RU2774062C2 - Semi-orthogonal multiple access with power-adaptive constellation - Google Patents
Semi-orthogonal multiple access with power-adaptive constellation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2774062C2 RU2774062C2 RU2020122283A RU2020122283A RU2774062C2 RU 2774062 C2 RU2774062 C2 RU 2774062C2 RU 2020122283 A RU2020122283 A RU 2020122283A RU 2020122283 A RU2020122283 A RU 2020122283A RU 2774062 C2 RU2774062 C2 RU 2774062C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- constellation
- symbol
- sub
- power distribution
- symbols
- Prior art date
Links
- 230000000051 modifying Effects 0.000 claims abstract description 54
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims abstract description 32
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000036698 Distribution coefficient Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 101700043907 STAT1 Proteins 0.000 description 28
- OVGWMUWIRHGGJP-WTODYLRWSA-N (Z)-7-[(1R,3S,4S,5R)-3-[(E,3R)-3-hydroxyoct-1-enyl]-6-thiabicyclo[3.1.1]heptan-4-yl]hept-5-enoic acid Chemical compound OC(=O)CCC\C=C/C[C@H]1[C@H](/C=C/[C@H](O)CCCCC)C[C@H]2S[C@@H]1C2 OVGWMUWIRHGGJP-WTODYLRWSA-N 0.000 description 25
- 101710036816 sta-2 Proteins 0.000 description 25
- 101710025281 ABCB25 Proteins 0.000 description 15
- 101710028122 GLA1 Proteins 0.000 description 15
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 14
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 10
- 230000003044 adaptive Effects 0.000 description 8
- 230000001702 transmitter Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 108010003272 hyaluronate lyase Proteins 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive Effects 0.000 description 1
- 230000004301 light adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
Настоящее раскрытие относится, в общем, к цифровой связи и, в частности, к системе и способу использования совмещенных созвездий символов в беспроводных локальных вычислительных сетях (WLAN).The present disclosure relates generally to digital communications, and more particularly to a system and method for using co-located symbol constellations in wireless local area networks (WLANs).
Уровень техникиState of the art
Общей целью последующих поколений систем радиочастотной связи является увеличение объема информации, передаваемой в заданном диапазоне частот связи. В качестве примера, в публикации заявки на патент США № 2016/0204969 раскрыта система полуортогонального множественного доступа (SOMA), которая позволяет нескольким электронным устройствам использовать совмещенные созвездия для совместного использования спектра беспроводной связи. В SOMA совмещенные созвездия символов формируются из составных созвездий, которые используют разные слои модуляции. Результирующие символы включают в себя подсимволы более высокого уровня модуляции и более низкого уровня модуляции, которые имеют разную надежность декодирования. Подсимволы более высокого уровня модуляции имеют более низкую надежность и могут быть более подходящими для каналов с высоким отношением сигнал/шум (SNR). Подсимволы более низкого уровня модуляции имеют более высокую надежность и могут быть более подходящими для каналов с более низким SNR. Термин «полуортогональный» в SOMA происходит от свойства, которое с точки зрения приемника с высоким SNR, декодирующего подсимволы с более низкой надежностью, состоит в том, что подсимволы с более высокой надежностью могут рассматриваться как не создающие помехи и, таким образом, как ортогональные по отношению к подсимволам с более низкой надежностью. Однако с точки зрения приемника с низким SNR, декодирующего подсимволы с более высокой надежностью, подсимволы с более низкой надежностью могут рассматриваться как помехи, которые не ортогональны по отношению к подсимволам с более высокой надежностью. Например, SOMA может применяться в современных технологиях радиодоступа. В настоящее время в предлагаемых системах SOMA используется QAM-созвездие, которое является таким же, как для соответствующих технологий радиодоступа, IEEE 802.11ac.The overall goal of subsequent generations of radio frequency communication systems is to increase the amount of information transmitted in a given range of communication frequencies. As an example, US Patent Application Publication No. 2016/0204969 discloses a Semi-Orthogonal Multiple Access (SOMA) system that allows multiple electronic devices to use co-located constellations to share wireless spectrum. In SOMA, co-located symbol constellations are formed from multiple constellations that use different modulation layers. The resulting symbols include higher modulation level and lower modulation level sub-symbols that have different decoding reliability. Higher modulation level subsymbols have lower reliability and may be more suitable for high signal to noise ratio (SNR) channels. Lower modulation level sub-symbols have higher reliability and may be more suitable for lower SNR channels. The term "semi-orthogonal" in SOMA derives from the property that, from the point of view of a high SNR receiver decoding lower reliability sub-symbols, the higher reliability sub-symbols can be considered non-interfering and thus orthogonal in towards subsymbols with lower reliability. However, from the point of view of a low SNR receiver decoding the higher reliability sub-symbols, the lower reliability sub-symbols may be considered as interference that is not orthogonal to the higher reliability sub-symbols. For example, SOMA can be used in modern radio access technologies. Currently, proposed SOMA systems use a QAM constellation which is the same as for the corresponding radio access technologies, IEEE 802.11ac.
Таким образом, существует потребность в системах, которые позволили бы дополнительно улучшить использование спектра беспроводной связи с помощью совмещенных созвездий.Thus, there is a need for systems that can further improve the use of wireless spectrum using co-located constellations.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention
Примерные варианты осуществления обеспечивают систему и способ управления мощностью, выделяемой каждому из составных созвездий, которые составляют совмещенное созвездие символов. В некоторых примерах совмещенные созвездия с адаптивным выделением мощности используются в беспроводных локальных вычислительных сетях (WLAN).Exemplary embodiments provide a system and method for controlling the power allocated to each of the multiple constellations that make up a co-located symbol constellation. In some examples, co-located constellations with adaptive power allocation are used in wireless local area networks (WLANs).
Первый аспект раскрытия предусматривает способ, выполняемый в сетевом узле. Способ включает в себя определение коэффициента распределения мощности из множества возможных коэффициентов распределения мощности, распределение, на основе коэффициента распределения мощности, энергии между первым и вторым составными созвездиями, которые совмещаются для формирования созвездия квадратурной амплитудной модуляции (QAM), и отображение первых данных и вторых данных в символ QAM-созвездия, причем первые данные отображаются в первый подсимвол символа, который соответствует первому составному созвездию, а вторые данные отображаются во второй подсимвол символа, который соответствует второму составному созвездию. Символ созвездия передается в кадре в виде радиочастотного (RF) сигнала.The first aspect of the disclosure provides for a method performed at a network node. The method includes determining a power sharing factor from a plurality of possible power sharing factors, allocating, based on the power sharing factor, energy between the first and second constituent constellations that are combined to form a quadrature amplitude modulation (QAM) constellation, and displaying the first data and the second data into a QAM constellation symbol, wherein the first data is mapped to a first symbol sub-symbol that corresponds to the first composite constellation, and the second data is mapped to a second symbol sub-symbol that corresponds to the second composite constellation. The constellation symbol is transmitted in the frame as a radio frequency (RF) signal.
В качестве варианта, в любом из предыдущих аспектов увеличение коэффициента распределения мощности увеличивает энергию, выделенную первому составному созвездию, на величину, которая пропорциональна уменьшению энергии, выделенной второму составному созвездию.Alternatively, in any of the previous aspects, increasing the power sharing factor increases the energy allocated to the first constituent constellation by an amount that is proportional to the decrease in the energy allocated to the second constituent constellation.
В качестве варианта, в любом из предыдущих аспектов QAM-созвездие включает в себя подсозвездие символов в каждом из четырех квадрантов, причем увеличение коэффициента распределения мощности увеличивает расстояния между символами в пределах каждого подсозвездия и уменьшает расстояния между подсозвездиями.Alternatively, in any of the previous aspects, the QAM constellation includes a sub-constellation of symbols in each of the four quadrants, whereby increasing the power sharing factor increases the distances between symbols within each sub-constellation and decreases the distances between the sub-constellations.
В качестве варианта, в любом из предыдущих аспектов коэффициент распределения мощности представляет собой среднюю мощность каждого символа в QAM-созвездии.Alternatively, in any of the previous aspects, the power sharing factor is the average power of each symbol in the QAM constellation.
В качестве варианта, в любом из предыдущих аспектов, множество коэффициентов распределения мощности включает в себя по меньшей мере один коэффициент распределения мощности, который соответствует QAM-созвездию 801.11ac.Alternatively, in any of the previous aspects, the set of power sharing factors includes at least one power sharing factor that corresponds to the 801.11ac QAM constellation.
В качестве варианта, в любом из предыдущих аспектов QAM-созвездие представляет собой созвездие 16-QAM, представляющее 16 возможных 4-битовых символов (b0b1b2b3), причем каждый символ 4-битового символа (b0b1b2b3) представляет биты и имеет относительные координаты синфазной (I) и квадратурной (Q) осей, представленные следующим образом: Alternatively, in any of the previous aspects, the QAM constellation is a 16-QAM constellation representing 16 possible 4-bit symbols (b 0 b 1 b 2 b 3 ), with each symbol a 4-bit symbol (b 0 b 1 b 2 b 3 ) represents bits and has the relative coordinates of the in-phase (I) and quadrature (Q) axes, represented as follows:
(b0b1b2b3)SYMBOL
(b 0 b 1 b 2 b 3 )
I+jQCOORDINATES
I+
где:where:
α - коэффициент распределения мощности, 0 < α <1,α - power distribution coefficient, 0 < α <1,
, и , and
. .
В качестве варианта, в любом из предыдущих аспектов первый подсимвол содержит биты b0 и b2 символа b0b1b2b3, и второй подсимвол содержит биты b1 и b3 символа b0b1b2b3.Alternatively, in any of the previous aspects, the first sub-symbol contains the b 0 and b 2 bits of the b 0 b 1 b 2 b 3 symbol, and the second sub-symbol contains the b 1 and b 3 bits of the b 0 b 1 b 2 b 3 symbol.
В качестве варианта, в любом из предыдущих аспектов один из множества возможных коэффициентов распределения мощности равен α = 0,2.Alternatively, in any of the previous aspects, one of the many possible power distribution factors is α = 0.2.
В качестве варианта, в любом из предыдущих аспектов QAM-созвездие представляет собой созвездие 64-QAM, представляющее 64 возможных 6-битовых символа (b0b1b2b3b4b5), причем каждый из 6-битовых символов (b0b1b2b3b4b5) имеет относительную координату синфазной (I) оси, выбранную из множества (), и относительную координату квадратурной (Q) оси, выбранную из множества () Alternatively, in any of the previous aspects, the QAM constellation is a 64-QAM constellation representing 64 possible 6-bit symbols (b 0 b 1 b 2 b 3 b 4 b 5 ), with each of the 6-bit symbols (b 0 b 1 b 2 b 3 b 4 b 5 ) has a relative coordinate of the in-phase (I) axis, selected from the set ( ), and the relative coordinate of the quadrature (Q) axis, selected from the set ( )
где:where:
α - коэффициент распределения мощности, 0 < α < 1,α - power distribution coefficient, 0 < α < 1,
, ,
, ,
В качестве варианта, в любом из предыдущих аспектов один из множества возможных коэффициентов распределения мощности равен α = 0,2381.Alternatively, in any of the previous aspects, one of the many possible power distribution factors is α = 0.2381.
В качестве варианта, в любом из предыдущих аспектов первый подсимвол содержит биты b0, b2 и b4 символа b0b1b2b3b4b5, и второй подсимвол содержит биты b1, b3 и b5 символа b0b1b2b3b4b5.Alternatively, in any of the previous aspects, the first sub-symbol contains bits b 0 , b 2 and b 4 of symbol b 0 b 1 b 2 b 3 b 4 b 5 and the second sub-symbol contains bits b 1 , b 3 and b 5 of symbol b 0 b 1 b 2 b 3 b 4 b 5 .
В качестве варианта, в любом из предыдущих аспектов QAM-созвездие является созвездием 256-QAM, представляющим 256 возможных 6-битовых символов (b0b1b2b3b4b5b6b7), причем каждый из символов в первом квадранте созвездия 256-QAM имеет относительную координату синфазной (I) оси, выбранную из множества (), и относительную координату квадратурной (Q) оси, выбранную из множества ().Alternatively, in any of the previous aspects, the QAM constellation is a 256-QAM constellation representing 256 possible 6-bit symbols (b 0 b 1 b 2 b 3 b 4 b 5 b 6 b 7 ), with each of the symbols in the first constellation quadrant 256-QAM has a relative in-phase (I) axis coordinate selected from the set ( ), and the relative coordinate of the quadrature (Q) axis, selected from the set ( ).
