TWI778487B - 概率振幅整形 - Google Patents
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Abstract
本揭示內容提供用於在無線通訊中對資料進行編碼的方法、設備和系統。一些實現方式更具體地涉及對碼塊的資料位元執行第一編碼操作以對所得符號的振幅進行整形,使得振幅具有非均勻分佈。在一些態樣中,與相應的振幅相關聯的概率通常隨著振幅的減小而增大。例如,符號的振幅的非均勻分佈可以近似為高斯分佈。在一些態樣中,第一編碼操作是或包括具有大於0.94但是小於1的有效編碼速率的首碼編碼操作。在第一編碼操作之後跟有第二編碼操作,該第二編碼操作亦添加冗餘,但是不改變資料位元本身。在一些態樣中,第二編碼操作是或包括與大於5/6的編碼速率相關聯的低密度同位(LDPC)編碼操作。
Description
本專利申請案主張於2020年1月6日提出申請的以及名稱為「PROBABILISTIC AMPLITUDE SHAPING」、編號為62/957,522的美國臨時專利申請案的優先權,上述申請案被轉讓給本揭示的受讓人。在先申請案的揭示內容被認為是本專利申請案的一部分並且藉由引用併入本專利申請案中。
大體而言,本揭示內容係關於無線通訊,以及更具體地,關於對資料進行編碼以實現非均勻振幅分佈。
無線區域網路(WLAN)可以由一或多個存取點(AP)形成,該一或多個AP提供共享的無線通訊媒體以由數個客戶端設備(亦稱為站(STA))使用。符合電氣與電子工程師協會(IEEE)802.11系列標準的WLAN的基本構建塊是由AP管理的基本服務集(BSS)。每個BSS是藉由由AP公告的基本服務集辨識符(BSSID)來標識的。AP週期性地廣播信標訊框,以使在AP的無線範圍內的任何STA能夠建立或維護與WLAN的通訊鏈路。
發送和接收設備可以支援對各種調制和編碼方案(MCS)的使用以發送和接收資料,以便最優地利用無線通道條件,例如,以增加輸送量,減少時延或實施各種服務品質(QoS)參數。例如,現有技術支援對高達1024-QAM的使用,以及預期的是,亦將實現4096-QAM(亦稱為「4k QAM」)。1024-QAM和4096-QAM以及其他MCS涉及對低密度同位(LDPC)編碼的使用。可以對碼塊的資料位元執行LDPC編碼操作,以例如添加用於前向糾錯(FEC)的冗餘。
現實世界中的無線通道通常包含雜訊,該雜訊對可以以其傳送資料的最大速率施加限制。香農-哈特利(Shannon-Hartley)定理建立表示鏈路的絕對通道容量的上限或極限(稱為「香農界」),亦即,在存在雜訊的情況下,每單位時間可以在特定頻寬上傳輸的無差錯資訊的最大數量。遺憾的是,即使對於高MCS,利用LDPC編碼可實現的通道容量顯示出與香農界的顯著差距。另外,為了能夠使用高MCS(包括1024-QAM和4096-QAM),要求高訊雜比(SNR),但是可能很難獲得對於此種高MCS所需要的SNR。
本揭示內容的系統、方法和設備均具有若干創新態樣,其中沒有單個一個態樣單獨地為在本文中揭示的期望屬性負責。
在本揭示內容中描述的標的的一個創新態樣可以被實現為無線通訊的方法。方法可以由無線通訊設備執行,以及可以包括:對複數個資訊位元執行第一編碼操作,該第一編碼操作產生複數個經振幅整形位元;將複數個經振幅整形位元排列成複數個碼塊,其中每個碼塊具有數(M)個位元,該等數(M)個位元包括複數個經振幅整形位元中的一或複數個經振幅整形位元;對複數個碼塊執行第二編碼操作,該第二編碼操作產生複數個相應的編碼字元,其中每個編碼字元具有數(L)個位元,該等數(L)個位元包括相應的碼塊的一或多個經振幅整形位元和由第二編碼操作產生的一或多個同位位元,其中M/L>5/6;將複數個編碼字元中的每一個編碼字元的一或多個經振幅整形位元和一或多個同位位元排列成複數個符號,其中每個符號具有基於在該符號中排列的相應的經振幅整形位元的振幅,並且其中第一編碼操作產生複數個經振幅整形位元,使得複數個符號的振幅具有非均勻分佈;及向至少一個接收設備發送包括複數個符號的無線封包。
在一些實現方式中,M/L=7/8。在一些實現方式中,第一編碼操作具有大於或等於0.5並且小於1的有效編碼速率。在一些實現方式中,不對複數個未整形資訊位元執行第一編碼操作,其中每個碼塊的M位元亦包括複數個未整形位元中的一或多個未整形位元。
在一些實現方式中,第一編碼操作的執行包括:從查閱資料表(LUT)中選擇與資訊位元的子集相匹配的位元值模式,其中LUT儲存與相應的複數個經振幅整形位元模式相對應的複數個位元值模式,並且其中複數個經振幅整形位元包括與所選擇的位元值模式相對應的經振幅整形位元模式。在一些態樣中,複數個經振幅整形位元模式中的每一個經振幅整形位元模式可以表示具有基於概率品質函數(PMF)的發生概率的相應的振幅位準。在一些其他態樣中,複數個經振幅整形位元模式中的每一個經振幅整形位元模式可以表示具有基於PMF的發生概率的兩個或更多個振幅位準。
在一些實現方式中,第二編碼操作是基於低密度同位(LDPC)碼的。在一些態樣中,LDPC碼可以具有等於7/8的編碼速率。在一些其他態樣中,LDPC碼可以具有等於5/6的編碼速率。在一些實現方式中,第二編碼操作的執行包括:基於LDPC碼來將每個碼塊的M個位元編碼為相應的數個(N)編碼字元位元;及將與每個碼塊相關聯的數個(K)編碼字元位元進行打孔,使得L=N-K。在一些態樣中,M=1620,N=1944,並且K≥90。在一些其他態樣中,M=1701,N=2106,並且K=162。在一些實現方式中,不對複數個經振幅整形位元執行打孔。
在本揭示內容中描述的標的的另一創新態樣可以在無線通訊設備中實現。在一些實現方式中,無線通訊設備可以包括至少一個數據機、與至少一個數據機通訊地耦合的至少一個處理器、以及與至少一個處理器通訊地耦合並且儲存處理器可讀代碼的至少一個記憶體。在一些實現方式中,由至少一個處理器進行的對處理器可讀代碼的執行使得無線通訊設備執行操作,該等操作包括:對複數個資訊位元執行第一編碼操作,該第一編碼操作產生複數個經振幅整形位元;將複數個經振幅整形位元排列成複數個碼塊,其中每個碼塊具有數(M)個位元,該等數(M)個位元包括複數個經振幅整形位元中的一或多個經振幅整形位元;對複數個碼塊執行第二編碼操作,該第二編碼操作產生複數個相應的編碼字元,其中每個編碼字元具有數(L)個位元,該等數(L)個位元包括相應的碼塊的一或多個經振幅整形位元和由第二編碼操作產生的一或多個同位位元,其中M/L>5/6;將複數個編碼字元中的每一個編碼字元的一或多個經振幅整形位元和一或多個同位位元排列成複數個符號,其中每個符號具有基於在該符號中排列的相應的經振幅整形位元的振幅,並且其中第一編碼操作產生複數個經振幅整形位元,使得複數個符號的振幅具有非均勻分佈;及向至少一個接收設備發送包括複數個符號的無線封包。
在本揭示內容中描述的標的的另一創新態樣可以被實現為無線通訊的方法。方法可以由無線通訊設備執行,以及可以包括:接收無線封包,該無線封包包括具有複數個振幅的複數個符號,其中複數個符號表示複數個編碼字元位元,並且其中複數個振幅具有非均勻分佈;將複數個編碼字元位元排列成複數個碼塊,其中每個碼塊包括數(L)個編碼字元位元;對複數個碼塊執行第一解碼操作,該第一解碼操作產生複數個相應的編碼字元,其中每個編碼字元具有數(M)個位元,該等數(M)個位元包括複數個經振幅整形位元和複數個同位位元,其中M/L>5/6,並且其中每個編碼字元的複數個經振幅整形位元指示複數個符號中的相應的符號的振幅;及對每個編碼字元的複數個經振幅整形位元執行第二解碼操作,該第二解碼操作針對複數個編碼字元中的每一個編碼字元產生複數個相應的去整形位元。
在一些實現方式中,M/L=7/8。在一些實現方式中,第一解碼操作是基於LDPC碼的。在一些態樣中,LDPC碼可以具有等於7/8的編碼速率。在一些其他態樣中,LDPC碼可以具有等於5/6的編碼速率。
在一些實現方式中,第二解碼操作反轉首碼編碼操作,該首碼編碼操作具有大於或等於0.5並且小於1的有效編碼速率。在一些實現方式中,第二解碼操作的執行包括:從LUT中選擇與複數個編碼字元中的相應的編碼字元的複數個經振幅整形位元相匹配的去整形位元模式,其中LUT儲存與相應的複數個經振幅整形位元模式相對應的複數個去整形位元模式,並且其中複數個去整形位元包括所選擇的去整形位元模式。在一些態樣中,複數個經振幅整形位元模式中的每一個經振幅整形位元模式可以表示具有基於PMF的發生概率的複數個振幅中的相應的振幅。在一些其他態樣中,複數個經振幅整形位元模式中的每一個經振幅整形位元模式可以表示具有基於PMF的發生概率的複數個振幅中的兩個或更多個振幅。
在本揭示內容中描述的標的的另一創新態樣可以在無線通訊設備中實現。在一些實現方式中,無線通訊設備包括至少一個數據機、與至少一個數據機通訊地耦合的至少一個處理器、以及與至少一個處理器通訊地耦合並且儲存處理器可讀代碼的至少一個記憶體。在一些實現方式中,由至少一個處理器進行的對處理器可讀代碼的執行使得無線通訊設備執行操作,該等操作包括:接收無線封包,該無線封包包括具有複數個振幅的複數個符號,其中複數個符號表示複數個編碼字元位元,並且其中複數個振幅具有非均勻分佈;將複數個編碼字元位元排列成複數個碼塊,其中每個碼塊包括數(L)個編碼字元位元;對複數個碼塊執行第一解碼操作,該第一解碼操作產生複數個相應的編碼字元,其中每個編碼字元具有數(M)個位元,該等數(M)個位元包括複數個經振幅整形位元和複數個同位位元,其中M/L>5/6,並且其中每個編碼字元的複數個經振幅整形位元指示複數個符號中的相應的符號的振幅;及對每個編碼字元的複數個經振幅整形位元執行第二解碼操作,該第二解碼操作針對複數個編碼字元中的每一個編碼字元產生複數個相應的去整形位元。
出於描述本揭示內容的創新態樣的目的,以下描述針對一些特定實現方式。然而,本領域技藝人士將易於認識到的是,本文中的教示可以以多種不同的方式來應用。所描述的實現方式可以在能夠根據以下各項中的一或多項來發送和接收射頻(RF)信號的任何設備、系統或網路中實現:電氣與電子工程師協會(IEEE)802.11標準、IEEE 802.15標準、如由藍芽特別興趣小組(SIG)定義的藍芽®標準、或由第三代合作夥伴計畫(3GPP)發佈的長期進化(LTE)、3G、4G或5G(新無線電(NR))標準、以及其他標準。所描述的實現方式可以在能夠根據以下技術或方法中的任何一項或多項來發送和接收RF信號的任何設備、系統或網路中實現:分碼多工存取(CDMA)、分時多工存取(TDMA)、分頻多工存取(FDMA)、正交FDMA(OFDMA)、單載波FDMA(SC-FDMA)、單使用者(SU)多輸入多輸出(MIMO)以及多使用者(MU)MIMO。所描述的實現方式亦可以使用適於在以下各項中的一或多項中使用的其他無線通訊協定或RF信號來實現:無線個人區域網路(WPAN)、無線區域網路(WLAN)、無線廣域網路(WWAN)或物聯網路(IOT)網路。
各個態樣通常係關於對用於無線通訊的資料進行編碼以實現期望的振幅分佈,以及更具體地,關於對碼塊的資料位元執行第一編碼操作以對所得符號的振幅進行整形,使得振幅具有非均勻分佈。在一些態樣中,與相應的振幅相關聯的概率通常隨著振幅的減小而增大。例如,符號的振幅的非均勻分佈可以近似為高斯分佈。在一些態樣中,第一編碼操作是或包括首碼編碼操作,該首碼編碼操作具有大於0.94但小於1的有效編碼速率。例如,第一編碼操作可以藉由擴展資料位元的整體數量來將冗餘添加到輸入資料位元。在第一編碼操作之後跟有第二編碼操作,該第二編碼操作亦添加冗餘但是不改變資料位元本身。在一些態樣中,第二編碼操作是或包括與大於5/6的編碼速率(諸如7/8)相關聯的低密度同位(LDPC)編碼操作。
可以實現在本揭示內容中描述的標的的特定實現方式,以實現以下潛在優勢中的一項或多項。在一些實現方式中,所描述的技術可以用於縮小在由發送設備實際可達到的通道容量與理論香農界之間的差距,例如,藉由對振幅進行編碼,使得所得振幅分佈近似為高斯分佈。在當前的實現方式中,無線通訊的頻譜效率受第一編碼操作的編碼速率以及第二編碼操作的編碼速率的影響。如上文所描述的,第一編碼操作具有小於1的有效編碼速率。藉由將第一編碼操作與具有7/8的編碼速率的第二編碼操作進行組合,本揭示內容的各態樣可以實現~5/6的整體編碼速率(其允許根據IEEE 802.11標準的現有版本的峰值頻譜效率)。
圖1圖示示例無線通訊網路100的方塊圖。根據一些態樣,無線通訊網路100可以是無線區域網路(WLAN)(諸如Wi-Fi網路)的實例(以及在下文中將稱為WLAN 100)。例如,WLAN 100可以是實現IEEE 802.11系列的無線通訊協定標準(諸如由IEEE 802.11-2016規範或其修正案所定義的標準,包括但不限於802.11ah、802.11ad、802.11ay、802.11ax、802.11az、802.11ba和802.11be)中的至少一種標準的網路。WLAN 100可以包括許多無線通訊設備,諸如存取點(AP)102和多個站(STA)104。儘管僅圖示一個AP 102,但是WLAN網路100亦可以包括多個AP 102。
STA 104中的每一個STA 104亦可以稱為行動站(MS)、行動設備、行動手機、無線手機、存取終端(AT)、使用者設備(UE)、用戶站(SS)、或用戶單元、以及其他可能性。STA 104可以表示各種設備,諸如行動電話、個人數位助理(PDA)、其他手持設備、上網本、筆記型電腦、平板電腦、膝上型電腦、顯示設備(例如,TV、電腦顯示器、導航系統、以及其他設備)、音樂或其他音訊或身歷聲設備、遠端控制設備(「遠端單元」)、印表機、廚房或其他家用電器、金鑰卡(例如,用於被動無鑰匙進入和啟動(PKES)系統)、以及其他可能性。
單個AP 102和相關聯的STA 104集合可以稱為基本服務集(BSS),該BSS是由相應的AP 102管理的。圖1另外圖示AP 102的示例覆蓋區域106,該示例覆蓋區域106可以表示WLAN 100的基本服務區域(BSA)。BSS可以藉由服務集辨識符(SSID)來向使用者標識,以及藉由基本服務集辨識符(BSSID)來向其他設備標識,該BSSID可以是AP 102的媒體存取控制(MAC)位址。AP 102週期性地廣播包括BSSID的信標訊框(「信標」),以使得在AP 102的無線範圍內的任何STA 104能夠與AP 102 「關聯」或重新關聯,以與AP 102建立相應的通訊鏈路108(下文中亦稱為「Wi-Fi鏈路」)或者維持通訊鏈路108。例如,信標可以包括對由相應的AP 102使用的主通道的標識以及用於建立或維持與AP 102的時序同步的時序同步功能。AP 102可以藉由相應的通訊鏈路108來向在WLAN中的各種STA 104提供對外部網路的存取。
為了建立與AP 102的通訊鏈路108,STA 104中的每一個STA 104被配置為在一或多個頻帶(例如,2.4 GHz、5 GHz、6 GHz或60 GHz頻帶)中的頻率通道上執行被動的或主動的掃瞄操作(「掃瞄」)。為了執行被動掃瞄,STA 104監聽由相應的AP 102以稱為目標信標傳輸時間(TBTT)的週期性時間間隔(以時間單位(TU)來量測,其中一個TU可以等於1024微秒(µs))來發送的信標。為了執行主動掃瞄,STA 104產生探測請求並且在要掃瞄的每個通道上順序地發送探測請求,並且監聽來自AP 102的探測回應。每個STA 104可以被配置為基於經由被動或主動掃瞄獲得的掃瞄資訊來辨識或選擇要與其進行關聯的AP 102,並且執行認證和關聯操作以與所選擇的AP 102建立通訊鏈路108。AP 102在關聯操作結束時將關聯辨識符(AID)指派給STA 104,AP 102使用該AID來追蹤STA 104。
由於無線網路的日益普及,STA 104可能有機會選擇在STA範圍內的許多BSS中的一個BSS,或者在一起形成包括多個連接的BSS的擴展服務集(ESS)的多個AP 102之間進行選擇。與WLAN 100相關聯的擴展網路站可以連接到有線或無線分佈系統,該分佈系統可以允許在此種ESS中連接多個AP 102。照此,STA 104可以由一個以上的AP 102覆蓋,並且可以針對不同的傳輸在不同的時間與不同的AP 102進行關聯。另外,在與AP 102關聯之後,STA 104亦可以被配置為週期性地掃瞄其周圍環境,以找到要與其進行關聯的更合適的AP 102。例如,正在相對於其相關聯的AP 102來移動的STA 104可以執行「漫遊」掃瞄以找到具有更期望的網路特性(諸如較大的接收信號強度指示符(RSSI)或減少的傳輸量負載)的另一AP 102。
在一些情況下,STA 104可以在不具有AP 102或除了STA 104本身之外的其他設備的情況下形成網路。此種網路的一個實例是自組織網路(或無線自組織網路)。自組織網路可以替代地稱為網狀網路或同級間(P2P)網路。在一些情況下,可以在較大的無線網路(諸如WLAN 100)內實現自組織網路。在此種實現方式中,儘管STA 104可能能夠使用通訊鏈路108經由AP 102來彼此通訊,但是STA 104亦可以經由直接無線鏈路110來彼此直接地通訊。另外,兩個STA 104可以經由直接通訊鏈路110進行通訊,而不管兩個STA 104是否皆與相同的AP 102相關聯並且由相同的AP 102服務。在此種自組織系統中,STA 104中的一或多個STA 104可以承擔由AP 102在BSS中擔任的角色。此種STA 104可以稱為組所有者(GO),以及可以協調在自組織網路內的傳輸。直接無線鏈路110的實例包括Wi-Fi直接連接、藉由使用Wi-Fi隧道直接鏈路建立(TDLS)鏈路來建立的連接、以及其他P2P組連接。
AP 102和STA 104可以根據IEEE 802.11系列的無線通訊協定標準(諸如由IEEE 802.11-2016規範或其修正案所定義的標準,包括但不限於802.11ah、802.11ad、802.11ay、802.11ax、802.11az、802.11ba和802.11be)來執行和通訊(經由相應的通訊鏈路108)。該等標準定義用於PHY和媒體存取控制(MAC)層的WLAN無線電和基頻協定。AP 102和STA 104以實體層彙聚協定(PLCP)協定資料單元(PPDU)的形式向彼此發送以及從彼此接收無線通訊(下文中亦稱為「Wi-Fi通訊」)。在WLAN 100中的AP 102和STA 104可以在免授權頻譜上發送PPDU,該免授權頻譜可以是包括傳統上由Wi-Fi技術使用的頻帶(諸如2.4 GHz頻帶、5 GHz頻帶、60 GHz頻帶、3.6 GHz頻帶、和900 MHz頻帶)的頻譜的一部分。本文中描述的AP 102和STA 104的一些實現方式亦可以在可以支援經授權通訊和免授權通訊兩者的其他頻帶(諸如6 GHz頻帶)中進行通訊。AP 102和STA 104亦可以被配置為在諸如共享的經授權頻帶的其他頻帶上進行通訊,在該等共享的經授權頻帶中,多個服務供應商可以具有授權以在相同或重疊的一或多個頻帶中操作。
