DE112004002415T5 - Adaptives Punktierungsverfahren für Mehrträgersysteme - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung, die folgendes umfaßt:
einen adaptiven Bitzuweisungsblock zum Empfangen von Kanalstatusinformation für mehrere Unterträger und zum Auswählen eines Modulationsverfahrens und eines Punktierungsmusters für jeden der Unterträger oder für jedes von mehreren Teilbändern, basierend auf der Kanalstatusinformation;
einen Punktierungsblock zum Punktieren eines codierten Bitstroms von mehreren Unterträgern oder Teilbändern gemäß dem ausgewählten Punktierungsmuster;
einen Zuordnungsblock zum Zuordnen einer codierten und punktierten Bitstromausgabe von dem Punktierungsblock zu einem oder mehreren Unterträgersymbolen für jeden der Unterträger oder jedes der Teilbänder.

Description

  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Die Mehrträgerkommunikation kann als ein Kommunikationsverfahren beschrieben werden, wobei mehrere Träger oder Unterträger zur Übermittlung von Information benutzt werden. Als ein Beispiel für eine Mehrträgerkommunikation kann eine orthogonale Mehrträgerübertragung (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) als ein Kommunikationsverfahren beschrieben werden, das einen Kommunikationskanal in eine Anzahl beabstandeter Frequenzbänder einteilt. Bei OFDM kann auf jedem Band ein Unterträger übertragen werden, der einen Abschnitt der Nutzerinformation trägt. Bei OFDM kann jeder Unterträger orthogonal sein, was OFDM von dem allgemein benutzen Frequenzmultiplexverfahren unterscheidet. Ein OFDM-Symbol kann beispielsweise ein Symbol aufweisen, das während der OFDM-Symbolperiode gleichzeitig auf jedem der OFDM-Unterträger übertragen wird. Diese einzelnen Symbole können als Unterträgersymbole bezeichnet werden.
  • Einige Kommunikationssysteme können Merkmale aufweisen, die sich an bestimmte wechselnde Bedingungen anpassen können. Beispielsweise erlauben es einige Systeme, daß die Datenübertragungsrate anhand einer ermittelten Übertragungsbedingung angepaßt wird. Allerdings können einige Arten von adaptiven Systemen komplex oder teuer sein. Es besteht Bedarf an einem verbesserten adaptiven System.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Funkkommunikationssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • 2 ist ein Blockdiagramm einer Funk-Sendeempfangsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • 3 ist eine Darstellung, die eine Anzahl von Punktierungsmustern gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • In der detaillierten Beschreibung sind verschiedene spezifische Details erläutert, um ein umfassendes Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung zu ermöglichen. Fachleute werden jedoch verstehen, daß Ausführungsformen der Erfindung ohne diese spezifischen Details ausgeführt werden können. In anderen Fällen wurden allgemein bekannte Verfahren, Prozesse und Techniken nicht genau beschrieben, um die genannten Ausführungsformen nicht undeutlich zu machen.
  • Einige Abschnitte der folgenden genauen Beschreibung sind in der Form von Algorithmen und symbolischen Darstellungen von Operationen an Datenbits oder binären Digitalsignalen in einem Computerspeicher gezeigt. Diese algorithmischen Beschreibungen und Darstellungen können die Verfahren sein, die von Fachleuten auf dem Gebiet der Datenverarbeitung benutzt werden, um das Wesen ihrer Arbeit an andere Fachleute zu übermitteln.
  • Ein Algorithmus wird hier allgemein als eine in sich stimmige Abfolge von Aktionen oder Operationen betrachtet, die zu einem gewünschten Resultat führt. Dazu gehören physikalische Manipulationen physikalischer Größen. Normalerweise, aber nicht unbedingt, nehmen diese Größen die Form elektrischer oder magnetischer Signale an, die dazu in der Lage sind, gespeichert, übertragen, kombiniert, verglichen oder in anderer Weise manipuliert zu werden. Es hat sich vor allem aus Gründen allgemeiner Einsetzbarkeit bisweilen als praktisch erwiesen, diese Signale als Bits, Werte, Elemente, Symbole, Zeichen, Ausdrücke, Zahlen usw. zu bezeichnen. Es versteht sich jedoch, daß alle diese und ähnliche Begriffe den jeweiligen physikalischen Größen zuzuordnen sind und lediglich praktische Kennzeichnungen sind, die auf diese Größen angewandt werden.
  • Es versteht sich, daß, sofern nicht im Rahmen der folgenden Ausführungen anders angegeben, Erläuterungen in der gesamten Beschreibung, bei denen Begriffe wie Verarbeiten, Berechnen, Kalkulieren, Bestimmen usw. verwendet werden, sich auf die Aktion oder die Prozesse eines Computers oder eines Computersystems oder einer ähnlichen elektronischen Rechnervorrichtung beziehen, die Daten, die als physikalische, wie z.B. elektronische, Größen in Registern oder Speichern des Computersystems dargestellt sind, in andere Daten manipulieren oder umwandeln, die in ähnlicher Weise als physikalische Größen in den Speichern, Registern oder anderen Vorrichtungen zur Speicherung, Übertragung oder Anzeige von Informationen des Computersystems dargestellt sind.