α представляет собой коэффициент распределения мощности, 0 < α <1,α is the power sharing factor, 0 < α < 1,
, ,
, ,
В качестве варианта, в любом из предыдущих аспектов один из множества возможных коэффициентов распределения мощности равен α = 0,247.Alternatively, in any of the previous aspects, one of the many possible power distribution factors is α = 0.247.
В качестве варианта, в любом из предыдущих аспектов, кадр включает в себя многобитовое поле, причем способ включает заполнение многобитового поля значением индекса, которое представляет собой коэффициент распределения мощности.Alternatively, in any of the previous aspects, the frame includes a multi-bit field, the method comprising populating the multi-bit field with an index value that is a power sharing factor.
Согласно второму аспекту предусмотрена точка доступа (AP), которая включает в себя память, интерфейс для беспроводной связи и устройство обработки, выполненное с возможностью исполнения инструкций, хранящихся в памяти. Исполняемые инструкции вызывают выполнение, AP, определения коэффициента распределения мощности из множества возможных коэффициентов распределения мощности, распределения, на основе коэффициента распределения мощности, энергии между первым и вторым составными созвездиями, которые совмещаются для формирования созвездия квадратурной амплитудной модуляции (QAM), и отображения первых данных и вторых данных в символ QAM-созвездия, причем первые данные отображаются в первый подсимвол символа, который соответствует первому составному созвездию, а вторые данные отображаются во второй подсимвол символа, который соответствует второму составному созвездию. Символ созвездия передается в кадре в виде радиочастотного (RF) сигнала с использованием интерфейса.According to a second aspect, an access point (AP) is provided that includes a memory, an interface for wireless communication, and a processing device configured to execute instructions stored in the memory. The executable instructions cause the AP to execute, determine a power sharing factor from a plurality of possible power sharing factors, distribute, based on the power sharing factor, energy between the first and second constituent constellations that are combined to form a quadrature amplitude modulation (QAM) constellation, and display the first data and second data into a QAM constellation symbol, wherein the first data is mapped to a first symbol sub-symbol that corresponds to the first composite constellation, and the second data is mapped to a second symbol sub-symbol that corresponds to the second composite constellation. The constellation symbol is transmitted in the frame as a radio frequency (RF) signal using an interface.
В качестве варианта, в любом из предыдущих аспектов увеличение коэффициента распределения мощности увеличивает энергию, выделенную первому составному созвездию, на величину, которая пропорциональна уменьшению энергии, выделенной второму составному созвездию.Alternatively, in any of the previous aspects, increasing the power sharing factor increases the energy allocated to the first constituent constellation by an amount that is proportional to the decrease in the energy allocated to the second constituent constellation.
В качестве варианта, в любом из предыдущих аспектов QAM-созвездие включает в себя подсозвездие символов в каждом из четырех квадрантов, причем увеличение коэффициента распределения мощности увеличивает расстояния между символами в пределах каждого подсозвездия и уменьшает расстояния между подсозвездиями.Alternatively, in any of the previous aspects, the QAM constellation includes a sub-constellation of symbols in each of the four quadrants, whereby increasing the power sharing factor increases the distances between symbols within each sub-constellation and decreases the distances between the sub-constellations.
В качестве варианта, в любом из предыдущих аспектов QAM-созвездие представляет собой созвездие 16-QAM, представляющее 16 возможных 4-битовых символов (b0b1b2b3), причем каждый символ 4-битового символа (b0b1b2b3) представляет биты и имеет относительные координаты синфазной (I) и квадратурной (Q) осей, представленные следующим образом: Alternatively, in any of the previous aspects, the QAM constellation is a 16-QAM constellation representing 16 possible 4-bit symbols (b 0 b 1 b 2 b 3 ), with each symbol a 4-bit symbol (b 0 b 1 b 2 b 3 ) represents bits and has the relative coordinates of the in-phase (I) and quadrature (Q) axes, represented as follows:
(b0b1b2b3)SYMBOL
(b 0 b 1 b 2 b 3 )
I+jQCOORDINATES
I+
где:where:
α - коэффициент распределения мощности, 0 < α <1,α - power distribution coefficient, 0 < α <1,
, и , and
. .
В качестве варианта, в любом из предыдущих аспектов первый подсимвол содержит биты b0 и b2 символа b0b1b2b3, и второй подсимвол содержит биты b1 и b3 символа b0b1b2b3.Alternatively, in any of the previous aspects, the first sub-symbol contains the b 0 and b 2 bits of the b 0 b 1 b 2 b 3 symbol, and the second sub-symbol contains the b 1 and b 3 bits of the b 0 b 1 b 2 b 3 symbol.
В качестве варианта, в любом из предыдущих аспектов один из множества возможных коэффициентов распределения мощности равен α = 0,2.Alternatively, in any of the previous aspects, one of the many possible power distribution factors is α = 0.2.
В качестве варианта, в любом из предыдущих аспектов QAM-созвездие представляет собой созвездие 64-QAM, представляющее 64 возможных 6-битовых символа (b0b1b2b3b4b5), причем каждый из 6-битовых символов (b0b1b2b3b4b5) имеет относительную координату синфазной (I) оси, выбранную из множества (), и относительную координату квадратурной (Q) оси, выбранную из множества () Alternatively, in any of the previous aspects, the QAM constellation is a 64-QAM constellation representing 64 possible 6-bit symbols (b 0 b 1 b 2 b 3 b 4 b 5 ), with each of the 6-bit symbols (b 0 b 1 b 2 b 3 b 4 b 5 ) has a relative coordinate of the in-phase (I) axis, selected from the set ( ), and the relative coordinate of the quadrature (Q) axis, selected from the set ( )
где:where:
α - коэффициент распределения мощности, 0 < α <1,α - power distribution coefficient, 0 < α <1,
, ,
, ,
В качестве варианта, в любом из предыдущих аспектов один из множества возможных коэффициентов распределения мощности равен α = 0,2381.Alternatively, in any of the previous aspects, one of the many possible power distribution factors is α = 0.2381.
В качестве варианта, в любом из предыдущих аспектов QAM-созвездие является созвездием 256-QAM, представляющим 256 возможных 6-битовых символов (b0b1b2b3b4b5b6b7), причем каждый из символов в первом квадранте созвездия 256-QAM имеет относительную координату синфазной (I) оси, выбранную из множества (), и относительную квадратурную (Q) координату оси, выбранную из множества (),Alternatively, in any of the previous aspects, the QAM constellation is a 256-QAM constellation representing 256 possible 6-bit symbols (b 0 b 1 b 2 b 3 b 4 b 5 b 6 b 7 ), with each of the symbols in the first constellation quadrant 256-QAM has a relative in-phase (I) axis coordinate selected from the set ( ), and a relative quadrature (Q) axis coordinate selected from the set ( ),
α - коэффициент распределения мощности, 0 < α <1,α - power distribution coefficient, 0 < α <1,
, ,
, ,
В качестве варианта, в любом из предыдущих аспектов один из множества возможных коэффициентов распределения мощности равен α = 0,247.Alternatively, in any of the previous aspects, one of the many possible power distribution factors is α = 0.247.
Согласно третьему аспекту предусмотрены способ и станция (STA) для приема RF сигнала, который включает в себя кадр, содержащий символ QAM-созвездия, имеющие первые данные, которые отображаются в первый подсимвол, и вторые данные, которые отображаются во второй подсимвол символа, причем первый подсимвол соответствует первому составному созвездию, и второй подсимвол соответствует второму составному созвездию, при этом кадр включает в себя информацию распределения мощности, идентифицирующую относительное распределение энергии между первым подсимволом и вторым подсимволом. В STA коэффициент распределения мощности определяется из множества возможных коэффициентов распределения мощности на основе информации о выделении мощности в кадре. Символ декодируется для восстановления по меньшей мере одного из первого и второго подсимволов на основе коэффициента распределения мощности.According to a third aspect, a method and station (STA) is provided for receiving an RF signal that includes a frame containing a QAM constellation symbol having first data mapped to a first sub-symbol and second data mapped to a second symbol sub-symbol, the first the sub-symbol corresponds to the first constituent constellation, and the second sub-symbol corresponds to the second constituent constellation, wherein the frame includes power distribution information identifying a relative power distribution between the first sub-symbol and the second sub-symbol. In the STA, the power sharing factor is determined from a plurality of possible power sharing factors based on the power allocation information in the frame. The symbol is decoded to recover at least one of the first and second sub-symbols based on the power sharing factor.
Согласно четвертому аспекту предложен способ, который включает в себя формирование потока символов квадратурной фазовой манипуляции (QPSK), причем каждый символ имеет первый бит, представляющий соответствующий бит данных, и второй бит, представляющий соответствующий бит контрольной последовательности; и передачу QPSK-символов в кадре в виде радиочастотного (RF) сигнала. В примерах QPSK-символы формируют среднюю часть кадра, которая следует за преамбулой кадра. В некоторых случаях перед средней частью предшествуют и после нее следуют QAM-символы, которые имеют более высокую модуляцию, чем QPSK. В некоторых примерах контрольная последовательность является последовательностью оценки состояния канала. Способ может быть выполнен точкой доступа, сконфигурированной подходящим образом.According to a fourth aspect, a method is provided which includes: generating a quadrature phase shift keying (QPSK) symbol stream, each symbol having a first bit representing a corresponding data bit and a second bit representing a corresponding bit of a parity; and transmitting the QPSK symbols in the frame as a radio frequency (RF) signal. In the examples, the QPSK symbols form the middle part of the frame that follows the frame preamble. In some cases, the middle part is preceded and followed by QAM symbols, which have a higher modulation than QPSK. In some examples, the pilot sequence is a channel state estimation sequence. The method may be performed by an appropriately configured access point.
Согласно пятому аспекту предусмотрен способ, выполняемый в приемнике, который включает в себя: прием по каналу беспроводной связи кадра, который включает в себя множество символов квадратурной фазовой манипуляции (QPSK), причем каждый символ имеет первый бит, представляющий соответствующий бит данных, и второй бит, представляющий соответствующий бит контрольной последовательности. Кадр декодируется для того, чтобы восстановить биты данных и биты контрольной последовательности. В некоторых примерах оценка состояния канала выполняется по каналу беспроводной связи на основе битов контрольной последовательности.According to a fifth aspect, a method is provided at a receiver, which includes: receiving, over a wireless communication channel, a frame that includes a plurality of quadrature phase shift keying (QPSK) symbols, each symbol having a first bit representing a corresponding data bit and a second bit A that represents the corresponding bit of the parity. The frame is decoded in order to recover the data bits and parity bits. In some examples, channel state estimation is performed over a wireless communication channel based on the bits of the control sequence.
Согласно шестому аспекту предусмотрен способ, выполняемый в сетевом узле и включающий в себя: отображение первых данных для первой станции в первый бит символа квадратурной фазовой манипуляции (QPSK) и вторых данных для второй станции во второй бит QPSK-символа; и передачу QPSK-символа в кадре в виде радиочастотного (RF) сигнала для первой станции и второй станции.According to a sixth aspect, there is provided a method performed at a network node, including: mapping first data for a first station to a first bit of a quadrature phase shift keying (QPSK) symbol and second data for a second station to a second bit of a QPSK symbol; and transmitting the QPSK symbol in the frame as a radio frequency (RF) signal for the first station and the second station.