頻帶中的每一個頻帶可以包括多個次頻帶或頻率通道。例如,符合IEEE 802.11n、802.11ac和802.11ax標準修正案的PPDU可以在2.4和5 GHz頻帶上傳輸,該等2.4和5 GHz頻帶中的每一個頻帶被劃分為多個20 MHz通道。照此,該等PPDU是在具有20 MHz的最小頻寬的實體通道上傳輸的,但是較大的通道可以經由通道拘束來形成。例如,藉由將多個20 MHz通道拘束在一起,可以在具有40 MHz、80 MHz、160 MHz或320 MHz的頻寬的實體通道上發送PPDU。
每個PPDU是包括PHY前序信號和以PLCP服務資料單元(PSDU)為形式的有效負荷的複合結構。在前序信號中提供的資訊可以由接收設備用於對在PSDU中的後續資料進行解碼。在其中在經拘束的通道上發送PPDU的實例中,前序信號欄位可以在多個分量通道中的每一個分量通道中進行複製和發送。PHY前序信號可以包括傳統部分(或「傳統前序信號」)和非傳統部分(或「非傳統前序信號」)兩者。傳統前序信號可以用於封包偵測、自動增益控制和通道估計以及其他用途。傳統前序信號通常亦可以用於維持與傳統設備的相容性。前序信號的格式、編碼和在前序信號的非傳統部分中提供的資訊是基於要用於傳輸有效負荷的特定IEEE 802.11協定的。
圖2A圖示可用於在AP與數個STA之間的無線通訊的示例協定資料單元(PDU)200。例如,PDU 200可以被配置為PPDU。如所圖示的,PDU 200包括PHY前序信號202和PHY有效負荷204。例如,前序信號202可以包括傳統部分,該傳統部分本身包括傳統短訓練欄位(L-STF)206(其可以包括兩個BPSK符號)、傳統長訓練欄位(L-LTF)208(其可以包括可以兩個BPSK符號)、以及傳統信號欄位(L-SIG)210(其可以包括兩個BPSK符號)。前序信號202的傳統部分可以根據IEEE 802.11a無線通訊協定標準來配置。前序信號202亦可以包括非傳統部分,該非傳統部分包括例如符合IEEE無線通訊協定(諸如IEEE 802.11ac、802.11ax、802.11be或後來的無線通訊協定標準)的一或多個非傳統欄位212。
L-STF 206通常使接收設備能夠執行自動增益控制(AGC)以及粗略的時序和頻率估計。L-LTF 208通常使接收設備能夠執行精細的時序和頻率估計,並且亦能夠執行無線通道的初始估計。L-SIG 210通常使接收設備能夠決定PDU的持續時間,並且使用所決定的持續時間來避免在PDU上進行發送。例如,L-STF 206、L-LTF 208和L-SIG 210可以根據二進位移相鍵控(BPSK)調制方案來調制。有效負荷204可以根據BPSK調制方案、正交BPSK(Q-BPSK)調制方案、正交振幅調制(QAM)調制方案或另一適當調制方案來調制。有效負荷204可以包括PSDU,該PSDU包括資料欄位(DATA)214,該資料欄位214繼而可以例如以媒體存取控制(MAC)協定資料單元(MPDU)或聚合的MPDU(A-MPDU)的形式攜帶較高層資料。
圖2B圖示在圖2A的PDU 200中的示例L-SIG 210。L-SIG 210包括資料速率欄位222、預留位元224、長度欄位226、同位位元228和尾欄位230。資料速率欄位222指示資料速率(注意,在資料速率欄位212中指示的資料速率可能不是在有效負荷204中攜帶的資料的實際資料速率)。長度欄位226指示封包的以例如符號或位元組為單位的長度。同位位元228可以用於偵測位元錯誤。尾欄位230包括可以由接收設備用於終止解碼器(例如,維特比(Viterbi)解碼器)的操作的尾位元。接收設備可以利用在資料速率欄位222和長度欄位226中指示的資料速率和長度來決定封包的以例如微秒(µs)或其他時間單位為單位的持續時間。
圖3圖示可用於在AP與數個STA之間的無線通訊的另一示例PDU 350。PDU 350可以用於MU-OFDMA或MU-MIMO傳輸。PDU 350包括PHY前序信號,該PHY前序信號包括傳統部分352和非傳統部分354。PDU 350亦可以在前序信號之後包括例如以包括DATA欄位374的PSDU為形式的PHY有效負荷356。傳統部分352包括L-STF 358、L-LTF 360和L-SIG 362。可以根據IEEE 802.11無線通訊協定標準的IEEE 802.11ax修正案來將前序信號的非傳統部分354和DATA欄位374分別格式化為高效率(HE)WLAN前序信號和訊框。非傳統部分354包括重複的傳統信號欄位(RL-SIG)364、第一HE信號欄位(HE-SIG-A)366、與HE-SIG-A 366分開編碼的第二HE信號欄位(HE-SIG-B)368、HE短訓練欄位(HE-STF)370和數個HE長訓練欄位(HE-LTF)372。與L-STF 358、L-LTF 360和L-SIG 362一樣,在涉及使用附隨通道的實例中,在RL-SIG 364和HE-SIG-A 366中的資訊可以在分量20 MHz通道中的每一個分量20 MHz通道中複製並且進行發送。相反,HE-SIG-B 368對於每個20 MHz通道可能是唯一的,並且可以以特定STA 104為目標。
RL-SIG 364可以向HE相容的STA 104指示PPDU是HE-PPDU。AP 102可以使用HE-SIG-A 366來向多個STA 104標識並且通知AP已經針對其排程了UL或DL資源。HE-SIG-A 366可以被由AP 102服務的每個HE相容的STA 104解碼。HE-SIG-A 366包括可由每個被辨識的STA 104用於對相關聯的HE-SIG-B 368進行解碼的資訊。例如,HE-SIG-A 366可以指示訊框格式,包括HE-SIG B 368的位置和長度、可用通道頻寬、調制和編碼方案(MCS)以及其他可能性。HE-SIG-A 366亦可以包括可由除了數個被辨識的STA 104之外的STA 104使用的HE WLAN訊號傳遞資訊。
HE-SIG-B 368可以攜帶特定於STA的排程資訊,諸如,例如,每使用者MCS值和每使用者RU分配資訊。在DL MU-OFDMA的上下文中,此種資訊使相應的STA 104能夠辨識和解碼在相關聯的資料欄位中的對應RU。每個HE-SIG-B 368包括公共欄位和至少一個特定於STA的(「特定於使用者的」)欄位。公共欄位可以指示針對多個STA 104的RU分配,指示在頻域中的RU指派,指示哪些RU被分配用於MU-MIMO傳輸以及哪些RU對應於MU-OFDMA傳輸,以及在分配中的使用者數量,以及其他可能性。公共欄位可以與公共位元、CRC位元和尾位元一起進行編碼。特定於使用者的欄位被指派給特定的STA 104,以及可以用於排程特定RU並且向其他WLAN設備指示該排程。每個特定於使用者的欄位可以包括多個使用者塊欄位(其後可以跟有填充)。每個使用者塊欄位可以包括兩個使用者欄位,該等兩個使用者欄位包含資訊以供兩個相應的STA對在DATA欄位374中的其相應的RU有效負荷進行解碼。
如上文所描述的,AP 102和STA 104可以支援多使用者(MU)通訊;亦即,從一個設備到多個設備中的每一個設備的併發傳輸(例如,從AP 102到對應的STA 104的多個同時的下行鏈路(DL)通訊)、或者從多個設備到單個設備的併發傳輸(例如,從對應的STA 104到AP 102的多個同時的上行鏈路(UL)傳輸)。為了支援MU傳輸,AP 102和STA 104可以利用多使用者多輸入多輸出(MU-MIMO)和多使用者正交分頻多工存取(MU-OFDMA)技術。
在MU-OFDMA方案中,無線通道的可用頻譜可以被劃分成多個資源元素(RU),每個RU包括數個不同的頻率次載波(「音調」)。不同的RU可以由AP 102在特定的時間分配或分派給不同的STA 104。RU的大小和分佈可以稱為RU分配。在一些實現方式中,RU可以以2 MHz的間隔來分配,以及照此,最小RU可以包括26個音調,該等26個音調包括24個資料音調和2個引導頻音調。因此,在20 MHz通道中,可以分配多達9個RU(諸如2 MHz、26音調RU)(因為一些音調被預留用於其他目的)。類似地,在160 MHz通道中,可以分配多達74個RU。亦可以分配較大的52音調、106音調、242音調、484音調和996音調RU。相鄰的RU可以藉由空次載波(諸如DC次載波)分開,例如,以減少在相鄰RU之間的干擾,減少接收器DC偏移,並且避免發送中心頻率洩漏。
對於UL MU傳輸,AP 102可以發送觸發訊框,以發起從多個STA 104到AP 102的UL MU-OFDMA或UL MU-MIMO傳輸並且使其同步。此種觸發訊框可以因此使多個STA 104能夠在時間上併發地向AP 102發送UL傳輸量。觸發訊框可以經由相應的關聯辨識符(AID)定址(address)一或多個STA 104,並且可以向每個AID(以及因此每個STA 104)指派可以用於向AP 102發送UL傳輸量的一或多個RU。AP亦可以指定未排程的STA 104可以爭用的一或多個隨機存取(RA)RU。
圖4圖示示例無線通訊設備400的方塊圖。在一些實現方式中,無線通訊設備400可以是用於在STA(諸如參照圖1描述的STA 104中的一個STA 104)中使用的設備的實例。在一些實現方式中,無線通訊設備400可以是用於在AP(諸如參照圖1描述的AP 102)中使用的設備的實例。無線通訊設備400能夠發送(或輸出以進行傳輸)和接收無線通訊(例如,以無線封包的形式)。例如,無線通訊設備可以被配置為以符合IEEE 802.11無線通訊協定標準(諸如由IEEE 802.11-2016規範或其修正案所定義的標準,包括但不限於802.11ah、802.11ad、802.11ay、802.11ax、802.11az、802.11ba和802.11be)的實體層彙聚協定(PLCP)協定資料單元(PPDU)和媒體存取控制(MAC)協定資料單元(MPDU)的形式發送和接收封包。
無線通訊設備400可以是或可以包括晶片、片上系統(SoC)、晶片組、封裝或設備,其包括一或多個數據機402,例如,Wi-Fi(符合IEEE 802.11)數據機。在一些實現方式中,一或多個數據機402(統稱為「數據機402」)另外包括WWAN數據機(例如,符合3GPP 4G LTE或5G的數據機)。在一些實現方式中,無線通訊設備400亦包括一或多個無線電單元404(統稱為「無線電單元404」)。在一些實現方式中,無線通訊設備406亦包括一或多個處理器、處理塊或處理元件406(統稱為「處理器406」)以及一或多個記憶體塊或元件408(統稱為「記憶體408」)。
數據機402可以包括智慧硬體塊或設備,諸如,例如,特殊應用積體電路(ASIC)以及其他可能性。數據機402通常被配置為實現PHY層。例如,數據機402被配置為調制封包並且將經調制的封包輸出到無線電單元404以在無線媒體上進行傳輸。數據機402類似地被配置為獲得由無線電單元404接收的經調制的封包並且對封包進行解調以提供經解調的封包。除了調制器和解調器之外,數據機402亦可以包括數位信號處理(DSP)電路、自動增益控制(AGC)、編碼器、解碼器、多工器和解多工器。例如,當在發送模式下時,從處理器406獲得的資料被提供給編碼器,該編碼器對資料進行編碼以提供經編碼的位元。經編碼的位元接著被映射到在調制群集中的點(使用選擇的MCS)以提供經調制的符號。經調制的符號接著可以被映射到數量NSS
個空間串流或者數量NSTS
個空時串流。在相應的空間串流或空時串流中的經調制的符號接著可以被多工,經由快速傅裡葉逆變換(IFFT)塊進行變換,以及隨後被提供給DSP電路以進行Tx加窗和濾波。數位信號接著可以被提供給數位類比轉換器(DAC)。所得的類比信號接著可以被提供給頻率升頻轉換器,以及最終被提供給無線電單元404。在涉及波束成形的實現方式中,在相應的空間串流中的經調制的符號是在其提供給IFFT塊之前經由控制(steering)矩陣進行預編碼的。
當在接收模式下時,從無線電單元404接收的數位信號被提供給DSP電路,該DSP電路被配置為例如藉由偵測信號的存在性並且估計初始時序和頻率偏移來獲取所接收的信號。DSP電路亦被配置為例如使用通道(窄頻)濾波、模擬損傷調節(諸如糾正I/Q不平衡)以及應用數位增益來數位地調節數位信號,以最終獲得窄頻信號。DSP電路的輸出接著可以被饋送到AGC,該AGC被配置為使用從數位信號中提取的資訊(例如,在一或多個所接收的訓練欄位中)來決定適當的增益。DSP電路的輸出亦與解調器耦合,該解調器被配置為從信號中提取經解調的符號,並且例如針對在每個空間串流中每個次載波的每個位元位置計算對數概度比(LLR)。解調器與解碼器耦合,該解碼器可以被配置為處理LLR以提供經解碼的位元。來自所有空間串流的經解碼的位元接著被饋送到解多工器以進行解多工處理。經解多工的位元接著可以進行解擾並且提供給MAC層(處理器406)以進行處理、評估或解釋。
無線電單元404通常包括至少一個射頻(RF)發射器(或「發射器鏈」)和至少一個RF接收器(或「接收器鏈」),該發射器和接收器可以組合成一或多個收發機。例如,RF發射器和接收器可以分別包括各種DSP電路,該DSP電路包括至少一個功率放大器(PA)和至少一個低雜訊放大器(LNA)。RF發射器和接收器可以繼而耦合到一或多個天線。例如,在一些實現方式中,無線通訊設備400可以包括多個發射天線(每個天線具有對應的發射鏈)和多個接收天線(每個天線具有對應的接收鏈),或與多個發射天線和多個接收天線耦合。從數據機402輸出的符號被提供給無線電單元404,該無線電單元404接著經由耦合的天線來發送符號。類似地,經由天線接收的符號由無線電單元404獲得,該無線電單元404接著將符號提供給數據機402。
處理器406可以包括智慧硬體塊或設備,諸如,例如,被設計為執行本文中描述的功能的處理核心、處理塊、中央處理單元(CPU)、微處理器、微控制器、數位訊號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、可程式設計邏輯設備(PLD)(諸如現場可程式設計閘陣列(FPGA))、個別閘門或電晶體邏輯、個別硬體部件或其任何組合。處理器406處理經由無線電單元404和數據機402接收的資訊,並且處理要經由數據機402和無線電單元404輸出的資訊以經由無線媒體進行傳輸。例如,處理器406可以實現被配置為執行與MPDU、訊框或封包的產生和傳輸有關的各種操作的控制平面和MAC層。MAC層被配置成執行或促進對訊框的編碼和解碼、空間多工、空時塊編碼(STBC)、波束成形和OFDMA資源配置以及其他操作或技術。在一些實現方式中,處理器406通常可以控制數據機402以使得數據機執行上文描述的各種操作。
記憶體404可以包括有形儲存媒體,諸如隨機存取記憶體(RAM)或唯讀記憶體(ROM)、或其組合。記憶體404亦可以儲存包含指令的非暫時性處理器或電腦可執行軟體(SW)代碼,該等指令在由處理器406執行時使得處理器執行本文中描述的用於無線通訊的各種操作,包括MPDU、訊框或封包的產生、發送、接收和解釋。例如,本文中揭示的部件的各種功能、或本文中揭示的方法、操作、過程或演算法的各種方塊或步驟可以被實現為一或多個電腦程式的一或多個模組。
圖5A圖示示例AP 502的方塊圖。例如,AP 502可以是參照圖1描述的AP 102的示例實現方式。AP 502包括無線通訊設備(WCD)510(儘管AP 502本身通常亦可以稱為無線通訊設備,如本文中所使用的)。例如,無線通訊設備510可以是參照圖4描述的無線通訊設備4000的示例實現方式。AP 502亦包括與無線通訊設備510耦合的多個天線520以發送和接收無線通訊。在一些實現方式中,AP 502另外包括與無線通訊設備510耦合的應用處理器530以及與應用處理器530耦合的記憶體540。AP 502亦包括至少一個外部網路介面550,該外部網路介面550使AP 502能夠與核心網路或回載網路進行通訊以獲得到外部網路(包括網際網路)的存取。例如,外部網路介面550可以包括有線(例如,乙太網路)網路介面和無線網路介面(諸如WWAN介面)中的一者或兩者。上述部件中的一些部件可以經由至少一個匯流排直接或間接地與部件中的其他部件進行通訊。AP 502亦包括外殼,該外殼容納無線通訊設備510、應用處理器530、記憶體540以及天線520和外部網路介面550的至少部分。
圖5B圖示示例STA 504的方塊圖。例如,STA 504可以是參照圖1描述的STA 104的示例實現方式。STA 504包括無線通訊設備515(儘管STA 504本身通常亦可以稱為無線通訊設備,如本文中所使用的)。例如,無線通訊設備515可以是參照圖4描述的無線通訊設備400的示例實現方式。STA 504亦包括與無線通訊設備515耦合的一或多個天線525以發送和接收無線通訊。STA 504另外包括與無線通訊設備515耦合的應用處理器535和與應用處理器535耦合的記憶體545。在一些實現方式中,STA 504亦包括使用者介面(UI)555(諸如觸控式螢幕或鍵盤)和顯示器565,該顯示器565可以與UI 555整合以形成觸控式螢幕顯示器。在一些實現方式中,STA 504亦可以包括一或多個感測器575,諸如,例如,一或多個慣性感測器、加速計、溫度感測器、壓力感測器或高度感測器。上述部件中的一些部件可以經由至少一個匯流排直接或間接地與部件中的其他部件進行通訊。STA 504亦包括外殼,該外殼容納無線通訊設備515、應用處理器535、記憶體545以及天線525、UI 555和顯示器565的至少部分。
發送和接收設備可以支援使用各種調制和編碼方案(MCS)來發送和接收資料,以便最優地利用無線通道條件,例如,以增加輸送量,減少時延或實施各種服務品質(QoS)參數。例如,現有技術支援對高達1024-QAM的使用,以及預期的是,亦將實現4096-QAM(亦稱為「4k QAM」)。1024-QAM和4096-QAM以及其他MCS涉及使用低密度同位(LDPC)編碼。例如,發送設備的PHY層可以從發送設備的MAC層以PSDU的形式接收一或多個MPDU或A-MPDU。PSDU可以被排列成多個碼塊,其中的每一個碼塊以資訊位元的形式包含表示一或多個MPDU中的部分或全部MPDU的主要資訊(或「系統資訊」)。在碼塊中的資訊位元中的一些資訊位元(本文亦稱為「振幅位元」)被用於決定要調制並且發送到接收設備的符號的振幅。可以對在碼塊中的資訊位元執行LDPC編碼操作,來例如對資料位元進行編碼以添加用於前向糾錯的冗餘。由於LDPC編碼是系統編碼的實例,因此LDPC編碼操作不改變資料位元;更準確地說,從LDPC編碼器輸出的振幅位元與輸入到LDPC編碼器的振幅位元相同。換言之,用於調制的振幅位元的值直接來自初始的碼塊。
現實世界中的無線通道通常包含雜訊,該雜訊對可以以其傳送資料的最大速率施加限制。香農-哈特利定理建立表示鏈路的絕對通道容量的上限或極限(稱為「香農界」),亦即,在存在雜訊的情況下,每單位時間可以在特定頻寬上傳輸的無差錯資訊的最大數量。下文的方程式(1)示出香農-哈特利定理的一種表示。(1)
在方程式(1)中,C
表示以位元/秒為單位的通道容量,B
表示以赫茲為單位的頻寬,並且SNR
