares Dekomprimierschema beschrieben, und anschließend werden ein lineares Komprimierschema und ein entsprechendes lineares Dekomprimierschema beschrieben.
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Nicht-lineares Komprimier-/Dekomprimierschema
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Tabelle 1 zeigt, wie ein nicht-lineares Komprimierschema Bereiche von nicht komprimierten 8-Bit-LLR-Werten komprimierten 4-Bit-LLR-Werten zuordnet. In dem nicht-linearen Komprimierschema, das in Tabelle 1 gezeigt ist, sind die Bereiche von ungleicher Größe. Insbesondere ist die Größe der Bereiche in der Nähe der Mitte des Gesamtbereichs möglicher nicht komprimierter LLR-Werte kleiner. Anders ausgedrückt, die Intervalle (Wertebereiche, die einem gegebenen komprimierten Wert zugeordnet sind), die näher am Wert 0 liegen, sind kleiner im Vergleich zu den Intervallen für die größeren Absolutwerte. Auf diese Weise besitzt ein nicht-lineares Komprimierschema die Fähigkeit, die LLR-Werte mit kleineren Absolutwerten besser aufzulösen.
| 8-Bit-LLR | 4-Bit-LLR
(komprimierter Wert) |
| +127 to +110 | +7 |
| +109 to +79 | +6 |
| +78 to +53 | +5 |
| +52 to +32 | +4 |
| +31 to +17 | +3 |
| +16 to +6 | +2 |
| +5 to +1 | +1 |
| 0 | 0 |
| –1 to –5 | –1 |
| –6 to –16 | –2 |
| –17 to –31 | –3 |
| –32 to –52 | –4 |
| –53 to –78 | –5 |
| –79 to –109 | –6 |
| –110 to –128 | –7 |
Tabelle 1: nicht-lineare Komprimierung
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Tabelle 2 zeigt ein entsprechendes nicht-lineares Dekomprimierschema, das von dem Dekomprimiermodul
220 angewendet werden kann, um die komprimierten 4-Bit-LLR-Werte zu dekomprimieren, die durch das Komprimiermoduls
216 unter Anwendung des in Tabelle 1 gezeigten nicht-linearen Komprimierschemas komprimiert worden sind. Das nicht-lineare Dekomprimierschema, das in Tabelle 2 gezeigt ist, entspricht dem in Tabelle 1 gezeigten nicht-linearen Komprimierschema.
| 4-Bit-LLR | 8-Bit-LLR
(dekomprimierter Wert) |
| +7 | +127 |
| +6 | +94 |
| +6 | +65 |
| +4 | +42 |
| +3 | +24 |
| +2 | +11 |
| +1 | +3 |
| 0 | 0 |
| –1 | –3 |
| –2 | –11 |
| –3 | –24 |
| –4 | –42 |
| –5 | –65 |
| –6 | –94 |
| –7 | –127 |
Tabelle 2: Dekomprimierung für nicht-lineare Komprimierung
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Wenn beispielsweise ein nicht komprimierter LLR-Wert von +13 unter Anwendung des in Tabelle 1 gezeigten nicht-linearen Komprimierschemas komprimiert wird, ist der komprimierte LLR-Wert, der in dem HARQ-Puffer 218 abgelegt wird, +2. Der entsprechende dekomprimierte LLR-Wert, der unter Anwendung des in Tabelle 2 gezeigten nicht-linearen Dekomprimierschemas ermittelt wird, beträgt dann +11.
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Lineares Komprimier-/Dekomprimierschema
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Tabelle 3 zeigt, wie ein lineares Komprimierschema Bereiche von nicht komprimierten 8-Bit-LLR-Werten auf komprimierte 4-Bit-LLR-Werte abbildet.