В качестве варианта, в любом из предыдущих аспектов способ дополнительно содержит распределение энергии между первым битом и вторым битом на основе коэффициента распределения мощности.Alternatively, in any of the previous aspects, the method further comprises allocating power between the first bit and the second bit based on a power sharing factor.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Далее, будут сделаны ссылки, в качестве примеров, на сопроводительные чертежи, на которых показаны примерные варианты осуществления настоящей заявки и на которых: Reference will now be made, by way of example, to the accompanying drawings, which show exemplary embodiments of the present application and in which:
фиг.1 - примерная система связи согласно примерным вариантам осуществления; Fig. 1 is an exemplary communication system according to exemplary embodiments;
фиг.2 - QPSK-созвездие 802.11ac; figure 2 - QPSK constellation 802.11ac;
фиг.3 - созвездие QAM-16 802.11ac; Fig.3 - constellation QAM-16 802.11ac;
фиг.4 - схема ресурсов канала для WLAN, использующей SOMA; 4 is a diagram of channel resources for a WLAN using SOMA;
фиг.5 - QPSK-созвездие согласно примерному варианту; Fig.5 - QPSK constellation according to an exemplary variant;
фиг.6 - блок-схема QAM-модулятора; 6 is a block diagram of a QAM modulator;
фиг.7 - схема кадра; Fig.7 - frame diagram;
фиг.8А - схема последовательности операций, показывающая действия, предпринимаемые в точке доступа и станциях согласно примерному варианту; 8A is a flowchart showing actions taken at an access point and stations according to an exemplary embodiment;
фиг.8B - блок-схема последовательности операций, показывающая действия, предпринимаемые в точке доступа и станциях согласно другому примерному варианту осуществления; 8B is a flowchart showing actions taken at an access point and stations according to another exemplary embodiment;
фиг.9 - совмещенное созвездие 16-QAM согласно примерному варианту осуществления; Fig. 9 is a 16-QAM co-constellation according to an exemplary embodiment;
фиг.10 - совмещенное созвездие 16-QAM (фиг.9) с двумя различными коэффициентами распределения мощности; Fig. 10 shows a 16-QAM co-constellation (Fig. 9) with two different power distribution factors;
фиг.11 - совмещенное созвездие 64-QAM согласно примерному варианту осуществления; 11 is a 64-QAM co-constellation according to an exemplary embodiment;
фиг.12 - подсозвездие совмещенного 256-QAM созвездия согласно примерному варианту осуществления; 12 is a subconstellation of a co-located 256-QAM constellation according to an exemplary embodiment;
фиг.13 - схема кадра, аналогичного кадру, показанному на фиг.7, иллюстрирующая дополнительные детали; Fig.13 is a diagram of a frame similar to that shown in Fig.7, illustrating additional details;
фиг.14 - операции, выполняемые в точке доступа, согласно примерному варианту осуществления; 14 shows operations performed at an access point according to an exemplary embodiment;
фиг.15 - операции, выполняемые в станциях согласно примерному варианту; Fig.15 - operations performed in stations according to an exemplary variant;
фиг.16 - операции, выполняемые в точке доступа, согласно другому примерному варианту осуществления; Fig.16 - operations performed in the access point, according to another exemplary variant of implementation;
фиг.17А - пример станции, которую можно использовать в сети (фиг.1)Fig.17A - an example of a station that can be used in the network (Fig.1)
фиг.17B - пример точки доступа, которая может использоваться в сети (фиг.1).Fig.17B is an example of an access point that can be used in the network (Fig.1).
Аналогичные ссылочные позиции могут использоваться на разных фигурах для обозначения аналогичных компонентов.Like reference numerals may be used throughout the various figures to refer to like components.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Ниже подробно описаны операция и структура примерных вариантов осуществления. Однако следует понимать, что настоящее раскрытие предусматривает много применимых изобретательских концепций, которые могут быть воплощены в широком разнообразии конкретных контекстов. Обсуждаемые конкретные варианты осуществления являются просто иллюстрацией конкретных структур вариантов осуществления и способов действия вариантов осуществления, раскрытых в данном документе, и не ограничивают объем раскрытия.The operation and structure of exemplary embodiments are described in detail below. However, it should be understood that the present disclosure provides for many applicable inventive concepts that can be embodied in a wide variety of specific contexts. The specific embodiments discussed are merely illustrative of the specific structures of the embodiments and modes of operation of the embodiments disclosed herein and do not limit the scope of the disclosure.
Примерные варианты осуществления описаны в контексте систем связи WLAN, которые используют совмещенные комбинации символов для повышения производительности связи. Варианты осуществления могут применяться к системам связи WLAN, совместимым со стандартами, таким как системы, которые соответствуют спецификациям в группе стандартов IEEE 802.11, и к системам связи, не совместимым со стандартами.Exemplary embodiments are described in the context of WLAN communication systems that use co-located symbol patterns to improve communication performance. Embodiments may apply to standards compliant WLAN communication systems, such as systems that conform to specifications in the IEEE 802.11 standards group, and to non-standards compliant communication systems.
На фиг.1 показана примерная система 100 беспроводной связи. Система 100 связи включает в себя точку доступа (AP) 102, которая может обслуживать множество станций (STA), таких как STA1, STA 2, STA 3-STA N (которые обобщенно упоминаются как STA). AP 102 может планировать возможности передачи для STA и сигнализировать информацию относительно возможностей передачи в STA. STA могут принимать передачи или совершать передачи в соответствии с запланированными возможностями передачи. AP 102 и STA могут реализовывать примерные варианты осуществления, представленные в настоящем раскрытии.Figure 1 shows an exemplary
В примерных вариантах осуществления AP 102 могут быть базовыми станциями, узлами B (NodeB), развитыми NodeB (eNB), контроллерами, базовыми терминальными станциями и другими приемопередающими устройствами. Аналогично, STA могут быть приемными устройствами, электронными устройствами, мобильными станциями, мобильными телефонами, терминалами, пользовательским оборудованием (UE), устройствами связи машинного типа и другими устройствами, которые могут принимать радиочастотные сигналы. Хотя понятно, что системы связи могут использовать несколько AP 102, способных осуществлять связь с несколькими STA, для упрощения на фиг.1 показаны только одна AP 102 и соответствующая группа STA.In exemplary embodiments,
STA могут иметь линии связи разного качества с AP 102. Например, разные STA могут располагаться на разных расстояниях от AP 102. STA 1может располагаться в непосредственной близости от AP 102 и может иметь высокое отношение сигнал/шум (SNR), например, 20 дБ, и STA 2 может располагаться удаленно относительно AP 102 и может иметь низкое SNR, например, 5 дБ или 8 дБ. Следует отметить, что расстояние между AP 102 и STA не является единственным фактором качества канала (низкое SNR по сравнению с высоким SNR). Например, промежуточные объекты, такие как сооружения, стены, растительность и осадки, также могут влиять на качество принимаемого сигнала. Хотя настоящее обсуждение сосредоточено на двух STA (STA 1с высоким SNR и STA 2 с низким SNR), представленные в данном документе примерные варианты осуществления предусматривают работу с любым количеством STA.STAs may have different quality links to
Согласно примерному варианту адаптивное выделение мощности объединяется с суперпозиционными созвездиями символов SOMA для создания технологии радиосвязи с множественным доступом, которая предусматривает повышенную пропускную способность каналов связи и неравноценную защиту данных для разных STA. В примерных вариантах осуществления введены новые форматы созвездий квадратурной амплитудной модуляции (QAM). Чтобы обеспечить контекст для вариантов осуществления, которые будут описаны ниже, на фиг.2 показан пример QAM-созвездия (также известного как 4-QAM) в соответствии со спецификацией IEEE.802.11ac, и на фиг.3 показан пример созвездия 16-QAM в соответствии со спецификацией IEEE.802.11ac.In an exemplary embodiment, adaptive power allocation is combined with SOMA superposition symbol constellations to create a multiple access radio technology that provides increased link capacity and unequal data protection for different STAs. In exemplary embodiments, new Quadrature Amplitude Modulation (QAM) constellation formats are introduced. To provide context for the embodiments to be described below, FIG. 2 shows an example of a QAM constellation (also known as 4-QAM) according to the IEEE.802.11ac specification, and FIG. 3 shows an example of a 16-QAM constellation in according to the IEEE.802.11ac specification.
В QPSK-созвездии 802.11ac, показанном на фиг.2, каждая точка созвездия представляет собой символ b0b1, который кодирует 2 бита. Каждая точка созвездия (и соответствующий ей символ) может быть представлена относительно оси (I) синфазных амплитуд и оси (Q) квадратурно-фазовых амплитуд в виде действительных и мнимых прямоугольных координат (Si*cosθ, Si*sinθ) or Si*cosθ+ j(Si*sinθ), где Si представляет собой амплитуду символа (например, расстояние от начала координат O до точки созвездия), и θ представляет собой фазовый угол символа относительно синфазной оси I. Мощность символа равна . Таким образом, мощность символа пропорциональна квадрату амплитуды символа. Энергия символа равна мощности, умноженная на длительность символа: . Так как каждый символ несет в себе b битов, средняя энергия бита равна . Среднюю энергию символа для данного созвездия можно вычислить в виде среднего значения по всем символам. В примере, показанном на фиг.2, синфазные и квадратурно-фазовые координаты масштабируются или нормируются, поэтому средняя энергия для всех символов равна 1. В случае QPSK 802.11ac нормирующий множитель равен . Например, на фиг.2 символ созвездия, который представляет собой пару битов b0b1 11, имеет полярные координаты (Si=1, θ=45°) и прямоугольные координаты . Символы созвездия отображаются в биты с использованием кода Грея, так что соседние символы созвездия изменяются только на один бит.In the 802.11ac QPSK constellation shown in FIG. 2, each constellation point is a symbol b 0 b 1 that encodes 2 bits. Each constellation point (and its corresponding symbol) can be represented with respect to the (I) axis of in-phase amplitudes and the (Q) axis of quadrature-phase amplitudes as real and imaginary rectangular coordinates (Si*cosθ, Si*sinθ) or Si*cosθ+ j (Si*sinθ), where Si is the symbol amplitude (e.g., the distance from the origin O to the constellation point), and θ is the phase angle of the symbol about the in-phase axis I. The symbol power is . Thus, the symbol power is proportional to the square of the symbol amplitude. The energy of a symbol is equal to the power multiplied by the duration of the symbol: . Since each character carries b bits, the average bit energy is . average energy symbol for a given constellation can be calculated as an average over all symbols. In the example shown in Figure 2, the in-phase and quadrature-phase coordinates are scaled or normalized so that the average energy for all symbols is 1. In the case of QPSK 802.11ac, the normalization factor is . For example, in figure 2, the constellation symbol, which is a pair of bits b 0 b 1 11, has polar coordinates (Si=1, θ=45°) and rectangular coordinates . The constellation symbols are mapped to bits using Gray code so that adjacent constellation symbols change by only one bit.
В созвездии 16-QAM 802.11ac, показанном на фиг.3, каждая точка созвездия представляет собой символ 302, который кодирует 4 бита (b0b1b2b3). В примерных вариантах осуществления созвездие 16-QAM, показанное на фиг.3, является результатом суперпозиции двух составных созвездий, каждое из которых использует соответствующий уровень модуляции. Используемый в данном документе термин «составное созвездие» относится к созвездию, которое совмещается с одним или несколькими другими составными созвездиями для формирования суперпозиционного созвездия. Термин "подсозвездие" относится к символам созвездия в одном квадранте созвездия.In the 16-QAM 802.11ac constellation shown in FIG. 3, each constellation point is a
Символ 302 может быть разделен на первый подсимвол 304, который включает в себя биты b0, b2, и второй подсимвол 306, который включает в себя биты b1, b3. Первый подсимвол 304 (b0, b2) соответствует первому составному созвездию, которое использует более низкий уровень модуляции, а именно QPSK. Как показано на фиг.3, первые биты подсимволов b0, b2 остаются одинаковыми в каждом квадранте Q1, Q2, Q3 и Q4, но являются разными в других квадрантах. Например, b0, b2 = 1,1 для всех четырех символов в квадранте Q1 и b0, b2 = 0,1 для всех четырех символов в квадранте Q2. Второй подсимвол 306 (b1, b3) соответствует второму составному созвездию, которое использует более высокий уровень модуляции, а именно 16-QAM. Как показано на фиг.3, биты второго подсимвола b1, b3 являются разными для каждого символа в квадранте.