表示被定義為平均接收信號功率與雜訊和干擾的平均功率的比率的訊雜比。遺憾的是,即使對於高MCS,利用LDPC編碼可實現的通道容量顯示出與香農界的顯著差距。另外,為了能夠使用高MCS(包括1024-QAM和4096-QAM),要求高SNR,但是可能很難獲得對於此種高MCS所需要的SNR。
各種實現方式通常係關於對用於無線通訊的資料進行編碼以實現期望的振幅分佈。一些實現方式更具體地關於對來自一或多個MPDU的資訊位元執行第一編碼操作以對所得符號的振幅進行整形,使得振幅具有非均勻分佈。在非均勻分佈的一些實現方式中,與相應的振幅相關聯的概率通常隨著振幅的減小而增加。例如,符號的振幅的非均勻分佈可以近似為高斯分佈。在一些實現方式中,第一編碼操作是或包括算術編碼操作、首碼編碼操作或藉由擴展資訊位元的數量來向輸入資訊位元添加冗餘的其他編碼操作。如上文所描述的,在特定實現方式中,添加冗餘使得與將輸入資料位元編碼為具有較低振幅的符號相關聯的概率大於與將輸入資料位元編碼為具有較高振幅的符號相關聯的概率。在一些實現方式中,在第一編碼操作之後跟有第二編碼操作,例如,LDPC編碼操作,該LCPD編碼操作亦添加冗餘但是不改變資訊位元本身。
可以實現在本揭示內容中描述的標的的特定實現方式,以實現以下潛在優勢中的一或多個潛在優勢。在一些實現方式中,所描述的技術可以用於縮小在由發送設備實際可達到的通道容量與理論香農界之間的差距,例如,藉由對振幅進行編碼,使得所得振幅分佈近似為高斯分佈。一些實現方式亦實現對MPDU邊界的追蹤,以促進由接收設備進行的成功解碼。另外或替代地,一些實現方式在執行振幅整形之後實現對封包長度的決定,這使發送設備能夠決定要添加到有效負荷中的填充位元的數量並且向接收設備以信號發送封包長度,使得接收設備可以決定封包的持續時間。
圖6圖示示出根據一些實現方式的用於支援振幅整形的無線通訊的示例過程600的流程圖。過程600的操作可以由如本文中所描述的發送設備或其部件來實現。例如,過程600可以由無線通訊設備(諸如參照圖4描述的無線通訊設備400)來執行。在一些實現方式中,過程600可以由作為AP(諸如分別參照圖1和圖5A描述的AP 102和AP 502中的一個AP)來操作或在AP內操作的無線通訊設備來執行。在一些其他實現方式中,過程600可以由作為STA(諸如分別參照圖1和圖5B描述的STA 104和STA 504中的一個STA)來操作或在STA內操作的無線通訊設備來執行。
在方塊602中,無線通訊設備對複數個振幅位元執行第一編碼操作,該第一編碼操作產生指示複數個符號的振幅的複數個經振幅整形位元。在一些實現方式中,第一編碼操作對複數個振幅位元進行編碼以產生複數個經振幅整形位元,使得振幅具有非均勻分佈。在方塊604中,無線通訊設備對複數個經振幅整形位元執行第二編碼操作,該第二編碼操作至少部分地基於複數個經振幅整形位元來產生包括複數個經振幅整形位元和複數個同位位元的編碼字元。在方塊606中,無線通訊設備將複數個經振幅整形位元和複數個同位位元排列成複數個符號,符號中的每一個符號的相應的振幅是至少部分地基於在該符號中排序的相應的經振幅整形位元的。在方塊608中,無線通訊設備以無線封包的形式向至少一個接收設備在複數個次載波上發送複數個符號。
在一些實現方式中,執行在方塊602中的第一編碼操作(本文中亦稱為「振幅整形編碼操作」或簡單地稱為「振幅整形操作」)對複數個振幅位元進行編碼,以產生複數個經振幅整形位元,使得符號的振幅的非均勻分佈是在其中與相應的振幅相關聯的概率通常隨振幅的減小而增大的分佈。例如,非均勻分佈可以近似為以調制群集的中心點(0,0)為中心的高斯分佈。如上文所描述的,此種振幅整形可以用於增加SNR和通道容量,從而實現更大的輸送量。
在一些實現方式中,在執行在方塊602中的第一編碼操作之前,無線通訊設備的MAC層產生包括複數個MPDU的A-MPDU。每個MPDU包括複數個資料位元,該複數個資料位元包括複數個資訊位元(亦稱為「有效負荷位元」)以及複數個控制位元或複數個訊號傳遞位元(例如,MAC訊號傳遞位元)。在方塊602中,可以對在MPDU中的資料位元中的全部資料位元或一子集執行第一編碼操作。例如,在每個MPDU中的資訊位元可以是或者可以包括要用於決定符號的振幅的複數個位元(振幅位元)。在一些實現方式中,在方塊602中,可以僅對振幅位元執行第一編碼操作。另外,在一些實現方式中,為了降低複雜度或由於有效的所得編碼速率,在方塊602中,例如,僅對振幅位元的最高有效位元(MSB)執行第一編碼操作可能是足夠的或者是有利的(例如,若通常使用四個位元來對符號的振幅分量進行編碼,則對於每個符號,MSB的數量可以是三個)。在此種實現方式中,不對振幅位元的剩餘最低有效位元(LSB)執行第一編碼操作。
基於被選擇用於傳輸的MCS,PHY層可以將在MPDU中的資料位元(在方塊602中執行第一編碼操作之前或之後)打包成要使用M
個符號來發送的碼塊。M
個符號中的每一個符號最終包括指示符號的至少一個振幅的n
個振幅位元的集合。在一些實現方式中,用於每個符號的n
個振幅位元的集合中的前n
/2個位元可以指示符號的振幅的沿著調制群集的實軸的第一振幅分量,以及用於M
個符號中的每一個符號的n
個振幅位元的集合中的後n
/2個位元可以指示符號的振幅的沿著調制群集的虛軸的第二振幅分量。照此,對於每個符號的第一(實)振幅分量,可以存在2 n /2
個可能的第一振幅位準,以及對於每個符號的第二(虛)振幅分量,可以存在2 n /2
個可能的第二振幅位準。
M
個符號中的每一個符號亦可以包括用於每個振幅分量的指示相應的振幅的正負號(sign)的正負號位元。例如,當使用QAM時,用於每個QAM符號的一對正負號位元中的第一正負號位元可以指示沿著實軸的相應的第一振幅分量(同相(i
)分量)是正還是負,以及該對正負號位元中的第二正負號位元可以指示沿著虛軸的相應的第二振幅分量(正交(q
)分量)是正還是負。照此,第一和第二振幅分量進行組合以提供相應的QAM符號的整體振幅,以及第一和第二正負號位元進行組合以指示整體振幅所在的調制群集的象限。例如,當使用1024-QAM時,每個符號可以包括十個經編碼的位元,其中位元中的前四個位元指示第一(實)振幅,位元中的另外四個位元指示第二(虛)振幅,位元中的另外一個位元指示第一振幅的正負號(正或負),以及位元中的另外一個位元指示第二振幅的正負號(正或負)。
圖7A和圖7B圖示根據一些實現方式的支援振幅整形的流700的示意圖。例如,流700可以示出過程600的各態樣。在所示出的實例中,資訊區塊702被提供給整形前解析器704以獲得整形編碼器710在方塊602中將對其執行第一編碼操作的複數個振幅位元。例如,整形前解析器704可以將在資訊區塊702中的振幅位元706與正負號位元708分離或劃分。在一些實現方式中,解析器亦將振幅位元分離或劃分為MSB 706a和LSB 706b。在一些實現方式中,被提供給整形編碼器710的複數個振幅位元僅包括振幅位元706的MSB 706a。在一些其他實現方式中,複數個振幅位元可以包括所有的振幅位元706。在所示出的實例中,在方塊602中,整形編碼器710對MSB 706a執行第一編碼操作以產生經振幅整形位元712。
在一些實現方式中,為了在方塊602中執行第一編碼操作,以及特別是,為了獲得指示第一和第二振幅分量的n
個(在1024-QAM實例中為8個)振幅位元的集合,整形前解析器704(或整形編碼器710本身)亦可以將複數個振幅位元(例如,MSB 706a)解析為第一振幅位元串流(其在被編碼時將定義用於符號的第一振幅分量)和第二振幅位元串流(其在被編碼時將定義用於符號的第二振幅分量)。例如,在一些實現方式中,QAM流是經由兩個獨立的脈衝振幅調制(PAM)流來實現的。在一些此種實現方式中,整形編碼器710可以對第一振幅位元串流執行第一編碼操作以提供第一PAM符號串流,與此同時獨立地對第二振幅位元串流執行第一編碼操作以提供第二PAM符號串流(其最終可以與第一PAM符號串流進行組合以獲得QAM符號串流)。
在一些實現方式中,在方塊602中第一編碼操作的執行向複數個振幅位元(在圖7A和圖7B的實例中的MSB 706a)添加冗餘以產生經振幅整形位元712,使得經振幅整形位元712包括比輸入到整形編碼器710的複數個振幅位元更多的位元。藉由添加冗餘,整形編碼器710可以對MSB 706a進行編碼以產生經振幅整形位元712,使得相關聯的符號的振幅具有非均勻分佈,以及特別是,在其中與相應的振幅相關聯的概率通常隨振幅的減小而增大的分佈,諸如高斯分佈。
在一些實現方式中,在方塊602中執行的第一編碼操作是或包括算術編碼操作。在一些此種實現方式中,在方塊602中算術編碼操作的執行包括:將M
個第一(實)振幅的第一分佈定義為2 b /2
個頻段(bin),每個頻段與2 b /2
個可能的振幅位準中的相應的一個振幅位準相關聯並且具有相關聯的大小(例如,大小等於在頻段中的相應的振幅位準的振幅的實例的數量)。類似地,算術編碼操作的執行亦包括:將M
個第二(虛)振幅的第二分佈定義為2 b /2
個頻段,每個頻段與2 b /2
個可能的振幅位準中的相應的一個振幅位準相關聯並且具有相關聯的大小(例如,大小等於在頻段中的相應的振幅位準的振幅的實例的數量)。在此種實現方式中,若提供給整形編碼器706的複數個振幅位元包括在碼塊中的所有振幅位元,則b
等於n
。然而,若複數個振幅位元包括比在碼塊中的所有資料位元要少的位元,例如,僅包括振幅位元706的MSB 706a,則b
可以等於用於每個符號的n
個位元的MSB的數量(例如,對於1024-QAM,當n
等於八時,b
可以等於六,使得用於實振幅分量的四個振幅位元中的三個振幅位元被選擇用於第一編碼操作,以及使得用於虛振幅分量的四個振幅位元中的三個振幅位元被選擇用於第一編碼操作)。
在一些實現方式中,為了實現振幅的非均勻分佈,在第一分佈中的頻段的大小最初不是均勻的,以及在第二分佈中的頻段的大小最初不是均勻的。為了實現在其中與相應的振幅相關聯的概率通常隨振幅的減小而增大的非均勻分佈,在第一和第二分佈中的每一個分佈中的頻段中的至少最低頻段的大小被配置為大於在第一和第二分佈中的相應的一個分佈中的頻段中的至少最高頻段的大小。然而,如下文將描述的,在方塊602中執行的算術編碼操作期間,因為振幅是從頻段中選擇的,頻段的大小可以動態地改變。
圖8A至圖8D圖示根據一些實現方式的支援振幅整形的振幅值的示例分佈800。例如,分佈800可以是在方塊602中執行算術編碼操作時使用的用於實軸的振幅的第一分佈和用於虛軸的振幅的第二分佈中的每一個分佈的實例。在圖8A至圖8D中,分佈800包括排列在四個頻段802、804、806和808中的M
個振幅實例。換言之,最低頻段802包括全部具有第一、最低振幅位準的數個可選振幅,第二最低頻段804包括全部具有第二振幅位準的數個可選振幅,第二最高頻段806包括全部具有第三振幅位準的數個可選振幅,以及最高頻段808包括全部具有第四、最高振幅位準的數個可選振幅。
如上文所描述的,與相應的振幅值相關聯的概率通常隨著振幅的增加而減小。為了實現這一點,至少最低頻段802的大小大於至少最高頻段808的大小。在所示出的實例中,與振幅位準中的每一個振幅位準相關聯的概率是不同的,因為相關聯的頻段802、804、806和808的大小是不同的。實際上,在所圖示的實例中,第二最低頻段804小於最低頻段802,第二最高頻段806小於第二最低頻段804,以及最高頻段808小於第二最高頻段806。為了進一步說明,若100個符號要在方塊602中由第一編碼操作進行編碼(亦即,M
等於100),則第一頻段可以具有例如50個具有第一振幅位準的振幅實例,第二頻段可以具有例如25個第二振幅位準的振幅實例,第三頻段可以具有例如15個第三振幅位準的振幅實例,以及第四頻段可以具有例如10個第四振幅位準的振幅實例。由於頻段中的每一個頻段的大小是藉由可以從該頻段中選擇的相應的振幅位準的相應的振幅實例數量來定義的,因此與相應的振幅位準相關聯的概率隨著振幅的增加而減小。
返回參考分別參照圖6和圖7描述的過程600和流700,在方塊602中算術編碼操作的執行包括:針對M
個符號中的每一個符號,從在第一分佈中的頻段中的一個頻段中選擇用於第一振幅分量的第一(實)振幅,以及從在第二分佈中的頻段中的一個頻段中選擇用於第二振幅分量的第二(虛)振幅。例如,在方塊602中的算術編碼操作期間,整形編碼器710可以基於第一振幅位元串流的第一位元的值來從第一分佈中(以及因此用於實振幅分量)選擇分佈的上半部分或下半部分。類似地,整形編碼器710可以基於第二振幅位元串流的第一位元的值來從第二分佈中(以及因此用於虛振幅分量)選擇分佈的上半部分或下半部分。例如,移到圖8B,若振幅位元706(例如,MSB 706a)的第一位元具有值「1」,則整形編碼器710可以選擇分佈800的上半部分UH
,以及若第一位元具有值「0」,則整形編碼器710可以選擇下半部分LH
。在圖8B所圖示的實例中,第一位元具有值1,以及因此,整形編碼器710選擇上半部分UH
。以此種方式,第一振幅位元串流和第二振幅位元串流中的給定的一個振幅位元串流的每個輸入資料位元定義二元選擇。換言之,與相應的振幅分量相關聯的振幅分佈隨著由相應的振幅位元串流提供的每符號的每個額外輸入資料位元收縮2倍。
回應於選擇相應的分佈的上半部分UH
或下半部分LH
,在方塊602中執行的算術編碼操作亦可以包括:決定分佈的所選擇的一半是否在相應的分佈的頻段中的單個一個頻段內。回應於決定所選擇的一半在頻段中的單個一個頻段內,整形編碼器710可以輸出位元集合,該位元集合指示用於相應的實振幅分量或虛振幅分量的振幅位準。例如,整形編碼器710可以輸出針對相應的PAM符號的b
/2經振幅整形位元712,以指示與單個頻段相關聯的相應的振幅位準(其中再次,若第一編碼操作是對所有資料位元執行的,則b
等於n
,並且其中在其他情況下,b
可以等於MSB的數量)。在此種情況下,針對相應的PAM符號可以對僅一個輸入資料位元進行編碼。
然而,回應於決定所選擇的一半不在頻段中的單個一個頻段內,整形編碼器710決定要編碼的相應的振幅位元串流的下一位元的值。因為對於每個符號,從第一分佈和第二分佈中的每一個分佈僅可以選擇一個振幅,所以整形編碼器710在從相應的分佈進行振幅選擇之前,可能需要決定要編碼的相應的振幅位元串流的至少一個後續位元的值。例如,如圖8B所示出的,儘管基於第一位元的值將可能振幅的數量減少到在分佈800的上半部分UH
中的彼等振幅,但是仍然可以從頻段804、806和808中的任何頻段中選擇振幅。只有最低頻段802被排除在可以選擇的可能振幅之外,因為其完全位於分佈800的下半部分LH
內。照此,整形編碼器710需要更多資訊(在相應的串流中的至少一個下一資料位元),以便選擇振幅,以及從而對相應的輸入資料位元進行編碼。
例如,回應於決定所選擇的一半不在頻段中的單個一個頻段內,整形編碼器710隨後可以基於相應的振幅位元串流的第二位元的值來選擇上四分之一UQ
(所選擇的一半的上半部分)或下四分之一LQ
(所選擇的一半的下半部分)。回應於選擇相應的分佈的上四分之一UQ
或下半部分LQ
,在方塊602中執行的算術編碼操作亦可以包括:決定分佈的所選擇的所得四分之一是否在相應的分佈的頻段中的單個一個頻段內。回應於決定所選擇的四分之一在頻段中的單個一個頻段內,整形編碼器710可以輸出位元集合,該位元集合指示用於相應的實分量或虛分量的振幅位準。例如,整形編碼器710可以輸出針對相應的PAM符號的b
/2經振幅整形位元712,以指示與單個頻段相關聯的相應的振幅位準。在此種情況下,針對相應的PAM符號將對兩個輸入資料位元進行編碼。
另一方面,回應於決定所選擇的四分之一不在頻段中的單個一個頻段內,整形編碼器710在從相應的分佈進行振幅選擇之前,決定要編碼的相應的振幅位元串流的下一位元的值。例如,如圖8C所示出的,儘管基於第二位元的值將可能振幅的數量減少到在分佈800的下四分之一LQ
中的彼等振幅,但是仍然可以從頻段804和806中的任何一個中選擇振幅。只有最低頻段802和最高頻段808被排除在可以選擇的可能振幅之外。照此,整形編碼器710需要更多資訊(在相應的串流中的至少一個下一資料位元),以便選擇振幅,以及從而對相應的輸入資料位元進行編碼。
例如,回應於決定所選擇的四分之一不在頻段中的單個一個頻段內,整形編碼器710可以接著基於相應的振幅位元串流的第三位元的值來選擇上八分之一UE
(所選擇的四分之一的上半部分)或下八分之一LE
(所選擇的四分之一的下半部分)。回應於選擇相應的分佈的上八分之一UE
或下八分之一LE
,在方塊602中執行的算術編碼操作亦可以包括:決定分佈的所選擇的所得八分之一是否在相應的分佈的頻段中的單個一個頻段內。回應於決定所選擇的八分之一在頻段中的單個一個頻段內,整形編碼器710可以輸出位元集合,該位元集合指示用於相應的實分量或虛分量的振幅位準。例如,整形編碼器710可以輸出針對相應的PAM符號的b
/2經振幅整形位元712,以指示與單個頻段相關聯的相應的振幅位準。例如,如圖8D所示出的,基於第三位元的值將可能振幅的數量減少到在分佈800的下八分之一LE
中的彼等振幅。因為下八分之一LE
僅位於單個頻段804內,所以整形編碼器710從頻段804選擇振幅。在此種情況下,針對相應的PAM符號對三個輸入資料位元進行編碼。只要需要額外的位元來選擇頻段中的一個頻段以收斂到單個振幅,該過程就可以繼續。
在一些實現方式中,為了確保在相應的分佈中的振幅中的每一個振幅被選擇一次並且僅被選擇一次,當對振幅進行編碼時,整形編碼器710從相應的頻段中移除振幅的相應的實例,從而減小相應的頻段大小(換言之,整形編碼器710在不替換的情況下實施繪製)。以此種方式,在已經從頻段中選擇振幅之後,從頻段中的每一個頻段中選擇振幅的相對概率改變。在一些此種實現方式中,所有M
個振幅可以被產生一次並且僅被產生一次,因為當在方塊602中的算術編碼操作結束時頻段中的每一個頻段的大小為零(因為所有頻段皆已經經由選擇被清空)。以此種方式,在方塊602中的算術編碼操作可以總是產生固定數量的經振幅整形位元712和固定數量M
個輸出符號。
如上文所描述的,對M
個符號所需的M
個振幅進行編碼實際需要的振幅位元的數量可以基於振幅位元的特定值而變化。例如,在一些情況下,基於振幅位元的值,也許可能的是,在碼塊中剩下的複數個振幅位元中沒有更多的位元,但是在頻段中的一或多個頻段中仍然存在剩下的振幅實例。在一些此種實現方式中,整形編碼器710可以向輸入資訊區塊或碼塊702添加零填充位元,來獲得足夠的位元進行編碼,以在方塊602的第一編碼操作中獲得M
個符號。
在一些其他實現方式中,在方塊602中的算術編碼操作開始時,在每個分佈內的所有頻段的聚合大小可以大於M
。以此種方式,算術編碼操作的效率可以提高,因為可以存在可以選擇的更多可能振幅,以及可以針對相同數量的振幅對更多位元進行編碼。
