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Technisches Gebiet
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung betreffen drahtlose Kommunikation. Manche Ausführungsformen
betreffen Mehrträger-Kommunikationssysteme.
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Hintergrund
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Mehrträger-Kommunikationssysteme
verwenden symbolmodulierte Unterträger, um zu kommunizieren. Das Ändern von
Kanalbedingungen, einschließlich
dem frequenzselektive Fading, kann zu unterschiedlichen Datentransportmöglichkeiten
bei den Unterträgern
führen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1A und 1B sind
Blockschaubilder von Mehrträger-Sendern
gemäß einigen
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
ein funktionales Schaubild eines Bitverteilers gemäß einigen
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
ein Ablaufdiagramm einer Prozedur zum Verteilen von Bits in räumliche
Ströme
gemäß einigen
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung
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4A und 4B sind
Beispiele von Bitverteilungen für
drei Ströme
gemäß einigen
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung.
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Genaue Beschreibung
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Die
folgende Beschreibung und die Zeichnungen veranschaulichen bestimmte
Ausführungsformen
der Erfindung ausreichend, um es den Fachleuten möglich zu
machen, sie in die Praxis umzusetzen. Weitere Ausführungsformen
können
strukturelle, logische, elektrische, einen Prozeß betreffende und andere Änderungen
enthalten. Beispiele sind lediglich für mögliche Variationen repräsentativ.
Einzelne Komponenten und Funktionen sind optional, wenn sie nicht
ausdrücklich
erforderlich sind, und die Abfolge von Arbeitsschritten kann variieren.
Teile und Merkmale einiger Ausführungsformen
können
in andere eingeführt
oder gegen die se ausgetauscht werden. Ausführungsformen der Erfindung,
wie sie in den Ansprüchen
dargestellt sind, umfassen alle verfügbaren Äquivalente dieser Ansprüche. Ausführungsformen
der Erfindung können,
einzeln oder insgesamt, hierin mit dem Ausdruck „Erfindung" lediglich wegen der Zweckmäßigkeit
und ohne die Absicht, freiwillig den Umfang dieser Anmeldung auf
ein einzelne Erfindung oder ein erfinderisches Konzept zu beschränken, wenn
tatsächlich
mehr als eines) offenbart ist, bezeichnet werden.
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Die 1A und 1B sind
Blockschaubilder von Mehrträger-Sendern
gemäß einigen
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung. Mehrträger-Sender 100 (1A)
und Mehrträger-Sender 150 (1B)
können
zwei oder mehr Datenströme senden,
indem zwei oder mehr Antennen 118 verwendet werden. Die
zwei oder mehr Datenströme können aus
einem Eingabebitstrom 101 erzeugt werden. Bei manchen Ausführungsformen
können
die Mehrträger-Sender 100 und 150 Teil
eines Mehrfach-Eingabe-Mehrfach-Ausgabe (MIMO – Multiple Input Multiple Output)-Mehrträgerkommunikationssystem
sein, in dem eine empfangende Station so ausgestaltet sein kann,
daß sie
die zwei oder mehr Datenströme,
die von dem Sender gesendet worden sind, empfangen und trennen.
Obwohl die Sender 100 und 150 mehr als zwei Datenströme senden
können,
ist die Schaltung für
zwei Datenströme
veranschaulicht. Elemente, die in den 1A und 1B mit
demselben Bezugszeichen veranschaulicht sind, können ähnliche Funktionen ausführen.
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Die
Mehrträger-Sender 100 und 150 können einen
Codierer 102 aufweisen, um den Eingabebitstrom 101 zu
codieren und einen codierten Bitstrom 103 zu erzeugen.
Bei manchen Ausführungsformen kann
der Codierer 102 ein Vorwärts-Fehlerkorrektur (FEC – Forward-Error-Correcting)-Codierer
sein, obwohl der Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist.
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Gemäß einigen
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung umfassen die Mehrträger-Sender 100 und 150 einen
Bitverteiler 104, um aus einem Eingabebitstrom wenigstens
einen ersten und einen zweiten räumlichen
Bitstrom 105A und 105B zu erzeugen. Die Bitverteilun gen
für die
Ströme 105A und 105B können unter
anderem auf Unterträger-Modulationszuweisungen 117A und 117B des
ersten und des zweiten Stroms basieren. Die Bitverteilungen für die Ströme 105A und 105B können auch
von dem Bitverteiler 104 bestimmt werden, um die Diversität unter
aufeinanderfolgenden Bits in dem Eingabebitstrom zu erhöhen. Die
Unterträger-Modulationszuweisungen
können
sich auf das Bitladevermögen
der Unterträger
des Mehrträger-Kommunikationssignals beziehen
und können
als ein Teil eines adaptiven Bitlade (ABL)-Prozesses bestimmt werden.
Diese Ausführungsformen
werden in weiteren Einzelheiten hiernach diskutiert.