  • Ausführungen der vorliegenden Erfindung können Vorrichtungen zum Durchführen der hier erläuterten Operationen umfassen. Eine solche Vorrichtung kann speziell für die gewünschten Zwecke aufgebaut sein oder kann eine allgemein verwendbare Rechnervorrichtung umfassen, die selektiv durch ein Programm aktiviert oder neu konfiguriert wird, das in der Vorrichtung gespeichert ist. Ein solches Programm kann auf einem Speichermedium gespeichert sein, wobei es sich um jede Art von Diskette einschließlich Magnetplattendisketten, optischer Scheiben, CD-ROMs, magnetooptischer Disketten, Lesespeicher (ROMS), Lese-Schreibspeicher (RAMs), elektrisch programmierbarer Lesespeicher (EEPROMs), Flash-Speicher, magnetischer oder optischer Karten oder jeder Art Medium, das zum Speichern elektronischer Befehle geeignet und dazu in der Lage ist, an einen Systembus für eine Rechnervorrichtung gekoppelt zu werden, handeln kann.
  • Die hier erläuterten Prozesse und Anzeigen beziehen sich nicht inhärent auf eine bestimmte Rechnervorrichtung oder sonstige Vorrichtung. Verschiedene allgemein einsatzfähige Systeme können mit Programmen gemäß den hier erläuterten Lehren benutzt werden oder sich bei der Konstruktion einer stärker spezialisierten Vorrichtung zum Durchführen des gewünschten Verfahrens als praktisch erweisen. Der gewünschte Aufbau für verschiedene dieser Systeme wird aus der folgenden Beschreibung hervorgehen. Zusätzlich sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht unter Bezugnahme auf eine bestimmte Programmiersprache beschrieben. Es versteht sich, daß verschiedene Programmiersprachen zum Implementieren der Lehren der hier beschriebenen Erfindung benutzt werden können.
  • In der Beschreibung und den Ansprüchen, die folgen werden, können die Begriffe gekoppelt und verbunden, zusammen mit ihren Ableitungen, benutzt werden. In bestimmten Ausführungsformen kann verbunden benutzt werden, um anzuzeigen, daß zwei oder mehr Elemente sich im direkten physikalischen oder elektrischen Kontakt miteinander befinden. Gekoppelt kann bedeuten, daß zwei oder mehr Elemente sich im direkten physikalischen oder elektrischen Kontakt miteinander befinden. Gekoppelt kann jedoch auch bedeuten, daß zwei oder mehr Elemente sich zwar nicht im direkten Kontakt miteinander befinden müssen, aber trotzdem miteinander zusammenwirken oder interagieren können.
  • Es verdient Erwähnung, daß innerhalb dieser Beschreibung jede Bezugnahme auf „eine Ausführungsform" in diesem Kontext bedeutet, daß ein bestimmtes Merkmal, ein bestimmter Aufbau oder eine bestimmte Eigenschaft, die im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben ist, in wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung enthalten sein kann. Das Erscheinen des Ausdrucks „in einer Ausführungsform" oder „eine Ausführungsform" an verschiedenen Stellen der Beschreibung bezieht sich also nicht unbedingt auf dieselbe Ausführungsform, sondern kann sich auf verschiedene Ausführungsformen beziehen.
  • Man wird verstehen, daß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Anwendungen benutzt werden können. Obwohl die vorliegende Erfindung in dieser Hinsicht nicht begrenzt ist, können die hier offenbarten Schaltkreise in vielen Vorrichtungen wie z.B. den Sender und Empfängern eines Funksystems benutzt werden. Funksysteme, die dazu vorgesehen sind, innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung enthalten zu sein, umfassen beispielsweise Vorrichtungen für lokale Funknetzwerke(WLAN) und Vorrichtungen für städteübergreifende Funknetzwerke(WWAN) einschließlich Netzwerkschnittstellenvorrichtungen und Netzwerkschnittstellenkarten(NICs), Basisstationen, Zugangspunkten, Knoten, Brücken, Knotenpunkten, Mobilfunk-Telefonsystemen, Satellitenkommunikationssystemen, Funksprechkommunikationssystemen, Einweg-Pagern, Zweiweg-Pagern, persönlichen Kommunikationssystemen(PCS), Personal-Computern(PCs), persönlichen digitalen Assistenten(PDAs) und ähnlichem, obwohl der Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht nicht begrenzt ist.
  • Der Begriff Paket, wie er hier benutzt ist, kann eine Einheit von Daten umfassen, die zwischen Knotenpunkten oder Stationen oder über ein Netzwerk weitergeleitet oder übertragen werden können. Der Begriff Paket, wie er hier benutzt ist, kann Datenübertragungsblöcke, Protokolldateneinheiten oder andere Dateneinheiten umfassen. Ein Paket kann eine Gruppe von Bits umfassen, die beispielsweise ein oder mehrere Adreßfelder, Kontrollfelder und Daten aufweisen können. Ein Datenblock kann jede Einheit von Daten oder Informationsbits sein.
  • Bezugnehmend auf die Figuren, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, ist 1 eine Darstellung, die ein Beispiel eines Funkkommunikationssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. Bei dem Kommunikationssystem 100, das in 1 gezeigt ist, kann ein Nutzerfunksystem 116 eine Funksendeempfangsvorrichtung 110 aufweisen, die an eine Antenne 117 und einen Prozessor 112 gekoppelt ist. In einer Ausführungsform kann der Prozessor 112 einen einzelnen Prozessor umfassen, oder er kann alternativ einen Basisbandprozessor und einen Applikationsprozessor umfassen, obwohl der Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht nicht begrenzt ist. Gemäß einer Ausführungsform kann der Prozessor 112 einen Basisbandprozessor und eine Medienzugangssteuerung(Medium Access Control - MAC) umfassen.