在一些實現方式中,在方塊602中執行算術編碼操作亦包括:在算術編碼操作期間量測或監測所得符號的聚合功率,並且基於聚合功率來動態地調整在第一分佈和第二分佈中的一者或兩者中的頻段中的一或多個頻段的大小(並且因此修改與振幅位準相關聯的相對概率)。例如,可以藉由追蹤所選擇的振幅或所選擇的振幅的平方和來獲得用於聚合功率的功率度量。例如,若整形編碼器710接收指示或以其他方式決定,聚合功率高於第一閥值,則整形編碼器710可以減小最高振幅位準頻段中的一或多個最高振幅位準頻段的大小。這將減少高振幅位準符號的數量,以及因此降低聚合功率。另一方面,若整形編碼器710決定聚合功率低於第二閥值(其可以與第一閥值相同或不同),則整形編碼器710可以增大高振幅位準頻段中的一或多個高振幅位準頻段的大小。這將增加高振幅位準符號的數量,以及因此,可以將更多位元編碼成較大振幅符號,這可以提高算術編碼操作的效率。
在一些其他實現方式中,在方塊602中執行的第一編碼操作是或包括首碼編碼操作。在一些此種實現方式中,在方塊602中對首碼編碼操作的執行包括:針對M
個符號中的每一個符號,以及針對第一(實)和第二(虛)振幅分量中的每一個振幅分量,將2 b /2
個各種長度的位元值模式的集合中的一或多個模式與輸入到整形編碼器710的複數個振幅位元中的位元進行比較。再次,在此種實現方式中,若被提供給整形編碼器706的複數個振幅位元包括在碼塊中的所有資料位元,則b
等於n
。然而,若複數個振幅位元包括比在碼塊中的所有資料位元要少的位元,例如,僅包括振幅位元706的MSB 706a,則b
可以等於用於每個符號的n
個位元的MSB的數量。在模式集合中的模式中的每一個模式可以與2 b /2
個可能的第一(實)振幅位準或2 b /2
個可能的第二(虛)振幅位準中的相應的振幅位準相關聯。以此種方式,振幅位準中的每一個振幅位準跟與概率品質函數相關聯的相應的發生概率相關聯。在一些實現方式中,模式集合和相關聯的概率品質函數是基於霍夫曼(Huffman)演算法的。在一些實現方式中,概率品質函數是並矢的(dyadic),亦即,在概率品質函數中的所有概率皆是2的負冪。
例如,整形編碼器710可以將複數個振幅位元的位元(例如,MSB 706a)輸入到包括實現概率品質函數的模式集合的查閱資料表(LUT)。在一些此種實現方式中,整形編碼器710包括用於基於第一振幅位元串流來決定用於第一PAM符號串流的第一(實)振幅分量的第一LUT,以及用於基於第二振幅位元串流來決定用於第二PAM符號串流的第二(虛)分量的第二LUT。在一些實現方式中,第一和第二LUT最初可能是相同的;然而,如下文所描述的,隨著在方塊602中首碼編碼操作的進行,第一和第二LUT可以各自獨立地、動態地調整或切換以實現更理想的LUT。
圖9圖示根據一些實現方式的支援振幅整形的示例LUT 900。在所示出的實例中,LUT 900包括八行902a至902h,每行指示跟與概率品質函數相關聯的八個振幅位準中的相應的一個振幅位準相對應的位元值模式。例如,與第一(最低)振幅位準相關聯的第一行902a包括與1/4的發生概率相關聯的位元值00的第一模式,與第二振幅位準相關聯的第二行902b包括與1/4的發生概率相關聯的位元值01的第二模式,與第三振幅位準相關聯的第三行902c包括與1/8的發生概率相關聯的位元值111的第三模式,與第四振幅相關聯的第四行902d包括與1/8的發生概率相關聯的位元值100的第四模式,與第五振幅相關聯的第五行902e包括與1/8的發生概率相關聯的位元值101的第五模式,與第六振幅位準相關聯的第六行902f包括與1/16的發生概率相關聯的位元值1101的第六模式,與第七振幅位準相關聯的第七行902g包括與1/32的發生概率相關聯的位元值11000的第七模式,以及與第八(最高)振幅位準相關聯的第八行902h包括與1/32的發生概率相關聯的位元值11001的第八模式。
在一些實現方式中,在方塊602中對首碼編碼操作的執行亦包括:辨識複數個振幅位元中的位元(例如,MSB 706a)與模式中的一個模式之間的匹配。例如,整形編碼器710可以將複數個振幅位元中的連續位元與在LUT 900中的模式進行比較。通常,隨著輸入到LUT 900並且匹配的每個額外的資料位元,可能的匹配模式的數量減少,直到僅剩下一個模式,該模式接著由整形編碼器710選擇。換言之,在方塊602中,整形編碼器710可以將相應的振幅位元串流中的接下來的連續輸入位元的數量與在LUT 900中的相應的模式中的一個、一些或全部模式進行比較。例如,整形編碼器710可以將前兩個位元與在行902a和902b中的模式中一個或兩個模式進行比較,將前三個位元與在行902c、902d和902e中的模式中的一個、兩個或所有模式進行比較,將前四個位元與在行902f中的模式進行比較,或者將前五個位元與在行902g和902h中的模式的一個或兩個模式進行比較。回應於找到匹配,整形編碼器710可以輸出用於相應的PAM符號的b/2個經振幅整形位元712的集合,該b
/2個經振幅整形位元的集合指示與相應的模式相關聯的振幅位準。在一些實現方式中,整形編碼器710通常可以每PAM符號輸出平均數量的經振幅整形位元712,如在下文的方程式(2)中所定義的。
在方程式(2)中,是與相應的數量k
個輸入資料位元相關聯的概率。例如,基於與LUT 900相關聯的概率品質函數,每PAM符號輸出的經振幅整形位元712的數量將為2.6875個位元;亦即,由於振幅整形,對八個不同的振幅位準進行編碼的有效編碼速率將從通常要求的3降低到2.6875。
在一些實現方式中,與一般的算術編碼操作不同,首碼編碼操作的執行可以並行化。此種並行化可以使得能夠使用較低的時脈速率或實現高資料速率以及其他優點。例如,在一些實現方式中,整形前解析器704或整形編碼器710本身可以將複數個振幅位元分離或劃分成單獨的振幅位元串流(例如,以循環方式),並且並行地對振幅位元串流中的每一個振幅位元串流執行獨立的首碼編碼操作。在一些此種實現方式中,繼續上文的實例,整形前解析器704亦可以將用於第一PAM符號串流的第一振幅位元串流劃分成m
個並行資料串流。類似地,整形前解析器704亦可以將用於第二PAM符號串流的第二振幅位元串流劃分成m
個並行資料串流。整形編碼器710可以包括2m
個首碼編碼器以並行地對2m
個串流進行編碼。然而,取決於特定振幅位元的值,每個首碼編碼器可以具有來自其相應的串流的0到K
-1個剩餘位元(其中K
是在相應的LUT中的最大模式的以位元為單位的大小)。在一些實現方式中,為了對剩餘位元進行編碼,整形編碼器710從用於每個振幅分量的m
個首碼編碼操作中的每一個首碼編碼操作中辨識剩餘位元,將剩餘位元進行連接,並且向經連接的剩餘位元添加填充位元(若需要以完全對符號進行編碼),使得來自第一振幅位元串流和第二振幅位元串流中的每一個振幅位元串流的所有剩餘位元被編碼成相應的PAM符號。
如上文所描述的,在方塊602中對複數個振幅位元(例如,MSB 706a)執行第一編碼操作以產生經振幅整形位元712之後,隨後可以在方塊604中對經振幅整形位元712執行第二編碼操作。例如,第二編碼器716可以接收包括經振幅整形位元712的碼塊,並且對碼塊執行在方塊604中的第二編碼操作以產生包括第二複數個經編碼資料位元720的編碼字元718。在所示出的實例中,第二編碼器716對經振幅整形位元712(基於MSB 706a)以及對LSB 706b和正負號位元708執行在方塊604中的第二編碼操作。另外,在其中整形編碼器產生訊號傳遞位元714的實現方式中,此種訊號傳遞位元亦可以輸入到第二編碼器716並且在方塊604中的第二編碼操作中被編碼。
在一些實現方式中,第二編碼器716是在方塊604中執行系統編碼操作的系統編碼器,使得從第二編碼器716輸出的位元與輸入到第二編碼器的彼等位元相匹配。例如,在一些此種實現方式中,所執行的第二編碼操作是或包括低密度同位(LDPC)編碼操作(以及照此,第二編碼器716在下文中可以稱為「LDPC編碼器716」)。照此,所得的第二複數個經編碼資料位元720可以包括經振幅整形位元712、LSB 706b、正負號位元708和訊號傳遞位元714。
在方塊604中LDPC編碼操作的執行例如藉由基於經振幅整形位元712、LSB 706b、正負號位元708和訊號傳遞位元714產生複數個同位位元722,來向資料添加冗餘。例如,為了前向糾錯的目的,同位位元722在不改變資料的情況下向資料添加冗餘。照此,對於輸入到LDPC編碼器716的每個碼塊,所得的編碼字元718包括系統部分和同位部分,該系統部分包含經振幅整形位元712、LSB 706b、正負號位元708和訊號傳遞位元714(統稱為第二複數個經編碼資料位元720),該同位部分包含同位位元722。
在執行在方塊604中的第二編碼操作以產生編碼字元718之後,在方塊606中,無線通訊設備將第二複數個經編碼資料位元720和複數個同位位元722中的位元排序(或「排列」)成M
個(例如,QAM)符號726,使得每個符號包括指示在調制群集中的振幅的n
個位元的集合。例如,如在圖7B中所圖示的,排序(或「重新排序」)模組724可以接收編碼字元718,並且將來自經振幅整形位元712、LSB 706b、正負號位元708和同位位元722的位元排列成M
個符號726。在一些此種實現方式中,排序模組724接收與第一和第二PAM符號串流兩者相關聯的經振幅整形位元712、LSB 706b、正負號位元708和同位位元722,並且將其重新排序成單個QAM符號串流。在其中每個符號726包括十個位元(包括n
=8個振幅位元,其中的b
=6個是MSB)的一個1024-QAM實例中,針對符號726中的每一個符號,排序模組724可以從編碼字元718取得來自根據第一振幅位元串流進行編碼的經振幅整形位元712中的三個振幅位元的集合以及來自與第一振幅位元串流相關聯的LSB 706b的一振幅位元,以便獲得第一(實)振幅分量。類似地,針對符號726中的每一個符號,排序模組724可以從編碼字元718取得來自根據第二振幅位元串流進行編碼的經振幅整形位元712中的三個振幅位元的集合以及來自與第二振幅位元串流相關聯的LSB 706b的一振幅位元,以獲得第二(虛)振幅分量。
如上文所描述的,符號726中的每一個符號726亦可以包括一對正負號位元,該一對正負號位元指示振幅位於其中的在調制群集中的四個象限中的一個象限。在一些實現方式中,排序模組724可以嘗試從同位位元722取得符號726所需的所有正負號位元。如上文所描述的,由於正負號位元不影響功率,因此僅對振幅位元706(以及在一些實現方式中,僅對MSB 706a)執行振幅整形操作通常可以是令人滿意的。例如,基於所選擇的MCS,整形編碼器710知道,以碼塊為基礎藉由LDPC編碼器716將產生多少個同位位元。照此,整形編碼器710將知道,在第一編碼操作之前是否將需要將一些資料位元用於正負號位元。例如,取決於LDPC編碼速率和QAM群集大小,也許有可能的是,將所有的同位位元722以及一些未經整形資料位元(例如,正負號位元708)用作在符號726中的正負號位元。這可能是期望的,因為這意味著M
個符號726中的所有符號的振幅皆可以被整形。若專用正負號位元708是必要的,則其可以在第一編碼操作之前從碼塊的其餘部分進行解析,並且直接傳遞給LDPC編碼器716,如上文所描述的。或者,也許可能的是,一些同位位元722必須用作用於符號726的振幅位元,因為同位位元722的數量大於符號726所需的正負號位元的數量。在此種實例中,整形編碼器710可能不能在方塊602中對用於符號726中的所有符號的所有振幅分量執行第一編碼操作,以及因此無法執行振幅整形。照此,可實現的SNR增益可能減小。
在方塊608中,無線通訊設備以無線封包的形式在複數個次載波上向接收設備發送M
個符號726。在一些實現方式中,為了在方塊610中發送符號726中的每一個符號,群集映射器(例如,QAM映射器)728將符號726中的每一個符號映射到在調制群集(例如,QAM)中的點,以獲得例如指示符號726的振幅和相位的複數表示730。在一些實現方式中,群集映射器728包括複數個群集映射器,每個群集映射器用於符號726的複數個串流中的每一個串流。
在一些實現方式中,排序模組724亦可以包括將符號726解析為複數個空間串流的空間串流解析器。在一些此種實現方式中,空間串流解析器針對空間串流中的每一個空間串流單獨地解析經振幅整形位元712、LSB 706b、正負號位元708和同位位元722,以確保位元被正確地排列在不同空間串流中的符號中。在一些實現方式中,排序模組724另外包括複數個頻寬段解析器,其將來自空間串流的符號726解析為不同的頻寬段(例如,160 MHz或320 MHz附隨通道的不同的80 MHz子通道)。在空間串流解析和頻寬段解析(若執行的話)之後,經解析的符號726的不同串流中的每一個串流可以被提供給群集映射器中的相應的一個群集映射器,該群集映射器將符號映射到在調制群集中的點,以獲得複數表示730的相應的串流。
調制器732可以接著基於藉由複數表示730指示的振幅和相位來對無線通道的頻寬段的次載波進行調制,以產生經調制符號734,該等經調制的符號734接著經由耦合的發射鏈和天線被發送到接收設備。例如,繼續上文提供的實例,在群集映射之後,複數表示730的串流可以提供給調制器732的相應的音調(tone)映射器,該等音調映射器將複數表示映射到無線通道的相應的次載波(或「音調」)。在一些實現方式中,調制器732亦包括將不同的頻寬段串流去解析為符號的複數個空間串流的頻寬段去解析器。空間串流可以接著提供給對符號執行空間映射的空間多工器。經空間映射的串流可以接著提供給變換塊,該變換塊對在相應的串流中的符號執行例如離散傅立葉逆變換。所得的符號接著可以提供給類比和RF塊,以進行傳輸。在一些實現方式中,為了確保均勻的平均傳輸功率,類比和RF塊可以基於在第一編碼操作中執行的振幅整形量,來在無線通道上進行傳輸之前在方塊608中對經調制的符號734應用功率縮放因數。
在一些實現方式中,無線通訊設備可以產生以PPDU為形式的無線封包,該PPDU包括PHY層前序信號,其後跟有包含經調制的符號734的PSDU有效負荷。無線通訊設備可以利用符合IEEE 802.11系列無線通訊協定標準(諸如藉由IEEE 802.11-2016規範或其修正案所定義的標準,包括但不限於802.11ax和802.11be)中的一或多個無線通訊協定標準的任何合適的技術(包括SU-MIMO、MU-MIMO和OFDMA技術)來向接收設備發送(或者輸出以用於傳輸(以下與「發送」互換使用))無線封包。在一些實現方式中,無線通道可以是包括一或多個連續或不連續部分的20 MHz、40 MHz、80 MHz、160 MHz或320 MHz通道。
在一些實現方式中,在方塊608中,無線通訊設備亦可以在包括經調制的符號734的同一無線封包中向接收設備發送對第一編碼操作的指示。例如,無線通訊設備可以在無線封包的前序信號中(諸如在訊號傳遞欄位中(例如,在諸如EHT-SIG-A欄位或EHT-SIG-C欄位的EHT-SIG欄位中))發送該指示。在一些此種實現方式中,無線通訊設備可以在封包的前序信號中發送MCS欄位(其可以在EHT-SIG-A欄位中),該MCS欄位指示在方塊604中執行第二編碼操作時使用的編碼速率(例如,LDPC編碼速率)、調制(例如,QAM)群集大小、以及對第一編碼操作的一或多個指示。在一些其他實現方式中,對第一編碼操作的一或多個指示可以是在與MCS欄位分離的第二訊號傳遞欄位中(例如,在EHT-SIG-A或EHT-SIG-C內的另一子欄位中)發送的。在一些實現方式中,MCS欄位或第二訊號傳遞欄位亦包括對在方塊608中應用於經調制的符號的功率縮放因數的指示。在一些實現方式中,MCS欄位或第二訊號傳遞欄位亦可以指示輸入到整形編碼器710的在方塊602中對其執行第一編碼操作的碼塊的大小(或對用於一組碼塊的碼塊的大小和數量的指示)。在一些其他實現方式中,可以隱式地以信號發送功率縮放因數和碼塊大小中的一者或兩者。
為了指示第一編碼操作,MCS欄位或第二訊號傳遞欄位可以包括:第一位元,其指示是否執行第一編碼操作;及一或多個第二位元,其指示與第一編碼操作相關聯的、定義振幅的非均勻分佈的一或多個振幅整形參數。換言之,振幅整形參數可以定義與振幅相關聯的整形量或概率整形速率。例如,振幅整形參數可以包括對與針對每個MCS的第一編碼操作相關聯的概率品質函數的指示。在一些特定實例中,振幅整形參數可以包括跟與在算術編碼操作中使用的頻段相關聯的大小和振幅位準相關的資訊、或者與在首碼編碼操作中使用的LUT相關的資訊。如上文所描述的,MCS欄位或第二訊號傳遞欄位亦可以包括訊號傳遞位元。
圖10圖示示出根據一些實現方式的用於支援振幅整形的無線通訊的示例過程1000的流程圖。過程1000的操作可以由如本文中描述的接收設備或其部件來實現。例如,過程1000可以由無線通訊設備(諸如參照圖4描述的無線通訊設備400)來執行。在一些實現方式中,過程1000可以由作為AP(諸如分別參照圖1和圖5A描述的AP 102和502中的一個AP)來操作或在AP內操作的無線通訊設備來執行。在一些其他實現方式中,過程1000可以由作為STA(諸如分別參照圖1和圖5B描述的STA 104和504中的一個STA)來操作或在STA內操作的無線通訊設備來執行。
在方塊1002中,無線通訊設備在複數個次載波上接收包括複數個經調制的符號的無線封包。每個接收到的符號包括指示符號的振幅的振幅位元集合。在一些實現方式中,經解調的符號的振幅具有非均勻分佈。每個接收到的符號亦包括至少一個正負號位元,該正負號位元指示相應的振幅位於其中的在調制群集中的象限。在方塊1004中,無線通訊設備將用於所有符號的振幅位元集合和正負號位元重新排序為至少複數個經振幅整形位元和複數個同位位元。在方塊1006中,無線通訊設備基於複數個同位位元來對至少複數個經振幅整形位元執行第一解碼操作,以產生第一複數個經解碼的資料位元。在方塊1008中,無線通訊設備對第一複數個經解碼的資料位元執行第二解碼操作,該第二解碼操作產生複數個去整形振幅位元。
圖11A和圖11B圖示根據一些實現方式的支援振幅整形的流1100的示意圖。例如,流1100可以示出過程1000的各態樣。下文關於參照圖6至圖9描述的過程600和流700進一步提供過程1000和流1100。例如,在一些實現方式中,無線通訊設備在方塊1002中接收無線封包1102,該無線封包1102包括在過程600的方塊608中從發送無線通訊設備發送的複數個經調制的符號734。
在一些實現方式中,解調器1104可以經由耦合天線和接收鏈來接收經調制的符號734,並且基於在方塊1002中偵測到的振幅和相位來對次載波進行解調,以產生以複數表示1106為形式的經解調的符號,該等複數表示1106指示符號的振幅和相位,在理想情況下與複數表示730相同。例如,解調器1104可以包括類比和RF塊,該類比和RF塊經由一或多個耦合的天線接收在一或多個頻寬段中的複數個音調上的在複數個空間串流上的無線封包1102和經調制的符號。所接收的符號可以接著提供給解調器1104的變換塊,該變換塊對在串流中的符號執行例如離散傅立葉轉換。在一些實現方式中,解調器732亦包括解析不同頻寬段串流的頻寬段解析器。解調器732的音調反向映射器可以接著對音調進行反向映射,以獲得針對頻寬段中的每一個頻寬段的複數個空間串流(若存在的話)。
