RU2433555C2 - Переменное кодирование и модулирование подканала мультиплексирования с ортогональным частотным разделением - Google Patents

Переменное кодирование и модулирование подканала мультиплексирования с ортогональным частотным разделением Download PDF

Info

Publication number
RU2433555C2
RU2433555C2 RU2008142422/08A RU2008142422A RU2433555C2 RU 2433555 C2 RU2433555 C2 RU 2433555C2 RU 2008142422/08 A RU2008142422/08 A RU 2008142422/08A RU 2008142422 A RU2008142422 A RU 2008142422A RU 2433555 C2 RU2433555 C2 RU 2433555C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
error correction
subchannel
coding scheme
scheme
modulation scheme
Prior art date
Application number
RU2008142422/08A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2008142422A (ru
Inventor
Абхишек АБХИШЕК (US)
Абхишек АБХИШЕК
Амер А. ХАССАН (US)
Амер А. ХАССАН
Кристиан ХЬЮТЕМА (US)
Кристиан ХЬЮТЕМА
Деюн У (US)
Деюн У
Томас КУЭНЕЛ (US)
Томас КУЭНЕЛ
Original Assignee
Майкрософт Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Майкрософт Корпорейшн filed Critical Майкрософт Корпорейшн
Publication of RU2008142422A publication Critical patent/RU2008142422A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2433555C2 publication Critical patent/RU2433555C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0044—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path allocation of payload
    • H04L5/0046—Determination of how many bits are transmitted on different sub-channels
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0002—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission rate
    • H04L1/0003—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission rate by switching between different modulation schemes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0009—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the channel coding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0015—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff characterised by the adaptation strategy
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/0057—Block codes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/0008—Modulated-carrier systems arrangements for allowing a transmitter or receiver to use more than one type of modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
    • H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/50—Reducing energy consumption in communication networks in wire-line communication networks, e.g. low power modes or reduced link rate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относится к беспроводной связи. Достигаемый технический результат - ослабление или исключение помех без уменьшения полной скорости передачи. Изобретение относится к способу беспроводной связи между двумя или более устройствами на минимальной скорости передачи данных и системе беспроводной связи для передачи данных на запрошенной скорости, включающей в себя множество устройств связи, которая содержит модуль определения энергии, чтобы определить уровень шума на одном или более OFDM подканалах, модуль выбора схемы модуляции для каждого подканала на основе уровня шума, определенного для этого подканала, модуль выбора схемы кодирования с коррекцией ошибок на основе уровня шума, определенного для этого подканала, при этом осуществляется выбор схемы кодирования с более высокой скоростью коррекции ошибок на одном подканале. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Область техники
Изобретение относится главным образом к беспроводной связи и более конкретно к системам для эффективного использования OFDM подканалов.
Обсуждение соответствующего уровня техники
Мультиплексирование с частотным разделением каналов (FDM) - это хорошо известный процесс, с помощью которого множество сигналов модулируется на различных частотах несущих волн. FDM использовалось десятилетия в радио- и телевизионном вещании. Радио- и телевизионные сигналы посылаются и принимаются на разных частотах, каждая соответствует разному «каналу».
Мультиплексирование с Ортогональным Разделением Частот (OFDM) также было известно в технике, по меньшей мере, с конца 1960-х годов. В OFDM единственный передатчик передает одновременно на многих разных ортогональных частотах. Ортогональные частоты являются частотами, которые являются независимыми относительно соответствующего фазового соотношения между частотами. В OFDM доступная полоса частот подразделяется на некоторое число одинаковых полос «подканалов». Мультиплексирование с Ортогональным Разделением Частот выгодно для беспроводной связи, потому что оно уменьшает взаимные помехи или перекрестные помехи между передачами сигналов, в конечном итоге разрешая передачу данных при более высокой пропускной способности с меньшими ошибками. Мультиплексирование с Ортогональным Разделением Частот также известно как Цифровая Многоканальная Тональная Модуляция (DMT). OFDM применяется во многих стандартах, используемых сегодня для беспроводной связи. Например, оба стандарта: стандарт IEEE 802.11а беспроводной LAN и стандарт 802.11g беспроводной LAN опираются на применение OFDM для передачи сигнала. Одна из ранних ссылок, описывающая OFDM, - это Р.У. Чанг, Синтез ортогональных сигналов с ограниченной полосой для многоканальной передачи данных, Bell System Technical Journal (46), 1775-1796 (1966).
OFDM таким образом функционирует с помощью разбиения одного высокоскоростного информационного потока на несколько низкоскоростных информационных потоков, которые затем передаются параллельно (т.е. синхронно). Каждый низкоскоростной поток используется, чтобы модулировать поднесущую. Это создает «многонесущую» передачу путем разделения широкой частотной полосы (или канала) на несколько узких полос частот (или подканалов), каждая из которых модулирована сигнальным потоком. Посылая множество сигнальных потоков одновременно, каждый на низкой скорости, помехи, такие как многолучевое распространение или релеевское затухание, могут быть ослаблены или исключены без уменьшения полной скорости передачи.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Эта сущность обеспечивает иллюстрированный контекст для аспектов изобретения в упрощенной форме. Она не предназначена, чтобы быть использованной для определения объема заявленного предмета изобретения. Аспекты изобретения описаны более полно ниже в подробном описании.