  • Prozessor 112 kann an einen Speicher 114 gekoppelt sein, der einen flüchtigen Speicher wie DRAM, einen nicht-flüchtigen Speicher wie einen Flash-Speicher, oder alternativ andere Arten von Speichern wie eine Festplatte umfassen kann, obwohl der Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht nicht begrenzt ist. Ein Abschnitt oder die Gesamtheit des Speichers 114 kann auf demselben integrierten Schaltkreis wie Prozessor 112 angeordnet sein, oder alternativ kann ein Abschnitt oder die Gesamtheit des Speichers 114 auf einem integrierten Schaltkreis oder anderen Medium angeordnet sein, beispielsweise einer Festplatte, die außerhalb des integrierten Schaltkreises von Prozessor 112 vorgesehen ist, obwohl der Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht nicht begrenzt ist. Gemäß einer Ausführungsform kann im Speicher 114 Software vorgesehen sein, die von dem Prozessor 112 ausgeführt wird, um es dem Funksystem 116 zu ermöglichen, verschiedene Aufgaben durchzuführen, von denen einige hier beschrieben werden sollen.
  • Das Funksystem 116 kann über eine Funkkommunikationsverbindung 134 mit einem Zugangspunkt (Access Point - AP) 128 (oder einem anderen Funksystem) kommunizieren, wobei der Zugangspunkt 128 wenigstens eine Antenne 118 aufweisen kann. Die Antennen 117 und 118 können jeweils eine gerichtete Antenne oder eine Drehfunkantenne sein, obwohl die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Obwohl nicht in 1 gezeigt, kann AP 128 beispielsweise einen Aufbau aufweisen, der dem Funksystem 116 ähnlich ist, einschließlich einer Funksendeempfangsvorrichtung, eines Prozessors, eines Speichers, und Software, die im Speicher vorgesehen ist, um es AP 128 zu ermöglichen, verschiedene Funktionen auszuführen. In einem Ausführungsbeispiel können das Funksystem 116 und AP 128 als Stationen in einem Funkkommunikationssystem betrachtet werden, wie z.B. einem WLAN-System.
  • Zugangspunkt 128 kann an ein Netzwerk 130 gekoppelt sein, sodaß das Funksystem 116 mit Netzwerk 130 sowie mit Vorrichtungen, die an das Netzwerk 130 gekoppelt sind, kommunizieren kann, indem es über eine Funkverbindung 134 mit dem Zugangspunkt 128 kommuniziert.
  • Das Netzwerk 130 kann ein öffentliches Netzwerk wie z.B. ein Telefonnetzwerk oder das Internet umfassen, oder das Netzwerk 130 kann alternativ ein privates Netzwerk wie z.B. ein Intranet, oder eine Kombination aus einem öffentlichen und einem privaten Netzwerk umfassen, obwohl der Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht nicht begrenzt ist.
  • Die Kommunikation zwischen dem Funksystem 116 und dem Zugangspunkt 128 kann über ein lokales Funknetzwerk (WLAN) implementiert sein, beispielsweise ein Netzwerk, das einer Norm des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) wie z.B. IEEE 802.11 a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g, IEEE 802.11n, IEEE 02.15, IEEE 802.16 usw. entspricht, obwohl der Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht nicht begrenzt ist.
  • In einer anderen Ausführungsform kann die Kommunikation zwischen dem Funksystem 116 und dem Zugangspunkt 128 über ein Mobilfunk-Kommunikationsnetzwerk implementiert sein, das einer 3GPP-Norm entspricht, obwohl der Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht nicht begrenzt ist.
  • Einer oder mehrere Aspekte der Erfindung können auf Einzelträgersysteme angewandt werden, wobei Information über einen einzelnen Träger übertragen wird. Alternativ können einer oder mehrere Aspekte der Erfindung auf Mehrträgersysteme angewandt werden, wie z.B. ein System mit orthogonaler Mehrträgerübertragung (Orthogonal Frequency Division Multiplexing - OFDM), wobei Information über mehrere Träger oder Unterträger übertragen wird, obwohl die Erfindung in dieser Hinsicht nicht begrenzt ist.
  • 2 ist ein Blockdiagramm einer Funksendeempfangsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Bezugnehmend auf 2 kann die Sendeempfangsvorrichtung 200 einen Sender 201 zum Senden von Information und einen Empfänger 231 zum Empfangen von Information aufweisen. Die Sendeempfangsvorrichtung 200 kann einen adaptiven Bitzuweisungsblock 205 aufweisen, der eine Kanalstatusinformation 203 empfangen kann. Kanalstatusinformation kann einen Signalrauschabstand (Signal-to-Noise Ratio - SNR), eine Bitfehlerrate (Bit Error Rate - BER), eine Paketfehlerrate, eine Kanaleinschätzung oder eine Kanalübertragungsfunktion usw. oder andere Informationen aufweisen, die die Übertragungsbedingungen eines Kanals beschreiben.