群集反向映射器(例如,QAM反向映射器)1108可以接著對來自在(例如,QAM)調制群集中的相應的點的複數表示1106進行反向映射,以獲得經解調的符號1110。例如,繼續上文提供的實例,複數表示1106的所得串流可以提供給相應的群集解映射器,該群集解映射器提供經解調的符號1110的相應的空間串流。經解調的符號1110中的每一個符號最終包括指示符號的振幅的n
個振幅位元的集合。如上文結合過程600和流700所描述的,用於每個經解調的符號1110的n
個振幅位元的集合中的前n
/2個位元可以指示沿著調制群集的實軸的符號的振幅的第一振幅分量,以及用於每個經解調的符號1110的n
個振幅位元的集合中的後n
/2個位元可以指示沿著調制群集的虛軸的符號的振幅的第二振幅分量。照此,對於每個經解調的符號1110的第一(實)振幅分量,存在2 n /2
個可能的第一振幅位準,以及對於每個經解調的符號1110的第二(虛)振幅分量,存在2 n /2
個可能的第二振幅位準。如上文所描述的,經解調的符號1110中的每一個符號亦可以包括用於每個振幅分量的、指示相應的振幅的正負號的正負號位元。
如上文所描述的,在方塊1004中,無線通訊設備將用於所有符號的振幅位元和正負號位元的集合重新排序為至少複數個經振幅整形位元和複數個同位位元。例如,經振幅整形位元可以包括MSB 706a。在一些此種實例中,振幅位元集合亦可以包括複數個未整形位元,例如,包括LSB 708。在一些實現方式中,經解調的符號1110亦可以包括複數個正負號位元或訊號傳遞位元。在一些實現方式中,重新排序模組1112可以接收包括所有振幅位元(包括經振幅整形位元和任何未整形位元)和同位位元的經解調的符號1110,並且將其重新組裝成編碼字元1114。例如,繼續上文提供的實例,重新排序模組1112亦可以包括複數個頻寬段去解析器,該等頻寬段去解析器從相應的頻寬段串流中去解析符號1110。在一些實現方式中,重新排序模組1112亦可以包括空間串流去解析器,該空間串流去解析器將在所得的空間串流中的符號去解析為單個位元串流。如上文所描述的,重新排序模組1112可以接著將來自經解調的符號中的位元重新排序成編碼字元1114。
如上文所描述的,在方塊1006中,無線通訊設備基於複數個同位位元來對至少複數個經振幅整形位元執行第一解碼操作,以產生第一複數個經解碼的資料位元。例如,如在圖11B中所圖示的,第一解碼器1116可以接收編碼字元1114,並且基於經振幅整形位元來在方塊1008中對編碼字元1114執行第一解碼操作,以提供至少第一複數個經解碼的資料位元。第一解碼器1116可以是嘗試借助同位位元來對振幅位元進行解碼的系統解碼器(例如,LDPC解碼器)。如上文所描述的,編碼字元1114亦可以包括未整形的振幅位元(例如,LSB或正負號位元)。照此,基於對編碼字元1114的解碼,第一解碼器1116可以輸出經解碼的碼塊,該經解碼的碼塊包括經解碼的經振幅整形位元(例如,MSB)1118、經解碼的LSB 1120、經解碼的正負號位元1122和經解碼的訊號傳遞位元1124。
如上文所描述的,無線通訊設備在方塊1008中對經振幅整形位元1118執行第二解碼操作以產生去整形振幅位元。在一些實現方式中,整形解碼器1126執行第二解碼操作(在本文中亦稱為「振幅去整形操作」),以從經振幅整形位元1118中移除冗餘,以產生去整形振幅位元1128,使得去整形振幅位元1128的數量(數值數量)小於經振幅整形位元1118的數量。在其中複數個經解碼的資料位元包括未整形位元(例如,LSB 1120、正負號位元1122或訊號傳遞位元1124)的一些實現方式中,在方塊1008中,僅對經振幅整形位元1118執行第二解碼操作。振幅去整形操作撤銷在發送設備處執行的對應的振幅整形操作,使得與相應的符號相關聯的振幅恢復為基本上均勻的分佈。
在一些實現方式中,在方塊1008中執行的第二解碼操作是或包括算術解碼操作。例如,整形解碼器1126可以在方塊1008中執行算術解碼操作,該算術解碼操作基本上是參照過程600的方塊602描述的算術編碼操作的逆操作。在一些其他實現方式中,在方塊1008中執行的第二解碼操作是或包括首碼解碼操作。例如,整形解碼器1126可以在方塊1008中執行首碼解碼操作,該首碼解碼操作基本上是參照過程600的方塊602描述的首碼編碼操作的逆操作。如上文所描述的,在一些實現方式中,可以並行地執行首碼解碼操作。
在所示出的實例中,去解析器1130將去整形位元(例如,MSB)1128和任何LSB 1120或正負號位元1122重新組裝成一或多個資訊區塊1132。資訊區塊1132接著可以由無線通訊設備的MAC層進行處理以對對應的MPDU進行解碼。
如上文所描述的,在一些實現方式中,在方塊1002中,無線通訊設備亦可以在包括經調制的符號的同一無線封包1102中接收來自發送設備的對第二解碼操作的指示。例如,無線通訊設備可以在無線封包1102的前序信號中(諸如在訊號傳遞欄位中(例如,在諸如EHT-SIG-A欄位或EHT-SIG-C欄位的EHT-SIG欄位中))接收指示。如上文所描述的,前序信號可以包括MCS欄位(其可以在EHT-SIG-A欄位中),該MCS欄位指示編碼速率(例如,LDPC解碼器1116在方塊1006中執行LDPC解碼操作所需的LDPC編碼速率)、調制(例如,QAM)群集大小以及對第二解碼操作的一或多個指示。在一些其他實現方式中,對第二解碼操作的一或多個指示可以是在與MCS欄位分離的第二訊號傳遞欄位中(例如,在EHT-SIG-A或EHT-SIG-C內的另一子欄位中)接收的。例如,MCS欄位或第二訊號傳遞欄位可以包括:第一位元,其指示發送設備是否執行第一編碼(振幅整形)操作;及一或多個第二位元,其指示與第一編碼操作相關聯的、定義振幅的非均勻分佈的一或多個振幅整形參數。
如上文所描述的,MCS欄位或第二訊號傳遞欄位亦可以包括對應用於經調制的符號的功率縮放因數的指示,以由解調器1104在對經調制的符號進行去縮放時使用。如上文進一步描述的,MCS欄位或第二訊號傳遞欄位可以指示由發送設備對其執行第一編碼(振幅整形)操作的碼塊的大小(或對碼塊組的碼塊的大小和數量的指示)。在一些其他實現方式中,可以隱式地以信號發送功率縮放因數和碼塊大小中的一者或兩者。
如參照分別參照圖6、圖7A和圖7B、圖8A至圖8D和圖9描述的過程600、流700、分佈800和LUT 900描述的,振幅整形編碼操作向輸入到整形編碼器的振幅位元添加冗餘,以及具體地,使得從整形編碼器輸出的經振幅整形位元的數量大於輸入到整形編碼器的振幅位元的數量。由於振幅整形編碼操作導致對較少的資訊位元進行編碼以獲得與傳統上可以實現的相同數量的符號,因此振幅整形編碼操作導致MPDU的有效編碼速率的降低。由於從整形編碼器輸出的經振幅整形位元的數量可能是取決於內容的(其取決於輸入到整形編碼器的位元的值),因此整形編碼器的有效編碼速率本質上可以是可變的。另外,如上文所描述的,從整形編碼器輸出的經振幅整形位元的數量亦可以改變。例如,與本文中所描述的一些算術編碼操作不同,當使用首碼編碼操作來執行振幅整形時,從整形編碼器輸出的經振幅整形位元的數量可以是可變的。
IEEE 802.11標準的現有版本允許具有5/6的編碼速率的(MCS13的)峰值頻譜效率。亦即,對於每5位元的有用資訊,可以發送6位元的經編碼的資料。一些無線通訊設備可以經由使用速率為5/6的LDPC碼的LDPC編碼來實現峰值頻譜效率。例如,根據IEEE 802.11標準的現有版本操作的無線通訊設備可以以5/6的編碼速率產生長度為1944位元的LDPC編碼字元。LDPC編碼過程針對每1620個資訊位元產生324個同位位元。利用IEEE 802.11標準的現有版本較小的編碼字元長度(小於1944位元)亦是可獲得的,然而,對於較長的編碼字元長度,編碼增益通常較高。
在本實現方式中,頻譜效率受系統編碼操作(諸如由圖7A的系統編碼器716執行)的編碼速率以及概率振幅整形操作(諸如由圖7A的整形編碼器710執行)的編碼速率的影響。如上文所描述的,概率振幅整形操作具有小於1的有效編碼速率。當振幅整形操作與藉由現有IEEE 802.11標準定義的系統編碼操作(諸如速率為5/6的LDPC碼)結合時,整體有效編碼速率將小於5/6。
本揭示內容的各態樣可以藉由將振幅整形操作與具有大於5/6的編碼速率的系統編碼操作相結合來在執行振幅整形時提高頻譜效率。在一些實現方式中,振幅整形操作可以是或包括具有大於0.94但是小於1的有效編碼速率的首碼編碼。在一些態樣中,可以藉由將具有0.95的有效編碼速率的振幅整形操作與具有7/8的編碼速率的系統編碼操作相結合來實現(或保持)峰值頻譜效率。參照例如圖7A,整形編碼器710可以實現具有0.95的有效編碼速率的首碼編碼操作,以及系統編碼器716可以實現具有7/8的有效編碼速率的LDPC編碼操作。因此,流700可以實現~5/6的整體編碼速率。換言之,流700可以針對(資訊區塊702的)每5個資訊位元產生(編碼字元718的)6個編碼字元位元。
在一些實現方式中,系統編碼操作可以使用具有本端7/8的編碼速率的LDPC碼來實現7/8的有效編碼速率。換言之,實現速率為7/8的LDPC碼的產生器矩陣可以針對每7個資訊位元產生8個編碼字元位元。例如,產生器矩陣可以將包含1701個資訊位元的資訊區塊編碼成長度為1944的LDPC編碼字元(藉由向資訊區塊添加243個同位位元)。在被配置用於4096 QAM的一些首碼編碼實現方式中,可以存在與針對相關聯的符號的同相(I)分量或正交(Q)分量的32個相應的振幅位準相對應的振幅位元的32個不同的序列或模式。振幅位元的每個模式的長度可以是5位元。因此,長度為1944的編碼字元可以使用324個PAM振幅(1944個編碼字元位元/(5個振幅位元+1個正負號位元)=324個PAM振幅)進行編碼。由於1701個系統位元是利用每個LDPC編碼字元來進行編碼和發送的,因此系統位元中的1620個系統位元可以用於對所有324個PAM振幅進行整形(324個PAM振幅*5個振幅位元/經整形振幅=1620),以及剩餘的81個未整形的系統位元可以被重新用作正負號位元。假設首碼編碼操作具有0.95的有效編碼速率,則系統的整體有效編碼速率為(1620*0.95+81)/1944=5/6。
在一些其他實現方式中,系統編碼操作可以藉由將藉由具有本端編碼速率<7/8的LDPC碼產生的一或多個編碼字元位元進行打孔來實現7/8的有效編碼速率。在一些態樣中,可以藉由將使用(諸如藉由IEEE 802.11標準的現有版本定義的)傳統LDPC碼產生的LDPC編碼字元的一或多個位元進行打孔來實現較高的有效編碼速率。例如,可以藉由將長度為1944、速率為5/6的編碼字元的93個位元進行打孔來推導速率為7/8的編碼字元。另一實例是將長度為1944、速率為5/6的編碼字元的96個位元進行打孔,導致接近7/8的編碼速率。在期望被打孔位元的數量是在調制符號中的位元的倍數的情況下(對於4096 QAM,其中每個QAM符號攜帶12個位元),可以實現將96個位元進行打孔。另一實例是將長度為1944、速率為5/6的編碼字元的90個位元進行打孔,產生7.5 QAM經打孔符號(對於4096 QAM)。有效地,針對每兩個編碼字元將15個QAM符號進行打孔。如關於圖12更詳細地描述的,被打孔位元可以包括資訊位元、同位位元或其任何組合。
在一些其他態樣中,可以藉由將針對較高編碼速率(諸如速率7/8)最佳化的所產生的LDPC編碼字元的一或多個位元進行打孔來實現較高的有效編碼速率。例如,可以對新的LDPC碼進行最佳化,以針對給定編碼字元長度對更大數量的同位位元進行編碼(與傳統LDPC碼相比)。在一些實現方式中,使用新的LDPC碼產生的同位位元的數量可能導致所得的編碼字元超過期望的編碼字元長度。例如,LDPC編碼過程可以向包含1701個資訊位元的資訊區塊添加405個同位位元,從而產生長度為2106的編碼字元(當期望的編碼字元長度為1944時)。因此,所得編碼字元的一或多個位元可以被打孔以實現期望的有效編碼速率。如關於圖12更詳細地描述的,被打孔位元可以包括資訊位元、同位位元或其任何組合。
圖12圖示根據一些實現方式的支援振幅整形的流1200的另一示意圖。例如,流1200可以是圖7A中描繪的流700的另一實現方式。在圖12的實例中,資訊區塊1202被提供給整形編碼器1210。在一些實現方式中,可以將資訊區塊1202的位元1204 (諸如未整形資訊位元或LSB)的子集作為未整形資訊位元直接提供給系統編碼器1220,從而繞過整形編碼器1210。例如,位元1204的子集可以由整形前解析器(諸如圖7A的整形前解析器704)從資訊區塊1202進行解析。因此,整形編碼器1210可以僅接收資訊區塊1202的位元的子集。在一些態樣中,直接發送到系統編碼器1220的位元1204的數量可以取決於由編碼字元打孔器1240執行的打孔操作。在一些其他實現方式中,資訊區塊1202的每個位元可以提供給整形編碼器1210。
整形編碼器1210可以是圖7A的整形編碼器710的一個實例。因此,整形編碼器1210可以對資訊區塊1202的一或多個位元進行編碼,以產生經振幅整形位元1212,使得相關聯的符號的振幅具有非均勻分佈,以及具體地,在其中與相應的振幅相關聯的概率通常隨著振幅的減小而增加的分佈(諸如高斯分佈)。在一些實現方式中,整形編碼器1210是或包括具有約0.95的有效編碼速率的首碼編碼器。
如上文所描述的,首碼編碼操作的執行可以包括:將資訊區塊1202的連續位元序列與具有非均勻長度的位元值模式的集合中的一或多個位元值模式進行比較。更具體地,可以定義位元值模式,使得位元值模式中的每一個位元值模式在資訊區塊1202中具有相關聯的發生概率,使得同與相對較高的符號振幅相關聯的位元值模式相比,與相對較低的符號振幅相關聯的位元值模式具有相對較高的發生概率。在被配置用於4096 QAM的一些實現方式中,可以存在多達32個可能的資訊位元序列,該等資訊位元序列可以被輸入到整形編碼器1210中以進行首碼編碼操作。
例如,如在表1-4中所顯示的,存在可以由整形編碼器1210輸出的32個振幅位元序列或模式。每個振幅位元序列可以包括5個位元值,該等5個位元值表示相關聯的符號的振幅的同相(I)分量或正交(Q)分量的強度。振幅位元序列中的每一個振幅位元序列與相應的符號振幅相關聯。例如,存在32個不同的可能振幅位元序列和範圍從1到63(僅奇數)的相關聯的振幅位準值。
表1
輸入的資訊位元序列 | 輸出的振幅位元序列 | 振幅(I/Q位準) | 概率 |
0011 | 10000 | 1 | 1/16 |
0000 | 10001 | 3 | 1/16 |
0001 | 10011 | 5 | 1/16 |
0110 | 10010 | 7 | 1/16 |
0111 | 10110 | 9 | 1/16 |
0100 | 10111 | 11 | 1/16 |
0101 | 10101 | 13 | 1/16 |
11001 | 10100 | 15 | 1/32 |
11110 | 11100 | 17 | 1/32 |
11111 | 11101 | 19 | 1/32 |
11100 | 11111 | 21 | 1/32 |
11101 | 11110 | 23 | 1/32 |
10010 | 11010 | 25 | 1/32 |
10011 | 11011 | 27 | 1/32 |
10000 | 11001 | 29 | 1/32 |
10001 | 11000 | 31 | 1/32 |
10110 | 01000 | 33 | 1/32 |
10111 | 01001 | 35 | 1/32 |
10100 | 01011 | 37 | 1/32 |
10101 | 01010 | 39 | 1/32 |
110110 | 01110 | 41 | 1/64 |
110111 | 01111 | 43 | 1/64 |
110100 | 01101 | 45 | 1/64 |
110101 | 01100 | 47 | 1/64 |
001010 | 00100 | 49 | 1/64 |
001011 | 00101 | 51 | 1/64 |
001000 | 00111 | 53 | 1/64 |
001001 | 00110 | 55 | 1/64 |
1100010 | 00010 | 57 | 1/128 |
1100011 | 00011 | 59 | 1/128 |
1100000 | 00001 | 61 | 1/128 |
1100001 | 00000 | 63 | 1/128 |
如在表1中所顯示的,存在可以輸入到整形編碼器1210中的32個可能資訊位元序列。在該實例中,每個振幅位元序列具有與概率品質函數(PMF)相關聯的發生概率,其中PMF=[8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 1, 1, 1]/128。參照例如方程式(2),可以藉由將經振幅整形位元的平均數量(位元的數量)除以每個振幅位元序列的長度(5)來推導首碼編碼表的有效編碼速率。因此,上述首碼編碼表(表1)具有0.9500的有效編碼速率。
表2
輸入的資訊位元序列 | 輸出的振幅位元序列 | 振幅(I/Q位準) | 概率 |
0000 | 10000 | 1 | 1/16 |
0001 | 10001 | 3 | 1/16 |
0110 | 10011 | 5 | 1/16 |
0111 | 10010 | 7 | 1/16 |
0100 | 10110 | 9 | 1/16 |
0101 | 10111 | 11 | 1/16 |
11010 | 10101 | 13 | 1/32 |
11011 | 10100 | 15 | 1/32 |
11000 | 11100 | 17 | 1/32 |
11001 | 11101 | 19 | 1/32 |
11110 | 11111 | 21 | 1/32 |
11111 | 11110 | 23 | 1/32 |
11100 | 11010 | 25 | 1/32 |
11101 | 11011 | 27 | 1/32 |
10010 | 11001 | 29 | 1/32 |
10011 | 11000 | 31 | 1/32 |
10000 | 01000 | 33 | 1/32 |
10001 | 01001 | 35 | 1/32 |
10110 | 01011 | 37 | 1/32 |
10111 | 01010 | 39 | 1/32 |
10100 | 01110 | 41 | 1/32 |
10101 | 01111 | 43 | 1/32 |
001010 | 01101 | 45 | 1/64 |
001011 | 01100 | 47 | 1/64 |
001000 | 00100 | 49 | 1/64 |
001001 | 00101 | 51 | 1/64 |
001110 | 00111 | 53 | 1/64 |
001111 | 00110 | 55 | 1/64 |