Соответственно, подсимвол 304, который включает в себя биты b0, b2, могут быть декодированы на основе того, в какой квадрант он попадает. Межквадрантные различия по энергии среди подсимволов 304, представляющих разные битовые значения для битов b0 и b2, больше, чем внутриквадрантные различия по энергии среди подсимволов 306, представляющих разные битовые значения для битов b2 и b4. Как показано на фиг.3, логарифмическое отношение правдоподобия (LLR) для битов b0 и b2 является одинаковым и основано на амплитуде (Al) сигнала, представленной расстоянием от начала 0 координат созвездия до центра SC подсозвездия квадранта. LLR для битов b1 и b3 основывается на более низком значении амплитуды (Ah), представленном расстоянием от центра SC созвездия подквадранта до символа подсозвездия. В 802.11ac уровень амплитуды А1 равен , и уровень амплитуды Ah равен .Accordingly, sub-symbol 304 that includes bits b 0 , b 2 can be decoded based on which quadrant it falls in. The inter-quadrant energy differences among
В 802.11ac каждый символ QAM состоит из битов для одной и той же STA. Однако в системе, которая рассматривает созвездие как набор суперпозиционных составных созвездий (таких как SOMA), QAM-символы могут состоять из битов для разных STA. Более надежные биты в символе 302 QAM могут быть запланированы для STA каналом с более низким SNR, и менее надежные биты могут быть запланированы для STA каналом с более высоким SNR. Назначение более надежных битов нижнему каналу SNR увеличивает вероятность успешного декодирования. При назначении менее надежных битов каналу с более высоким SNR жертвуют вероятностью успешного декодирования ради более высоких скоростей передачи данных. На фиг.4 показана схема 450 ресурсов канала для WLAN, использующей суперпозиционное созвездие. Используя суперпозиционное созвездие, в одном канале или на одной несущей можно запланировать две или более STA. Как показано на фиг.4, один канал или одна несущая могут нести в себе кадр для STA 1455, а также кадр для STA 2 460. В качестве варианта, можно использовать заполнение 465 для того, чтобы соответствовать размеру кадра для STA 1455 и кадра для STA 2 460. Хотя на фиг.4B показан случай, когда поддерживаются две передачи, передачи в две или более станций могут поддерживаться с верхним пределом по количеству одновременных передач, которое устанавливается по размеру используемого суперпозиционного QAM-созвездия.In 802.11ac, each QAM symbol consists of bits for the same STA. However, in a system that considers a constellation as a set of superimposed composite constellations (such as SOMA), the QAM symbols may be composed of bits for different STAs. More reliable bits in the 302 QAM symbol may be scheduled for the STA by the lower SNR channel, and less reliable bits may be scheduled for the STA by the higher SNR channel. Assigning more reliable bits to the lower SNR channel increases the probability of successful decoding. By assigning less reliable bits to a channel with a higher SNR, the probability of successful decoding is sacrificed for higher data rates. FIG. 4 shows a channel resource diagram 450 for a WLAN using a superposition constellation. Using superposition constellation, two or more STAs can be scheduled on the same channel or on the same carrier. As shown in FIG. 4, one channel or one carrier may carry a frame for STA 1455 as well as a frame for
В QAM-созвездиях 802.11ac относительные синфазные и квадратурно-фазовые амплитуды каждого символа 302 остаются постоянными для этого символа 302, и, таким образом, относительное расположение каждого символа в созвездии остается постоянным. В 802.11ac символы созвездия нормированы так, что средняя энергия всех символов в каждом квадранте равна 1. В 16-QAM, 64-QAM и 256-QAM 802.11ac, каждый символ созвездия нормируется с помощью нормирующего множителя , и , соответственно.In 802.11ac QAM constellations, the relative in-phase and quadrature-phase amplitudes of each
В описанных в данном документе примерных вариантах осуществления представлены новые созвездия символов, которые отличаются от известных созвездий 802.11ac тем, что для управления выделением мощности для каждого составного созвездия может применяться коэффициент адаптивного распределения мощности. В этой связи на фиг.5 показан пример нового QPSK-созвездия 500 символов согласно примерному варианту. В QPSK-созвездии 802.11ac квадратурные и синфазные значения амплитуды для каждого символа являются одинаковыми, а именно . Однако в QPSK-созвездии 500 символов квадратурные и синфазные значения амплитуды для каждого символа могут изменяться в соответствии с заранее определенной зависимостью на основе коэффициента α адаптивного распределения мощности. Как показано на фиг.5, уровень квадратурной фазовой амплитуды каждого символа созвездия равен , и уровень синфазной амплитуды равен . QPSK-созвездие 500 является суперпозицией созвездия двоичной фазовой манипуляции (BPSK) и созвездия квадратурной двоичной фазовой манипуляции (QBPSK), причем созвездие BPSK существует только по синфазной или действительной оси, и созвездие QBPSK существует только по квадратурной фазовой или мнимой оси.The exemplary embodiments described herein present new symbol constellations that differ from known 802.11ac constellations in that an adaptive power distribution factor can be applied to control the power allocation for each constituent constellation. In this regard, FIG. 5 shows an example of a
На фиг.6 показана блок-схема QAM-модулятора 600, который выводит сигнал, который включает в себя последовательные QPSK-символы b0b1 QPSK-созвездия 500. Как указано на фиг.6, данные (-1 или 1) для BPSK-подсимвола b0 могут быть применены к синфазному входу I и скорректированы до уровня амплитуды , и данные (-1 или 1) для QBPSK-подсимвола b1 могут быть применены к квадратурному фазовому входу Q и скорректированы до уровня амплитуды, что приводит к следующим возможным QPSK-символам: FIG. 6 shows a block diagram of a
В случае, если α = 0,5, QPSK-созвездие 500 будет идентичным созвездию QPSK 802.11ac.In case α = 0.5, the
В суперпозиционном QPSK-созвездии 500 мощность может адаптивно распределяться между составными созвездиями BPSK и QBPSK путем регулировки коэффициента α распределения мощности. Увеличение коэффициента α распределения мощности увеличивает расстояние между QBPSK-подсимволами в созвездии 500 (повышая надежность QBPSK-подсимвола b1) и уменьшает расстояние между BPSK-подсимволами в созвездии 500 (уменьшая надежность BPSK-подсимвола b0). Уменьшение коэффициента α распределения мощности имеет противоположный эффект.In the
В некоторых примерных вариантах осуществления BPSK-подсимвол b0 с синфазным уровнем амплитуды может использоваться для кодирования битов данных, которые предназначены для одной STA, и QBPSK-подсимвол b1 с квадратурным фазовым уровнем амплитуды может использоваться для кодирования битов данных, которые предназначены для другой STA. В случае, когда коэффициент распределения мощности α < 0,5, BPSK-подсимвол b0 будет самым надежным битом (MRB) и может использоваться для канала с более низким SNR (например, для дальней STA 2), и QBPSK-подсимвол b1 будет наименее надежным битом (LRB) и может использоваться для канала с более высоким SNR (например, для ближней STA1). В примере, где BPSK-подсимвол b0 предназначен для дальней STA 2, и QBPSK-подсимвол b1 предназначен для ближней STA1, каждая из дальней STA 2 и ближней STA 1может демодулировать принятый суперпозиционный QPSK-символ таким же образом, как станция демодулировала бы традиционный QPSK-символ, и игнорировать бит, который не предназначен для нее. Альтернативно, удаленная STA 2 может просто обрабатывать принятый суперпозиционный QPSK-символ как BPSK-символ и обрабатывать квадратурную фазовую часть сигнала как шум. В некоторых примерных вариантах осуществления принятый QPSK-символ может быть разделен в приемной STA на синфазные и квадратурные фазовые компоненты во время RF обработки до цифровой обработки в основной полосе частот.In some exemplary embodiments, the BPSK subsymbol b 0 with in-phase level amplitude can be used to encode data bits that are destined for one STA, and QBPSK subsymbol b 1 with quadrature phase level amplitude can be used to encode data bits that are destined for another STA. In the case where the power sharing factor α < 0.5, BPSK sub-symbol b 0 will be the most reliable bit (MRB) and can be used for a lower SNR channel (for example, far STA 2), and QBPSK sub-symbol b 1 will be Least Reliable Bit (LRB) and can be used for a higher SNR channel (eg near STA1). In the example where BPSK subsymbol b 0 is for
В некоторых вариантах осуществления альтернативой использованию каждого из битов b0 и b1 подсимволов QPSK-символа b0b1 в качестве битов данных для разных станций может служить то, что каждый из битов может использоваться для разных целей. Например, один бит может использоваться в качестве бита данных, а другой бит в качестве обучающего сигнала для оценки состояния канала. Бит данных и обучающий бит могут использоваться одной и той же STA, или бит данных может использоваться одной STA, и обучающий бит может использоваться для другой STA.In some embodiments, an alternative to using each of the bits b 0 and b 1 of the sub-symbols of the QPSK symbol b 0 b 1 as data bits for different stations may be that each of the bits may be used for different purposes. For example, one bit can be used as a data bit and another bit as a training signal to estimate the channel condition. The data bit and the training bit may be used by the same STA, or the data bit may be used by one STA and the training bit may be used for another STA.