Описанные здесь системы и способы для выбора схемы модуляции и схемы кодирования коррекции ошибок для каждого подканала в системе OFDM основаны на энергии, определяемой на этом подканале.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сопровождающие чертежи не претендуют, чтобы быть начерченными в масштабе. В чертежах каждый одинаковый или почти одинаковый компонент, который приведен на различных фигурах, представлен с помощью одинаковых номеров. С целью большей ясности не каждый компонент может быть пронумерован на каждом чертеже. На чертежах:
Фиг.1 - это диаграмма спектра, показывающая подразделение полосы частот канала на несколько подканалов одинаковой ширины.
Фиг.2 - это блок схема системы цифровой связи OFDM со многими несущими.
На фиг.3 представлена блок-схема, иллюстрирующая один вариант осуществления.
На фиг.4 представлена диаграмма системы, которая осуществляет некоторые аспекты изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Это изобретение охватывает новое использование OFDM подканалов. В соответствии с заявленным изобретением каждый OFDM подканал может быть модулирован различными схемами модуляции и/или схемами кодирования коррекции ошибок, специально подобранными для характеристик этого подканала. Изобретение может быть осуществлено в аппаратном или программном обеспечении или какой-либо их комбинации. Осуществления включают в себя систему, способ и команды, хранящиеся на машиночитаемых носителях.
Машиночитаемые носители могут быть любыми доступными носителями, которые могут быть доступны с помощью компьютера. К примеру, но без ограничения, машиночитаемые носители могут содержать компьютерный носитель и средство связи. Компьютерный носитель включает в себя энергозависимые и энергонезависимые, съемные и несъемные носители, выполненные с помощью способа или технологии для хранения информации, таких как машиночитаемые команды, структуры данных, программные модули или другие данные. Компьютерные носители включает в себя, но не ограничиваются ими, RAM, ROM, EEPROM, флэш-память или другие технологии памяти, СD-RОМ, универсальные цифровые диски (DVD) или другие оптические запоминающие устройства, магнитные кассеты, магнитные ленты, магнитные запоминающие диски или другие магнитные запоминающие устройства, другие типы энергозависимой или энергонезависимой памяти, любые другие средства, которые могут быть использованы, чтобы хранить нужную информацию, и которые доступны для компьютера, и любые подходящие комбинации вышеупомянутых устройств.
Машиночитаемые носители могут быть переносными, так что хранящиеся в них команды могут быть загружены в любой ресурс подходящей компьютерной системы, чтобы выполнить аспекты настоящего изобретения, обсуждаемого здесь. Дополнительно, следует понимать, что команды, хранящиеся на машиночитаемых носителях, описанных выше, не ограничиваются командами, выполненными как часть прикладной программы, установленной на главном компьютере. Скорее команды могут быть выполнены в виде компьютерного кода любого вида (например, машинного кода или микрокода), которые могут быть реализованы, чтобы запрограммировать процессор для выполнения аспектов настоящего изобретения, рассматриваемого ниже.
Это изобретение не ограничивается его применением для элементов конструкции и схемы компонентов, установленных далее в последующем описании или проиллюстрированных в чертежах. Изобретение допускает другие осуществления и может быть осуществлено или выполнено другими способами. Также фразеология и терминология, используемые здесь, приведены для описания и не должны рассматриваться как ограничительные. Использование здесь «включающий», «содержащий», «имеющий» или «затрагивающий» и их вариантов предназначено для охватывания понятий, перечисленных после, и их эквивалентов, так же как и дополнительных понятий.
Как показано на фиг.1, в OFDM доступный канал с шириной W полосы частот делится на число подканалов с полосами частот одинаковой ширины. Каждый подканал достаточно узок, так что частотные ответные характеристики подканала близки к идеальным. Число подканалов - это общая доступная полоса частот, разделенная с помощью полосы частот каждого подканала. Число подканалов К может таким образом быть выражено как:
Figure 00000001
Каждый подканал k имеет соответствующую несущую волну. Эта несущая волна может быть выражена как:
Хk(t)= sin2πfkt
Где Хk(t) - это несущая волна для подканала k как функция времени t. fk - это средняя частота подканала k, и k находится в диапазоне от 0 до К-1.
Скорость передачи символов 1/Т установлена для каждого подканала равной разделению ∆f смежных поднесущих. Поднесущие будут, таким образом, ортогональны через интервал Т символа независимо от соответствующего фазового соотношения между поднесущими. Это соотношение может быть выражено как:
Figure 00000002
Где fk-fj = n/T = 1,2, …, не зависят от значений фазы ϕk и ϕj.
В OFDM скорость передачи символов в каждом подканале может быть уменьшена относительно скорости передачи символов в системе единственной несущей, которая использует целую полосу W пропускания и передает данные на той же самой скорости, что и OFDM система. Отсюда интервал символов Т (инверсия скорости передачи символов) в OFDM системе может быть выражена как:
Т = КТS
Где ТS - это интервал символов системы с единственной несущей, использующей целую полосу W пропускания и передающую данные на той же самой скорости, что и OFDM система. Например, если скорость передачи символов через целую полосу частот для одного канала составляет 72 миллиона символов в секунду, а канал разделен на 48 подканалов, то каждому подканалу нужно передать 1,5 миллиона символов за секунду, чтобы достигнуть одной и той же полной скорости передачи данных. Эта низшая скорость передачи символов уменьшает межсимвольные помехи и таким образом ослабляет воздействие многолучевого затухания. Соответственно OFDM обеспечивает превосходное качество связи и надежность соединения.
В OFDM системе передатчик принимает входные данные в частотном интервале и преобразовывает его в сигнал временного интервала. Несущая волна модулируется с помощью сигнала временного интервала для беспроводной передачи. Приемник принимает сигнал, демодулирует волну и преобразовывает сигнал обратно в частотный интервал для дальнейшей обработки.