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Die
Mehrträger-Sender 100 und 150 können auch
Bitverschachteler 106 aufweisen, um auf ihrem Eingabebitstrom
eine Verschachtelungsoperation durchzuführen. Bei manchen Ausführungsformen kann
die Verschachtelungsoperation nach den Operationen des Bitverteilers 104 durchgeführt werden, während bei
anderen Ausführungsformen
(z.B. beim Mehrträger-Sender 150)
die Verschachtelungsoperation vor dem Bitverteiler 104 durchgeführt werden kann.
Die Verschachteler 106 können die Reihenfolge der Eingabebits ändern und
können
bei manchen Ausführungsformen
Blockverschachteler aufweisen, in denen ein Block aus Eingabebits
in eine Matrix Zeile für
Zeile eingegeben und aus der Matrix Spalte für Spalte ausgegeben werden,
obwohl der Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist.
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Die
Mehrträger-Sender 100 und 150 können auch
eine erste Stromabbildeschaltung 108A, um Bits des ersten
Stroms 105A entsprechend den Unterträger-Modulationszuweisungen 117A für den ersten
Strom auf Symbole abzubilden, und eine zweite Stromabbildeschaltung 108B,
um Bits des zweiten Stroms 105B entsprechend Unterträger-Modulationszuweisungen 117B für den zweiten
Strom auf Symbole abzubilden, umfassen. Die Unterträger-Modulationszuweisungen 117A und 117B können von dem
Unterträger-Modulationsebenenzuweiser 116 basierend
auf Kanalbedingungen zur Verfügung
gestellt werden. Die Kanalbedingungen können von einem Mehrträger-Empfänger als
Teil eines Systems mit geschlossener Schleife bestimmt werden, obwohl der
Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist.
Bei manchen Ausführungsformen
können
die Unterträger-Modulationszuweisungen 117A und 117B individuelle
Unterträger-Modulationszuweisungen
sein, bei denen individuelle Unterträger oder Gruppen aus Unterträgern Modulationsebenen
basierend auf Kanalbedingungen zugewiesen werden. Bei anderen Ausführungsformen
kann allen Unterträgern
jedes Datenstroms 105A und 105B eine Modulationsebene
zugewiesen werden, obwohl der Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht
nicht beschränkt ist.
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Bei
manchen dieser Ausführungsformen können Sender 100 und 150 die
Unterträger
gemäß der Unterträger-Modulationszuweisungen
symbolmodulieren. Dieses kann als adaptives Bitladen (ABL) bezeichnet
werden. Demgemäß kann ein
oder können
mehrere Bits durch ein Symbol dargestellt werden, das auf einem
Unterträger
moduliert wird. Die Modulationszuweisungen für den einzelnen Subkanal können auf
Kanaleigenschaften oder Kanalbedingungen für den Unterträger basieren,
obwohl der Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist.
Bei manchen Ausführungsformen
können
die Unterträger-Modulationszuweisungen
von Null Bit pro Symbol bis hinauf zu zehn oder mehr Bit pro Symbol
reichen. Als Modulationsebenen ausgedrückt können die Unterträger-Modulationszuweisungen
Zweiphasenumtastung (BPSK – Binary
Phase Shift Keying), welches ein Bit pro Symbol kommuniziert, Vierphasenumtastung
(QPSK – Quadrature Phase
Key Shifting) welches zwei Bit pro Symbol kommuniziert, 8PSK, was
drei Bit pro Symbol kommuniziert, 16-Quadraturamplitudenmodulation (16-QAM),
was vier Bit pro Symbol kommuniziert, 32-QAM, was fünf Bit pro
Symbol kommuniziert, 64-QAM, was sechs Bit pro Symbol kommuniziert, 128-QAM,
was sieben Bit pro Symbol kommuniziert, und 265-QAM, was acht Bit
pro Symbol kommuniziert, aufweisen. Modulationsebenen mit höheren Datenkommunikationsraten
pro Unterträger
können ebenfalls
verwendet werden.
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Bei
einem Mehrträger-Sender 100 kann
die Abbildeschaltung 108A und 108B Bits basierend
auf einer Modulationsebene (z.B. einer Ebene der Quadraturamplitudenmodulation
(QAM)) für
jeden Unterträger
basierend auf der Unterträger-Modulationszuweisung
für den
Unterträger
symbolmodulieren. Die Abbildeschaltungen 108A und 108B können Symbole
für jeden
Unterträger
erzeugen, und eine Schaltung 110 kann die einzelnen Unterträger symbolmodulie ren,
um symbolmodulierte Unterträger 111 zu
erzeugen. Bei dem Mehrträger-Sender 150 können die Schaltungen 108A und 108B eine
Anzahl von Bit auf Symbole basierend auf Unterträger-Modulationszuweisungen 117A und 117B abbilden
und können symbolmodulierte
Unterträger 111 erzeugen.
Bei manchen Ausführungsformen
kann die Anzahl der DatenUnterträger
eines Mehrträger-Kommunikationssignals
im Bereich von 48 bis hinauf zu 256 oder mehr liegen, obwohl der
Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist.