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In dem in Tabelle 3 gezeigten linearen Komprimierschema sind die meisten Bereiche von gleicher Größe. Insbesondere haben alle Intervalle (mit Ausnahme der Intervalle, die den Werten +7 oder –7 entsprechen) die gleiche Länge.
| 8-Bit-LLR | 4-Bit-LLR
(komprimierter Wert) |
| +127 to +119 | +7 |
| +118 to +101 | +6 |
| +100 to +83 | +5 |
| +82 to +64 | +4 |
| +63 to +46 | +3 |
| +45 to +28 | +2 |
| +27 to +10 | +1 |
| +9 to –9 | 0 |
| –10 to –27 | –1 |
| –28 to –45 | –2 |
| –46 to –63 | –3 |
| –64 to –82 | –4 |
| –83 to –100 | –5 |
| –101 to –118 | –6 |
| –119 to –128 | –7 |
Tabelle 3: lineare Komprimierung
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Tabelle 4 zeigt ein entsprechendes lineares Dekomprimierschema, das von dem Dekomprimiermodul
220 anwendbar ist, um die komprimierten 4-Bit-LLR-Werte zu dekomprimieren, die von dem Komprimiermodul
216 unter Anwendung des in Tabelle 3 gezeigten linearen Komprimierschemas komprimiert worden sind. Das lineare Dekomprimierschema, das in Tabelle 4 gezeigt ist, entspricht dem in Tabelle 3 gezeigten nicht-linearen Komprimierschema.
| 4-Bit-LLR | 8-Bit-LLR
(dekomprimierter Wert) |
| +7 | +127 |
| +6 | +109 |
| +5 | +91 |
| +4 | +73 |
| +3 | +54 |
| +2 | +36 |
| +1 | +18 |
| 0 | 0 |
| –1 | –18 |
| –2 | –36 |
| –3 | –54 |
| –4 | –73 |
| –5 | –91 |
| –6 | –109 |
| –7 | –127 |
Tabelle 4: Dekomprimierung für lineare Komprimierung
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Wenn beispielsweise ein nicht komprimierter LLR-Wert von +13 unter Anwendung des in Tabelle 3 gezeigten linearen Komprimierschemas komprimiert wird, beträgt der komprimierte LLR-Wert, der in dem HARQ-Puffer 218 abgelegt ist, +1. Der entsprechende dekomprimierte LLR-Wert, der unter Anwendung des in Tabelle 4 gezeigten nicht-linearen Dekomprimierschemas ermittelt wird, beträgt +18.
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Man erkennt daher, dass die Komprimierung und die anschließende Dekomprimierung der LLR-Werte (unter Anwendung des nicht-linearen Schemas oder des linearen Schemas, das zuvor beschrieben ist) einen gewissen Verlust an Genauigkeit der LLR-Werte mit sich bringt, wie jedoch nachfolgend mit Bezug zu den 4a und 4b erläutert ist, übt dieser geringe Verlust an Genauigkeit keinen wesentlichen Einfluss auf das Leistungsverhalten des Systems aus. Ferner überwiegen die Vorteile im Hinblick auf Speicher- und Sendeanforderungen zum Speichern und Übertragen der komprimierten LLR-Werte jegliche Nachteile, die sich aus dem geringen Verlust an Genauigkeit der LLR-Werte aufgrund der Komprimierung und der Dekomprimierung der LLR-Werte an einer typischen BLER und einem Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SMR) ergeben können, mit denen ein kabelloses Kommunikationssystem arbeitet.
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Das zuvor beschriebene nicht-lineare Komprimierschema und das lineare Komprimierschema wurden im Hinblick auf einen Verlust im Leistungsverhalten, der sich in der Blockfehlerrate (BLER) ausdrückt, getestet. Insbesondere wurde die BLER für LTE-Code-Wörter unter Anwendung dreier unterschiedlicher Modulations- und Codierungsschemata (MCS) (Quadraturphasenumtastung (QPSK), Quadraturamplitudenmodulation (QAM) – sowohl 16 QAM als 64 QAM) für die drei Komprimier-/Dekomprimierschemata getestet: (i) das optimale Schema, das keine LLR-Komprimierung durchführt, (ii) das nicht-lineare Komprimier-/Dekomprimierschema, das zuvor mit Bezug zu den Tabellen 1 und 2 erläutert ist, und (iii) das lineare Komprimier-/Dekomprimierschema, das zuvor mit Bezug zu den Tabellen 3 und 4 beschrieben ist. Es werden zwei Ausbreitungskanalarten berücksichtigt und diese entsprechend in den 4a bzw. 4b gezeigt.