Упрощенная OFDM система показана на фиг.2. В иллюстрируемом осуществлении поток 201 входящих данных получен с помощью приложения к OFDM передатчику 200. В стандарте связи стека ТСР/IT эти данные могут быть приняты на физическом уровне или уровне канала данных, однако изобретение не ограничено любым отдельным источником данных или механизмом предоставления данных передатчику и может быть воплощено в аппаратном или программном обеспечении, и на различных уровнях сетевого стека. Входящий поток 201 данных принимается буфером 202 последовательно-параллельного преобразования. Буфер 202 последовательно-параллельного преобразования разбивает поток последовательных данных на несколько параллельных потоков данных. Число параллельных потоков данных равно числу подканалов, доступных для OFDM широковещания, или К, как использовано выше.
В одном варианте осуществления буфер 202 последовательно-параллельного преобразования делит принятую информационную последовательность из входящих данных 201 в кадры из Bf бит. Bf битов в каждом кадре анализируется в К группах, где i-й группе присвоено bi битов. Это отношение может быть выражено как:
Figure 00000003
Каждый из параллельных потоков данных, принятых с помощью буфера 202 последовательно-параллельного преобразования, затем посылается на модулятор 203 множества несущих. Модулятор 203 множества несущих модулирует каждую OFDM поднесущую каждым из параллельных потоков данных. Модулятор 203 множества несущих может быть эффективно выполнен, используя алгоритм Обратного Быстрого Преобразования Фурье, чтобы вычислить сигнал временного интервала, хотя может быть использован любой алгоритм для преобразования сигнала частотного интервала в сигнал временного интервала.
Модулятор 203 множества несущих может использовать любую схему модуляции, чтобы модулировать каждый из входящих потоков данных. В предпочтительном варианте осуществления сигналы модулируются квадратурной амплитудной модуляцией (QAM). Любая совокупность QAM может быть использована. Например, модулятор может использовать 16-QAM, 128-QAM или 256-QAM. Схема модуляции может быть выбрана на основании требуемой скорости данных, доступных подканалов, шума в каждом канале или других факторов. Каждый подканал может использовать разную совокупность, зависящую, например, от шума на этом подканале. Новая заявленная система для выбора другой схемы модуляции и схема коррекции ошибок, заявленная в этом патенте, обсуждаются ниже.
В этом примере модулятор 203 множества несущих таким образом генерирует К независимых QAM подканалов, в которых скорость символов для каждого подканала равна 1/Т и сигнал в каждом подканале имеет отдельную QAM совокупность. В соответствии с этим примером число сигнальных точек для подканала может быть выражено как:
Figure 00000004
Figure 00000005
Комплексно-значные сигнальные точки, соответствующие информационным сигналам по каждому из К подканалов, могут быть представлены как Xk, где k = 0,1, …, К-1. Эти символы Xk представляют значения Дискретного Преобразования Фурье OFDM сигнала x(t) со многими несущими, где модуляция на каждой несущей это QAM. Поскольку x(t) должно быть действительнозначным сигналом, его N-точечное Дискретное Преобразование Фурье Xk должно удовлетворять свойствам симметрии. Поэтому система создает N=2K символов из К информационных символов путем определения:
Figure 00000006
Figure 00000007
Здесь X0 разделен на две части, обе из которых действительные. Новая последовательность символов может быть выражена как X' K, где k=0,1,…,N-1. N-точечное Инверсное Дискретное преобразование Фурье для каждого подканала xn может таким образом быть выражено как:
Figure 00000008
 n=0,1,…,N-1
В этом уравнении
Figure 00000009
- это признак масштабирования. Последовательность xn, где 0≤n≤N-1, таким образом соответствует выборкам многонесущего OFDM сигнала x(t), состоящего из К поднесущих.
Циклический префикс, который выступает охранным интервалом, добавляется к каждой из модулированных параллельных волн в блоке 204. Этот охранный интервал гарантирует, что подканалы останутся ортогональными, даже если многолучевое затухание становится причиной того, что поднесущие поступают на приемник с некоторой задержкой распространения. Параллельные потоки с циклическим префиксом объединяются затем в единый серийный поток в блоке 204. Окончательно поток цифровых данных преобразуется в аналоговый сигнал 205 и поступает на выход для беспроводной передачи.
Переданный сигнал может быть принят приемником 210 и обработан, чтобы получить поток первоначальных данных. Сначала аналоговый сигнал преобразуется обратно в цифровой сигнал с помощью аналогово-цифрового преобразователя 211. Циклический префикс удаляется, и отдельные поднесущие преобразуются обратно в отдельные потоки в блоке 212. Каждый поток параллельных данных демодулируется с помощью демодулятора 213 множества несущих, желательно с помощью алгоритма Быстрого Преобразования Фурье. Окончательно на 214 параллельные потоки снова собираются в единый последовательный поток и поступают на выход приемного устройства 215.
Ключевой изобретательский аспект этой системы, что будет понятно любым обычным специалистам в этой области техники, заключается в способе для раздельного выбора схемы модуляции и схемы кодирования коррекции ошибок, которые используются на каждом подканале. Один пример этого способа показан на фиг.3.
Фиг.3 показывает блок-схему, иллюстрирующую один предпочтительный вариант осуществления изобретения. Фиг.3 иллюстрирует процесс, который может быть использован передатчиком для выбора схемы модуляции и схемы кодирования коррекции ошибок, которые используются на каждом подканале. Этот процесс может быть осуществлен в аппаратном и программном обеспечении.
Прикладная или операционная система запрашивает особенной скорости передачи данных для передачи в блоке 301. В этом варианте осуществления система 300 придерживается тогда нескольких этапов для выбора оптимальной схемы модуляции и схемы кодирования коррекции ошибок, чтобы достичь этой требуемой скорости передачи данных.
Система стартует с порогового вектора, который коррелирует схему модуляции и схему кодирования коррекции ошибок с определенным отношением сигнал/шум. Этот вектор может быть выражен как:
Figure 00000010
Каждое значение в Θ векторе представляет собой отношение сигнал/шум (или энергетический уровень) и соответствующую схему модуляции и схему кодирования коррекции ошибок. В качестве иллюстрации
Figure 00000011
может быть установлено в +20 дБ,
Figure 00000012
может быть установлено в 0 дБ, а
Figure 00000013
может быть установлено в -20 дБ. Пороговый вектор устанавливает разные схемы модуляции и схемы кодирования коррекции ошибок, чтобы соответствовать каждому из этих отношений сигнал/шум. Схема модуляции может быть любой схемой модуляции, включая в себя, например, хорошо знакомые схемы квадратурной амплитудной модуляции (QAM), квадратурной фазовой манипуляции (QPSK), двоичной фазовой манипуляции (BPSK), или любой другой схемой. Также схема кодирования коррекции ошибок не ограничивается любой конкретной схемой кодирования, но может включать в себя кодирование Рида-Соломона, сверточное кодирование, кодирование Витерби или любое другое кодирование. Вектор будет оптимизирован так, что схема модуляции и схема кодирования коррекции ошибок будут соответствовать соответствующему отношению сигнал/шум.
В одном варианте осуществления изобретения базовая схема кодирования коррекции ошибок может быть выбрана, чтобы можно было ее применить ко всем OFDM подканалам. Коды высокой скорости ошибок затем выкалываются из базового кода и могут быть выбраны для каждого подканала на основании шума, определенного на этом подканале. Выкалывание - это процесс удаления некоторой части битов после применения кода коррекции ошибок. Из-за того что существует наименьшая избыточность с некоторыми равными удаленными битами, выкалывание имеет тот же самый эффект, как и кодирование с кодом высокой скорости коррекции ошибок. Выкалывание позволяет использовать один и тот же декодер невзирая на то, как много бит было выколото, и таким образом значительно повышает гибкость системы без значительного повышения ее сложности.
На 302 выбирается первый подканал из доступного спектра, чтобы быть использованным. Передатчик, необязательно с обратной связью от приемника, определяет энергетический уровень на этом подканале на 303. Затем передатчик выбирает схему модуляции и схему кодирования коррекции ошибок для выбранного подканала путем сравнения определенного энергетического уровня со значениями в пороговом векторе на 304. Если определенный энергетический уровень попадает между двумя значениями в пороговом векторе, то соответствующая схема модуляции и схема кодирования коррекции ошибок выбирается для низшего порогового значения. Выражено математически: если
Figure 00000014
, тогда выбираются схема модуляции mj и скорость кодирования коррекции ошибок rj. Затем передатчик выбирает следующий подканал для проверки в блоке 305. Этот процесс повторяется от 303 до 305, пока у всех подканалов не будет соответствующей схемы модуляции и схемы кодирования коррекции ошибок, основанных на отношении сигнал/шум каждого подканала.
Однажды выбрав схему модуляции и схему кодирования коррекции ошибок для каждого OFDM подканала, возможно подсчитать полную скорость данных по всем подканалам. Система затем может проверить в блоке 306, превышает ли полная скорость данных требуемую скорость, обеспечиваемую приложением. Если нет, система имеет два неисключительных выбора. Она может выбрать схему модуляции низшего порядка для одного подканала в блоке 307, или она может выбрать схему с низшей скоростью кодирования коррекции ошибок для одного подканала в блоке 308. Если система выбирает схему модуляции низшего порядка, она может выбрать ту схему для подканала, которая имеет схему модуляции наивысшего порядка или которая имеет наивысшее отношение сигнал/шум, или может выбрать любой случайный подканал. Подобным образом система может выбрать схему кодирования коррекции ошибок с самой низкой скоростью для подканала с самым большим шумом или любой другой подканал. Полная скорость передачи данных с новой схемой модуляции или схемой кодирования коррекции ошибок затем повторно вычисляется, и этапы с 306 по 308 повторяются, пока полная скорость не будет равна требуемой скорости.
Если, с другой стороны, требуемая скорость превышает полную вычисленную скорость передачи в блоке 309, система должна отрегулировать пороговый вектор в блоке 310, так что схемы модуляции и схемы кодирования коррекции ошибок, выбранные для каждого уровня шума, будут обеспечивать быстрейшую скоростную передачу. Процесс с 302 до 305 затем повторяется с новым пороговым вектором.
Фиг.4 иллюстрирует другой вариант осуществления изобретения. Этот чертеж показывает систему 400, которая принимает скорость данных от приложения 401 и обеспечивает информацию для OFDM передатчика 405 о том, как она будет передавать данные. Система 400 содержит модуль 402 определения энергии, модуль 403 схемы выбора модуляции и модуль 404 схемы кодирования коррекции ошибок. Модуль 402 определения энергии определяет уровень шума на каждом OFDM подканале. Данные, собранные модулем 402 определения энергии, предназначены для модуля 403 схемы выбора модуляции так же, как для модуля 404 схемы кодирования коррекции ошибок, которые или независимо, или во взаимодействии выберут схему модуляции и схему кодирования коррекции ошибок соответственно. Выбранные схемы затем предоставляются системой 400 передатчику 405, который может тогда начать передачу по OFDM, используя эти схемы.
В еще одном варианте осуществления изобретение относится к машиночитаемым носителям, снабженным машиноисполняемыми командами для выполнения этапов. Этапы включают в себя измерение уровня сигнал/шум на каждом OFDM подканале и кодирование модулированного сигнала на каждом OFDM подканале, используя схему кодирования коррекции ошибок и схему модулирования на основании измеренного уровня сигнал/шум для каждого OFDM подканала.
Имея, таким образом, некоторые описанные аспекты, по меньшей мере, одного варианта осуществления этого изобретения, понятно, что различные изменения, модификации и усовершенствования будут легко выполняться специалистами в этой области техники. Такие изменения, модификации и усовершенствования предназначены, чтобы быть частью этого раскрытия, и предназначены, чтобы быть в духе и в объеме этого изобретения. Соответственно, упомянутые описание и чертежи являются только примером.