  • Der adaptive Bitzuweisungsblock 205 kann adaptiv ein Modulationsverfahren 206 und ein Punktierungsmuster 207 auswählen, das von wenigstens einem Sender 201 basierend auf der Kanalstatusinformation 203 benutzt wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Punktierungsblock einige codierte Bits gemäß dem Punktierungsmuster 207 verwerfen. Daher kann die Punktierung die Coderate erhöhen, da gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Coderate als das Verhältnis Datenbits/Codebits betrachtet werden kann.
  • Anstatt ein Punktierungsmuster auszuwählen, kann der adaptive Bitzuweisungsblock 205 alternativ zunächst basierend auf der Kanalstatusinformation eine gewünschte Coderate auswählen und dann ein Punktierungsmuster auswählen, um die gewählte Coderate zu erzielen, die von der Muttercoderate vorgegeben ist, die durch Codierer 210 bereitgestellt wird. In diesem Ausführungsbeispiel kann der adaptive Bitzuweisungsblock 205 auch ein Modulationsverfahren basierend auf der Kanalstatusinformation auswählen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann Kanalstatusinformation 203 für jeden der OFDM-Unterträger bereitgestellt werden. Der adaptive Bitzuweisungsblock 205 kann ein Modulationsverfahren 206 und eine Coderate und/oder ein Punktierungsmuster 207 für jeden OFDM-Unterträger basierend auf der Kanalstatusinformation des entsprechenden Unterträgers auswählen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel können das Modulationsverfahren 206 und das Punktierungsmuster 207 für jeden OFDM-Unterträger variiert werden (pro Unterträger). In einer anderen Ausführungsform können die OFDM-Unterträger in Blöcke von zwei oder mehr benachbarten Unterträgern unterteilt werden, die als Teilbänder bezeichnet werden. Dasselbe Modulationsverfahren und dasselbe Punktierungsmuster (oder die gewünschte Coderate) kann für jedes Teilband ausgewählt werden (z.B. dasselbe Modulationsverfahren und dasselbe Punktierungsmuster für alle Unterträger eines Teilbands), obwohl die Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
  • Beim Auswählen eines Modulationsverfahrens und Punktierungsmusters für ein Teilband kann Kanalstatusinformation für einen oder mehrere Unterträger in dem Teilband benutzt werden, um diese Parameter für das Teilband zu wählen. Beispielsweise kann die niedrigste SNR benutzt werden (z.B. die niedrigste SNR für die Unterträger in dem Teilband), die mittlere SNR für alle Unterträger in dem Teilband kann benutzt werden, oder ein anderes Verfahren. Dies sind einige Beispiele, und die Erfindung ist nicht auf diese beschränkt.
  • Es können verschiedene unterschiedliche Modulationsverfahren benutzt werden. Beispielsweise können die folgenden Modulationsverfahren benutzt werden: Binäre Phasenmodulation (Binary Phase Shift Keying - BPSK), Quadratur-Phasenmodulation (Quadrature Phase Shift Keying - QPSK), Quadraturamplitudenmodulation (QAM) wie z.B. 16-QAM (16 unterschiedliche Symbole), 64-QAM (64 unterschiedliche Symbole), 256 QAM usw., obwohl die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Es können andere Modulationsverfahren eingesetzt werden.
  • Das Codieren kann das Codieren von Datenbits unter Benutzung eines Codierungsverfahrens (wie z.B. Faltungscodierung usw.) umfassen, um codierte Bits oder Codebits zu erzeugen. Das Punktieren kann beispielsweise das Fallenlassen, Verwerfen oder Nichtübertragen bestimmter codierter Bits umfassen, um die Coderate zu erhöhen. Punktieren kann benutzt werden, wenn beispielsweise ein vorhandener Codierer eine bestimmte Coderate benutzt, wobei es wünschenswert sein kann, die Coderate zu erhöhen, indem ein oder mehrere Codebits fallengelassen oder nicht übertragen werden. Am empfangenden Knotenpunkt kann der Empfänger oder Demodulator ein oder mehrere Dummy-Bits anstelle der ausgelassenen (punktierten) Bits einfügen und darin die Nachricht decodieren.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel können höhere Modulationsverfahren und höhere Coderaten (z.B. durch mehr Punktierung) höheren SNRs (oder allgemein besseren Übertragungsbedingungen) entsprechen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann, wenn die Kanalstatusinformation, wie z.B. die SNR für einen Unterträger einer ersten SNR-Spanne entspricht, ein erstes Modulationsverfahren und ein erstes Punktierungsmuster für den Unterträger oder das Teilband zum Übertragen der Daten ausgewählt werden. Wenn die SNR einer zweiten SNR-Spanne entspricht, können ein zweites Modulationsverfahren und ein zweites Punktierungsmuster zum Übertragen der Daten ausgewählt werden. Dies sind nur einige Beispiele, auf die die Erfindung nicht beschränkt ist.
  • Das ausgewählte Modulationsverfahren 206 und Punktierungsmuster 207 kann auch für Empfänger 231 bereitgestellt werden, um diese Parameter für das Demapping und Depunktieren der empfangenen Information auszuwählen, auch wenn diese Parameter alternativ von einem entfernten Sender für einen Empfänger 231 ausgewählt werden können.
  • Im folgenden soll nun der Sender 201 beschrieben werden. Ein Eingangsbitstrom 208 wird in einen Codierer 210 eingegeben, der beispielsweise ein Faltungscodierer sein kann, obwohl die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Es können andere Arten der Codierung benutzt werden. Der Codierer 210 kann beispielsweise den Eingangsbitstrom 208 unter Benutzung einer Muttercoderate von ½ faltungscodieren, obwohl die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Es können andere Muttercoderaten benutzt werden. Der Codierer 210 kann einen codierten Bitstrom 212 ausgeben.