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4a zeigt die BLER als eine Funktion des SNR für drei Code-Wörter mit MCS von 4, 11 und 28 (d. h., für QPSK, 16 QAM und 64 QAM) über einen Kanal mit additivem weißen Rauschen (AWGN) mit einzelnem Eingang und einzelnem Ausgang (SISO), der gleiche Frequenz aufweist und nicht zeitvariabel ist. Für jedes Modulationsschema (QPSK, 16 QAM und 64 QAM) wurden drei Kurven entsprechend dem optimalen Schema, dem nicht-linearen Komprimierschema (wie es zuvor mit Bezug zu den Tabellen 1 und 2 beschrieben ist) und dem linearen Komprimierschema (wie es zuvor mit Bezug zu den Tabellen 3 und 4 beschrieben ist) aufgezeichnet. Für jedes Modulationsschema sind die Kurven für die drei Komprimierschemata so nahe beieinander, dass es keinen sichtbaren Unterschied im Bereich von 10% BLER gibt, was typischer Weise der Arbeitspunkt von 3GPP-Kommunikationssystemen ist. Man erkennt aus 4 jedoch für den AWGN-Kanal, dass bei sehr hoher BLER und kleinem SNR eine sichtbare Beeinträchtigung für QPSK – und 16 QAM-Codes vorliegt, die für einige der Leistungsprüfungen in 3GPP mit festgelegtem Referenzkanal relevant sein kann. Bei diesen sehr hohen BLER und kleinen SNR erkennt man, dass die Kurven für die drei Komprimierschemata voneinander abweichen, wobei das optimale Schema die geringste BLER aufweist, das nicht-lineare Komprimierschema eine höhere BLER besitzt und das lineare Komprimierschema eine noch höhere BLER aufweist. Die maximale Beeinträchtigung kann aus der Prüfung zu ungefähr 1,3 dB ermittelt werden. Die Beeinträchtigung, obwohl sie merklich ist, tritt im Bereich mit sehr hoher BLER auf, in welchem ein 3GPP-Kommunikationssystem nicht arbeiten würde.
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4b zeigt die BLER als eine Funktion des SNR für drei Code-Wörter mit MCS von 4, 11 und 27 (d. h., für QPSK, 16 QAM und 64 QAM) über einen typischen urbanen-(TU-)SISO-Kanal, der sowohl frequenzselektiv als auch zeitvariabel ist. Für jedes Modulationsschema (QPSK, 16 QAM und 64 QAM) sind drei Kurven entsprechend dem optimalen Schema, dem nicht-linearen Komprimierschema (wie es zuvor mit Bezug zu den Tabellen 1 und 2 beschrieben ist) und dem linearen Komprimierschema (wie es zuvor mit Bezug zu den Tabellen 3 und 4 beschrieben ist) aufgezeichnet. Für jedes Modulationsschema sind die Kurven für die drei Komprimierschemata so nahe beieinander, dass keine sichtbare Differenz zwischen diesen in der 4 erkennbar ist und insbesondere gibt es keine sichtbare Abweichung im Gebiet von 10% der BLER, was typischer Weise der Arbeitspunkt von 3GPP-Kommunikationssystem ist.
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Hierin sind Verfahren zum Komprimieren und Dekomprimieren von logarithmischen Wahrscheinlichkeitsverhältnis-(LLR-)Werten von Turbokodierten Bits eines Datenblocks in dem HARQ-Puffer 218 des Empfängers 104 beschrieben. Die Verfahren sind nicht auf die Verwendung von LLR-Werten beschränkt und es können ähnliche Verfahren zusammen mit anderen weichen Informationswerten eingesetzt werden.
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2 zeigt den HARQ-Puffer 218, wenn dieser eine interne Komponente des Empfängers 104 (beispielsweise im Speicher 108 enthalten) ist, aber in einigen Ausführungsformen ist der HARQ-Puffer 218 außerhalb des Empfängers 104 angeordnet, wobei eine Kommunikation zwischen dem Empfänger 104 und einem externen HARQ-Puffer unter Anwendung einer externen Schnittstelle erfolgt. Ein externer HARQ-Puffer kann in der Nähe des Empfängers 104 angeordnet sein und kann mit dem Empfänger 104 über eine lokale Verbindung, etwa eine USB-Verbindung, verbunden sein. Alternativ kann ein externer HARQ-Puffer nicht in der Nähe des Empfängers 104 angeordnet sein, beispielsweise ist der HARQ-Puffer im Internet angeordnet und ist mit dem Empfänger 104 über eine Netzwerkschnittstelle, etwa ein Modem, verbunden. Durch das Unterhalten eines externen HARQ-Puffers sind die Speicherplatzanforderungen (die beträchtlich sein können) für den Empfänger 104 kein Problem. Dies kann besonders günstig sein, wenn der Empfänger 104 ein Mobilgerät ist, für das Größe, Kosten und Gewicht wichtige Faktoren sind. Daher ist die Vermeidung der Speicherplatzanforderungen in einem mobilen Gerät zu Lasten eines externen Speichers besonders vorteilhaft.