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Symbolmodulierte
Unterträger 111 für jeden Datenstrom
können
in analoge Signale umgewandelt werden, können HF-moduliert werden und
können
zu einer zugewiesenen Antenne 118 gesendet werden. Bei
manchen Ausführungsformen
kann jede Antenne 118 nur einen räumlichen Datenstrom senden,
während
bei anderen Ausführungsformen
Strahlformung angewendet werden kann (z.B. durch den räumlichen
Strahlformer 114), um zu ermöglichen, daß zwei oder mehr Antennen 118 einen
oder mehrere räumliche
Ströme
senden. Bei manchen Ausführungsformen
kann die Strahlformung in der Frequenzdomaine auf einer Basis per
Unterträger
geschehen, obwohl der Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht nicht
beschränkt
ist. Bei manchen Ausführungsformen
kann ein Raum-Zeit-Blockcodierer (STBC – Space Time Block Coder),
zum Einführen
von Redundanz verwendet werden, um dabei zu helfen, die Effekte
des Kanalfading zu verringern, obwohl der Umfang der Erfindung in
dieser Hinsicht nicht beschränkt
ist.
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Bei
manchen Ausführungsformen
können zyklische
Schieber 112 verwendet werden, um eine zyklische Veschiebung
bei den Unterträgern
einzuführen.
Bei diesen Ausführungsformen
können
die abgebildeten Symbole kreisförmig
unter den Tönen (d.h.
Unterträgern)
verschoben werden.
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Bei
manchen Ausführungsformen
kann der Mehrträger-Sender 150 einen
Perforator 120 umfassen. Der Perforator 120 kann
ein Teil der codierten Bits löschen,
die von dem Codierer 102 zur Verfügung gestellt werden, um die
Codiergeschwindigkeit zu erhöhen,
obwohl der Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist.
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Bei
manchen Ausführungsformen
kann der Bitverteiler 104 Bits über die Vielzahl der Ströme verteilen.
Bei diesen Ausführungsformen
kann der Bitverteiler 104 ein Delta für einen ersten Strom (d.h. den
Strom 105) basierend auf einem Bitladevermögen des
ersten Stroms berechnet. Der Bitverteiler 104 kann Bits
für den
ersten Strom aus einer Gruppe ausgewählter Eingangsbits basierend
auf dem Delta für
den ersten Strom herausziehen. Nachdem Bits für den ersten Strom herausgezogen
sind, kann der Bitverteiler 104 auch ein Delta für einen
zweiten Strom (d.h. den Strom 105B) basierend auf einem
Bitladevermögen
des zweiten Stroms berechnen und kann Bits für den zweiten Strom aus den
verbleibenden Bits der anfänglichen
Gruppe basierend auf dem Delta für
den zweiten Strom herausziehen. Bei diesen Ausführungsformen kann das Delta
für den
ersten Strom auf der Summe der Bitladevermögen aller Ströme der Vielzahl
dividiert durch das Bitladevermögen
des ersten Stroms basieren. Das Delta für den zweiten Strom kann auf
der Summe der Bitladevermögen
der verbleibenden (d.h. nicht zugewiesenen) Ströme dividiert durch das Bitladevermögen des zweiten
Stromes basieren. Diese Ausführungsformen
werden in weiteren Einzelheiten hiernach beschrieben.
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Bei
manchen Ausführungsformen
kann der Mehrträger-Sender 100 und/oder 150 ein
Teil eines drahtlosen Kommunikationsgerätes sein, das orthogonale frequenzmultiplexierte
(OFDM – Orthogonal Frequency
Division Multiplexed) Kommunikationssignale sendet. Bei manchen
Ausführungsformen
kann der Sender 100 und/oder 150 über einen
Mehrträger-Kommunikationskanal
senden. Der Mehrträger-Kommunikationskanal
kann innerhalb eines vorbestimmten Frequenzspektrums liegen und
kann eine Vielzahl orthogonaler Unterträger aufweisen. Bei manchen
Ausführungsformen
können
die orthogonalen Unterträger
eines Subkanals eng beabstandete OFDM-Unterträger sein. Um dabei zu helfen,
die Orthogonalität
zwischen den eng beabstandeten Unterträgern zu erreichen, kann jeder
Unterträger
eine Null im wesentlichen bei einer Mittenfrequenz der anderen Unterträger haben.
Bei manchen Ausführungsformen,
um dabei zu helfen, die Orthogonalität zwischen den eng beabstandeten
Unterträgern
zu erreichen, kann ein Unterträger
eine ganze Anzahl von Zyklen innerhalb einer Symboldauer haben,
obwohl der Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist.
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Bei
manchen Ausführungsformen
können die
Frequenzspektren für
ein Mehrträger-Kommunikationssignal
entweder ein Frequenzspektrum bei 5 GHz oder ein Frequenzspektrum
bei 2.4 GHz aufweisen. Bei diesen Ausführungsformen kann das Frequenzspektrum
bei 5 GHz Frequenzen im Bereich von ungefähr 4.9 bis 5.9 GHz umfassen,
und das Spektrum bei 2.4 GHz kann Frequenzen im Bereich von ungefähr 2.3 bis
2.5 GHz umfassen, obwohl der Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht
nicht beschränkt
ist, da auch andere Frequenzspektren gleichermaßen geeignet sind. Bei manchen
Breitband- und WiMax-Ausführungsformen
kann das Frequenzspektrum für
die Kommunikation Frequenzen zwischen 2 und 11 GHz aufweisen, obwohl
der Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist.