  • Der codierte Bitstrom 212 kann in einen Punktierungsblock 215 eingegeben werden. Der Punktierungsblock kann den codierten Bitstrom durch Fallenlassen oder Verwerfen von einem oder mehreren Bits gemäß einem Punktierungsmuster 207 punktieren, das von dem adaptiven Bitzuteilungsblock 205 vorgegeben ist, um einen codierten und punktierten Datenstrom 217 zu erzeugen. Aufgrund einer solchen Punktierung kann die (punktierte) Coderate für den punktierten Datenstrom 217 höher sein als die Muttercoderate des Ausgangs des Bitstroms 212 von dem Codierer 210. So kann jeder OFDM-Unterträger in jedem Teilband mit einer ausgewählten Coderate codiert werden (basierend auf dem Punktierungsmuster, das pro Unterträger oder pro Teilband ausgewählt wird).
  • Zuordnungsblock 220 kann dann eine Anzahl von Bits aus dem Bitstrom 217 extrahieren und die Bits einem entsprechenden Symbol eines ausgewählten Modulationsverfahrens zuordnen. In einem Ausführungsbeispiel kann der Zuordnungsblock eine Anzahl von Bits in dem punktierten Bitstrom 217 extrahieren oder auswählen und die Bits einem entsprechenden Unterträgersymbol des ausgewählten Modulationsverfahrens für jeden (oder wenigstens einige) der Unterträger des OFDM-Symbols zuordnen. Das Zuordnen kann für mehrere OFDM-Symbole wiederholt werden. Ein Modulationsblock 225 kann dann eine OFDM-Modulation durchführen, um einen modulierten Datenausgang 226 für die Übertragung zu erzeugen.
  • Im folgenden soll Empfänger 231 aus 2 beschrieben werden. Modulierten Daten 229 werden empfangen und durch Demodulierungsblock 230 OFDM-demoduliert, um zugeordnete (demodulierte) Daten auszugeben. Demapping-Block 235 demappiert OFDM-Unterträgersymbole für demappierte Datenbits 237. Gemäß einem Ausführungsbeispiel depunktiert Depunktierungsblock 240 die demappierten Daten basierend auf dem Punktierungsmuster 207 durch Einführen von Dummy-Bits an den geeigneten Positionen, um Daten mit eingefügten Bits (depunktierte Daten) 242 auszugeben. Auf diese Weise wird der Muttercode wiederhergestellt. Decodierer 245 kann dann die depunktierten Daten 242 decodieren, um einen Ausgangsbitstrom 247 zu erzeugen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann, wenn ein Faltungscodierer zum Codieren der Daten am sendenden Ende benutzt wird, beispielsweise ein Viterbi-Decodierer als Decodierer 245 benutzt werden, wenngleich die Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
  • 3 ist eine Darstellung, die eine Anzahl von Punktierungsmustern gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt, obwohl die Erfindung nicht auf dieses Format oder diese Art von Punktierungsmustern beschränkt ist. In diesem Beispiel können Faltungscodes mit einer Rate von (n – 1)/n durch Punktieren eines Muttercodes mit einer Coderate = 1/2 Faltungscode gebildet werden, wenngleich die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Es können andere Codes benutzt werden. In einem Ausführungsbeispiel kann der Muttercode mit einer begrenzten Codelänge von 7 erzeugt werden, wobei die Generatorpolynome G1 = 1338 und G2 = 1718 als Beispiele dienen.
  • Mehrere beispielhafte Punktierungsmuster sind in 3 gezeigt. Wie in 3 gezeigt, ist unter 305 der Muttercode gezeigt, wobei ein Datenbit als zwei Codebits codiert ist, was zu einer Muttercoderate von ½ führt. Für das Muster 305 wird keine Punktierung durchgeführt.
  • Unter 310 sind zwei Datenbits als vier Codebits codiert (Muttercoderate = ½). Die vier Bits können als codierte Eingangsbits für das Punktierungsmuster bezeichnet werden. Das Punktierungsmuster 310 zeigt, daß eines der vier codierten Eingangsbits verworfen wird, was zu einer Coderate von 2/3 führt (zwei Datenbits, die als drei Codebits codiert sind). Das grau hinterlegte Bit 312 im Punktierungsmuster 310 wird verworfen (punktiert). Die drei weißen (nicht verworfenen) Bits können als die codierten Ausgangsbits des Punktierungsmusters bezeichnet werden.
  • Unter 315 sind drei Datenbits als sechs Codebits codiert (Muttercoderate = ½). Durch Verwerfen von zwei der sechs Codebits wird eine Codierungsrate von ¾ erreicht (drei Datenbits, die als vier Codebits codiert sind), wie durch das Punktierungsmuster 315 gezeigt ist. Es sind also vier codierte Ausgangsbits in diesem Punktierungsmuster 315 vorhanden.
  • Unter 320 sind fünf Datenbits als 10 Codebits codiert (Muttercoderate = ½). Vier der zehn codierten Eingangsbits werden verworfen, wie durch das Punktierungsmuster 320 gezeigt, was zu einer Coderate von 5/6 führt (fünf Datenbits, die als sechs Codebits codiert sind). Für dieses Punktierungsmuster sind sechs codierte Ausgangsbits vorhanden.