В контексте использования одного бита QPSK-символа b0b1 для опорного сигнала для оценки состояния канала, в одном примере QPSK-символ может быть включен в блок данных протокола сходимости физического уровня (PLCP) (PPDU). В этой связи на фиг.7 показан пример кадра 700, который аналогичен структуре PPDU 802.11ac. Кадр 700 может включать в себя унаследованные поля 702 для обратной совместимости со станциями, которые не выполнены с возможностью обработки суперпозиционных созвездий. За унаследованными полями следует преамбула 701, предназначенная для унаследованных станций, которые способны обрабатывать суперпозиционные созвездия, такие как QPSK-созвездие 500. Преамбула 701, которая может быть закодирована, например, с использованием модуляции более низкого уровня, такой как BPSK, QBSK или их комбинация, включает в себя поле 704 SIG-A, короткое обучающее поле (STF) 706, длинное обучающее поле (LTF) 708 и поле 710 SIG-B. Поле 712 данных следует за преамбулой 701. Поле 704 SIG-A может использоваться для сигнализации того, что кадр 700 является неунаследованным кадром. Поле 712 данных может также содержать информацию, требуемую для интерпретации последующих кадров, включая, например, полосу пропускания, количество потоков, защитный интервал, схему модуляции и кодирования (MCS) и формирование луча. Поле 704 STF используется для улучшения оценки автоматического регулирования усиления при передаче с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO). Поле 708 LTF включает в себя длинные обучающие последовательности, которые предоставляют приемнику средство для оценки состояния канала между передающей и приемной антеннами. Количество полей 708 LTF может варьироваться в зависимости от общего количества пространственно-временных потоков. Поле 710 SIG-B включает в себя информацию, которая описывает длину данных и схему модуляции и кодирования (MCS) для однопользовательского или многопользовательского режимов.In the context of using one bit of the QPSK symbol b 0 b 1 for a reference signal for channel state estimation, in one example, the QPSK symbol may be included in a Physical Layer Convergence Protocol (PLCP) data unit (PPDU). In this regard, FIG. 7 shows an
В некоторых примерных вариантах осуществления поле 712 данных может включать в себя множество последовательных QPSK-символов b0b1, имеющих один бит, выделенный для данных, и один бит для целей оценки состояния канала. В некоторых примерах QPSK-символы b0b1, имеющие бит оценки состояния канала, могут быть включены только в выбранные местоположения в поле 712 данных, в том числе, например, в виде одной или нескольких средних частей 714 в местоположениях непосредственно в средней части или вблизи средней части поля 712 данных или в местоположениях с заранее определенными интервалами в поле 712 данных. В случаях, когда поле 712 данных имеет большую продолжительность, оценка состояния канала, выполненная во время преамбулы 701, может не оставаться точной в течение всей продолжительности передачи. Соответственно, средняя часть 714 предоставляет приемнику возможность обновить предыдущую оценку состояния канала. In some exemplary embodiments, data field 712 may include a plurality of consecutive QPSK symbols b 0 b 1 having one bit allocated for data and one bit for channel state estimation purposes. In some examples, QPSK symbols b 0 b 1 having a channel state estimation bit may only be included at selected locations in data field 712, including, for example, as one or more middle portions 714 at locations directly in the middle portion or near the middle of the data field 712, or at locations at predetermined intervals in the data field 712. In cases where data field 712 is long, the channel state estimate made during
В одном примере, одна и та же LTF-последовательность битов, используемых для BPSK-модулированного поля 708 LTF преамбулы 701 повторно передается в средней части 714 с использованием последовательных QPSK-символов b0b1. Один бит каждого QPSK-символа b0b1 используется для одного из битов LTF-последовательности, и другой бит QPSK-символа b0b1 используется для переноса данных. Например, бит b1 QBPSK-подсимвола может быть битом данных, и бит b0 BPSK-подсимвола может использоваться в качестве бита LTF-последовательности. В примерных вариантах осуществления STA приемника предварительно информируется о местоположении средней части преамбулы 714 в пределах поля 712 данных, а также конкретном выделении мощности и ожидаемом местоположении созвездия для бита опорного сигнала в QPSK-символых b0b1. После приема и декодирования QPSK-символов b0b1 средней части 714 приемная STA может выполнять оценку состояния канала с использованием битов LTF-последовательности, и эта информация может затем использоваться приемной STA для дополнения и уточнения оценки состояния канала, выполненной ранее в отношении последовательности, включенной в поле 708 LTF. В этой связи QPSK-символ b0b1 может использоваться в качестве обучающего сигнала средней части 714, который может, среди прочего, использоваться для компенсации любых изменений канала, которые могли произойти после приема преамбулы 701. Как отмечено выше, бит QPSK-символа b0b1, который не выделен для целей оценки состояния канала, может использоваться для кодирования данных для приемной STA. Использование суперпозиционного QPSK-символа b0b1 по-прежнему позволяет передавать данные в течение промежуточного периода 714 и, следовательно, может снизить непроизводительные затраты, связанные с включением средней части 714.In one example, the same LTF bit sequence used for BPSK modulated
В другом варианте осуществления один бит QPSK-символа b0b1 может использоваться для управляющей сигнализации, в том числе, например, для указания количества средних частей 714 обучающего сигнала в кадре 700. В некоторых примерах бит управляющей сигнализации может использоваться для указания того, какой тип QAM-созвездия будет использоваться для данных после средней части 714 в случаях, когда QPSK-созвездие используется для средней части, и другое QAM-созвездие используется после средней части. In another embodiment, one bit of the QPSK symbol b 0 b 1 may be used for control signaling, including, for example, to indicate the number of middle portions 714 of the training signal in
На фиг.8A показан способ 800A, выполняемый в AP 102, и способ 800B, выполняемый в каждой из STA 1и STA 2, согласно первому примерному варианту осуществления. В способах 800A, 800B суперпозиционное QPSK-созвездие 500 используется для последовательных QPSK-символов b0b1, включенных в кадр 820 сообщения нисходящей линии связи, переданный из AP 102 одновременно в STA 1и STA 2. Когда начинается выполнение способа 800A, AP 802 имеет данные для доставки одновременно в STA 1и STA 2 по соответствующим каналам 822A, 822B. AP определяет информацию о канале для каналов 822A, 822B (этап 801). Информация о канале может быть получена из разных источников, в том числе из STA. Информация о канале может быть представлена в форме индикаторов качества канала (CQI), информации о состоянии канала (CSI) или другой информации, связанной с качеством канала, состоянием канала и т.п.FIG. 8A shows a
AP 104 определяет коэффициент α распределения мощности, который используется для QPSK-созвездия 500 в соответствии с информацией канала, а также определяет, какая модуляция (BPSK или QBPSK) будет назначена каждой STA (этап 802). Как отмечено выше, коэффициент α распределения мощности определяет относительное распределение энергии по оси квадратурной амплитуды и оси синфазной амплитуды. В качестве иллюстративного примера, AP 104 может выбрать коэффициент распределения мощности α < 0,5 (например, 0,4), и в этом случае, как отмечено выше, BPSK-подсимвол b0 представляет собой MRB и может быть назначен каналу с более низким SNR (например, дальней STA 2), и QBPSK-подсимвол b1 представляет собой LRB и может быть назначен каналу с более высоким SNR (например, ближней STA1).The
Затем AP 104 вырабатывает кадр 820 (этап 804). В примерных вариантах осуществления информация, идентифицирующая коэффициент α распределения мощности, встраивается в кадр 820 вместе с информацией, указывающей, какой подсимвол был назначен каждой станции. Один или более QPSK-символов b0b1 включены в кадр 820 после коэффициента α распределения мощности и информации о назначении станции. Биты данных для одной STA кодируются с использованием одного из битовых подсимволов b0 или b1, и биты данных для другой STA кодируются с использованием другого битового подсимвола b0 или b1. Затем кадр 806 передается AP 104 по каналам 822A, 822B (этап 806). В примере каналы 822A, 822B представляют собой соответствующие пространственные потоки, которые используют одни и те же частотно-временные ресурсы. В некоторых примерах AP104 передает общий поток для обоих каналов 822A, 822B.
Со ссылкой на способ 800B, STA 1на стороне приемника принимает кадр 820 по каналу 822A, и STA 2 принимает кадр 820 по каналу 822B (этап 808). Каждая STA декодирует символы, включенные в кадр 820, по мере их приема, позволяя каждой STA определить коэффициент α распределения мощности и назначение подсимволов станции (этап 810) до декодирования любых принятых QPSK-символов b0b1. Затем каждая из STA 1и STA 2 декодирует принятые QPSK-символы b0b1, чтобы извлечь их соответствующие биты данных (этап 812). Как предложено выше, возможны разные конфигурации декодирования. В одном примере обе или одна из STA1, STA 2 могут быть выполнены с возможностью декодирования обоих битов принятых QPSK-символов b0b1 и затем игнорирования бита, который им не назначен. В другом примере обе или одна из STA1, STA 2 могут быть выполнены только с возможностью декодирования назначенного им подсимвола. Например, STA 2 может просто обработать принятый суперпозиционный QPSK-символ как BPSK-символ и обработать квадратурную фазовую часть сигнала как шум.With reference to
Как указано выше, в альтернативном варианте осуществления суперпозиционное QPSK-созвездие 500 используется для последовательных QPSK-символов b0b1, включенных в кадр, для двойной цели передачи бита данных и сигнального бита для приемной STA (например, STA1). В одном примере сигнальный бит является битом из последовательности, используемой для оценки состояния канала. В этой связи фиг.8B иллюстрирует способы 800C и 800D, выполняемые в AP 104 и STA1, соответственно, в контексте данного альтернативного варианта осуществления. Когда начинается способ 800C, AP 802 имеет данные для доставки в STA 1по каналу 822A. AP определяет информацию о канале для канала 822A (этап 801) способом, аналогичным указанному выше. AP 104 определяет коэффициент α распределения мощности, который используется для QPSK-созвездия 500 в соответствии с информацией канала, а также определяет, какая модуляция (BPSK или QBPSK) назначена для использования в качестве бита данных и какая в качестве сигнального бита. В качестве иллюстративного примера, AP 104 может назначить MRB для бита данных и LRB для сигнального бита.As stated above, in an alternative embodiment,
Затем точка доступа 104 вырабатывает кадр (этап 804), который в показанном варианте имеет формат, как описано выше в отношении кадра 700, показанного на фиг.7. В примерных вариантах осуществления информация, идентифицирующая коэффициент α распределения мощности, встраивается в преамбулу 701 кадра (например, в поле 710 SIG-B) вместе с информацией, указывающей, какой подсимвол был назначен для бита данных, и какой подсимвол был назначен в качестве сигнального бита. В некоторых примерах информация, идентифицирующая местоположение QPSK-символов b0b1 в поле 712 данных, также включена в преамбулу 701. Один или более QPSK-символов b0b1 включены в среднюю часть кадра 714. Биты данных кодируются с использованием одного из подсимволов b0 или b1 битов, и сигнальные биты кодируются с использованием другого подсимвола b0 или b1 битов. Затем кадр 700 передается AP 104 по каналам 822A (этап 806).The
Со ссылкой на способ 800D, STA 1на стороне приемника принимает кадр 700 по каналу 822A. STA 1декодирует символы, включенные в кадр, по мере их приема. В примерном варианте осуществления преамбула 701 включает в себя одно или несколько обучающих полей (например, 708 LTF), которые включают в себя последовательности оценки состояния канала, и STA 1использует эту информацию для оценки состояния канала 822A (этап 809). В примерных вариантах осуществления STA 1также декодирует информацию в преамбуле 701, которая идентифицирует коэффициент α распределения мощности, назначения подсимволов и местоположение средней части 714 (этап 810). Затем STA 1декодирует принятые QPSK-символы b0b1 в средней части 714, чтобы восстановить бит данных и сигнальный бит, включенный в каждый символ (этап 812). В случае, когда биты сигнализации используются для передачи последовательности оценки состояния канала, STA 1может выполнить обновленную оценку состояния канала (этап 814).With reference to method 800D,
В некоторых примерах способов 800c, 800d одно или более из: коэффициента распределения мощности, назначений подсимволов и местоположения средней части известны STA 1заранее до передачи кадра и, таким образом, не должны быть включены в передаваемый кадр. В некоторых примерах бит сигнализации может использоваться одной STA, и бит данных может использоваться другой STA.In some examples of methods 800c, 800d, one or more of the power distribution factor, subsymbol assignments, and midsection location is known to
Далее будут описаны другие QAM-созвездия согласно дополнительным примерным вариантам осуществления. На фиг.9 показан пример созвездия 900 символов 16-QAM согласно примерному варианту осуществления. Созвездие 900 символов 16-QAM является кодированным по Грею так же, как созвездие 16-QAM 802.11ac, причем каждый символ созвездия представляет собой четырехбитовый символ 302 (b0b1b2b3). Четырехбитовый символ 302 b0b1b2b3 включает в себя подсимвол 304 более низкой модуляции (b0, b2) и подсимвол 306 более высокой модуляции (b1, b3). В примерных вариантах осуществления относительное распределение мощности для составных созвездий может быть скорректировано в соответствии с коэффициентом α распределения мощности. Каждый квадрант Q1, Q2, Q3 включает в себя соответствующий квадрат 4-символьного подсозвездия. Как показано на фиг.9, в квадранте Q1 уровень амплитуды от начала координат O созвездия до центра SC подсозвездия квадранта равен , и уровень амплитуды от центра SC подсозвездия квадранта до символа 110 созвездия Q1 равен . Соответственно, увеличение коэффициента α распределения мощности приводит к большему выделению мощности для составного созвездия более высокого уровня модуляции, связанного с подсимволом 306 (b1, b3), и, наоборот, приводит к меньшему выделению мощности для составного созвездия более низкого уровня модуляции, связанного с подсимволом 304 (b0, b2). Таким образом, увеличение коэффициента α распределения мощности увеличивает надежность наименее надежных битов (LRB) b1, b3 подсимвола 306 с более высокой модуляцией, а также снижает надежность самых надежных битов (MRB) b0 и b2 подсимвола 304 с более низкой модуляцией. Уменьшение коэффициента α распределения мощности приводит к противоположному эффекту.Next, other QAM constellations will be described according to additional exemplary embodiments. FIG. 9 shows an example of a 16-
В качестве примера, фиг.10 графически иллюстрирует два примера созвездия 900 16-QAM, имеющего другой коэффициент α распределения мощности. Левая сторона фиг.10 иллюстрирует созвездие 900A с коэффициентом распределения мощности α = 0,4, и правая сторона иллюстрирует созвездие 900B с коэффициентом распределения мощности α = 0,1. Как показано на фиг.10, созвездие 900A с более высоким коэффициентом распределения мощности соответствует большему расстоянию между символами подсозвездия в каждом соответствующем квадранте и меньшему расстоянию между точками SC центра подсозвездия соответствующих квадрантов, что повышает надежность LRB и уменьшает надежность MRB. Напротив, созвездие 900B с более низким коэффициентом распределения мощности соответствует более близким символам подсозвездия в каждом соответствующем квадранте и дополнительным точкам SC центра подсозвездия между соответствующими квадрантами, что повышает надежность MRB и уменьшает надежность LRB.As an example, FIG. 10 graphically illustrates two examples of a 16-
Коэффициент α распределения мощности представляет собой среднюю мощность каждого символа созвездия. По мере увеличения коэффициента α распределения мощности, происходит пропорциональное увеличение средней энергии символов в каждом подсозвездии, и, когда коэффициент α распределения мощности уменьшается, происходит пропорциональное уменьшение средней энергии символов в каждом подсозвездии. Напротив, смещение энергии между центрами подсозвездий уменьшается пропорционально с увеличением коэффициента α распределения мощности и пропорционально с уменьшением коэффициента α распределения мощности.The power distribution factor α is the average power of each constellation symbol. As the power sharing factor α increases, the average symbol energy in each subconstellation increases proportionally, and as the power sharing factor α decreases, the average symbol energy in each subconstellation decreases proportionally. On the contrary, the energy offset between the centers of the subconstellations decreases proportionally with an increase in the power sharing factor α and proportionally with a decrease in the power sharing factor α.