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In den hierin detailliert beschriebenen Ausführungsformen dient die UE 104 als ein Empfänger für das Empfangen von Daten aus der Basisstation 102, die als ein Sender fungiert. Jedoch können die Verfahren auch verwendet werden, wenn die UE 104 als ein Sender dient und die Basisstation 102 als ein Empfänger fungiert, wobei Daten von der UE 104 an die Basisstation 102 übertragen werden. Die Verfahren können generell zwischen einem beliebigen geeigneten Sender und Empfänger angewendet werden.
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Die in 3 gezeigten Verfahrensschritte und die in 2 gezeigten Module können in Hardware oder als Software, die in dem Prozessor 106 ausgeführt wird, beispielsweise in der UE 104, eingerichtet sein. Wenn die Verfahrensschritte und Module in Software eingerichtet sind, können diese mittels eines Computerprogrammprodukts bereitgestellt werden, das auf einem nicht vergänglichen bzw. dinglichen computerlesbaren Medium verkörpert ist, das so ausgebildet ist, dass, wenn eine Ausführung in dem Prozessor 106 erfolgt, die Funktion der Module in den hierin beschriebenen Verfahren ausgeführt wird.
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Wie zuvor beschrieben ist, können sich die Verfahren auf eine Kommunikation gemäß den 3GPP-Protokollen beziehen. Die Verfahren können in Verbindung mit einem beliebigen geeigneten Standard, etwa mit Hochgeschwindigkeitspaketzugriff (HSPA), LTE und entsprechenden Entwicklungen einschließlich HSPA+ und LTE-erweitert angewendet werden.
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beinhalten die folgenden Konzepte:
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Konzept 1.
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Ein Verfahren zum Dekodieren eines in einem Empfänger empfangenen kodierten Datenblocks, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen mehrerer erster kodierter Datenbits, die den kodierten Datenblock repräsentieren; Ermitteln erster weicher Informationswerte, die entsprechenden Datenbits der empfangenen mehreren ersten kodierten Datenbits entsprechen, wobei jeder der weichen Informationswerte eine Wahrscheinlichkeit angibt, dass ein entsprechendes kodiertes Datenbit einen speziellen Wert aufweist; Durchführen eines Dekodierungsversuches des kodierten Datenblocks unter Anwendung der ersten weichen Informationswerte; Komprimieren der ersten weichen Informationswerte; Veranlassen, dass die komprimierten ersten weichen Informationswerte in einem Datenspeicher gespeichert werden; Empfangen mehrerer zweiter kodierter Datenbits, die den kodierten Datenblock repräsentieren; Bestimmen bzw. Ermitteln zweiter weicher Informationswerte, die entsprechenden Datenbits der empfangenen mehreren zweiten kodierten Datenbits entsprechen; Abrufen der komprimierten ersten weichen Informationswerte aus dem Datenspeicher; Dekomprimieren der abgerufenen ersten weichen Informationswerte; Kombinieren der dekomprimierten ersten weichen Informationswerte mit den zweiten weichen Informationswerten; und Durchführen eines Dekodierversuches an dem kodierten Datenblock unter Anwendung der kombinierten weichen Informationswerte.
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Konzept 2.
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Das Verfahren nach Konzept 1, das ferner umfasst: Bestimmen bzw. Ermitteln, ob der Kodierungsversuch an dem kodierten Datenblock unter Anwendung der ersten weichen Informationswerte fehlgeschlagen hat, wobei das Komprimieren der ersten weichen Informationswerte und das Veranlassen der Speicherung der komprimierten ersten weichen Informationswerte in dem Datenspeicher in Reaktion darauf ausgeführt werden, dass ermittelt wird, dass der Dekodierungsversuch an dem kodierten Datenblock unter Anwendung der ersten weichen Informationswerte fehlgeschlagen ist.
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Konzept 3.
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Das Verfahren nach Konzept 2, wobei das Bestimmen, ob der Dekodierungsversuch an dem kodierten Datenblock unter Anwendung der ersten weichen Informationswerte fehlgeschlagen hat, umfasst: Durchführen einer zyklischen Redundanzprüfung.