Claims (19)

1. Способ беспроводной связи между двумя или более устройствами на минимальной скорости передачи данных, содержащий этапы, на которых :
определяют энергетический уровень на одном или более подканалах;
выбирают схему модуляции для каждого из упомянутых подканалов на основе энергетического уровня, определенного для этого подканала;
выбирают схему кодирования с коррекцией ошибок для каждого из упомянутых подканалов на основе энергетического уровня, определенного для этого подканала; вычисляют полную скорость передачи на основе выбранной схемы модуляции и выбранной схемы кодирования с коррекцией ошибок; и выбирают схему модуляции более высокого порядка на одном подканале, если минимальная скорость передачи данных превышает полную скорость передачи.
2. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором выбирают схему кодирования с коррекцией ошибок с более высокой скоростью коррекции ошибок на одном подканале, если минимальная скорость передачи данных превышает полную скорость передачи.
3. Способ по п.1, в котором схема модуляции является квадратурной амплитудной модуляцией.
4. Способ по п.1, в котором схема модуляции для каждого из упомянутых подканалов выбирается из 16-QAM, 64-QAM, 128-QAM, 256-QAM, 512-QAM и 1024-QAM.
5. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором:
передают данные по упомянутым подканалам, используя мультиплексирование с ортогональным частотным разделением.
6. Способ по п.1, в котором схема кодирования с коррекцией ошибок представляет собой схему сверточного кодирования.
7. Способ по п.1, в котором схема кодирования с коррекцией ошибок представляет собой схему блочного кодирования.
8. Способ по п.1, в котором схему кодирования с коррекцией ошибок выбирают из серии схем кодирования, так что для каждой схемы выполняется выкалывание из базовой схемы кодирования, при этом выкалывание представляет собой процесс удаления некоторой части битов после применения кода коррекции ошибок.
9. Система беспроводной связи для передачи данных на запрошенной скорости, включающая в себя множество устройств связи, причем система содержит: модуль определения энергии, чтобы определять уровень шума на одном или более OFDM подканалах; модуль выбора схемы модуляции, чтобы выбирать схему модуляции для каждого OFDM подканала на основе уровня шума, определенного для этого подканала, модуль выбора схемы кодирования с коррекцией ошибок, чтобы выбирать схему кодирования с коррекцией ошибок для каждого OFDM подканала на основе уровня шума, определенного для этого подканала, при этом модуль выбора схемы кодирования с коррекцией ошибок выбирает схему кодирования с более высокой скоростью коррекции на одном подканале, если запрошенная скорость передачи данных превышает полную скорость передачи, вычисляемую на основе выбранной схемы модуляции и выбранной схемы кодирования с коррекцией ошибок.
10. Система по п.9, в которой модуль выбора схемы модуляции выбирает схему квадратурной амплитудной модуляции.
11. Система по п.10, в которой схема квадратурной амплитудной модуляции выбирается из 16-QAM, 64-QAM, 128-QAM, 256-QAM, 512-QАМ и 1024-QAM.
12. Система по п.9, в которой модуль определения энергии является частью передатчика.
13. Система по п.12, в которой модуль определения энергии определяет уровень шума, используя обратную связь от приемника.
14. Способ работы компьютера, имеющего беспроводной передатчик, содержащий этапы, на которых: принимают от приложения, исполняющегося на компьютере, минимальную скорость передачи данных для беспроводной передачи; в беспроводном передатчике измеряют уровень сигнал/шум на каждом из множества OFDM подканалов;
выбирают схему модуляции и схему кодирования с коррекцией ошибок для каждого OFDM подканала на основе уровня сигнал/шум, измеренного для этого OFDM подканала; вычисляют полную скорость передачи на основе выбранной схемы модуляции и выбранной схемы кодирования с коррекцией ошибок для каждого из этого множества OFDM подканалов; сравнивают полную скорость передачи с минимальной скоростью передачи данных; когда минимальная скорость передачи данных превышает полную скорость передачи, для одного подканала выбирают схему модуляции более высокого порядка и/или выбирают схему кодирования с коррекцией ошибок с более высокой скоростью коррекции ошибок; итеративно повторяют упомянутые этапы вычисления, сравнения и выбора для подканалов из упомянутого множества OFDM подканалов, отличающихся от упомянутого одного подканала.
15. Способ по п.14, в котором при выборе схемы модуляции осуществляют выбор из набора, состоящего из квадратурной амплитудной модуляции, квадратурной фазовой манипуляции и двоичной фазовой манипуляции.
16. Способ по п.14, в котором при выборе схемы кодирования с коррекцией ошибок осуществляют выбор из набора, состоящего из схемы сверточного кодирования и схемы блочного кодирования.
17. Способ по п.14, в котором при выборе схемы модуляции и схемы кодирования с коррекцией ошибок сравнивают уровень сигнал/шум подканала с вектором, задающим множество пороговых уровней, чтобы определить уровень из этого множества уровней, соответствующий данному уровню сигнал/шум; и выбирают в качестве схемы модуляции и схемы кодирования с коррекцией ошибок схему модуляции и схему кодирования с коррекцией ошибок, ассоциированные с этим определенным уровнем.
18. Способ по п.14, в котором упомянутое итеративное повторение осуществляют до тех пор, пока минимальная скорость передачи данных не будет превосходить полную скорость передачи.
19. Способ по п.18, дополнительно содержащий этап, на котором осуществляют связь по каналу OFDM с использованием выбранных схемы модуляции и схемы кодирования с коррекцией ошибок.
RU2008142422/08A 2006-04-25 2007-04-25 Переменное кодирование и модулирование подканала мультиплексирования с ортогональным частотным разделением RU2433555C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/410,409 2006-04-25
US11/410,409 US7634016B2 (en) 2006-04-25 2006-04-25 Variable OFDM subchannel coding and modulation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008142422A RU2008142422A (ru) 2010-04-27
RU2433555C2 true RU2433555C2 (ru) 2011-11-10