Обращаясь снова к фиг.9, в примерном варианте осуществления для предоставления прямоугольных координат для символов 16-QAM в созвездии 900 могут использоваться следующие две зависимости: Referring again to FIG. 9, in an exemplary embodiment, the following two relationships can be used to provide rectangular coordinates for 16-QAM symbols in constellation 900:
, Уравнение (1) , Equation (1)
где: where:
Kf представляет собой как синфазное расстояние, так и квадратурное фазовое расстояние, измеренное от начала O координат созвездия до центральной точки SC подсозвездия любого из подсозвездий квадрантов Q1, Q2, Q3 и Q4;K f is both the in-phase distance and the quadrature phase distance measured from the origin O of the constellation coordinates to the sub-constellation center point SC of any of the sub-constellations of the Q1, Q2, Q3 and Q4 quadrants;
α - коэффициент адаптивного распределения мощности, и 0 < α <1.α is the coefficient of adaptive power distribution, and 0 < α <1.
, Уравнение (2) , Equation (2)
где: where:
Kn представляет собой как синфазное расстояние, так и квадратурное фазовое расстояние от центральной точки SC квадранта, который содержит символ до символа в квадранте.K n is both the in-phase distance and the quadrature phase distance from the center point SC of the quadrant that contains the symbol to the symbol in the quadrant.
Используя Kf и Kn, символы созвездия 900 могут быть представлены в следующей таблице:Using K f and K n , the symbols for
Таблица 1. Созвездие 16-QAMTable 1. Constellation 16-QAM
(b0b1b2b3)SYMBOL
(b 0 b 1 b 2 b 3 )
I+jQCOORDINATES
I+jQ
В случае, если α = 0,2, созвездие 900 16-QAM является таким же, как созвездие 16-QAM 802.11ac.In case α = 0.2, the 16-
В примерных вариантах осуществления подсимвол 304 с более низкой модуляцией, который включает в себя MRB b0, b2, используется для STA с более низким SNR, которая в настоящем примере является дальней STA 2, и подсимвол 306 с более высокой модуляцией, который включает в себя LRB b1, b3, используется для STA с более низким SNR, которая в настоящем примере находится рядом с STA1. Станция, которая является целевым приемником (например, дальняя STA 2) для MRB b0b2, может обрабатывать принятый символ 302 как QPSK-символ для декодирования MRB b0b2 и может обрабатывать LRB b1b3 как шум. Станция, которая является целевым приемником (например, ближней STA1) для LRB b1b3, должна демодулировать принятый символ 302 в качестве символа 16-QAM для декодирования LRB b1b3. Соответственно, по меньшей мере станция, которая является целевым приемником (например, ближняя STA1) для LRB b1b3, предварительно информируется о коэффициенте α адаптивного распределения мощности для того, чтобы дать возможность станции демодулировать принятый символ 302 и надлежащим образом вычислить LLR, чтобы определить LRB b1b3.In exemplary embodiments, a
Адаптивное выделение мощности между составными созвездиями, которое описано выше в отношении созвездия 900 QAM, может также применяться к созвездиям QAM более высокого уровня модуляции, включая, но не ограничиваясь этим, 64-QAM и 256-QAM. В этой связи на фиг.11 показан пример созвездия 1100 символов 64-QAM согласно примерному варианту осуществления. Как показано на фиг.11, каждый квадрант включает в себя подсозвездие из шестнадцати 6-битовых символов b0b1b2b3b4b5, расположенных в виде сетки размером 4 на 4, и каждое из четырех подсозвездий имеет соответствующий центр подсозвездия (например, отмеченный как SC в квадранте Q1), The adaptive power allocation between multiple constellations, which is described above with respect to the 900 QAM constellation, can also be applied to higher modulation level QAM constellations, including but not limited to 64-QAM and 256-QAM. In this regard, FIG. 11 shows an example of a 64-
В созвездии 1100 символов 64-QAM используется та же схема кодирования по Грею, что и в созвездии 64-QAM 802.11ac. Созвездие 1100 символов 64-QAM может быть разделено на разное количество составных созвездий, каждое из которых соответствует соответствующему уровню модуляции и имеет соответствующее выделение мощности.The 1100 symbol 64-QAM constellation uses the same Gray coding scheme as the 64-QAM 802.11ac constellation. A constellation of 1100 64-QAM symbols may be divided into a different number of component constellations, each corresponding to a respective modulation level and having a respective power allocation.
В примере, показанном на фиг.11, 6-битовый символ b0b1b2b3b4b5 включает в себя два составных созвездия, которые имеют соответствующие распределения мощности. Одно составное созвездие включает в себя наиболее надежный трехбитовый подсимвол b0b2b4 с более низкой модуляцией, соответствующий выделению мощности 1-α, и другое составное созвездие включает в себя наименее надежный трехбитовый подсимвол b1b3b5 с более высокой модуляцией, соответствующий выделению мощности. Соотношение между коэффициентом α распределения мощности и расстояниями между созвездиями может быть представлено с использованием уравнений (1) и (2) для Kf и Kn, соответственно. Kf представляет собой такой же размер для созвездия 1100 QAM, как и у созвездия 900 QAM, а именно синфазное расстояние и квадратурное фазовое расстояние от начала O координат созвездия до центральной точки SC квадранта. Kn определяется следующим образом. В созвездии 1100 64-QAM X1 представляет собой половину синфазного расстояния и половину квадратурного фазового расстояния между соседними символами в квадранте, и X3 в 3 раза больше X1. представляет собой среднее значение между X12 и X32, так что . Соответственно, In the example shown in FIG. 11, the 6-bit symbol b 0 b 1 b 2 b 3 b 4 b 5 includes two composite constellations that have respective power allocations. One composite constellation includes the most reliable three-bit subsymbol b 0 b 2 b 4 with lower modulation corresponding to power allocation 1-α, and the other composite constellation includes the least reliable three-bit subsymbol b 1 b 3 b 5 with higher modulation, corresponding to the release of power. The relationship between the power distribution factor α and the distances between constellations can be represented using equations (1) and (2) for K f and K n , respectively. K f is the same size for the 1100 QAM constellation as the 900 QAM constellation, namely the in-phase distance and the quadrature phase distance from the constellation origin O to the quadrant center point SC. K n is defined as follows. In the 1100 64-QAM constellation, X1 is half the in-phase distance and half the quadrature phase distance between adjacent symbols in a quadrant, and X3 is 3 times X1. is the average between X12 and X32, so that . Respectively,
Как показано на фиг.11, положительные (действительные) значения по синфазной I оси координат для четырех столбцов символов созвездия, расположенных в каждом из Q1 и Q4, представляют собой, соответственно:As shown in FIG. 11, the positive (real) values along the in-phase I coordinate axis for the four columns of constellation symbols located in each of Q1 and Q4 are, respectively:
. .
Положительные (мнимые) значения по квадратурной фазовой оси Q координат для четырех строк символов созвездия, расположенных в каждом из Q1 и Q2, представляют собой, соответственно:The positive (imaginary) values along the quadrature phase axis Q coordinates for the four strings of constellation symbols located in each of Q1 and Q2 are, respectively:
Отрицательные (действительные) значения по синфазной I оси координат для четырех символов столбцов, расположенных в каждом из Q2 и Q3, представляют собой, соответственно:The negative (real) values along the in-phase I coordinate axis for the four column symbols located in each of Q2 and Q3 are, respectively:
Отрицательные (мнимые) значения по квадратурной фазовой оси Q координат для четырех строк символов созвездия, расположенных в каждом из Q3 и Q4, представляют собой, соответственно:The negative (imaginary) values along the quadrature phase axis Q coordinates for the four strings of constellation symbols located in each of Q3 and Q4 are, respectively:
Соответственно, каждый из 64 символов созвездия имеет синфазное (I) значение координаты и квадратурно-фазовое значение координаты, выбранное из следующего набора возможных значений координат: Accordingly, each of the 64 constellation symbols has an in-phase (I) position value and a quadrature-phase position value selected from the following set of possible position values:
В случае, если α = 0,2381, созвездие 6400 QAM 1100 является таким же, как созвездие 64-QAM 802.11ac.In case α = 0.2381, the 6400
На фиг.12 показан пример созвездия 1200 символов 256-QAM согласно примерному варианту осуществления. В частности, на фиг.12 показан первый квадрант Q1 созвездия 1200 символов 256-QAM. В созвездии 1200 символов 256-QAM используется та же самая схема кодирования по Грею, что и в созвездии 256-QAM стандарта 802.11ac, и каждый символ созвездия представляет собой 8-битовый символ b0b1b2b3b4b5b6b7. Созвездие 1200 символов 256-QAM может быть разделено на различное количество составных созвездий, каждое из которых соответствует соответствующему уровню модуляции и имеет соответствующее распределение мощности.FIG. 12 shows an example of a 256-
В примере, показанном на фиг.12, 8-битовый символ b0b1b2b3b4b5b6b7 включает в себя два составных созвездия, которые имеют соответствующие распределения мощности. Одно составное созвездие включает в себя наиболее надежный четырехбитовый подсимвол b0b2b4b6 с более низкой модуляцией, соответствующий распределению мощности 1-α, и другое составное созвездие включает в себя четырехбитовый подсимвол b1b3b5b7 с более низкой модуляцией, соответствующий коэффициенту α распределения мощности. Соотношение между коэффициентом α распределения мощности и расстояниями между созвездиями может быть представлено с использованием уравнений (1) для Kf и (2) для Kn. Значение Kf представляет собой такой же размер для созвездия 1200 256-QAM, что и для QAM-созвездия 900, а именно синфазное расстояние и квадратурное фазовое расстояние от начала O координат созвездия до центральной точки SC квадранта. Kn определяется следующим образом. В созвездии 1200 256-QAM X1 представляет собой половину синфазного расстояния и половину квадратурного фазового расстояния между соседними символами в квадранте, и X3 в 3 раза больше X1; X5 в 5 раз больше X1; и X7 в 7 раз больше X1. представляет собой медианное значение среди X12 , X32, X52 и X72, так что . Соответственно.In the example shown in FIG. 12, the 8-bit symbol b 0 b 1 b 2 b 3 b 4 b 5 b 6 b 7 includes two composite constellations that have respective power allocations. One composite constellation includes the most reliable four-bit subsymbol b 0 b 2 b 4 b 6 with lower modulation corresponding to the 1-α power distribution, and the other composite constellation includes the four-bit subsymbol b 1 b 3 b 5 b 7 with lower modulation. modulation corresponding to the power distribution factor α. The relationship between the power distribution factor α and the distances between constellations can be represented using equations (1) for K f and (2) for K n . The value of K f is the same dimension for the 256-
Как показано на фиг.12, положительные (действительные) значения координат синфазной оси I для восьми столбцов символов созвездия, расположенных в каждом из Q1 и Q4, представляют собой, соответственно:As shown in FIG. 12, the positive (real) in-phase I-axis coordinates for the eight columns of constellation symbols located in each of Q1 and Q4 are, respectively:
Аналогично, положительные квадратурные фазовые Q (мнимые) значения оси координат для восьми строк символов созвездия, расположенных в каждом из Q1 и Q2 представляют собой, соответственно:Similarly, the positive quadrature phase Q (imaginary) coordinate axis values for the eight rows of constellation symbols located in each of Q1 and Q2 are, respectively:
Отрицательные значения координат являются отрицательными значениями, указанными выше.Negative coordinate values are the negative values specified above.