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Konzept 4.
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Das Verfahren nach Konzept 1, wobei die mehreren zweiten kodierten Datenbits, die den kodierten Datenblock repräsentieren, eine wiederholte Übertragung des kodierten Datenblocks sind.
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Konzept 5.
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Das Verfahren nach Konzept 4, wobei zumindest einige der mehreren zweiten kodierten Datenbits eine wiederholte Übertragung zumindest einiger entsprechender Datenbits der mehreren ersten kodierten Datenbits sind.
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Konzept 6.
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Das Verfahren nach Konzept 1, wobei das Komprimieren der ersten weichen Informationswerte die Anzahl an Bits jedes der ersten weichen Informationswerte halbiert.
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Konzept 7.
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Das Verfahren nach Konzept 6, wobei jeder der nicht komprimierten weichen Informationswerte 8 Bits und jeder der komprimierten weichen Informationswerte 4 Bits aufweist.
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Konzept 8.
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Das Verfahren nach Konzept 1, wobei das Komprimieren der ersten weichen Informationswerte umfasst: Anwenden eines Komprimierschemas zur Zuordnung mehrerer Bereiche von nicht komprimierten weichen Informationswerten zu entsprechend mehreren komprimierten weichen Informationswerten.
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Konzept 9.
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Das Verfahren nach Konzept 8, wobei das Dekomprimieren der abgerufenen ersten weichen Informationswerte umfasst: Anwenden eines Dekomprimierschemas zum Zuordnen mehrerer komprimierter weicher Informationswerte zu entsprechenden mehreren dekomprimierten weichen Informationswerten, wobei das Dekomprimierschema dem Komprimierschema, das zum Komprimieren der ersten weichen Informationswerte verwendet wurde, entspricht.
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Konzept 10.
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Das Verfahren nach Konzept 9, wobei das Komprimierschema ein nicht-lineare Komprimierschema ist, in welchem die Bereiche unterschiedliche Größen aufweisen.
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Konzept 11.
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Das Verfahren nach Konzept 10, wobei die Größen der Bereiche in der Nähe der Mitte des Gesamtbereiches möglicher nicht komprimierter weicher Informationswerte kleiner sind.
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Konzept 12.
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Das Verfahren nach Konzept 8, wobei das Komprimierschema ein lineares Komprimierschema ist, in welchem die Bereiche von gleicher Größe sind.
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Konzept 13.
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Das Verfahren nach Konzept 1, wobei der Datenspeicher (i) innerhalb des Empfängers oder (ii) außerhalb des Empfängers angeordnet ist.
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Konzept 14.
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Das Verfahren nach Konzept 1, wobei in dem Empfänger ein Hybrid-Automatik-Wiederholanforderungs-Protokoll eingerichtet ist, um den kodierten Datenblock zu empfangen.
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Konzept 15.
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Das Verfahren nach Konzept 1, wobei die weichen Informationswerte logarithmische Wahrscheinlichkeitsverhältniswerte sind.
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Konzept 16.
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Ein Empfänger, der ausgebildet ist, einen empfangenen kodierten Datenblock zu dekodieren, wobei der Empfänger umfasst: ein Empfängermodul, das ausgebildet ist, mehrere erste kodierte Datenbits zu empfangen, die den kodierten Datenblock repräsentieren, wobei das Empfängermodul ferner ausgebildet ist, mehrere zweite kodierte Datenbits zu empfangen, die den kodierten Datenblock repräsentieren; ein Bestimmungsmodul, das ausgebildet ist, erste weiche Informationswerte, die entsprechenden Bits der empfangenen mehreren ersten kodierten Datenbits entsprechen, zu bestimmen, wobei das Bestimmungsmodul ferner ausgebildet ist, zweite weiche Informationswerte zu bestimmen, die entsprechenden Bits der empfangenen mehreren zweiten kodierten Datenbits entsprechen, wobei jeder der weichen Informationswerte eine Wahrscheinlichkeit angibt, dass ein entsprechendes kodiertes Datenbits einen speziellen Wert besitzt; einen Dekodierer, der ausgebildet ist, einen Dekodierungsversuch an dem kodierten Datenblock unter Anwendung der ersten weichen Informationswerte auszuführen; ein Komprimiermodul, das ausgebildet ist, die ersten weichen Informationswerte zu komprimieren, wobei der Empfänger ausgebildet ist zu veranlassen, dass die komprimierten ersten weichen Informationswerte in einem Datenspeicher gespeichert werden; ein Dekomprimiermodul, das ausgebildet ist, die komprimierten ersten weichen Informationswerte, die aus dem Datenspeicher abgerufen sind, zu empfangen und die abgerufenen ersten weichen Informationswerte zu dekomprimieren; und ein Kombiniermodul, das ausgebildet ist, die dekomprimierten ersten weichen Informationswerte mit den zweiten weichen Informationswerten zu kombinieren, wobei der Dekodierer ferner ausgebildet ist, einen Dekodierungsversuch an dem kodierten Datenblock unter Anwendung der kombinierten weichen Informationswerte auszuführen.