Family

ID=38619488

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008142422/08A RU2433555C2 (ru) 2006-04-25 2007-04-25 Переменное кодирование и модулирование подканала мультиплексирования с ортогональным частотным разделением

Country Status (14)

Country Link
US (1) US7634016B2 (ru)
EP (1) EP2011297B1 (ru)
JP (1) JP4542612B2 (ru)
KR (1) KR101312904B1 (ru)
CN (1) CN101433045B (ru)
AU (1) AU2007243349B2 (ru)
BR (1) BRPI0710014A2 (ru)
CA (1) CA2646622C (ru)
IL (1) IL194132A (ru)
MX (1) MX2008013326A (ru)
NO (1) NO20084116L (ru)
RU (1) RU2433555C2 (ru)
WO (1) WO2007127251A2 (ru)
ZA (1) ZA200808181B (ru)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8189621B2 (en) 2006-05-12 2012-05-29 Microsoft Corporation Stack signaling to application with lack of requested bandwidth
US8144793B2 (en) 2006-12-12 2012-03-27 Microsoft Corporation Cognitive multi-user OFDMA
US7970085B2 (en) 2007-05-08 2011-06-28 Microsoft Corporation OFDM transmission and reception for non-OFDMA signals
US8374130B2 (en) 2008-01-25 2013-02-12 Microsoft Corporation Orthogonal frequency division multiple access with carrier sense
US7970920B1 (en) * 2008-12-15 2011-06-28 Clear Wireless Llc Dynamic two-dimensional coding for applications
US20110238498A1 (en) * 2010-03-29 2011-09-29 Microsoft Corporation Service stage for subscription management
US9542203B2 (en) 2010-12-06 2017-01-10 Microsoft Technology Licensing, Llc Universal dock for context sensitive computing device
US8923770B2 (en) 2010-12-09 2014-12-30 Microsoft Corporation Cognitive use of multiple regulatory domains
US8589991B2 (en) 2010-12-14 2013-11-19 Microsoft Corporation Direct connection with side channel control
US8792429B2 (en) 2010-12-14 2014-07-29 Microsoft Corporation Direct connection with side channel control
US9294545B2 (en) 2010-12-16 2016-03-22 Microsoft Technology Licensing, Llc Fast join of peer to peer group with power saving mode
US8948382B2 (en) 2010-12-16 2015-02-03 Microsoft Corporation Secure protocol for peer-to-peer network
US8971841B2 (en) 2010-12-17 2015-03-03 Microsoft Corporation Operating system supporting cost aware applications
US9729268B2 (en) 2011-08-05 2017-08-08 Intel Corporation Wireless communication device and method for multi-MCS OFDM transmissions at different transmission power levels
CN103947170B (zh) 2011-11-21 2018-01-19 英特尔公司 用于低功率和低数据率操作的无线设备和方法
US9584256B2 (en) * 2014-06-09 2017-02-28 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Adaptive error correction code for optical super-channels
US9660760B2 (en) 2015-02-02 2017-05-23 Intel IP Corporation Apparatus, system and method of communicating a wireless transmission according to a physical layer scheme
US10749631B2 (en) 2016-03-29 2020-08-18 Lg Electronics Inc. Method by which base station and terminal transmit and receive data signal in wireless communication system, and device for supporting same
CN110311770B (zh) * 2019-07-05 2022-08-23 北京神经元网络技术有限公司 基于ofdm通信体制的高速工业通信系统的时频复用方法
CN112564854B (zh) * 2019-09-26 2022-09-20 北京东土科技股份有限公司 一种数据传输方法、装置、设备和存储介质