001100 | 00010 | 57 | 1/64 |
001101 | 00011 | 59 | 1/64 |
N/A | 00001 | 61 | 0 |
N/A | 00000 | 63 | 0 |
如在表2中所顯示的,存在可以輸入到整形編碼器1210中的30個可能資訊位元序列。在該實例中,每個振幅位元序列具有與PMF相關聯的發生概率,其中PMF=[8, 8, 8, 8, 8, 8, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 0, 0]/128。上述首碼編碼表(表2)具有0.9500的有效編碼速率。
表3
輸入的資訊位元序列 | 輸出的振幅位元序列 | 振幅(I/Q位準) | 概率 |
0011 | 10000 | 1 | 1/16 |
0000 | 10001 | 3 | 1/16 |
0001 | 10011 | 5 | 1/16 |
0110 | 10010 | 7 | 1/16 |
0111 | 10110 | 9 | 1/16 |
0100 | 10111 | 11 | 1/16 |
0101 | 10101 | 13 | 1/16 |
11001 | 10100 | 15 | 1/32 |
11110 | 11100 | 17 | 1/32 |
11111 | 11101 | 19 | 1/32 |
11100 | 11111 | 21 | 1/32 |
11101 | 11110 | 23 | 1/32 |
10010 | 11010 | 25 | 1/32 |
10011 | 11011 | 27 | 1/32 |
10000 | 11001 | 29 | 1/32 |
10001 | 11000 | 31 | 1/32 |
10110 | 01000 | 33 | 1/32 |
10111 | 01001 | 35 | 1/32 |
10100 | 01011 | 37 | 1/32 |
10101 | 01010 | 39 | 1/32 |
110001 | 01110 | 41 | 1/64 |
110110 | 01111 | 43 | 1/64 |
110111 | 01101 | 45 | 1/64 |
110100 | 01100 | 47 | 1/64 |
110101 | 00100 | 49 | 1/64 |
001010 | 00101 | 51 | 1/64 |
001011 | 00111 | 53 | 1/64 |
001000 | 00110 | 55 | 1/64 |
001001 | 00010 | 57 | 1/64 |
1100000 | 00011 | 59 | 1/128 |
1100001 | 00001 | 61 | 1/128 |
N/A | 00000 | 63 | 0 |
如在表3中所顯示的,存在可以輸入到整形編碼器1210中的31個可能資訊位元序列。在該實例中,每個振幅位元序列具有與PMF相關聯的發生概率,其中PMF=[8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 1, 0]/128。上述首碼編碼表(表3)具有0.9469的有效編碼速率。
表4
輸入的資訊位元序列 | 輸出的振幅位元序列 | 振幅(I/Q位準) | 概率 |
0000 | 10000 | 1 | 1/16 |
0001 | 10001 | 3 | 1/16 |
0110 | 10011 | 5 | 1/16 |
0111 | 10010 | 7 | 1/16 |
0100 | 10110 | 9 | 1/16 |
0101 | 10111 | 11 | 1/16 |
11010 | 10101 | 13 | 1/32 |
11011 | 10100 | 15 | 1/32 |
11000 | 11100 | 17 | 1/32 |
11001 | 11101 | 19 | 1/32 |
11110 | 11111 | 21 | 1/32 |
11111 | 11110 | 23 | 1/32 |
11100 | 11010 | 25 | 1/32 |
11101 | 11011 | 27 | 1/32 |
10010 | 11001 | 29 | 1/32 |
10011 | 11000 | 31 | 1/32 |
10000 | 01000 | 33 | 1/32 |
10001 | 01001 | 35 | 1/32 |
10110 | 01011 | 37 | 1/32 |
10111 | 01010 | 39 | 1/32 |
10100 | 01110 | 41 | 1/32 |
10101 | 01111 | 43 | 1/32 |
001011 | 01101 | 45 | 1/64 |
001000 | 01100 | 47 | 1/64 |
001001 | 00100 | 49 | 1/64 |
001110 | 00101 | 51 | 1/64 |
001111 | 00111 | 53 | 1/64 |
001100 | 00110 | 55 | 1/64 |
001101 | 00010 | 57 | 1/64 |
0010100 | 00011 | 59 | 1/128 |
0010101 | 00001 | 61 | 1/128 |
N/A | 00000 | 63 | 0 |
如在表4中所示出的,存在可以輸入到整形編碼器1210中的31個可能資訊位元序列。在該實例中,每個振幅位元序列具有與PMF相關聯的發生概率,其中PMF=[8, 8, 8, 8, 8, 8, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 1, 0]/128。上述首碼編碼表(表4)具有0.9531的有效編碼速率。
本揭示內容的各態樣認識到,儘管可以使用5個位元來對用於4096 QAM的每個振幅位準進行編碼,但是不是所有5個位元皆需要進行振幅整形以實現~0.95的有效編碼速率。如在表5-7中所顯示的,藉由對5個位元中的僅4個位元(MSB)進行整形,可以實現接近0.95的有效編碼速率。換言之,每個唯一的資訊位元序列可以映射到相應的4位元振幅位元序列。剩餘的1個位元(LSB)不用於振幅整形,但是可以用於決定與經振幅整形位元序列相關聯的對應的振幅位準。如在表8和表9中所顯示的,藉由對5個位元中的僅3個位元(MSB)進行整形,亦可以實現約0.95的有效編碼速率。換言之,每個唯一的資訊位元序列可以映射到相應的3位元振幅位元序列。剩餘的2個位元(LSB)不用於振幅整形,但是可以用於決定與經振幅整形位元序列相關聯的對應的振幅位準。
表5
輸入的資訊位元序列 | 輸出的振幅位元序列 | 振幅(I/Q位準) | 概率 |
110 | 1000 | 1或3 | 1/8 |
111 | 1001 | 3或7 | 1/8 |
100 | 1011 | 9或11 | 1/8 |
101 | 1010 | 13或15 | 1/8 |
0000 | 1110 | 17或19 | 1/16 |
0001 | 1111 | 21或23 | 1/16 |
0110 | 1101 | 25或27 | 1/16 |
0111 | 1100 | 29或31 | 1/16 |
0100 | 0100 | 33或35 | 1/16 |
0101 | 0101 | 37或39 | 1/16 |
00100 | 0111 | 41或43 | 1/32 |
00101 | 0110 | 45或47 | 1/32 |
001110 | 0010 | 49或51 | 1/64 |
001111 | 0011 | 53或55 | 1/64 |
001100 | 0001 | 57或59 | 1/64 |
001101 | 0000 | 61或63 | 1/64 |
如在表5中所顯示的,存在可以輸入到整形編碼器1210中的16個可能資訊位元序列。每個資訊位元序列映射到4位元的振幅位元序列。每個振幅位元序列(MSB)亦與2個振幅位準相關聯。因此,剩餘的未整形位元(LSB)可以用於在兩個振幅位準之間進行區分。在該實例中,每個振幅位元序列具有與PMF相關聯的發生概率,其中PMF=[8, 8, 8, 8, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 2, 2, 1, 1, 1, 1]/64。上述首碼編碼表(表5)具有0.9219的本端編碼速率。有效編碼速率(Reff
)可以被決定為經振幅整形位元(MSB)的數量、未整形振幅位元(LSB)的數量和本端編碼速率(R)的函數:
因此,上述首碼編碼表(表5)具有0.9375((4*0.9219+1)/5=0.9375)的有效編碼速率。
表6
輸入的資訊位元序列 | 輸出的振幅位元序列 | 振幅(I/Q位準) | 概率 |
110 | 1000 | 1或3 | 1/8 |
111 | 1001 | 3或7 | 1/8 |
100 | 1011 | 9或11 | 1/8 |
101 | 1010 | 13或15 | 1/8 |
0001 | 1110 | 17或19 | 1/16 |
0110 | 1111 | 21或23 | 1/16 |
0111 | 1101 | 25或27 | 1/16 |
0100 | 1100 | 29或31 | 1/16 |
0101 | 0100 | 33或35 | 1/16 |
00001 | 0101 | 37或39 | 1/32 |
00110 | 0111 | 41或43 | 1/32 |
00111 | 0110 | 45或47 | 1/32 |
00100 | 0010 | 49或51 | 1/32 |
00101 | 0011 | 53或55 | 1/32 |
000000 | 0001 | 57或59 | 1/64 |
000001 | 0000 | 61或63 | 1/64 |
如在表6中所顯示的,存在可以輸入到整形編碼器1210中的16個可能資訊位元序列。每個資訊位元序列映射到4位元的振幅位元序列。每個振幅位元序列(MSB)亦與2個振幅位準相關聯。因此,剩餘的未整形位元(LSB)可以用於在兩個振幅位準之間進行區分。在該實例中,每個振幅位元序列具有與PMF相關聯的發生概率,其中PMF=[8, 8, 8, 8, 4, 4, 4, 4, 4, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 1]/64。上述首碼編碼表(表6)具有0.9297的本端編碼速率和0.9438的有效編碼速率。
表7
輸入的資訊位元序列 | 輸出的振幅位元序列 | 振幅(I/Q位準) | 概率 |
111 | 1000 | 1或3 | 1/8 |
100 | 1001 | 3或7 | 1/8 |
101 | 1011 | 9或11 | 1/8 |
0010 | 1010 | 13或15 | 1/16 |
0011 | 1110 | 17或19 | 1/16 |
0000 | 1111 | 21或23 | 1/16 |
0001 | 1101 | 25或27 | 1/16 |
0110 | 1100 | 29或31 | 1/16 |
0111 | 0100 | 33或35 | 1/16 |
0100 | 0101 | 37或39 | 1/16 |
0101 | 0111 | 41或43 | 1/16 |
11011 | 0110 | 45或47 | 1/32 |
11000 | 0010 | 49或51 | 1/32 |
11001 | 0011 | 53或55 | 1/32 |
110100 | 0001 | 57或59 | 1/64 |
110101 | 0000 | 61或63 | 1/64 |
如在表7中所顯示的,存在可以輸入到整形編碼器1210中的16個可能資訊位元序列。每個資訊位元序列映射到4位元的振幅位元序列。每個振幅位元序列(MSB)亦與2個振幅位準相關聯。因此,剩餘的未整形位元(LSB)可以用於在兩個振幅位準之間進行區分。在該實例中,每個振幅位元序列具有與PMF相關聯的發生概率,其中PMF=[8, 8, 8, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 2, 2, 2, 1, 1]/64。上述首碼編碼表(表7)具有0.9453的本端編碼速率和0.9562的有效編碼速率。
表8
輸入的資訊位元序列 | 輸出的振幅位元序列 | 振幅(I/Q位準) | 概率 |
00 | 100 | {1,3,5,7} | 1/4 |
01 | 101 | {9,11,13,15} | 1/4 |
111 | 111 | {17,19,21,23} | 1/8 |
100 | 110 | {25,27,29,31} | 1/8 |
101 | 010 | {33,35,37,39} | 1/8 |
1101 | 011 | {41,43,45,47} | 1/16 |
11000 | 001 | {49,51,53,55} | 1/32 |
11001 | 000 | {57,59,61,63} | 1/32 |
如在表8中所顯示的,存在可以輸入到整形編碼器1210中的8個可能資訊位元序列。每個資訊位元序列映射到3位元的振幅位元序列。每個振幅位元序列(MSB)亦與4個振幅位準相關聯。因此,剩餘的2個未整形位元(LSB)可以用於在4個振幅位準之間進行區分。在該實例中,每個振幅位元序列具有與PMF相關聯的發生概率,其中PMF=[8, 8, 4, 4, 4, 2, 1, 1]/32。上述首碼編碼表(表8)具有0.8958的本端編碼速率和0.9375的有效編碼速率。
表9
輸入的資訊位元序列 | 輸出的振幅位元序列 | 振幅(I/Q位準) | 概率 |
01 | 100 | {1,3,5,7} | 1/4 |
001 | 101 | {9,11,13,15} | 1/8 |
110 | 111 | {17,19,21,23} | 1/8 |
111 | 110 | {25,27,29,31} | 1/8 |
100 | 010 | {33,35,37,39} | 1/8 |
101 | 011 | {41,43,45,47} | 1/8 |
0000 | 001 | {49,51,53,55} | 1/16 |
0001 | 000 | {57,59,61,63} | 1/16 |
如在表9中所顯示的,存在可以輸入到整形編碼器1210中的8個可能資訊位元序列。每個資訊位元序列映射到3位元的振幅位元序列。每個振幅位元序列(MSB)亦與4個振幅位準相關聯。因此,剩餘的2個未整形位元(LSB)可以用於在4個振幅位準之間進行區分。在該實例中,每個振幅位元序列具有與PMF相關聯的發生概率,其中PMF=[8, 4, 4, 4, 4, 4, 2, 2]/32。上述首碼編碼表(表9)具有0.9583的本端編碼速率和0.9751的有效編碼速率。要注意的是,在表1-9中任何表的輸入的資訊位元序列皆可以翻轉(藉由用0替換1,以及用1替換0),從而產生具有與對應的表相同的PMF的新的首碼編碼表。
在將資訊位元序列與在首碼編碼表中的位元值模式中的一個位元值模式匹配之後,整形編碼器1210可以接著輸出與位元值模式相關聯的振幅位元序列1212。例如,假設要由整形編碼器1210編碼的接下來的四個資訊位元是0110。基於該資訊位元序列,整形編碼器1210可以在包括位元值模式集合的LUT中辨識模式0110。例如,LUT可以實現表1。整形編碼器1210接著可以將模式0110映射到具有模式10010(其具有相關聯的振幅位準7)的對應的振幅位元序列,並且將振幅位元序列輸出到系統編碼器1220。
系統編碼器1220可以是圖7A的系統編碼器716的一個實例。因此,系統編碼器1220可以對振幅位元序列1212執行系統編碼操作,使得從系統編碼器1220輸出的位元與輸入到系統編碼器1220的彼等位元相匹配。在一些實現方式中,系統編碼器1220是或包括LDPC編碼器。照此,對於輸入到系統編碼器1220的每個碼塊,系統編碼器1220產生包括系統部分1232和同位部分1234的所得編碼字元1230。系統部分包括振幅位元1212以及的任何LSB、正負號位元或可以與輸入到系統編碼器1220的碼塊包括在一起的訊號傳遞位元(為了簡單起見未圖示)。同位部分1234包括數個同位位元,該等同位位元向編碼字元1230添加冗餘,並且可以用於對編碼字元1230進行解碼。
在一些實現方式中,系統編碼器1220可以使用具有5/6的編碼速率(諸如藉由IEEE 802.11標準的現有版本所描述的)的傳統LDPC碼來產生編碼字元1230。例如,系統編碼器1220可以接收1620位元的碼塊作為其輸入,並且輸出長度為1944的編碼字元。如上文所描述的,可以利用5/6的編碼速率來實現峰值頻譜效率。然而,由於振幅整形操作具有小於1的有效編碼速率,因此由系統編碼器1220(實現速率5/6的LDPC碼)輸出的所得編碼字元1230將具有小於5/6的整體編碼速率。在一些實現方式中,可以經由打孔來改善(或增加)系統編碼器1220的有效編碼速率。例如,可以提供編碼字元1230作為編碼字元打孔器1240的輸入。
編碼字元打孔器1240可以將編碼字元1230的一或多個位元進行打孔,以產生長度實際上比輸入編碼字元1230短的經打孔編碼字元1250。更具體地,經打孔編碼字元1250可以包括將不進行發送或編碼成QAM符號的數個經打孔位元1252。參照例如圖7B,經打孔位元1252可以從輸入到排序模組724的編碼字元718中排除。例如,當系統編碼器1220使用傳統LDPC碼時,編碼字元打孔器1240可以將所得編碼字元1230的93個位元進行打孔。因此,在1944個總編碼字元位元中,僅1851個編碼字元位元可以進行發送或編碼成QAM符號。因此,經打孔編碼字元1250具有等於1620/1851=0.875(或7/8)的有效編碼速率。經打孔位元1252可以被視為擦除,以及從而藉由接收設備的LDPC解碼器來校正或恢復。在一些實現方式中,經打孔位元1252可以包括資訊位元、同位位元或其任何組合。
如上文所描述的,經打孔位元1252的數量可以是調制階數的函數,使得經打孔位元的數量是由QAM符號攜帶的位元數量的一半的倍數。給定傳統LDPC碼,另一實例是將1944個編碼字元位元中的96個位元進行打孔,產生長度為1848的經打孔編碼字元。經打孔編碼字元的有效編碼速率為1620/1848=0.8766(其接近速率7/8)。在期望經打孔位元的數量是在調制符號中的位元(對於4096 QAM,其中每個QAM符號攜帶12個位元)的倍數的情況下,可以實現將對96個位元進行打孔。另一實例是將長度為1944、速率為5/6的編碼字元的90個位元進行打孔,產生7.5個QAM的經打孔符號(對於4096 QAM)。有效地,針對每兩個編碼字元將15個QAM符號進行打孔。