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Bei
manchen Ausführungsformen
können die
Mehrträger-Sender 100 und/oder 150 HF-Kommunikation gemäß bestimmter
Kommunikationsstandards senden, so wie den Standards des Institute
of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), einschließlich der
IEEE-Standards 802.11
(a), 802.11 (b), 802.11 (g), 802.11 (h) und/oder 802.11 (n) für drahtlose
Nahbereichsnetzwerke (WLANs – Wireless Local
Area Networks), obwohl die Mehrträger-Sender 100 und/oder 150 auch
geeignet sein können, Kommunikation
entsprechend anderer Techniken zu senden und/oder zu empfangen,
einschließlich
dem Digital Video Broadcasting Terrestrial (DVB-T)-Sendestandard
und dem High Performance Radio Local Area Network (HiperLAN)-Standard.
Bei manchen Breitband- und WiMax-Ausführungsformen können Mehrträger-Sender 100 und/oder 150 drahtlos
Breitbandkommunikation entsprechend den IEEE-Standards 802.16 (e)
für drahtlose
Mittelbereichsnetzwerke (WMANs – Wireless
Metropolitan Area Networks) senden.
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Bei
manchen Ausführungsformen
können die
Mehrträger-Sender 100 und/oder 150 Teil
eines drahtlosen tragbaren Kommunikationsgerätes sein, so wie eines persönlichen
digitalen Assistenten (PDA), eines Laptops oder eines tragbaren
Computers mit der Möglichkeit
zu drahtloser Kommunikation, eines Web-Notizbuchs, eines drahtloses
Telefons, eines drahtloser Headsets, eines Pagers, eines Gerätes für Instant
Messaging, einer digitalen Kamera, eines Zu gangspunktes oder eines
anderen Gerät, das
Information drahtlos empfangen und/oder senden kann. Bei manchen
Breitband- und WiMax-Ausführungsformen
können
die Mehrträger-Sender 100 und/oder 150 Teil
einer Sendestation sein.
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Die
Antennen 118 können
eine oder mehrere Richtungs- oder Omnidirektional-Antennen aufweisen,
einschließlich
zum Beispiel Dipolantennen, Monopolantennen, Patch-Antennen, Schleifenantennen,
Mikrostreifenantennen oder andere Arten von Antennen, die für das Senden
von HF-Signalen geeignet sind.
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2 ist
ein funktionales Schaubild eines Bitverteilers gemäß einigen
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung. Der Bitverteiler 200 kann zum
Einsatz als einer der Bitverteiler 104 (1A und 1B)
verwendbar sein, obwohl andere Ausgestaltungen der Bitverteiler
auch geeignet sein können.
Der Bitverteiler 200 empfängt den Eingabebitstrom 201 und
erzeugt zwei oder mehr Ausgangsströme 205A bis 205N.
Die Anzahl der Ausgangsbitströme
kann der Anzahl der Ströme
entsprechen, die von dem Mehrträger-Sender
gesendet werden, und kann im Bereich von so gering wie zwei bis
hinauf zu vier oder mehr liegen.
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Bei
manchen Ausführungsformen
kann der Bitverteiler 200 Bits basierend auf Unterträger-Modulationszuweisungen 217 verteilen,
die die Bitladevermögen
der unterschiedlichen räumlichen
Ströme
anzeigen können.
Der Bitverteiler 200 kann die Diversität unter den Bits des Eingangsbitstroms 201 erhöhen, indem
die Anzahl aneinandergrenzender Bits auf demselben Ausgangsstrom 205 verkleinert
wird. Der Bitverteiler kann auch die Bits des Eingangsbitstroms 201 über die
Ausgangsströme 205 streuen.
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Bei
manchen Ausführungsformen
kann der Bitverteiler 200 einen Rechner 204 aufweisen,
um ein Delta für
einen ersten Strom basierend auf einem Bitladevermögen des
ersten Stroms zu berechnen. Der Bitverteiler 200 kann auch
einen Bitextraktor 206 umfassen, um Bits für den ersten
Strom aus einer Gruppe ausgewählter
Eingangsbits basierend auf dem Delta für den ersten Strom herauszuziehen.
Der Rechner 204 kann ein Delta für einen zweiten Strom basie rend
auf einem Bitladevermögen
des zweiten Stroms berechnen, und der Bitextraktor 206 kann Bits
für den
zweiten Strom aus den verbleibenden Bits der Gruppe basierend auf
dem Delta für
den zweiten Strom herausziehen. Dieser Prozeß kann für jeden verbleibenden Ausgabestrom
wiederholt werden. Bei manchen Ausführungsformen kann das Delta
für den
ersten Strom auf der Summe der Bitladevermögen aller Ströme dividiert
durch das Bitladevermögen
des ersten Stroms basieren. Das Delta für den zweiten Strom kann auf
der Summe der Bitladevermögen
der verbleibenden nicht zugewiesenen Ströme dividiert durch das Bitladevermögen des zweiten
Stromes basieren. Der Bitextraktor 206 kann Gruppen von
Bits für
jeden Strom entsprechend einem Verhältnis der Bitladevermögen der
Vielzahl der Ströme
bilden.