Family Cites Families (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4210780A (en) * 1978-03-27 1980-07-01 The Mitre Corporation Multiple access digital communications system
FR2701178A1 (fr) * 1993-02-03 1994-08-05 Philips Electronique Lab Système de communication par étalement de spectre à multiutilisateurs.
US5790516A (en) * 1995-07-14 1998-08-04 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Pulse shaping for data transmission in an orthogonal frequency division multiplexed system
US6175550B1 (en) * 1997-04-01 2001-01-16 Lucent Technologies, Inc. Orthogonal frequency division multiplexing system with dynamically scalable operating parameters and method thereof
JPH1117643A (ja) * 1997-06-19 1999-01-22 Hitachi Denshi Ltd Ｏｆｄｍ変調器
US5867478A (en) * 1997-06-20 1999-02-02 Motorola, Inc. Synchronous coherent orthogonal frequency division multiplexing system, method, software and device
JP3724940B2 (ja) * 1998-01-08 2005-12-07 株式会社東芝 Ｏｆｄｍダイバーシチ受信装置
AU768711B2 (en) 1998-11-12 2004-01-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Receiver for digital terrestrial broadcasting
US7020071B2 (en) * 1998-11-25 2006-03-28 Lucent Technologies Inc. Methods and apparatus for wireless communication using orthogonal frequency division multiplexing
US6763072B1 (en) * 1999-08-25 2004-07-13 Victor Company Of Japan, Ltd. Method and apparatus for modulation and demodulation related to orthogonal frequency division multiplexing
US6449246B1 (en) * 1999-09-15 2002-09-10 Telcordia Technologies, Inc. Multicarrier personal access communication system
US6952454B1 (en) * 2000-03-22 2005-10-04 Qualcomm, Incorporated Multiplexing of real time services and non-real time services for OFDM systems
US7020072B1 (en) 2000-05-09 2006-03-28 Lucent Technologies, Inc. Orthogonal frequency division multiplexing transmit diversity system for frequency-selective fading channels
US6961388B2 (en) * 2001-02-01 2005-11-01 Qualcomm, Incorporated Coding scheme for a wireless communication system
US20020157058A1 (en) * 2001-02-20 2002-10-24 Cute Ltd. System and method for feedback-based unequal error protection coding
US7035201B2 (en) * 2001-04-20 2006-04-25 Mediatek Inc. Programmable transceiver structure of multi-rate OFDM-CDMA for wireless multimedia communications
ES2188373B1 (es) * 2001-05-25 2004-10-16 Diseño De Sistemas En Silencio, S.A. Procedimiento de optimizacion de la comunicacion para sistema de transmision digital ofdm multiusuario sobre red electrica.
CA2390253A1 (en) * 2001-06-11 2002-12-11 Unique Broadband Systems, Inc. Ofdm multiple sub-channel communication system
US7164649B2 (en) * 2001-11-02 2007-01-16 Qualcomm, Incorporated Adaptive rate control for OFDM communication system
US7012883B2 (en) * 2001-11-21 2006-03-14 Qualcomm Incorporated Rate selection for an OFDM system
KR100911138B1 (ko) * 2002-04-25 2009-08-06 삼성전자주식회사 전력이 조절되는 적응 변조 및 코딩 방식의 이동통신시스템 및 그 방법
TWI357744B (en) * 2002-05-10 2012-02-01 Interdigital Tech Corp Cognitive flow control based on channel quality co
US7184713B2 (en) * 2002-06-20 2007-02-27 Qualcomm, Incorporated Rate control for multi-channel communication systems
US20040005010A1 (en) * 2002-07-05 2004-01-08 National University Of Singapore Channel estimator and equalizer for OFDM systems
US7561558B2 (en) * 2002-09-10 2009-07-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Transmission power optimization of OFDM wireless communication system
JP4084639B2 (ja) * 2002-11-19 2008-04-30 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 移動通信における受付制御方法、移動通信システム、移動局、受付制御装置及び受付制御用プログラム
US7756002B2 (en) * 2003-01-30 2010-07-13 Texas Instruments Incorporated Time-frequency interleaved orthogonal frequency division multiplexing ultra wide band physical layer
JP4250002B2 (ja) * 2003-03-05 2009-04-08 富士通株式会社 適応型変調伝送システム及び適応型変調制御方法
CA2427403C (en) * 2003-04-21 2008-10-28 Regents Of The University Of Minnesota Space-time-frequency coded ofdm over frequency-selective fading channels
EP1480400A1 (en) 2003-05-21 2004-11-24 Siemens Mobile Communications S.p.A. A method of bit and power loading in OFDM communication systems with modulation and coding adaptation
US7065150B2 (en) * 2003-06-16 2006-06-20 Motorola, Inc. System and method for generating a root raised cosine orthogonal frequency division multiplexing (RRC OFDM) modulation
US6934246B2 (en) * 2003-06-16 2005-08-23 Motorola, Inc. System and method for reducing adjacent channel interference (ACI) in a multicarrier modulation system
US7103111B2 (en) * 2003-06-16 2006-09-05 Motorola, Inc. System and method for generating a spectral efficient root raised cosine (RRC) pulse for increasing spectral efficiency
KR100640461B1 (ko) * 2003-07-30 2006-10-30 삼성전자주식회사 직교 주파수 분할 다중 접속 방식을 사용하는 이동 통신시스템에서 서브 채널 할당 장치 및 방법
CN1275480C (zh) * 2003-07-31 2006-09-13 上海贝尔阿尔卡特股份有限公司 一种多标准软件无线电(sdr)基带处理方法
JP2005086479A (ja) * 2003-09-09 2005-03-31 Hitachi Kokusai Electric Inc 伝送装置
KR100975720B1 (ko) * 2003-11-13 2010-08-12 삼성전자주식회사 다중 송수신 안테나를 구비하는 직교주파수분할다중화 시스템에서 공간 분할 다중화를 고려하여 채널 할당을 수행하는 방법 및 시스템
KR100557191B1 (ko) * 2003-12-01 2006-03-03 삼성전자주식회사 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 셀 커버 영역에 따라 변조 방식을 가변적으로 전환할 수 있는 소프트 변조 전환방법
JP3910956B2 (ja) * 2003-12-26 2007-04-25 株式会社東芝 Ｏｆｄｍ無線通信システムのための伝搬路推定器及びこれを用いた受信装置
US7123580B2 (en) * 2004-01-16 2006-10-17 Nokia Corporation Multiple user adaptive modulation scheme for MC-CDMA
KR101067772B1 (ko) * 2004-04-22 2011-09-28 엘지전자 주식회사 직교 주파수 분할 다중화 방식에 적용되는 부반송파 할당방법
CN101156322B (zh) 2004-06-22 2013-11-20 苹果公司 用于在无线通信网络中实现反馈的方法和系统
US7289972B2 (en) * 2004-06-25 2007-10-30 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Cognitive radio engine based on genetic algorithms in a network
US8270512B2 (en) * 2004-08-12 2012-09-18 Interdigital Technology Corporation Method and apparatus for subcarrier and antenna selection in MIMO-OFDM system
JP3786129B2 (ja) * 2004-08-20 2006-06-14 日本電気株式会社 直交周波数分割多重変復調回路
JP4698383B2 (ja) * 2004-10-26 2011-06-08 パナソニック株式会社 無線端末装置、管理端末装置、および端末管理方法
US7525988B2 (en) * 2005-01-17 2009-04-28 Broadcom Corporation Method and system for rate selection algorithm to maximize throughput in closed loop multiple input multiple output (MIMO) wireless local area network (WLAN) system
EP1943762B1 (en) * 2005-11-04 2014-07-23 TELEFONAKTIEBOLAGET LM ERICSSON (publ) Method and transmission unit for adaptive coding, modulation and transmittion of data words in a wireless communication system