在一些其他實現方式中,系統編碼器1220可以使用針對較高編碼速率而最佳化的新LDPC碼(本文中亦稱為「非傳統LDPC碼」)來產生編碼字元1230。例如,可以對非傳統LDPC碼進行最佳化,以針對給定編碼字元長度對較大數量的同位位元進行編碼(與傳統LDPC碼相比)。在一些實現方式中,非傳統LDPC碼可以是基於准循環(QC)同位檢查矩陣的。此種碼可以稱為QC LDPC碼。用於QC LDPC碼的同位檢查矩陣可以由基矩陣和用於擴展基矩陣的元素的擴展子矩陣來表示。同位檢查矩陣的每個子矩陣可以與具有大於或等於1的循環權重的全零矩陣或循環置換矩陣(亦稱為「循環矩陣」)相對應。對於具有為1的循環權重的循環置換矩陣,循環置換矩陣的每行和每列可以包含僅一個非零元素。
圖13圖示用於LDPC碼的示例同位檢查矩陣1300。在一些實現方式中,同位檢查矩陣1300可以被最佳化用於速率為7/8的LDPC編碼字元。參照例如圖12,同位檢查矩陣1300(或基於同位檢查矩陣1300的產生器矩陣)可以由系統編碼器1220用於產生編碼字元1230。更具體地,系統編碼器1220可以使用同位檢查矩陣1300來產生針對輸入碼塊的數個(M個)資訊位元的數個同位位元。同位位元被添加到系統位元以產生表示編碼字元1230的數個(L)編碼字元位元。LDPC解碼器可以使用相同的同位檢查矩陣1300來驗證和校正所接收編碼字元的各個位元。更具體地,若滿足以下條件:(其中H表示同位檢查矩陣1300,並且c是表示編碼字元的向量),則LDPC解碼器可以決定接收的編碼字元是有效編碼字元。
在一些實現方式中,同位檢查矩陣1300可以與QC LDPC碼的基矩陣相對應。如在圖13中所圖示的,基矩陣包括5行(用下標「R」表示)和26列(用下標「C」表示)。在同位檢查矩陣1300的每行和每列的交點處存在維度為ZxZ的子矩陣。例如,在同位檢查矩陣500中的每一個「-1」條目可以擴展到全零子矩陣,以及在同位檢查矩陣500中的每一個「P」可以擴展到具有等於或大於1的循環權重的循環置換矩陣。如在圖13中所圖示的,全零子矩陣位於同位檢查矩陣1300的第1行與第1、2、9、10、16、21、23、24和26列中的每列的交點處、第2行與第8、12、14、18、20、24、25和26列中的每列的交點處、第3行與第3、6、13、17、19、22和26列中的每列的交點處、第4行與第4、5、7、11、15、22、23和26列中的每列的交點處、以及第5行與第1–20和22–24列中的每列的交點處。
在一些實現方式中,同位檢查矩陣1300的每個循環置換矩陣P可以具有等於1的循環權重。換言之,循環置換矩陣P的每行和每列僅包含一個非零值(等於1)。圖14A圖示具有等於1的循環權重和大小為0的旋轉的示例3x3循環置換矩陣1400。要注意的是,循環置換矩陣1400是3x3恒等矩陣。圖14B圖示具有等於1的循環權重和大小為1的旋轉的示例3x3循環置換矩陣1410。參照例如圖14A,可以藉由將循環置換矩陣1400的每列向右移動或「旋轉」一列來產生循環置換矩陣1410。圖14C圖示具有等於1的循環權重和大小為2的旋轉的示例3x3循環置換矩陣1420。參照例如圖14A,可以藉由將循環置換矩陣1400的每列向右移動或旋轉兩列來產生循環置換矩陣1420。
在一些實現方式中,在同位檢查矩陣1300中的每一個條目可以與維度為81x81(Z=81)的子矩陣相對應。例如,系統編碼器1220可以使用同位檢查矩陣1300(或基於同位檢查矩陣1300的產生器矩陣)來將1701個資訊位元編碼成長度為1944的LDPC編碼字元,以實現7/8的碼速率。然而,該編碼過程針對每1701個資訊位元產生405個同位位元,產生2106個總編碼字元位元。因此,編碼字元打孔器1240可以將2106位元的編碼字元的162個編碼字元位元進行打孔,使得所得的經打孔編碼字元具有1944的有效長度。在一些實現方式中,經打孔編碼字元位元1252可以包括162個資訊位元。在一些其他實現方式中,經打孔編碼字元位元1252可以包括81個同位位元和81個資訊位元。更進一步地,在一些實現方式中,經打孔編碼字元位元1252可以包括任意數量的資訊位元、同位位元或其組合。若從2106位元長的編碼字元中將一或多個資訊位元進行打孔,則所得的經打孔碼可以稱為「半系統的」,其中系統位元的數量小於資訊位元的數量。
如上文所描述的,經打孔編碼字元位元1252不進行發送或編碼成QAM符號。照此,經打孔編碼字元位元1252不影響QAM符號的振幅位準,以及因此不能用於振幅整形。在一些實現方式中,整形編碼器1210的操作或配置可以至少部分地取決於經打孔編碼字元位元1252的數量和類型。例如,當系統編碼器1220使用非傳統LDPC碼來針對每1701個資訊位元產生405個同位位元(諸如關於圖13所描述的),並且編碼字元打孔器1240將162個資訊位元進行打孔時,輸入到系統編碼器1220的1701個位元中的最多1539個位元(本文稱為「系統位元」)可以用於振幅整形。換言之,整形前解析器(諸如圖7A的整形前解析器704)可以解析來自資訊區塊1202的至少162個位元作為要直接提供給系統編碼器1220的位元1204的子集。
在整形編碼器1210使用5個振幅位元的序列來表示每個振幅位準的實現方式中(諸如表1-4所示),1539個系統位元中的1535個系統位元可以由整形編碼器1210整形或輸出。剩下的4個系統位元不足以進行振幅整形,以及因此可以用作正負號位元。4個未整形系統位元與162個經打孔位元組合產生總共166個未整形資訊位元。另一方面,1535個經整形位元產生1535/5=307個經整形PAM振幅。由於長度為1944的編碼字元包含324個PAM振幅,因此17個PAM振幅將不進行整形。假設系統編碼器1210具有0.95的有效編碼速率,則系統的整體有效編碼速率為(1535*0.95+166)/1944=0.8355,其略大於5/6的編碼速率。
本揭示內容的各態樣認識到,藉由減少針對整形所需要的振幅位元的數量,甚至可以對更多的PAM振幅進行整形。例如,在整形編碼器1210使用4個振幅位元的序列來表示每個振幅位準(諸如在表5-7中所顯示的)的實現方式中,僅需要1539個系統位元中的1296個系統位元來對所有324個PAM振幅進行整形(324個PAM振幅*4個MSB/經整形振幅=1296)。這留下243個未整形系統位元。243個未整形系統位元與162個經打孔位元組合產生總共409個未整形資訊位元。假設系統編碼器1210具有0.95的有效編碼速率,則系統的整體有效編碼速率為(1296*0.95+409)/1944=0.8437。
如上文所描述的,經打孔編碼字元位元1252可以被視為擦除,以及從而經由使用與系統編碼器1220相同的LDPC碼的習知LDPC解碼過程來恢復或校正。因此,可以使用上文關於圖11A和圖11B描述的流1100來對經打孔編碼字元1250進行解碼。具體地,系統解碼器1116可以使用由系統編碼器1220使用的相同的LDPC碼來對所接收的編碼字元1114進行解碼。此外,整形解碼器1126可以使用由整形編碼器1210使用的相同的首碼編碼表來對經振幅整形位元1118進行解碼(或去整形)。
圖15圖示示出根據一些實現方式的用於支援振幅整形的無線通訊的示例過程1500的流程圖。在一些實現方式中,過程1500可以由作為網路節點(諸如上文分別參照圖1和圖5B描述的STA 104或STA 504中的一個STA)或在網路節點內操作的無線通訊設備來執行。在一些其他實現方式中,過程1500可以由作為AP(諸如上文分別參照圖1和圖5A描述的AP 102或AP 502中的一個AP)或在AP內操作的無線通訊設備來執行。
在一些實現方式中,過程1500在方塊1502中以如下操作開始:對複數個資訊位元執行第一編碼操作,該第一編碼操作產生複數個經振幅整形位元。在一些實現方式中,第一編碼操作具有大於或等於0.5並且小於1的有效編碼速率。在一些實現方式中,不對複數個未整形資訊位元執行第一編碼操作,每個碼塊的M個位元亦包括複數個未整形資訊位元中的一或多個未整形資訊位元。
在一些實現方式中,第一編碼操作的執行包括:從LUT中選擇與資訊位元的子集相匹配的位元值模式,其中LUT儲存與相應的複數個經振幅整形位元模式相對應的複數個位元值模式,並且其中複數個經振幅整形位元包括與所選擇的位元值模式相對應的經振幅整形位元模式。在一些態樣中,複數個經振幅整形位元模式中的每一個經振幅整形位元模式可以表示具有基於PMF的發生概率的相應的振幅位準。在一些其他態樣中,複數個經振幅整形位元模式中的每一個經振幅整形位元模式可以表示具有基於PMF的發生概率的兩個或更多個振幅位準。
在方塊1504中,過程1500繼續進行如下操作:將複數個經振幅整形位元排列成複數個碼塊,其中每個碼塊具有數(M)個位元,該等數(M)個位元包括複數個經振幅整形位元中的一或多個經振幅整形位元。在方塊1506中,過程1500繼續進行如下操作:對複數個碼塊執行第二編碼操作,該第二編碼操作產生複數個相應的編碼字元,其中每個編碼字元具有數(L)個位元,該等數(L)個位元包括相應的碼塊的一或多個經振幅整形位元和由第二編碼操作產生的一或多個同位位元,其中M/L>5/6。在一些實現方式中,M/L=7/8。在一些實現方式中,第二編碼操作是基於LDPC碼的。在一些態樣中,LDPC碼可以具有等於7/8的編碼速率。在一些其他態樣中,LDPC碼可以具有等於5/6的編碼速率。
在一些實現方式中,第二編碼操作的執行包括:基於LDPC碼來將每個碼塊的M個位元編碼為相應的數個(N)編碼字元位元;及將與每個碼塊相關聯的數個(K)編碼字元位元進行打孔,使得L=N-K。在一些態樣中,M=1620,N=1944,並且K≥90。在一些其他態樣中,M=1701,N=2106,並且K=162。在一些實現方式中,不對複數個經振幅整形位元執行打孔。
在方塊1508中,過程1500繼續進行如下操作:將複數個編碼字元中的每一個編碼字元的一或多個經振幅整形位元和一或多個同位位元排列成複數個符號,其中每個符號具有基於在該符號中排列的相應的經振幅整形位元的振幅,並且其中第一編碼操作產生複數個經振幅整形位元,使得複數個符號的振幅具有非均勻分佈。在方塊1510中,過程1500繼續進行如下操作:向至少一個接收設備發送包括複數個符號的無線封包。
圖16圖示示出根據一些實現方式的用於支援振幅整形的無線通訊的示例過程1600的流程圖。在一些實現方式中,過程1600可以由作為網路節點(諸如上文分別參照圖1和圖5B描述的STA 104或STA 504中的一個STA)或在網路節點內操作的無線通訊設備來執行。在一些其他實現方式中,過程1600可以由作為AP(諸如上文分別參照圖1和圖5A描述的AP 102或AP 502中的一個AP)或在AP內操作的無線通訊設備來執行。
在一些實現方式中,過程1600在方塊1602中以如下操作開始:接收無線封包,該無線封包包括具有複數個振幅的複數個符號,其中複數個符號表示複數個編碼字元位元,並且其中複數個振幅具有非均勻分佈。在方塊1604中,過程1600繼續進行如下操作:將複數個編碼字元位元排列成複數個碼塊,其中每個碼塊包括數(L)個編碼字元位元。在方塊1606中,過程1600繼續進行如下操作:對複數個碼塊執行第一解碼操作,該第一解碼操作產生複數個相應的編碼字元,其中每個編碼字元具有數(M)個位元,該等數(M)個位元包括複數個經振幅整形位元和複數個同位位元,其中M/L>5/6,並且其中每個編碼字元的複數個經振幅整形位元指示複數個符號中的相應的符號的振幅。在一些實現方式中,M/L=7/8。在一些實現方式中,第一解碼操作是基於LDPC碼的。在一些態樣中,LDPC碼具有等於7/8的編碼速率。在一些其他態樣中,LDPC碼具有等於5/6的編碼速率。
在方塊1608中,過程1600繼續進行如下操作:對每個編碼字元的複數個經振幅整形位元執行第二解碼操作,該第二解碼操作針對複數個編碼字元中的每一個編碼字元產生複數個相應的去整形位元。在一些實現方式中,第二解碼操作反轉首碼編碼操作,該首碼編碼操作具有大於或等於0.5並且小於1的有效編碼速率。在一些實現方式中,第二解碼操作的執行包括:從LUT中選擇與複數個編碼字元中的相應的編碼字元的複數個經振幅整形位元相匹配的去整形位元模式,其中LUT儲存與相應的複數個經振幅整形位元模式相對應的複數個去整形位元模式,並且其中複數個去整形位元包括所選擇的去整形位元模式。在一些態樣中,複數個經振幅整形位元模式中的每一個經振幅整形位元模式可以表示具有基於PMF的發生概率的複數個振幅中的相應的振幅。在一些其他態樣中,複數個經振幅整形位元模式中的每一個經振幅整形位元模式表示具有基於PMF的發生概率的複數個振幅中的兩個或更多個振幅。
圖17圖示根據一些實現方式的示例無線通訊設備1700的方塊圖。在一些實現方式中,無線通訊設備1700被配置為執行上文參照圖15描述的過程1500。無線通訊設備1700可以是上文參照圖4描述的無線通訊設備400的示例實現方式。例如,無線通訊設備1700可以是包括至少一個處理器和至少一個數據機(例如,Wi-Fi(IEEE 802.11)數據機或蜂巢數據機)的晶片、SoC、晶片組、封裝或設備。
無線通訊設備1700包括接收部件1710、通訊管理器1720和發送部件1730。通訊管理器1720亦包括脈衝振幅編碼用部件1722、碼塊配置部件1724、系統編碼用部件1726和符號配置部件1728。部件1722-1728中的一或多個部件的部分可以至少部分地在硬體或韌體中實現。在一些實現方式中,部件1722-1728中的至少一些部件被至少部分地實現為儲存在記憶體(諸如記憶體408)中的軟體。例如,部件1722-1728中的一或多個部件的部分可以被實現為可由處理器(諸如處理器406)執行以執行相應的部件的功能或操作的非暫時性指令(或「代碼」)。
接收部件1710被配置為在無線通道上從一或多個其他無線通訊設備接收RX信號。通訊管理器1720被配置為控制或管理與一或多個其他無線通訊設備的通訊。在一些實現方式中,脈衝振幅編碼用部件1722可以對複數個資訊位元執行第一編碼操作,該第一編碼操作產生複數個經振幅整形位元;碼塊配置部件1724可以將複數個經振幅整形位元排列成複數個碼塊,其中每個碼塊具有數(M)個位元,該等數(M)個位元包括複數個經振幅整形位元中的一或多個經振幅整形位元;系統編碼用部件1726可以對複數個碼塊執行第二編碼操作,該第二編碼操作產生複數個相應的編碼字元,其中每個編碼字元具有數(L)個位元,該等數(L)個位元包括相應的碼塊的一或多個經振幅整形位元和由第二編碼操作產生的一或多個同位位元,其中M/L>5/6;並且符號配置部件1728可以將複數個編碼字元中的每一個編碼字元的一或多個經振幅整形位元和一或多個同位位元排列成複數個符號,其中每個符號具有基於在該符號中排列的相應的經振幅整形位元的振幅,並且其中第一編碼操作產生複數個經振幅整形位元,使得複數個符號的振幅具有非均勻分佈。發送部件1730被配置為向一或多個其他無線通訊設備發送TX信號。在一些實現方式中,TX信號可以包括無線封包,該無線封包包括複數個符號。
圖18圖示根據一些實現方式的示例無線通訊設備1800的方塊圖。在一些實現方式中,無線通訊設備1800被配置為執行上文參照圖16描述的過程1600。無線通訊設備1800可以是上文參照圖4描述的無線通訊設備400的示例實現方式。例如,無線通訊設備1800可以是包括至少一個處理器和至少一個數據機(例如,Wi-Fi(IEEE 802.11)數據機或蜂巢數據機)的晶片、SoC、晶片組、封裝或設備。
無線通訊設備1800包括接收部件1810、通訊管理器1820和發送部件1830。通訊管理器1820亦包括碼塊配置部件1822、系統解碼用部件1824和脈衝振幅解碼用部件1826。部件1822-1826中的一或多個部件的部分可以至少部分地在硬體或韌體中實現。在一些實現方式中,部件1822-1826中的至少一些部件被至少部分地實現為儲存在記憶體(諸如記憶體408)中的軟體。例如,部件1822-1826中的一或多個部件的部分可以被實現為可由處理器(諸如處理器406)執行以執行相應的部件的功能或操作的非暫時性指令(或「代碼」)。
接收部件1810被配置為在無線通道上從一或多個其他無線通訊設備接收RX信號。在一些實現方式中,RX信號可以包括無線封包,該無線封包包括具有複數個振幅的複數個符號,其中複數個符號表示複數個編碼字元位元,並且其中複數個振幅具有非均勻分佈。通訊管理器1820被配置為控制或管理與一或多個其他無線通訊設備的通訊。在一些實現方式中,碼塊配置部件1822可以將複數個編碼字元位元排列成複數個碼塊,其中每個碼塊包括數(L)個編碼字元位元;系統解碼用部件1824可以對複數個碼塊執行第一解碼操作,該第一解碼操作產生複數個相應的編碼字元,其中每個編碼字元具有數(M)個位元,該等數(M)個位元包括複數個經振幅整形位元和複數個同位位元,其中M/L>5/6;並且脈衝振幅解碼用部件1826可以對每個編碼字元的複數個經振幅整形位元執行第二解碼操作,該第二解碼操作針對複數個編碼字元中的每一個編碼字元產生複數個相應的去整形位元。發送部件1830被配置為向一或多個其他無線通訊設備發送TX信號。
在以下編號的條款中描述實現方式實例:
1、一種用於由無線通訊設備進行無線通訊的方法,該方法包括以下步驟:
對複數個資訊位元執行第一編碼操作,該第一編碼操作產生複數個經振幅整形位元;
將該複數個經振幅整形位元排列成複數個碼塊,每個碼塊具有數(M)個位元,該等數(M)個位元包括該複數個經振幅整形位元中的一或多個經振幅整形位元;
對該複數個碼塊執行第二編碼操作,該第二編碼操作產生複數個相應的編碼字元,每個編碼字元具有數(L)個位元,該等數(L)個位元包括相應的碼塊的該一或多個經振幅整形位元和由該第二編碼操作產生的一或多個同位位元,其中M/L>5/6;
將該複數個編碼字元中的每一個編碼字元的該一或多個經振幅整形位元和該一或多個同位位元排列成複數個符號,每個符號具有基於在該符號中排列的相應的經振幅整形位元的振幅,該第一編碼操作產生該複數個經振幅整形位元,使得該複數個符號的該振幅具有非均勻分佈;及
向至少一個接收設備發送包括該複數個符號的無線封包。
2、如條款1所述的方法,其中M/L=7/8。
3、如條款1或2中任何條款所述的方法,其中該第一編碼操作具有大於或等於0.5並且小於1的有效編碼速率。
4、如條款1-3中任何條款所述的方法,其中該第一編碼操作的該執行包括以下步驟:
從查閱資料表(LUT)中選擇與該等資訊位元的子集相匹配的位元值模式,該LUT儲存與相應的複數個經振幅整形位元模式相對應的複數個位元值模式,該複數個經振幅整形位元包括與所選擇的位元值模式相對應的經振幅整形位元模式。
5、如條款1-4中任何條款所述的方法,其中該複數個經振幅整形位元模式中的每一個經振幅整形位元模式表示具有基於概率品質函數(PMF)的發生概率的相應的振幅位準。
6、如條款1-4中任何條款所述的方法,其中該複數個經振幅整形位元模式中的每一個經振幅整形位元模式表示具有基於PMF的發生概率的兩個或更多個振幅位準。
7、如條款1-6中任何條款所述的方法,其中不對複數個未整形資訊位元執行該第一編碼操作,每個碼塊的該等M個位元亦包括該複數個未整形資訊位元中的一或多個未整形資訊位元。