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Bei
manchen Ausführungsformen
kann der Rechner 204 zum Beispiel die Vielzahl der Ströme basierend
auf den Bitladevermögen
der Ströme
sortieren. Bei diesen Ausführungsformen
kann der erste Strom so ausgewählt
werden, daß er
ein größtes der Bitladevermögen hat,
und der zweite Strom kann ausgewählt
werden, daß er
ein nächst
größtes der Bitladevermögen hat.
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Wenn
zum Bespiel drei Ausgangsströme
zur Verfügung
stehen, kann der erste Ausgangsstrom auf einer Modulationsebene
von 64-QAM (d.h. sechs codierte Bits pro Symbol) arbeiten, der zweite
Strom kann auf einer Modulationsebene von 16-QAM (d.h. vier codierte
Bits pro Symbol) arbeiten, und der dritte Strom kann auf einer Modulationsebene
von QPSK (d.h. zwei codierte Bits pro Symbol) arbeiten. Bei diesem
Beispiel kann der Bitverteiler 200 Ausgabebits an den ersten,
den zweiten und den dritten Strom in einem Verhältnis von 6:4:2 liefern. Bei
manchen Ausführungsformen
kann der Bitverteiler 200 auch einen Bitauswähler 202 umfassen,
um eine Gruppe Eingabebits basierend auf den Bitladevermögen der
Vielzahl der räumlichen
Ströme
auszuwählen.
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Bei
manchen Ausführungsformen
können die
Bitladevermögen
eine Anzahl von Bits pro Symbol zum Symbolmodulieren von Daten-Unterträgern (d.h.
Ton) jedes der Ströme
vor der Sendung darstellen. Bei manchen Ausführungsformen können die Bitladevermögen aus
Ka nalbedingungen für
jede Unterträgerfrequenz
und/oder jeden räumlichen
Kanal bestimmt werden. Die Bitladevermögen können dynamisch überprüft, aktualisiert
und/oder als Antwort auf sich ändernde
Kanalbedingungen geändert
werden.
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Obwohl
der Sender 100 (1A), der
Sender 150 (1B) und der Bitverteiler 200 so
veranschaulicht sind, daß sie
mehrere getrennte funktionale Elemente haben, kann ein oder mehrere
der funktionalen Elemente kombiniert werden und kann durch Kombinationen
von softwarekonfigurierten Elementen implementiert werden, so wie
Verarbeitungselementen einschließlich Digitalsignalprozessoren (DSPs)
und/oder anderen Hardwareelementen. Zum Beispiel können Verarbeitungselemente
einen oder mehrere Mikroprozessoren, DSPs, anwendungsspezifische
integrierte Schaltungen (ASCIs – Application Specific
Integrated Circuits) und Kombinationen aus verschiedener Hardware-
und Logikschaltung zum Durchführen
wenigstens der hierin beschriebenen Funktionen aufweisen. Bei manchen
Ausführungsformen
können
sich die funktionalen Elemente von Sender 100 (1A),
Sender 150 (1B) und Bitverteiler 200 auf
einen oder mehrere Prozesse beziehen, die auf einem oder mehreren
Verarbeitungselementen ablaufen, obwohl der Umfang der Erfindung in
dieser Hinsicht nicht beschränkt
ist.
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3 ist
ein Ablaufdiagramm einer Prozedur zum Verteilen von Bits auf räumliche
Ströme
gemäß einiger
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung. Die Prozedur 300 zum Verteilen
von Bits auf räumliche
Ströme
kann von einem Bitverteiler durchgeführt werden, so wie den Bitverteilern 104 (1A und 1B)
oder dem Bitverteiler 200 (2), obwohl
andere Ausgestaltungen der Bitverteiler verwendet werden können, um
die Prozedur 300 durchzuführen. In der Prozedur 300 wird
ein Delta (d.h. eine Schrittgröße) für jeden
Ausgangsstrom berechnet. Das Delta kann ein nominaler Abstand zwischen zwei
Bits für
den Ausgangsstrom sein, der gegenwärtig über die verbleibende Eingangsbitsequenz
verteilt wird. Der Prozeß der
Bitverteilung kann auf einer Basis Strom für Strom durchgeführt werden.
Bei jeder Iteration (d.h. die Verteilung für einen Strom) kann versucht
werden, die Bits gleichmäßig für den gegenwärtigen Strom
aus den Eingangsbits herauszuziehen, die nach der vorangehenden
Iterati on verbleiben. Das variable Delta kann den Abstand zwischen zwei
herausgezogenen Bits bei den verbleibenden Bits nach der vorangehenden
Iteration veranschaulichen. Beispiele dieser Ausführungsformen
sind in weiteren Einzelheiten hiernach beschrieben.