  • Unter 325 sind sieben Datenbits als 14 Codebits oder codierte Eingangsbits codiert (Muttercoderate = ½). Sechs der 14 codierten Eingangsbits werden verworfen, wie durch das Punktierungsmuster 325 gezeigt, was zu einer Coderate von 7/8 führt (sieben Datenbits, die als acht Codebits codiert sind). Für dieses Punktierungsmuster sind acht codierte Ausgangsbits vorhanden.
  • Die folgende Tabelle 1 illustriert einige Parameter, die für ein adaptives Punktierungsverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel benutzt werden können. Eine Anzahl von Parametern sind in den Spalten von Tabelle 1 gezeigt, einschließlich der Modulationsart, der Anzahl der Bits pro OFDM-Unterträger-(Modulations)-Symbol, resultierender Coderate (nach Punktierurig) sowohl für Einzelträger-Bitzuteilung und Teilband-Bitzuteilung (zwei Unterträger pro Teilband in diesem Beispiel), und der Datenrate in Mbits/s für einen beispielhaften 20-Mhz-Kanal mit 48ü OFDM-Unterträgern, wenngleich die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Andere Datenraten, Kanalgrößen und andere Parameter können benutzt werden.
    Modulations- und Codierungsparameter Einzelträger BL Zwei Unter-träger Teilband BL Datenrate
    Art der Modulation Anzahl der Bits pro Modulationssymbol Code-rate (R) Aus-gangs-lange Punktierung (Anzahl codierter Ausgangsbits des Punktierungsmusters Anzahl von Datenbits pro Modulations-symbol Anzahl von Datenbits pro Modulations-symbol Mbits/s
    20 Mhz 48 DatenUnterträger (802.11 a Taktungsparameter
    BPSK 1 1/2 2 - 0,5 6
    QPSK 2 1/2 2 1 1 12
    QPSK 2 3/4 4 - 1,5 18
    16 QAM 4 1/2 2 2 2 24
    16 QAM 4 3/4 4 3 3 36
    16 QAM 4 7/8 8 - 3,5 42
    64 QAM 6 2/3 3 4 4 48
    64 QAM 6 3/4 4 - 4,5 54
    64 QAM 6 5/6 6 5 5 60
    256 QM 8 3/4 4 6 6 72
    256 QAM 8 7/8 8 7 7 84
    Tabelle 1 – Beispielhaftes adaptives Punktierungsverfahren 20 MHz-Kanal
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann es in einigen Fällen wünschenswert sein, daß eine Anzahl von Modulationsbits in einem einzigen OFDM-Unterträgersymbol (wenn adaptive Bitzuteilung pro Unterträger durchgeführt wird) oder in den Unterträgersymbolen eines einzigen Unterträger-Teilbands (wenn adaptive Bitzuteilung pro Teilband durchgeführt wird) vorhanden sind, um gleich oder das Vielfache (z.B. 2x, 3x, ...) der Anzahl codierter Ausgangsbits in einem Punktierungsmuster zu sein, das benutzt wird. Beispielsweise kann ein Punktierungsprozeß für eine Gruppe von codierten Eingangsbits (siehe z.B. 3) durchgeführt werden. Wie beispielsweise in 3 gezeigt, kann ein Punktierungsmuster mit Coderate R = 3/4 6 codierte Eingangsbits des Muttercodes (R = 1/2) benötigen. Der Punktierungsblock 215 verwirft 2 Bits dieser Gruppe von codierten Eingangsbits, z.B. an Positionen, die durch das Punktierungsmuster angezeigt werden. In diesem Beispiel entspricht die Anzahl codierter Ausgangsbits in dem Punktierungsmuster 4 (dies ist die Anzahl „weißer Rechtecke" in einem Punktierungsmuster, gezeigt in 3).
  • In einem Ausführungsbeispiel kann es wünschenswert sein, eine Gruppe von codierten Ausgangsbits des Punktierungsmusters (oder ein Vielfaches der codierten Ausgangsbits des Punktierungsmusters) einem Unterträgersymbol in einem OFDM-Unterträger (z.B. wenn adaptive Bitzuteilung für einzelne Unterträger benutzt wird), oder den Unterträgern in einem Teilband zuzuordnen (z.B. wenn adaptive Bitzuteilung für Unterträger-Teilbänder benutzt wird), da ein benachbarter OFDM-Unterträger oder ein Teilband aus Unterträgern eine andere Coderate aufweisen kann (also z.B. ein unterschiedliches Punktierungsmuster benutzt). Deshalb kann es, damit die codierten Ausgangsbits eines Punktierungsmusters auf einen einzelnen Unterträger oder ein einzelnes Teilband zugeordnet oder moduliert werden, in einem Ausführungsbeispiel vorteilhaft sein, wenn die Anzahl der Bits in einem OFDM-Unterträgersymbol (z.B. wenn adaptive Bitzuteilung pro Unterträger durchgeführt wird) oder die Anzahl der Bits in Unterträgersymbolen in einem Teilband (z.B. wenn adaptive Bitzuteilung pro Teilband durchgeführt wird) gleich einem Vielfachen (z.B. 2x, 3x, ...) der Anzahl von codierten Ausgangsbits des benutzten Punktierungsmusters ist.