Следовательно, в квадранте Q1 на фиг.12, каждый символ созвездия имеет синфазное I значение координаты и квадратурное фазовое значение координаты, выбранное из следующего набора возможных значений координат:Therefore, in quadrant Q1 in FIG. 12, each constellation symbol has an in-phase I coordinate value and a quadrature phase coordinate value selected from the following set of possible coordinate values:
В случае, если α = 0,247, созвездие 1200 256-QAM является таким же, как созвездие 256-QAM 802.11ac.In case α = 0.247, the 1200 256-QAM constellation is the same as the 256-QAM 802.11ac constellation.
Теперь будет описан формат кадра для поддержки использования символов суперпозиционного QAM-созвездия с адаптивной мощностью. В примерных вариантах осуществления кадр PPDU, такой как кадр 700 (воспроизведенный на фиг.13), используется для передачи символов, которые могут быть расположены, например, в поле 712 данных. Информация, позволяющая приемной STA декодировать символы, встроена в преамбулу 701. Например, в случае как 64-QAM, так и 256-QAM, и по меньшей мере для приемной STA LRB в 16-QAM, приемная STA должна быть проинформирована о значении коэффициента α распределения мощности. Дополнительная информация, которая может быть предоставлена в преамбуле 701, может включать в себя: информацию, указывающую, что кадр 700 включает в себя символы суперпозиционного созвездия (например, бит указания); информацию о назначении, указывающую назначение составных созвездий (например, биты подсимволов) для соответствующих STA (например, какие позиции битов в символе предназначены для каждой STA); и информацию о созвездии, идентифицирующую тип суперпозиционного QAM-созвездия (например, 16, 64 или 128-QAM). В примерном варианте осуществления эта информация встроена в поле 710 SIG-B. На фиг.13 показан пример, где поле 710 SIG-B включает в себя часть 740 атрибута STA для каждой STA (например, для STA 1и STA 2).A frame format to support the use of power adaptive superposition QAM constellation symbols will now be described. In exemplary embodiments, a PPDU frame, such as frame 700 (reproduced in FIG. 13), is used to transmit symbols that may be located in data field 712, for example. Information allowing the receiving STA to decode the symbols is embedded in the
Каждая часть 740 атрибута STA включает в себя: поле 750 STA_ID, которое идентифицирует STA, к которой применяется информация в части 740 атрибута STA; бит 752 указания, который указывает, что кадр 700 включает в себя символы суперпозиционного созвездия; поле 754 MCS, которое идентифицирует тип схемы кодирования и модуляции, используемой для STA (например, если суперпозиционным созвездием является QPSK, 16-QAM, 64-QAM или 256-QAM); поле 756 уровня битов, которое идентифицирует, какие биты в созвездия были назначены STA (например, MSB или LSB); и поле 758 указания коэффициента α распределения мощности, которое идентифицирует коэффициент распределения мощности. В некоторых примерах поле 758 коэффициента распределения мощности имеет размер N битов, причем каждая уникальная комбинация битов действует как индекс для уникального коэффициента α распределения мощности. Например, для N = 2, 3 или 4 поле 758 коэффициента распределения мощности может, соответственно, использоваться в качестве индекса для 4, 8 или 16 различных уровней коэффициента α распределения мощности. В примерном варианте осуществления по меньшей мере одно из возможных значений индекса для поля 758 коэффициента распределения мощности назначается для того, чтобы указать, что суперпозиционное созвездие является созвездием 802.11ac. Например, конкретная битовая комбинация в поле 758 коэффициента распределения мощности указывает, что α = 0,5 для созвездия SOMA QPSK, α = 0,2 для созвездия SOMA 16-QAM, α = 0,2381 для созвездия SOMA 64-QAM, и α = 0,247 для созвездия SOMA 256-QAM.Each STA attribute
На фиг.14 показаны, согласно примерному варианту осуществления, операции 131, выполняемые в основной полосе частот, которые выполняются в AP 104, чтобы заполнить кадр 700 данными, характерными для станции, запланированный для множества STA. Операции 131, выполняемые в основной полосе частот, представляют операции, которые могут выполняться в среде планирования с одним входом и одним выходом (SISO).14 shows, according to an exemplary embodiment,
Перед выполнением операций 131, выполняемых в основной полосе частот, AP 104 будет определять информацию о канале для каждой из запланированных STA. Как отмечено выше, информация о канале может быть получена из разных источников, в том числе из STA, и может быть представлена в форме CQI, CSI или другой информации, связанной с качеством канала. Затем AP определяет атрибуты, которые следует использовать для кодирования данных для соответствующих STA, в соответствии с информацией канала, включая, например, коэффициент α распределения мощности, уровень QAM-модуляции и назначения подсимволов станции.Prior to baseband
В примере, показанном на фиг.14, AP 104 принимает соответствующий поток битов данных (STA 1Data, STA 2 Data, STA N Data) для каждой из множества станций STA1, STA 2 и STA N. Потоки битов данных, характерных для STA, STA 1Data, STA 2 Data, STA N Data обрабатываются отдельно и независимо друг от друга в соответствующих операциях 132 (1), 132 (2) и 132 (N) кодера с прямым исправлением ошибок (FEC) и в операциях 134 (1), 132 (2) и 132 (N) перемежения битов. Затем соответствующие битовые потоки FEC-кодированных данных, подвергнутых перемежению, объединяются в операции 136 отображения суперпозиционного созвездия, после выполнения которой получается один поток символов созвездия. В примерных вариантах осуществления операция 136 суперпозиционного отображения созвездия отображает соответствующие биты данных станции в соответствующие символы созвездия на основе атрибутов 135 созвездия, которые включают в себя: (1) коэффициент α распределения мощности; (2) уровень QAM-модуляции (например, QPSK, 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM); и (3) назначения подсимволов станции (то есть биты подсимволов, назначенные каждой из соответствующих станций). В качестве иллюстрации, в одном примере атрибуты 135 созвездия могут представлять собой: (1) коэффициент α распределения мощности; (2) уровень модуляции = 16-QAM; и (3) всего две станции, причем STA 1 назначен подсимвол 306 LRB (b1, b3) с более высокой модуляцией и STA 2 назначен подсимвол 304 MRB (b0, b4) с более низкой модуляцией. В примерных вариантах осуществления операция 136 отображения созвездия может быть выполнена AP 104 на основе таблиц поиска созвездий, таких как таблица 1 координат 16-QAM, показанная выше.In the example shown in FIG. 14,
Соответственно, в примерных вариантах осуществления в ходе операции 136 суперпозиционного отображения созвездия вырабатывается поток в основной полосе частот символа суперпозиционного созвездия для поля 712 данных кадра 700. В некоторых примерах вся или часть преамбулы 701 предварительно добавляется в поле 701 данных, включая часть 740 атрибута STA для каждой из соответствующих STA. Затем в примерных вариантах осуществления результирующие символы кадра основной полосы частот модулируются на множество поднесущих (например, модулируются с использованием мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM)) с помощью операции 138 обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT). В примерах, где пространственное отображение используется для направления сообщений, передаваемых с конкретных направлений, применяется операция 140 пространственного отображения. Затем результирующий основополосный поток может быть преобразован с повышением частоты в соответствующую несущую частоту и передан AP 104.Accordingly, in exemplary embodiments, superposition
На фиг.15 показаны, согласно примерному варианту, операции 1500, выполняемые в основной полосе частот, которые выполняются в соответствующих STA для того, чтобы восстановить данные, характерные для STA, из принятого кадра 700. В частности, на фиг.15 показаны операции, выполняемые в STA 1 для восстановления битового потока данных STA 1Data, однако аналогичные операции выполняются в других станциях, которые имеют данные в кадре 700. Как показано на фиг.15, STA 1выполняет операцию 150 быстрого преобразования Фурье (FFT) над символами преобразованного с понижением частоты основополосного кадра 700 для того, чтобы преобразовать символы кадра во временную область. Результирующие символы кадра затем подвергаются операциям 152 оценки состояния и частотной коррекции канала, которые выполняются на основе информации, содержащейся по меньшей мере в некоторых полях преамбулы 701 (включая, например, поле 708 STF и поле 708 LTF).FIG. 15 shows, according to an exemplary embodiment,
Затем выполняется операция 154 вычисления LLR. Символы, которые принимает операция 154 вычисления LLR в качестве входных данных, представляют собой значения, которые представляют относительные точки координат в суперпозиционном созвездии, и операция 154 вычисления LLR использует логарифмические отношения правдоподобия для преобразования этих значений в фактические биты. Для того чтобы сделать это, операция 154 вычисления LLR использует информацию, включенную в часть 740 атрибута STA кадра 700 для приемной STA (например, (1) коэффициент α распределения мощности; (2) уровень QAM-модуляции и (3) назначение подсимвола станции). Как указано выше, часть 740 атрибута STA обычно модулируется с использованием модуляции очень низкого уровня, такой как BPSK, позволяя STA извлекать информацию, требуемую для операции 154 вычисления LLR. В показанном примере, где: (1) коэффициент α распределения мощности, (2) уровень модуляции = 16-QAM, и (3) STA 1является подсимволом 306 LRB (b1, b3) с более высокой модуляцией, операция 154 вычисления LLR будет декодировать подсимволы LRB и MRB в соответствующие биты, но будет игнорировать биты подсимвола 304 MRB (b0, b2).Then,
Соответственно, хотя данные для всех STA были включены в символы, введенные в операцию 154 вычисления LLR, только биты, которые соответствуют данным STA1, выводятся операцией 154 вычисления LLR, чтобы результирующий поток битов переставлялся для размещения битов в исходном порядке с помощью операции 156 деперемежения, и затем подвергаются операции 158 FEC-декодирования, что приводит к восстановлению данных STA 1Data.Accordingly, although the data for all STAs have been included in the symbols input to the
Примеры, показанные на фиг.14 и фиг.15, иллюстрируют среду SISO. На фиг.16 показан пример операций 1600, выполняемых в основной полосе частот, которые выполняются AP 104 в среде с многоканальным входом - многоканальным выходом (MIMO), в которой M пространственных потоков передаются посредством AP 104. В примере, показанном на фиг.16, AP 104 принимает соответствующий поток битов данных (STA 1Data - STA N Data) для каждой из множества (N) станций STA 1 - STA N. Каждый из потоков битов данных STA 1 Data - STA N Data делится на несколько потоков данных посредством последовательности операций 162 кодирования и перемежения, которые выполняются отдельно для каждого потока битов данных. Например, на фиг.16, данные для STA 1, а именно поток битов данных STA 1 Data, подвергаются операциям 162 кодирования и перемежения, в которых биты данных скремблируются посредством операции 164 скремблирования и затем синтаксически анализируются в два или более потоков в первой операции 166 синтаксического анализа. Затем каждый из проанализированных потоков передается в соответствующие операции 168 кодера двоичного сверточного кода (BCC). Затем BCC-кодированные потоки передаются в операцию 170 синтаксического анализа потока, в которой BCC-кодированные потоки дополнительно анализируются, чтобы обеспечить общее количество M потоков данных, каждый из которых затем индивидуально подвергается операции 172 BCC-перемежения. Как показано на фиг.16, в результате операций 162 кодирования и перемежения поток битов данных STA 1 Data разделяется на M параллельных потоков данных STA 1 Data (1) - STA 1 Data (M). Аналогичные операции выполняются для других STA, в результате чего получается N наборов из M потоков данных. Соответствующие потоки данных из каждой STA обрабатываются как группа с помощью соответствующих операций отображения суперпозиционного созвездия 174 (1) - 174 (M). В качестве иллюстративного примера, как показано на фиг.16, потоки данных STA 1Data (1) и STA N Data (N) обрабатываются вместе посредством операции 174 (1) отображения суперпозиционного созвездия для выработки соответствующего одиночного потока символов созвездия (потока символов (1)), каждый из которых включает в себя данные для станций STA1-STA N. Аналогичным образом, потоки данных STA 1Data (M) и STA N Data (M) обрабатываются вместе с помощью операции 174 (M) отображения суперпозиционного созвездия для выработки соответствующего одиночного потока символов созвездия (потока символов (M)), каждый из которых также включает в себя данные для станций STA1-STA N. Операция 174 (1) - 174 (N) отображения суперпозиционного созвездия, которая выполняется для каждой группы потоков данных, характерных для станции, в целом идентична операции 136 отображения суперпозиционного созвездия, описанной выше в отношении среды SISO.The examples shown in Fig. 14 and Fig. 15 illustrate the SISO environment. FIG. 16 shows an example of