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Im
Arbeitsschritt 302 wird eine anfängliche Gruppe Eingabebits
ausgewählt.
Die Anzahl der Bits in der Gruppe kann auf den Bitladevermögen der Ströme basieren.
Als Teil des Arbeitsschritts 302 können die Ausgabeströme basierend
auf ihren Bitladevermögen
sortiert werden, so daß der
Strom mit dem größten Bitladevermögen zuerst
erzeugt wird und der Strom mit dem geringsten Bitladevermögen zuletzt erzeugt
wird. Bei einem Beispiel mit drei Strömen kann der erste Strom auf
einer Modulationsebene von 64-QAM arbeiten (d.h. sechs kodierte
Bits pro Symbol), der zweite Strom kann auf einer Modulationsebene
von QPSK arbeiten (d.h. zwei kodierte Bits pro Symbol) und der dritte
Strom kann auf einer Modulationsebene von QPSK arbeiten (d.h. zwei
kodierte Bits pro Symbol).
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Im
Arbeitsschritt 304 wird für den ersten Strom (mit der
Lademöglichkeit
sechs Bit pro Symbol) ein Delta berechnet, indem die Bitladevermögen der
verbleibenden Ströme
summiert und durch das Bitladevermögen des vorliegenden Stroms
dividiert wird. In diesem Beispiel kann das Delta wie folgt berechnet
werden: Delta = (6 + 2 + 2)/6 = 5/3.
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Der
Arbeitsschritt 306 zieht Bits aus der Eingabegruppe für den erfaßten Strom
basierend auf dem Delta heraus. Bei diesem Beispiel ist zum Bestimmen
des ersten Bits des Ausgabestroms eins, j = 1 und k = (1·5/3) gerundet
= 2. Daher wird das zweite Bit in der Eingangsbitsequenz dem ersten
Strom zugewiesen. Für
das zweite Bit des ersten Stroms ist j = 2, k = (2·5/3) gerundet
= 3. Daher wird das dritte Bit in der Eingangsbitsequenz dem ersten
Strom zugewiesen. Dieser Prozeß wird
wiederholt, bis k die Anzahl der ausgewählten Eingangsbits überschreitet. Die
Verteilung ist nun für
den ersten Strom beendet.
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Der
Arbeitsschritt 308 weist das Umbenennen der verbleibenden
Bits auf. Bei dem obigen Beispiel können die verbleibenden Bits
1, 4, 6, 9, 11, 14, 16 neu als Bits 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 in dem Fall
benannt werden, daß sechzehn
Eingangsbits im Arbeitsschritt 302 ausgewählt wurden.
Die Arbeitsschritte 310 und 312 können diesen
Prozeß für den nächsten (d.h. zweiten)
Strom wiederholen, wobei die neu benannten Bits verwendet werden.
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Der
Arbeitsschritt 310 berechnet ein Delta für den zweiten
Strom basierend auf den Bitladevermögen des zweiten Stroms. Bei
diesem Beispiel ist das Bitladevermögen des zweiten Strom zwei
Bit pro Unterträger,
und das Delta kann gleich (2 + 2)/2 = 2 sein.
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Der
Arbeitsschritt 312 kann Bits für den zweiten Strom aus den
verbleibenden Bits herausziehen. Bei diesem Beispiel ist für das erste
Bit des zweiten Strom j = 1 und k = (1·2) gerundet = 2. Daher wird
das zweite Bit in der verbleibenden Bitsequenz dem zweiten Strom
zugewiesen. Das zweite Bit war in der ursprünglichen Bitsequenz das vierte
Bit. Dieser Prozeß wird
wiederholt, bis k größer ist
als die Anzahl der verbleibenden Bits. Für j = 4 ist k = (4·2) gerundet =
8, da 8 > 7 (d.h.
der Zahl der verbleibenden Bits), ist die Verteilung für den zweiten
Strom beendet.
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Der
Arbeitsschritt 314 wiederholt die Arbeitsschritte 308 bis 312 für jeden
verbleibenden Strom, und wenn nur ein Strom verbleibt, können im
Arbeitsschritt 316 die verbleibenden Bits dem verbleibenden Strom
zugewiesen werden. Bei diesem Beispiel mit drei Strömen kann
der Arbeitsschritt 316 die verbleibenden (d.h. nicht zugewiesenen)
Bit dem dritten Strom zuweisen.
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Der
Arbeitsschritt 318 kann die verteilten Bits für jeden
räumlichen
Strom als Ausgabeströme
als Ausgaben eines Bitverteilers zur Verfügung stellen.
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Bei
manchen Ausführungsformen
kann die maximale Anzahl aufeinander folgender Bits aus dem Eingangsstrom
durch die Funktion der nächsten oberen
Grenzzahl ceil (N/N1) bestimmt werden, wobei N die Summe der Ladevermögen aller
Ströme
ist bzw. N1 das Ladevermögen des
ersten Stroms ist. Die Funktion ceil(x) kann die kleinste ganze
Zahl größer als
oder gleich x annehmen.