Also Published As

Publication number Publication date
MX2008013326A (es) 2008-10-27
JP2009535911A (ja) 2009-10-01
EP2011297A2 (en) 2009-01-07
US20070248179A1 (en) 2007-10-25
BRPI0710014A2 (pt) 2011-08-02
AU2007243349B2 (en) 2010-11-25
JP4542612B2 (ja) 2010-09-15
EP2011297B1 (en) 2019-02-20
WO2007127251A3 (en) 2007-12-13
AU2007243349A2 (en) 2008-12-11
AU2007243349A1 (en) 2007-11-08
NO20084116L (no) 2008-10-20
WO2007127251A2 (en) 2007-11-08
EP2011297A4 (en) 2014-06-11
CN101433045A (zh) 2009-05-13
CA2646622A1 (en) 2007-11-08
ZA200808181B (en) 2009-12-30
US7634016B2 (en) 2009-12-15
RU2008142422A (ru) 2010-04-27
CA2646622C (en) 2015-10-06
KR101312904B1 (ko) 2013-09-30
IL194132A (en) 2012-08-30
KR20080110849A (ko) 2008-12-19
CN101433045B (zh) 2014-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2433555C2 (ru) Переменное кодирование и модулирование подканала мультиплексирования с ортогональным частотным разделением
AU2007243348B2 (en) OFDMA based on cognitive radio
RU2313910C2 (ru) Устройство и способ уменьшения papr в системе связи ofdm
CN101636996B (zh) 无线发送装置和无线接收装置
US20050089109A1 (en) Apparatus and method for PAPR reduction in an OFDM communication system
US20060115010A1 (en) Apparatus and method for reducing a peak to average power ratio in a multi-carrier communication system
US20070076587A1 (en) Apparatus and method for transmitting/receiving packet data control channel in an OFDMA wireless communication system
WO2004068758A1 (ja) マルチキャリア送信装置、マルチキャリア受信装置 及びマルチキャリア無線通信方法
US9077605B2 (en) Apparatus and method for supporting time-quadrature amplitude modulation in a wireless communication system
EP1665703B1 (en) Multicarrier system with transmit diversity
US20120207241A1 (en) Bit Allocation Apparatus, Transmitter, Bit Allocation Method and Power Allocation Method
US20050007946A1 (en) Multi-carrier transmission
US7324608B1 (en) Efficient subcarrier weighting to enhance receiver performance

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20150306

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190426