Преамбула, характерная для потока (например, преамбула 701), может быть добавлена в каждый поток символов (1)-(M), чтобы сформировать кадры 700 (1) - 700 (M), каждый из которых включает в себя соответствующую информацию 135 атрибута созвездия для потока. Каждый поток символов (1) - (M) может затем обрабатываться способом, совместимым с известными операциями MIMO-передатчика. Например, каждый поток может подвергаться соответствующей операции задержки циклического сдвига (CSD), за которой следует операция 178 пространственного отображения и затем операция 180 OFDM-модуляции. Результирующие М основополосных потоков преобразуются с повышением частоты до своей выделенной частоты пространственного потока и передаются AP 104.A stream-specific preamble (eg, preamble 701) may be added to each (1)-(M) symbol stream to form frames 700(1)-700(M), each including
В других вариантах осуществления могут выполняться разные операции. Например, в примерных вариантах осуществления могут применяться протоколы на основе кодов с низкой плотностью проверок на четность (LDPC), и в этом случае операции 162 кодирования и перемежения могут быть заменены путем синтаксического анализа выходного сигнала кодера LDPC на М потоков.In other embodiments, different operations may be performed. For example, low density parity check (LDPC) code protocols may be used in exemplary embodiments, in which case the encoding and
В приемной станции (например, STA1) каждый из M потоков может быть разделен с использованием известных способов обнаружения MIMO, и затем каждый отдельный поток может обрабатываться аналогично тому, как обсуждалось выше со ссылкой на фиг.15, за исключением того, что в некоторых примерах отдельные битовые потоки данных могут быть соединены снова перед FEC-декодированием, и операция 158 FEC-декодера выполняется над объединенным потоком.At the receiving station (eg, STA1), each of the M streams may be separated using known MIMO detection techniques, and then each individual stream may be processed in a manner similar to that discussed above with reference to FIG. 15, except that in some examples the individual bit streams of data may be joined again before FEC decoding, and
На фиг.17A и 17B показаны примерные устройства, которые позволяют реализовывать способы и идеи согласно настоящему раскрытию. В частности, на фиг.17А показан пример STA 1310, и на фиг.17B показан пример AP 1370.On figa and 17B show exemplary devices that allow you to implement the methods and ideas according to the present disclosure. In particular, FIG. 17A shows an example of an
Как показано на фиг.17А, STA 1310 включает в себя по меньшей мере один блок 1400 обработки. Блок 1400 обработки реализует различные операции обработки STA 1310. Например, блок 1400 обработки может выполнять кодирование сигнала, обработку данных, управление мощностью, обработку ввода/вывода или любые другие функции, позволяющие STA 1310 работать в системе 1300 связи. Блок 1400 обработки также может быть выполнен с возможностью реализации некоторых или всех функциональных возможностей и/или вариантов осуществления, описанных более подробно выше. Каждый блок 1400 обработки включает в себя любое подходящее устройство обработки или вычислительное устройство, выполненное с возможностью выполнения одной или нескольких операций. Каждый блок 1400 обработки может, например, включать в себя микропроцессор, микроконтроллер, процессор цифровых сигналов, программируемую логическую матрицу или специализированную интегральную схему.As shown in FIG. 17A,
STA 1310 также включает в себя по меньшей мере один приемопередатчик 1402. Приемопередатчик 1402 выполнен с возможностью модуляции данных или другого содержания для передачи по меньшей мере одной антенной или контроллером сетевого интерфейса (NIC) 1404. Приемопередатчик 1402 также выполнен с возможностью демодуляции данных или другого содержания, принятого по меньшей мере одной антенной 1404. Каждый приемопередатчик 1402 включает в себя любую подходящую структуру для выработки сигналов для беспроводной или проводной передачи и/или обработки сигналов, принятых беспроводным или проводным способом. Каждая антенна 1404 включает в себя любую подходящую структуру для передачи и/или приема сигналов беспроводной или проводной связи. Один или несколько приемопередатчиков 1402 могут использоваться в STA 1310, и одна или несколько антенн 1404 могут использоваться в STA 1310. Хотя приемопередатчик 1402 показан в виде одного функционального блока, он может также быть реализован с использованием по меньшей мере одного передатчика и по меньшей мере одного отдельного приемника.
STA 1310 дополнительно включает в себя одно или более устройств 1406 ввода/вывода или интерфейсы (такие как проводной интерфейс для Интернет 1350). Устройства 1406 ввода/вывода обеспечивают взаимодействие с пользователем или другими устройствами в сети. Каждое устройство 1406 ввода/вывода включает в себя любую подходящую структуру для предоставления информации или приема информации от пользователя, такую как динамик, микрофон, клавиатура, клавиатура, дисплей или сенсорный экран, включая связь по сетевому интерфейсу.
Кроме того, STA 1310 включает в себя по меньшей мере одну память 1408. Память 1408 хранит инструкции и данные, используемые, выработанные или собранные STA 1310. Например, память 1408 может хранить программные инструкции или модули, выполненные с возможностью реализации некоторых или всех функциональных возможностей и/или вариантов осуществления, описанных выше, и которые исполняются блоком(ами) 1400 обработки. Каждая память 1408 включает в себя любое подходящее одно или более энергозависимых и/или энергонезависимых устройств хранения и извлечения. Можно использовать память любого подходящего типа, например, оперативное запоминающее устройство (RAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), жесткий диск, оптический диск, карту модуля идентификации абонента (SIM), карту памяти, защищенную цифровую (SD) карту памяти и т.п.In addition,
Как показано на фиг.17B, AP 1370 включает в себя по меньшей мере один блок 1450 обработки, по меньшей мере один передатчик 1452, по меньшей мере один приемник 1454, одну или несколько антенн 1456, по меньшей мере одну память 1458 и одно или более устройств ввода/вывода или интерфейсов 1466. Приемопередатчик (не показан) может использоваться вместо передатчика 1452 и приемника 1454. Блок 1453 планирования может быть подключен к блоку 1450 обработки. Блок 1453 планирования может быть включен в или работать отдельно от AP 1370. Блок 1450 обработки реализует различные операции обработки AP 1370, такие как кодирование сигнала, обработка данных, управление мощностью и обработка ввода/вывода, или любые другие функции. Блок 1450 обработки также может быть выполнен с возможностью реализации некоторых или всех функциональных возможностей и/или вариантов осуществления, описанных более подробно выше. Каждый блок 1450 обработки включает в себя любое подходящее устройство обработки или вычислительное устройство, выполненное с возможностью выполнения одной или нескольких операций. Каждый блок 1450 обработки может, например, включать в себя микропроцессор, микроконтроллер, процессор цифровых сигналов, программируемую логическую матрицу или специализированную интегральную схему.As shown in FIG. 17B,
Каждый передатчик 1452 включает в себя любую подходящую структуру для выработки сигналов для беспроводной или проводной передачи в одну или более STA или других устройств. Каждый приемник 1454 включает в себя любую подходящую структуру для обработки сигналов, принимаемых беспроводным или проводным способом из одной или нескольких STA или других устройств. Хотя компоненты показаны как отдельные, по меньшей мере один передатчик 1452 и по меньшей мере один приемник 1454 могут быть объединены в приемопередатчик. Каждая антенна 1456 включает в себя любую подходящую структуру для передачи и/или приема сигналов беспроводной или проводной связи. Хотя общая антенна 1456 показана в данном документе как подключенная к передатчику 1452, так и к приемнику 1454, одна или несколько антенн 1456 могут быть подключены к передатчику(ам) 1452, и одна или несколько отдельных антенн 1456 могут быть подключены к приемнику(ам) 1454. Каждая память 1458 включает в себя любые подходящие одно или более энергозависимых и/или энергонезависимых устройств хранения и извлечения, которые, например, описаны выше применительно к STA 1310. В памяти 1458 хранятся инструкции и данные, используемые, созданные или собранные посредством AP 1370. Например, память 1458 может хранить программные инструкции или модули, выполненные с возможностью реализации некоторых или всех функциональных возможностей и/или вариантов осуществления, которые описаны выше и исполняются блоком(ами) 1450 обработки.Each
Каждое устройство 1466 ввода/вывода позволяет обеспечить взаимодействие с пользователем или другими устройствами в сети. Каждое устройство 1466 ввода/вывода включает в себя любую подходящую структуру для предоставления информации или приема/предоставления информации, поступающей от пользователя, включая сетевой интерфейс связи.Each I/
Специалисты в данной области техники могут легко понять различные модификации вариантов осуществления, описанных в данном документе, и общие принципы способов и устройств, описанных в данном документе, можно применить к другим вариантам осуществления. Таким образом, настоящее раскрытие не предназначено для ограничения вариантов осуществления, показанных в данном документе, и должно соответствовать самому широкому объему, согласующемуся с принципами и новыми признаками, раскрытыми в данном документе. В описанных вариантах осуществления могут быть выполнены определенные адаптации и модификации. Следовательно, рассмотренные выше варианты осуществления считаются иллюстративными, а не ограничивающими.Those skilled in the art can easily understand various modifications of the embodiments described herein, and the general principles of the methods and apparatuses described herein can be applied to other embodiments. Thus, the present disclosure is not intended to limit the embodiments shown herein and is to be kept to the broadest scope consistent with the principles and new features disclosed herein. In the described embodiments, certain adaptations and modifications can be made. Therefore, the embodiments discussed above are considered illustrative and not restrictive.
Claims (70)
(b0b1b2b3)SYMBOL
(b 0 b 1 b 2 b 3 )
I+jQCOORDINATES
I+jQ
(b0b1b2b3)SYMBOL
(b 0 b 1 b 2 b 3 )
I+jQCOORDINATES
I+jQ
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US15/835,218 | 2017-12-07 | ||
US15/835,218 US10411941B2 (en) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | Semi-orthogonal multiple access with power-adaptive constellation |
PCT/CN2018/119202 WO2019109914A1 (en) | 2017-12-07 | 2018-12-04 | Semi-orthogonal multiple access with power-adaptive constellation |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020122283A RU2020122283A (en) | 2022-01-10 |
RU2020122283A3 RU2020122283A3 (en) | 2022-02-11 |
RU2774062C2 true RU2774062C2 (en) | 2022-06-15 |
Family
ID=
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2560137C2 (en) * | 2010-03-10 | 2015-08-20 | Эл Джи Электроникс Инк. | Method and device for transmitting uplink control information in wireless communication system |
EP3188432A1 (en) * | 2014-08-25 | 2017-07-05 | Electronics and Telecommunications Research Institute | Apparatus and method for generating broadcast signal frame using layered division multiplexing |
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2560137C2 (en) * | 2010-03-10 | 2015-08-20 | Эл Джи Электроникс Инк. | Method and device for transmitting uplink control information in wireless communication system |
EP3188432A1 (en) * | 2014-08-25 | 2017-07-05 | Electronics and Telecommunications Research Institute | Apparatus and method for generating broadcast signal frame using layered division multiplexing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7097970B2 (en) | Quasi-orthogonal multiple access with power adaptive constellation | |
US9197385B2 (en) | Systems and methods for demodulation reference signal selection | |
KR102010006B1 (en) | System and method using SOMA in wireless local area network | |
CN103986682B (en) | A kind of communication means of wireless MIMO communication system | |
RU2553679C2 (en) | Method of transmitting data in mimo communication system | |
RU2538180C2 (en) | Method for uplink transmission of control message | |
US10084574B2 (en) | Multiple component carrier OFDMA communication system | |
US11595099B2 (en) | Apparatus and method for diversity transmission in a wireless communications system | |
US8750434B2 (en) | Method and apparatus for demodulating a signal in a communication system | |
CN108028719B (en) | Apparatus, method and program | |
Lin et al. | Fdof: Enhancing channel utilization for 802.11 ac | |
Lin et al. | acPad: Enhancing channel utilization for 802.11 ac using packet padding | |
RU2774062C2 (en) | Semi-orthogonal multiple access with power-adaptive constellation | |
CN111447680A (en) | Method and device used in user equipment and base station for wireless communication | |
WO2023229952A1 (en) | Continuous phase modulation in wireless communications |