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Bei
dem oben diskutierten Beispiel sind die Modulationsebenen aller
Unterträger
des ersten Stromes 64 QAM, während
die Modulationsebenen aller Daten-Unterträger des zweiten und des dritten Stromes
QPSK sind, jedoch ist der Umfang der Erfindung in dieser Hinsicht
nicht beschränkt.
Bei anderen Ausführungsformen
können
die Modulationsebenen der einzelnen Unterträger desselben Stromes unterschiedlich
sein.
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Obwohl
die einzelnen Arbeitsgänge
der Prozedur 300 als getrennte Arbeitsgänge veranschaulicht und beschrieben
sind, kann ein oder mehrere der einzelnen Arbeitsgänge gleichzeitig
durchgeführt werden,
und nichts erfordert, daß die
Arbeitsgänge
in der veranschaulichten Reihenfolge durchgeführt werden.
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Die
4A und
4B sind
Beispiele von Bitverteilungen für
drei Ströme
gemäß einigen
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung. Bei dem Beispiel der
4A schickt
jeder Strom (oder räumliche
Kanal) i ññ
i Bits pro Unterträger für i = 1, ... N
s, wobei
N
s die Anzahl der Ströme ist und ññ
1 ≥ ññ
2 ... ≥ ññ
Ns. Es soll m den größten gemeinsamen Faktor für ññ
i für
i = 1, ..., N
s bezeichnen und
Bei diesem Beispiel kann
der Bitverteiler
104 (
1A und
1B)
codierte Bits Gruppe um Gruppe verteilen, wobei jede Gruppe
aufeinander folgende codierte
Bits hat. Bei manchen Ausführungsformen
nimmt ññ
i einen Wert aus 6, 4 und 2 an (d.h. die
mögliche
Anzahl von Bits pro Symbol bei diesem Beispiel); n
i nimmt
einen Wert aus 3, 2 und 1 an; und m ist gleich 2. Ein beispielhafter
Pseudocode, der durch den Bitverteiler
104 (
1A und
1B)
implementiert werden kann, wird wie folgt aufgelistet:
- 1) Wähle
Nb aufeinander folgende Eingangsbits.
- 2) Sei N = Nb.
- 3) Für
i = 1:Ns
- 4) seiwobei N die Anzahl der verbleibenden
Bits ist, nachdem Bits dem ersten i-1 Strömen zugewiesen worden sind.
- 5) Für
j = 1, ..., ni
- 6) verteile das k-te Bit der N verbleibenden Bits auf den i-ten
Strom, wobei k = (jΔ)
gerundet.
- 7) Ende
- 8) Benenne die verbleibenden Bits sequentiell von 1 bis N – ni.
- 9) Aktualisiere N = N – ni.
- 10) Ende
-
Die
Funktion () gerundet kann durch andere Funktionen ersetzt werden,
so wie floor () und ceil (). Bei einem Beispiel mit zehn Eingangsbits,
die sequentiell als b1 bis b10 benannt sind, kann ein Bitverteiler
die folgenden Ausgangssequenzen für die ersten zehn Bits liefern:
- Strom 1: b2, b3, b5, b7, b8, b10;
- Strom 2: b4, b9;
- Strom 3: b1, b6.
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Wie
man sehen kann, durchmischen die Ströme sequentielle Bits sehr gut,
wie es in 4A veranschaulicht ist. 4A ist
der erste Strom durch Bits, die mit 401 bezeichnet ist,
veranschaulicht, der zweite Strom wird durch Bits, die mit 402 bezeichnet sind,
veranschaulicht, und der dritte Strom wird durch Bits, die mit 406 bezeichnet
sind, veranschaulicht. Bei diesem Beispiel ist die maximale Anzahl
der aufeinanderfolgenden Bits im selben Strom zwei Bits.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform,
die in
4B veranschaulicht ist, kann
der Bitverteiler
104 (
1A und
1B)
N
b Bits abwechselnd N
s Strömen zuweisen,
bis der letzte Strom (d.h. Strom N
S) genug
Bits hat (d.h.
Bits).
Der Bitverteiler kann weiter die verbleibenden Bits abwechselnd
den ersten N
s-1 Ströme zuweisen, bis der Strom
N
s-1 genug Bits hat (d.h.
Bits).
Dieser Prozeß kann
wiederholt werden, bis der zweite Strom n
2 Bits
hat. Schließlich
können
die verbleibenden N
6 Bits dem ersten Strom
zugewiesen werden. Ein beispielhafter Pseudocode, der von dem Bitverteiler
104 (
1A und
1B)
für diese
beispielhafte Ausführungsform
implementiert werden kann, wird wie folgt aufgelistet:
- 1) Wähle
N–b aufeinander
folgende Eingabebits aus.
- 2) Sei
- 3) Für
i = Ns:-1:1
- 4) Für
j = ni+1 + 1:ni
- 5) Verteile die verbleibenden Bits abwechselnd auf die ersten
i Ströme.