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Konzept 17.
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Der Empfänger nach Konzept 16, der ferner ein Prüfmodul aufweist, das ausgebildet ist zu bestimmen, ob der Dekodierungsversuch an dem kodierten Datenblock unter Anwendung der ersten weichen Informationswerte fehlgeschlagen ist, wobei in Reaktion darauf, dass das Prüfmodul bestimmt, dass der Dekodierungsversuch an dem kodierten Datenblock unter Anwendung der ersten weichen Informationswerte fehlgeschlagen ist, das Komprimiermodul ausgebildet ist, die ersten weichen Informationswerte zu komprimieren, und wobei der Empfänger ausgebildet ist zu veranlassen, dass die komprimierten ersten weichen Informationswerte in dem Datenspeicher gespeichert werden.
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Konzept 18.
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Der Empfänger nach Konzept 17, wobei das Prüfmodul ausgebildet ist, eine zyklische Redundanzprüfung auszuführen.
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Konzept 19.
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Der Empfänger nach Konzept 16, der ferner den Datenspeicher umfasst.
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Konzept 20.
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Der Empfänger nach Konzept 16, wobei der Datenspeicher außerhalb des Empfängers ist und wobei der Empfänger ausgebildet ist, die komprimierten ersten weichen Informationswerte zu dem Datenspeicher zu übertragen und die komprimierten ersten weichen Informationswerte aus dem Datenspeicher abzurufen.
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Konzept 21.
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Ein Computerprogrammprodukt, das ausgebildet ist, einen kodierten Datenblock zu dekodieren, der in einem Empfänger empfangen wird, wobei das Computerprogrammprodukt auf einem nicht vergänglichen bzw. dinglichen computerlesbaren Medium verkörpert und derart ausgebildet ist, dass, wenn eine Ausführung in einem Prozessor des Empfänger erfolgt, dieser das Verfahren ausführt, das umfasst: Empfangen mehrerer erster kodierter Datenbits, die den kodierten Datenblock repräsentieren; Bestimmen bzw. Ermitteln erster weicher Informationswerte, die entsprechenden Bits der empfangenen mehreren ersten kodierten Datenbits entsprechen, wobei jeder der weichen Informationswerte eine Wahrscheinlichkeit angibt, dass ein entsprechendes kodiertes Datenbit einen speziellen Wert aufweist; Durchführen eines Dekodierungsversuches an dem kodierten Datenblock unter Anwendung der ersten weichen Informationswerte; Komprimieren der ersten weichen Informationswerte; Veranlassen, dass die komprimierten ersten weichen Informationswerte in einem Datenspeicher gespeichert werden; Empfangen mehrerer zweiter kodierter Datenbits, die den kodierten Datenblock repräsentieren; Bestimmen bzw. Ermitteln zweiter weicher Informationswerte, die entsprechenden Bits der empfangenen mehreren zweiten kodierten Datenbits entsprechen; Abrufen der komprimierten ersten weichen Informationswerte aus dem Datenspeicher; Dekomprimieren der abgerufenen ersten weichen Informationswerte; Kombinieren der dekomprimierten ersten weichen Informationswerte mit den zweiten weichen Informationswerten; und Ausführen eines Dekodierungsversuches an dem kodierten Datenblock unter Anwendung der kombinierten weichen Informationswerte.
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Obwohl diese Erfindung insbesondere in Bezug auf Ausführungsformen gezeigt und beschrieben ist, erkennt der Fachmann, dass diverse Änderungen in Form und Detail durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung, wie sie durch die angefügten Patentansprüche definiert ist, abzuweichen.