  • Als ein zusätzliches Beispiel benutzt, bezugnehmend auf Tabelle 1, ein 16-QAM-Modulationsverfahren vier Bits pro Unterträgersymbol. Wenn eine Coderate (nach Punktierung) von ¾ benutzt wird, führt dies zu vier codierten Ausgangsbits in dem Punktierungsmuster, was der Zahl der Bits (4) pro Unterträgersymbol für 16 QAM entspricht. Dies überträgt auch eine ganzzahlige Anzahl von Datenbits pro OFDM-Unterträgersymbol. In diesem Beispiel sind 4 Codebits pro Unterträgersymbol vorhanden, und 3 Datenbits pro Unterträgersymbol (aufgrund der Coderate von ¾ und der 16-QAM-Modulation für den Unterträger).
  • Wenn ein 16-QAM-Modulationsverfahren mit einer Coderate = 7/8 benutzt wird, führt dies ebenso zu 8 codierten Ausgangsbits im Punktierungsmuster. Die 16-QAM-Modulation benutzt 4 Bits pro Unterträgersymbol. Deshalb kann sich ein Teilband von 16-QAM-Unterträgern (8 Bits insgesamt für zwei Unterträgersymbole in dem Teilband) anpassen an (also dieselbe Anzahl von Bits sein wie) die 8 codierten Ausgangsbits des Punktierungsmusters. So funktioniert ein Teilband mit zwei Unterträgern für dieses Beispiel mit 16-QAM, R = 7/8 gut. Es handelt sich dabei nur um Beispiele, und die Erfindung ist nicht auf sie beschränkt.
  • Es ist zu beachten, daß bei der adaptiven Bitzuteilung für einen einzelnen Unterträger das adaptive Punktieren die Benutzung von Datenbits pro Unterträgersymbol im Bereich von 1 bis 7 zuläßt, aber nicht (gemäß diesem Ausführungsbeispiel) die Benutzung der robustesten BPSK-Modulation, wie in Tabelle 1 gezeigt, obwohl die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. In diesem Beispiel ermöglicht das Benutzen der adaptiven Bitzuteilung mit Teilbändern mit 2 Unterträgern eine Benutzung von Datenbits pro Unterträger im Bereich von 0,5 bis 7 (auch in feinerer Granularität, z.B. Schritten von 0,5 Datenbits), sowie die Benutzung von BSPK, wie in Tabelle 1 gezeigt. Deshalb kann in einigen Fällen die adaptive Bitzuteilung mit Unterträger-Teilbändern gegenüber der adaptiven Bitzuteilung mit einzelnem Unterträger vorteilhaft sein. Es handelt sich dabei nur um Beispiele, und die Erfindung ist nicht auf sie beschränkt.
  • Es kann auch vorteilhaft sein, ein Modulationsverfahren und ein Punktierungsmuster (oder eine Coderate) zu wählen, wobei eine ganzzahlige Anzahl von Datenbits einem einzelnen Unterträgersymbol zugeordnet wird (für adaptive Bitzuteilung mit einzelnem Unterträger). Beispiele, wo dies in Tabelle 1 der Fall ist, umfassen ein QPSK-Modulationsverfahren mit einer Coderate von ½, wobei sich 1 Datenbit pro Unterträgersymbol ergibt, und 16 QAM mit einer Coderate von ¾, wobei sich 3 Datenbits pro Unterträgersymbol ergeben. Es ist zu beachten, daß in Tabelle 1 ein Querstrich in der Spalte namens „Anzahl von Datenbits pro (Unterträger) Modulationssymbol" anzeigt, wo für diese Parameter eine ganzzahlige Anzahl von Datenbits keinem Unterträgersymbol zugeordnet ist.
  • Es ist zu beachten, daß jede der Kombinationen von Modulationsarten und Coderaten, die in Tabelle 1 gezeigt sind, zulassen, daß eine ganzzahlige Anzahl von Datenbits auf einem Teilband mit 2 Unterträgern codiert wird. Beispielsweise sieht die 16-QAM-Modulationb mit einer Coderate = 7/8 3,5 Datenbit pro Unterträgersymbol vor, und also 7 Datenbits pro Teilband (zwei Unterträger pro Teilband). Dies sind lediglich zusätzliche Beispiele, und die Erfindung ist nicht auf sie beschränkt.
  • Während hier bestimmte Merkmale der Ausführungsformen der Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, werden Fachleuten nun zu vielen Modifizierungen, Ersetzungen, Änderungen und Äquivalenten gelangen. Es versteht sich deshalb, daß die beiliegenden Ansprüche all diese Modifizierungen und Änderungen, die in den wahren Geist der Ausführungsformen der Erfindung fallen, abdecken sollen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Für OFDM wird eine adaptive Bitzuweisung (Adaptive Bit Logding) mit Auswahl des Modulationsverfahrens und des Punktierungsmusters anhand von Kanaleigenschaften bereitgestellt. Verschiedene Zuweisungsoptionen codierter und punktierter Bits an Unterträger oder Gruppen von Unterträgern oder Teilbändern.