- 6) Ende
- 7) Ende
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Basierend
auf der vorangehenden beispielhaften Ausführungsform kann der Bitverteiler
die folgende Ausgabe für
die ersten zehn Bit liefern.
- Strom 1: b1, b4, b7, b8, b9,
b10;
- Strom 2: b2, b5;
- Strom 3: b3, b6.
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In
diesem Beispiel ist der letzte Abschnitt des ersten Stromes nicht
sehr gut mit dem zweiten und dem dritten Strom durchmischt. Es sind
nämlich
b7, b8, b9, b10 und b11 in dem ersten Strom nicht mit dem zweiten
und dem dritten Strom vermischt. Dies ist in 4B veranschaulicht.
In 4B wird der erste Strom durch Bits, die mit 411 markiert
sind, veranschau licht, der zweite Strom wird durch Bits, die mit 412 markiert
sind, veranschaulicht, und der dritte Strom wird durch Bits, die
mit 413 markiert sind, veranschaulicht. Bei diesem Beispiel
ist die maximale Anzahl aufeinander folgender Bits im selben Strom fünf.
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Wenn
nicht genau anders aufgeführt,
können sich
Ausdrücke,
so wie Verarbeiten, Berechnen, Rechnen, Bestimmen, Anzeigen oder
dergleichen auf eine Aktion und/oder einen Prozeß bei einem oder mehreren Verarbeitungs-
oder Rechensystemen oder ähnlichen
Vorrichtungen beziehen, die Daten, die als physikalische (z. B.
elektronische) Größen innerhalb
von Registern eines Verarbeitungssystems und einem Speicher dargestellt
werden, manipulieren und in andere Daten umwandeln können, die in ähnlicher
Weise als physikalische Größen innerhalb
der Register oder Speicher des Verarbeitungssystems dargestellt
sind, oder andere solche Informationsspeicher-, Übertragungs- oder Anzeigevorrichtungen.
Weiterhin, wie hierin verwendet, umfaßt eine Rechenvorrichtung ein
oder mehrere Verarbeitungselemente, die mit einem computerlesbaren Speicher
gekoppelt sind, der ein flüchtiger
oder nicht flüchtiger
Speicher oder eine Kombination aus diesen sein kann.
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Ausführungsformen
der Erfindung können
in einem oder einer Kombination aus Hardware, Firmware und Software
implementiert werden. Ausführungsformen
der Erfindung können
auch als Befehle implementiert werden, die in einem maschinenlesbaren
Medium gespeichert sind, das von wenigstens einem Prozessor gelesen
und ausgeführt
werden kann, um die darin beschriebenen Arbeitsgänge durchzuführen. Ein
maschinenlesbares Medium kann irgendeinen Mechanismus zum Speichern
oder Übertragen
von Information in einer Form, die von einer Maschine (z. B. einem
Computer) lesbar ist, umfassen. Zum Beispiel kann ein maschinenlesbares Medium
einen Nur-Lese-Speicher (ROM – Read
Only Memory), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM – Random
Access Memory), Magnetscheibenspeichermedien, optische Speichermedien, Flash-Speicherbauteile,
elektrische, optische, akustische oder andere Formen sich fortpflanzender
Signale (z. B. Trägerwellen,
Infrarotsignale, digitale Signale usw.) und andere umfassen.
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Die
Zusammenfassung wird zur Verfügung gestellt,
um 37. C.F.R. Abschnitt 1.72(b) zu erfüllen, der eine Zusammenfassung
fordert, die es dem Leser erlauben wird, die Beschaffenheit und
den Gedanken der technischen Offenbarung zu bestimmen. Sie wird
mit dem Verständnis
hinterlegt, daß sie
nicht verwendet werden wird, um den Umfang oder die Bedeutung der
Ansprüche
zu beschränken
oder zu interpretieren.
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In
der voranstehenden genauen Beschreibung sind verschiedene Merkmale
zum Zwecke des Rationalisierens der Offenbarung gelegentlich zu
einer einzigen Ausführungsform
gruppiert. Diese Offenbarungsmethode soll nicht so interpretiert
werden, daß sie
eine Absicht wiedergibt, daß die
beanspruchten Ausführungsformen
des Gegenstandes mehr Merkmale erfordern, als sie ausdrücklich in
jedem Anspruch genannt sind. Statt dessen, wie es die folgenden
Ansprüche
wiedergeben, kann die Erfindung in weniger als allen Merkmalen einer
einzigen offenbarten Ausführungsform
liegen. Somit werden die folgenden Ansprüche hiermit in die genaue Beschreibung
aufgenommen, wobei jeder Anspruch alleine als eine getrennte bevorzugte
Ausführungsform steht.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Bei
einem Mehrträger-Sender,
der zwei oder mehr räumliche
Datenströme
sendet, weist ein Bitverteiler den räumlichen Datenströmen basierend
auf einem Bitladevermögen
der Ströme
und in einer Weise, daß die
Bits unter den räumlichen
Strömen
vermischt werden, codierte Bits zu.