Claims (18)

  1. Vorrichtung, die folgendes umfaßt: einen adaptiven Bitzuweisungsblock zum Empfangen von Kanalstatusinformation für mehrere Unterträger und zum Auswählen eines Modulationsverfahrens und eines Punktierungsmusters für jeden der Unterträger oder für jedes von mehreren Teilbändern, basierend auf der Kanalstatusinformation; einen Punktierungsblock zum Punktieren eines codierten Bitstroms von mehreren Unterträgern oder Teilbändern gemäß dem ausgewählten Punktierungsmuster; einen Zuordnungsblock zum Zuordnen einer codierten und punktierten Bitstromausgabe von dem Punktierungsblock zu einem oder mehreren Unterträgersymbolen für jeden der Unterträger oder jedes der Teilbänder.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die außerdem einen Codierer umfaßt, der an den Punktierungsblock gekoppelt ist, um den codierten Bitstrom zu erzeugen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Codierer einen Faltungscodierer umfaßt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jedes der Teilbänder mehrere Unterträger umfaßt.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Zuordnungsblock einen Zuordnungsblock zum Zuordnen einer codierten und punktierten Bitstromausgabe von dem Punktierungsblock zu einem oder mehreren OFDM-Unterträgersymbolen für jeden von mehreren OFDM-Unterträgern oder OFDM- Unterträgerteilbändern umfaßt, wobei die OFDM-Unterträgerteilbänder mehrere OFDM-Unterträger umfassen.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, die außerdem einen OFDM-Modulator zum Modulieren eines ausgewählten Unterträgersymbols auf einen OFDM-Unterträger für jeden von mehreren OFDM-Unterträgern umfaßt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Punktierungsmuster und/oder das Modulationsverfahren für einen Unterträger so ausgewählt werden, daß die Anzahl von Bits in dem Unterträgersymbol oder Teilband gleich oder ein Vielfaches einer Anzahl von codierten Ausgangsbits in einem Punktierungsmuster ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Punktierungsmuster und/oder Modulationsverfahren so ausgewählt sind, daß eine oder mehrere Gruppen von codierten Ausgangsbits in einem Punktierungsmuster einem Unterträger oder einem Teilband zugeordnet sein können.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Punktierungsmuster und/oder ein Modulationsverfahren so ausgewählt sind, daß eine oder mehrere Gruppen von codierten Ausgangsbits in einem Punktierungsmuster einem Unterträger zugeordnet sein können, wenn adaptive Bitzuweisung pro Unterträger durchgeführt wird, oder einem Teilband zugeordnet sein können, wenn adaptive Bitzuweisung pro Teilband durchgeführt wird.
  10. Vorrichtung, die einen adaptiven Bitzuweisungsblock umfaßt, um ein Modulationsverfahren und/oder ein Punktierungsmuster für einen OFDM-Unterträger oder ein OFDM-Unterträgerteilband basierend auf Unterträger-Kanalstatusinformation auszuwählen.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Modulationsverfahren und das Punktierungsmuster derart ausgewählt sind, daß eine Anzahl von Bits in einem OFDM-Unterträgersymbol oder in einem OFDM-Unterträgerteilband gleich oder ein Vielfaches der Anzahl von codierten Ausgangsbits in dem Punktierungsmuster ist.
  12. Vorrichtung, die einen adaptiven Bitzuweisungsblock umfaßt, um basierend auf Unterträger-Kanalstatusinformation ein Modulationsverfahren und ein Punktierungsmuster für jeden oder jedes von mehreren OFDM-Unterträgern oder OFDM-Unterträgerteilbändern auszuwählen, wobei ein Unterträgerteilband mehrere OFDM-Unterträger umfaßt.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, die außerdem einen Punktierungsblock zum Punktieren eines codierten Bitstroms für jedes von mehreren Unterträgerteilbändern gemäß dem Punktierungsmuster umfaßt, das für das Unterträgerteilband ausgewählt ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, die außerdem einen Zuordnungsblock zum Zuordnen codierter und punktierter Bits zu OFDM-Unterträgersymbolen gemäß dem für jedes der Unterträgerteilbänder ausgewählten Modulationsverfahren umfaßt.
  15. Verfahren, das folgendes umfaßt: Empfangen von Kanalstatusinformation für jeden von mehreren Unterträgern; und Auswählen eines Modulationsverfahrens und eines Punktierungsmusters für jeden oder jedes von mehreren Unterträgern oder Unterträgerteilbändern, basierend auf der Unterträger-Kanalstatusinformation.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, das außerdem umfaßt: Codieren von Datenbits, um einen codierten Bitstrom zu erzeugen; Punktieren des codierten Bitstroms für jeden von mehreren Unterträgern gemäß dem für jeden Unterträger ausgewählten Punktierungsmuster; und Zuordnen von Bits des codierten und punktierten Bitstroms zu Unterträgersymbolen gemäß dem für jeden Unterträger oder jedes Teilband ausgewählten Modulationsverfahren.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Auswählen ein Auswählen eines Modulationsverfahrens und eines Punktierungsmuster für jeden oder jedes von mehreren Unterträgern oder Unterträgerteilbändern umfaßt, derart, daß eine Anzahl von Bits in einem OFDM-Unterträgersymbol oder OFDM-Unterträgerteilband gleich oder ein Vielfaches der Anzahl von codierten Ausgangsbits in einem Punktierungsmuster ist.
  18. Verfahren, das folgendes umfaßt: Empfangen von Kanalstatusinformation für jeden von mehreren Unterträgern; und Auswählen eines Modulationsverfahrens und eines Punktierungsmusters für jeden oder jedes von mehreren Unterträgern oder Unterträgerteilbändern, basierend auf der Unterträger-Kanalstatusinformation, wobei jedes Teilband mehrere OFDM-Unterträger umfaßt.
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