8、如條款1-7中任何條款所述的方法,其中該第二編碼操作是基於低密度同位(LDPC)碼的。
9、如條款1-8中任何條款所述的方法,其中該LDPC碼具有等於7/8的編碼速率。
10、如條款1-8中任何條款所述的方法,其中該LDPC碼具有等於5/6的編碼速率。
11、如條款1-8或條款10中任何條款所述的方法,其中該第二編碼操作的該執行包括以下步驟:
基於該LDPC碼來將每個碼塊的該等M個位元編碼為相應的數個(N)編碼字元位元;及
將與每個碼塊相關聯的數個(K)編碼字元位元進行打孔,使得L=N-K。
12、如條款1-8、條款10或條款11中任何條款所述的方法,其中不對該複數個經振幅整形位元執行該打孔。
13、如條款1-8或條款10-12中任何條款所述的方法,其中M=1620,N=1944,並且K≥90。
14、如條款1-8或條款10-12中任何條款所述的方法,其中M=1701,N=2106,並且K=162。
15、一種無線通訊設備,其包括:
至少一個數據機;
至少一個處理器,其與該至少一個數據機通訊地耦合;及
至少一個記憶體,其與該至少一個處理器通訊地耦合並且儲存處理器可讀代碼,該處理器可讀代碼在由該至少一個處理器結合該至少一個數據機執行時被配置為執行如條款1-14中任何一或多個條款所述的方法。
16、一種用於由無線通訊設備進行無線通訊的方法,該方法包括以下步驟:
接收無線封包,該無線封包包括具有複數個振幅的複數個符號,該複數個符號表示複數個編碼字元位元,該複數個振幅具有非均勻分佈;
將該複數個編碼字元位元排列成複數個碼塊,每個碼塊包括數(L)個編碼字元位元;
對該複數個碼塊執行第一解碼操作,該第一解碼操作產生複數個相應的編碼字元,每個編碼字元具有數(M)個位元,該等數(M)個位元包括複數個經振幅整形位元和複數個同位位元,其中M/L>5/6,每個編碼字元的該複數個經振幅整形位元指示該複數個符號中的相應的符號的該振幅;及
對每個編碼字元的該複數個經振幅整形位元執行第二解碼操作,該第二解碼操作針對該複數個編碼字元中的每一個編碼字元產生複數個相應的去整形位元。
17、如條款16所述的方法,其中M/L=7/8。
18、如條款16或條款17中任何條款所述的方法,其中該第一解碼操作是基於低密度同位(LDPC)碼的。
19、如條款16-18中任何條款所述的方法,其中該LDPC碼具有等於7/8的編碼速率。
20、如條款16-18中任何條款所述的方法,其中該LDPC碼具有等於5/6的編碼速率。
21、如條款16-20中任何條款所述的方法,其中該第二解碼操作反轉首碼編碼操作,該首碼編碼操作具有大於或等於0.5並且小於1的有效編碼速率。
22、如條款16-21中任何條款所述的方法,其中該第二解碼操作的該執行包括以下步驟:
從查閱資料表(LUT)中選擇與該複數個編碼字元中的相應的編碼字元的該複數個經振幅整形位元相匹配的去整形位元模式,該LUT儲存與相應的複數個經振幅整形位元模式相對應的複數個去整形位元模式,該複數個去整形位元包括所選擇的去整形位元模式。
23、如條款16-22中任何條款所述的方法,其中該複數個經振幅整形位元模式中的每一個經振幅整形位元模式表示具有基於概率品質函數(PMF)的發生概率的該複數個振幅中的相應的振幅。
24、如條款16-22中任何條款所述的方法,其中該複數個經振幅整形位元模式中的每一個經振幅整形位元模式表示具有基於PMF的發生概率的該複數個振幅中的兩個或更多個振幅。
25、一種無線通訊設備,其包括:
至少一個數據機;
至少一個處理器,其與該至少一個數據機通訊地耦合;及
至少一個記憶體,其與該至少一個處理器通訊地耦合並且儲存處理器可讀代碼,該處理器可讀代碼在由該至少一個處理器結合該至少一個數據機執行時被配置為執行如條款16-24中任何一或多個條款所述的方法。
如本文中所使用的,提及項目列表「中的至少一個」或者「中的一或多個」的片語是指彼等項目的任何組合,包括單個成員。例如,「a、b或c中的至少一個」意欲涵蓋以下的可能性:僅a、僅b、僅c、a和b的組合、a和c的組合、b和c的組合、以及a和b和c的組合
結合本文中揭示的實現方式描述的各種說明性的部件、邏輯、邏輯區塊、模組、電路、操作和演算法過程可以被實現為電子硬體、韌體、軟體,或者硬體、韌體或軟體的組合,包括在本說明書中揭示的結構和其結構均等物。已經圍繞功能整體上描述以及在上文描述的各種說明性的部件、方塊、模組、電路和過程中示出硬體、韌體和軟體的可互換性。此種功能是用硬體、韌體、還是軟體來實現,取決於特定的應用以及施加在整個系統上的設計約束。
對在本揭示內容中描述的實現方式的各種修改對於本領域技藝人士可以是顯而易見的,以及在不背離本揭示內容的精神或範圍的情況下,在本文中定義的通用原理可以應用到其他實現方式。因此,請求項不意欲限於本文圖示的實現方式,而是要被賦予與本揭示內容、在本文中揭示的原理和新穎特徵相一致的最廣範圍。
另外,在本說明書中在單獨的實現方式的上下文中描述的各種特徵亦可以在單個實現方式中組合地實現。相反,在單個實現方式的上下文中描述的各種特徵亦可以在多種實現方式中單獨地或者以任何適當的子組合來實現。照外,儘管上文可能將特徵描述為以特定組合來採取動作,以及甚至最初要求保護為如此,但是來自要求保護的組合的一或多個特徵在一些情況下可以從該組合中去除,以及所要求保護的組合可以針對於子組合或者子組合的變型。
類似地,儘管在附圖中以特定的次序描繪操作,但是這不應當理解為要求以圖示的特定次序或者以順序的次序來執行此種操作,或者執行全部示出的操作,來實現期望的結果。此外,附圖可以以流程圖或流程示意圖的形式示意性地描繪一或多個示例過程。然而,可以在示意性地示出的示例過程中併入未描繪的其他操作。例如,一或多個額外的操作可以在所示出的操作中的任何操作之前、之後、同時或者在所示出的操作中的任何操作之間執行。在一些情況下,多工和並行處理可能是有優勢的。此外,在上文所描述的實現方式中對各種系統部件的分離不應當被理解為在所有的實現方式中皆要求此種分離,以及應當理解的是,所描述的程式部件和系統通常可以一起整合在單個軟體產品中,或者封裝到多個軟體產品中。
100:無線通訊網路
102:存取點(AP)
104:站(STA)
106:覆蓋區域
108:通訊鏈路
110:直接無線鏈路
200:協定資料單元(PDU)
202:PHY前序信號
204:PHY有效負荷
206:傳統短訓練欄位(L-STF)
208:傳統長訓練欄位(L-LTF)
210:傳統信號欄位(L-SIG)
212:非傳統欄位
214:資料欄位(DATA)
222:資料速率欄位
224:預留位
226:長度欄位
228:同位位元
230:尾欄位
350:PDU
352:傳統部分
354:非傳統部分
356:PHY有效負荷
358:L-STF
360:L-LTF
362:L-SIG
364:傳統信號欄位(RL-SIG)
366:第一HE信號欄位(HE-SIG-A)
368:第二HE信號欄位(HE-SIG-B)
370:HE短訓練欄位(HE-STF)
372:HE長訓練欄位(HE-LTF)
374:DATA欄位
400:無線通訊設備
402:數據機
404:無線電單元
406:處理器
408:記憶體
502:AP
504:STA
510:無線通訊設備(WCD)
515:無線通訊設備
520:天線
525:天線
530:應用處理器
535:應用處理器
540:記憶體
545:記憶體
550:外部網路介面
555:使用者介面(UI)
565:顯示器
575:感測器
600:過程
602:方塊
604:方塊
606:方塊
608:方塊
700:流
702:資訊區塊
704:整形前解析器
706a:MSB
706b:LSB
708:正負號位元
710:整形編碼器
712:經振幅整形位元
714:生訊號傳遞位元
716:第二編碼器
718:編碼字元
720:經編碼資料位元
722:同位位元
724:排序(或「重新排序」)模組
726:符號
728:群集映射器
730:複數表示
732:調制器
734:經調制符號
800:分佈
802:最低頻段
804:第二最低頻段
806:第二最高頻段
808:最高頻段
900:LUT
902a:行
902b:行
902c:行
902d:行
902e:行
902f:行
902g:行
902h:行
1000:過程
1002:方塊
1004:方塊
1006:方塊
1008:方塊
1100:流
1102:無線封包
1104:解調器
1106:複數表示
1108:群集反向映射器
1110:經解調的符號
1112:重新排序模組
1114:編碼字元
1116:第一解碼器
1118:經振幅整形位元
1120:經解碼的LSB
1122:經解碼的正負號位元
1124:經解碼的訊號傳遞位元
1126:整形解碼器
1128:去整形振幅位元
1130:去解析器
1132:資訊區塊
1200:流
1202:資訊區塊
1204:位元
1210:整形編碼器
1212:經振幅整形位元
1220:系統編碼器
1230:編碼字元
1232:系統部分
1234:同位部分
1240:編碼字元打孔器
1250:經打孔編碼字元
1252:經打孔位元
1300:同位檢查矩陣
1400:循環置換矩陣
1410:循環置換矩陣
1420:循環置換矩陣
1500:過程
1502:方塊
1504:方塊
1506:方塊
1508:方塊
1510:方塊
1600:過程
1602:方塊
1604:方塊
1606:方塊
1608:方塊
1700:無線通訊設備
1710:接收部件
1720:通訊管理器
1722:脈衝振幅編碼用部件
1724:碼塊配置部件
1726:系統編碼用部件
1728:符號配置部件
1730:發送部件
1800:無線通訊設備
1810:接收部件
1820:通訊管理器
1822:碼塊配置部件
1824:系統解碼用部件
1826:脈衝振幅解碼用部件
1830:發送部件
在本揭示內容中描述的標的的一或複數個實現方式的細節是在附圖和下文描述中闡述的。根據說明書、附圖和請求項,其他特徵、態樣和優勢將變得顯而易見。要注意的是,以下附圖的相對尺寸可能不是按比例繪製的。
圖1圖示示例無線通訊網路的示意圖。
圖2A圖示可用於在存取點(AP)與數個站(STA)之間的通訊的示例協定資料單元(PDU)。
圖2B圖示在圖2A的PDU中的示例欄位。
圖3圖示可用於在AP與數個STA之間的通訊的另一示例PDU。
圖4圖示示例無線通訊設備的方塊圖。
圖5A圖示示例存取點(AP)的方塊圖。
圖5B圖示示例站(STA)的方塊圖。
圖6圖示示出根據一些實現方式的用於支援振幅整形的無線通訊的示例過程的流程圖。
圖7A和圖7B圖示根據一些實現方式的支援振幅整形的流的示意圖。
圖8A至圖8D圖示根據一些實現方式的支援振幅整形的振幅值的示例分佈。
圖9圖示根據一些實現方式的支援振幅整形的示例查閱資料表(LUT)。
圖10圖示示出根據一些實現方式的用於支援振幅整形的無線通訊的示例過程的流程圖。
圖11A和圖11B圖示根據一些實現方式的支援振幅整形的流的示意圖。
圖12圖示根據一些實現方式的支援振幅整形的流的另一示意圖。
圖13圖示根據一些實現方式的用於低密度同位(LDPC)碼的示例同位矩陣。
圖14A至圖14C圖示示例循環置換矩陣。
圖15圖示示出根據一些實現方式的用於支援振幅整形的無線通訊的示例過程的流程圖。
圖16圖示示出根據一些實現方式的用於支援振幅整形的無線通訊的示例過程的流程圖。
圖17圖示根據一些實現方式的示例無線通訊設備的方塊圖。
圖18圖示根據一些實現方式的示例無線通訊設備的方塊圖。
在各個附圖中的相似的元件符號和命名指示相似的元素。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
1200:流
1202:資訊區塊
1204:位元
1210:整形編碼器
1212:經振幅整形位元
1220:系統編碼器
1230:編碼字元
1232:系統部分
1234:同位部分
1240:編碼字元打孔器
1250:經打孔編碼字元
1252:經打孔位元
Claims (34)
- 一種用於由一無線通訊設備進行的無線通訊的方法,該方法包括以下步驟: 對複數個資訊位元執行一第一編碼操作,該第一編碼操作產生複數個經振幅整形位元; 將該複數個經振幅整形位元排列成複數個碼塊,每個碼塊具有數(M)個位元,該等數(M)個位元包括該複數個經振幅整形位元中的一或多個經振幅整形位元; 對該複數個碼塊執行一第二編碼操作,該第二編碼操作產生複數個相應的編碼字元,每個編碼字元具有數(L)個位元,該等數(L)個位元包括該相應的碼塊的該一或多個經振幅整形位元和由該第二編碼操作產生的一或多個同位位元,其中M/L>5/6; 將該複數個編碼字元中的每一個編碼字元的該一或多個經振幅整形位元和該一或多個同位位元排列成複數個符號,每個符號具有基於在該符號中排列的該等相應的經振幅整形位元的一振幅,該第一編碼操作產生該複數個經振幅整形位元,使得該複數個符號的該等振幅具有一非均勻分佈;及 向至少一個接收設備發送包括該複數個符號的一無線封包。
- 如請求項1所述的方法,其中M/L=7/8。
- 如請求項1所述的方法,其中該第一編碼操作具有大於或等於0.5並且小於1的一有效編碼速率。
- 如請求項1所述的方法,其中該第一編碼操作的該執行包括以下步驟: 從一查閱資料表(LUT)中選擇與該等資訊位元的一子集相匹配的一位元值模式,該LUT儲存與相應的複數個經振幅整形位元模式相對應的複數個位元值模式,該複數個經振幅整形位元包括與所選擇的該位元值模式相對應的該經振幅整形位元模式。
- 如請求項4所述的方法,其中該複數個經振幅整形位元模式中的每一個經振幅整形位元模式表示具有基於一概率品質函數(PMF)的一發生概率的一相應的振幅位準。
- 如請求項4所述的方法,其中該複數個經振幅整形位元模式中的每一個經振幅整形位元模式表示具有基於一PMF的一發生概率的兩個或更多個振幅位準。
- 如請求項1所述的方法,其中不對複數個未整形資訊位元執行該第一編碼操作,每個碼塊的該等M個位元亦包括該複數個未整形資訊位元中的一或多個未整形資訊位元。
- 如請求項1所述的方法,其中該第二編碼操作是基於一低密度同位(LDPC)碼的。
- 如請求項8所述的方法,其中該LDPC碼具有等於7/8的一編碼速率。
- 如請求項8所述的方法,其中該LDPC碼具有等於5/6的一編碼速率。
- 如請求項8所述的方法,其中該第二編碼操作的該執行包括以下步驟:基於該LDPC碼來將每個碼塊的該等M個位元編碼為相應的數個(N)編碼字元位元;及將與每個碼塊相關聯的數個(K)編碼字元位元進行打孔,使得L=N-K。
- 如請求項11所述的方法,其中不對該複數個經振幅整形位元執行該打孔。
- 如請求項11所述的方法,其中M=1701,N=2106,並且K=162。
- 一種無線通訊設備,其包括:至少一個數據機;至少一個處理器,其與該至少一個數據機通訊地耦合;及至少一個記憶體,其與該至少一個處理器通訊地耦合並且儲存處理器可讀代碼,該處理器可讀代碼在由該至少一個處理器結合該至少一個數據機執行時被配置為進行以下操作:對複數個資訊位元執行一第一編碼操作,該第一編碼操作產生複數個經振幅整形位元;將該複數個經振幅整形位元排列成複數個碼塊,每個碼塊具有數(M)個位元,該等數(M)個位元包括該複數個經振幅整形位元中的一或多個經振幅整形位元; 對該複數個碼塊執行一第二編碼操作,該第二編碼操作產生複數個相應的編碼字元,每個編碼字元具有數(L)個位元,該等數(L)個位元包括該相應的碼塊的該一或多個經振幅整形位元和由該第二編碼操作產生的一或多個同位位元,其中M/L>5/6; 將該複數個編碼字元中的每一個編碼字元的該一或多個經振幅整形位元和該一或多個同位位元排列成複數個符號,每個符號具有基於在該符號中排列的該等相應的經振幅整形位元的一振幅,該第一編碼操作產生該複數個經振幅整形位元,使得該複數個符號的該等振幅具有一非均勻分佈;及 向至少一個接收設備發送包括該複數個符號的一無線封包。
- 如請求項15所述的無線通訊設備,其中M/L=7/8。
- 如請求項15所述的無線通訊設備,其中該第一編碼操作具有大於或等於0.5並且小於1的一有效編碼速率。
- 如請求項15所述的無線通訊設備,其中該第一編碼操作的該執行包括: 從一查閱資料表(LUT)中選擇與該等資訊位元的一子集相匹配的一位元值模式,該LUT儲存與相應的複數個經振幅整形位元模式相對應的複數個位元值模式,該複數個經振幅整形位元包括與所選擇的該位元值模式相對應的該經振幅整形位元模式。
- 如請求項15所述的無線通訊設備,其中該第二編碼操作的該執行包括: 基於一低密度同位(LDPC)碼來將每個碼塊的該等M個位元編碼為相應的數個(N)編碼字元位元;及 將與每個碼塊相關聯的數個(K)編碼字元位元進行打孔,使得L=N-K。
- 如請求項19所述的無線通訊設備,其中不對該複數個經振幅整形位元執行該打孔。
- 一種用於由一無線通訊設備進行無線通訊的方法,該方法包括以下步驟: 接收一無線封包,該無線封包包括具有複數個振幅的複數個符號,該複數個符號表示複數個編碼字元位元,該複數個振幅具有一非均勻分佈; 將該複數個編碼字元位元排列成複數個碼塊,每個碼塊包括數(L)個編碼字元位元; 對該複數個碼塊執行一第一解碼操作,該第一解碼操作產生複數個相應的編碼字元,每個編碼字元具有數(M)個位元,該等數(M)個位元包括複數個經振幅整形位元和複數個同位位元,其中M/L>5/6,每個編碼字元的該複數個經振幅整形位元指示該複數個符號中的一相應的符號的該振幅;及 對每個編碼字元的該複數個經振幅整形位元執行一第二解碼操作,該第二解碼操作針對該複數個編碼字元中的每一個編碼字元產生複數個相應的去整形位元。
- 如請求項21所述的方法,其中M/L=7/8。
- 如請求項21所述的方法,其中該第一解碼操作是基於一低密度同位(LDPC)碼的。
- 如請求項23所述的方法,其中該LDPC碼具有等於7/8的一編碼速率。
- 如請求項23所述的方法,其中該LDPC碼具有等於5/6的一編碼速率。
- 如請求項21所述的方法,其中該第二解碼操作反轉一首碼編碼操作,該首碼編碼操作具有大於或等於0.5並且小於1的一有效編碼速率。
- 如請求項21所述的方法,其中該第二解碼操作的該執行包括以下步驟: 從一查閱資料表(LUT)中選擇與該複數個編碼字元中的一相應的編碼字元的該複數個經振幅整形位元相匹配的一去整形位元模式,該LUT儲存與相應的複數個經振幅整形位元模式相對應的複數個去整形位元模式,該複數個去整形位元包括所選擇的該去整形位元模式。
- 如請求項27所述的方法,其中該複數個經振幅整形位元模式中的每一個經振幅整形位元模式表示具有基於一概率品質函數(PMF)的一發生概率的該複數個振幅中的一相應的振幅。
- 如請求項27所述的方法,其中該複數個經振幅整形位元模式中的每一個經振幅整形位元模式表示具有基於一PMF的一發生概率的該複數個振幅中的兩個或更多個振幅。
- 一種無線通訊設備,包括: 至少一個數據機; 至少一個處理器,其與該至少一個數據機通訊地耦合;及 至少一個記憶體,其與該至少一個處理器通訊地耦合並且儲存處理器可讀代碼,該處理器可讀代碼在由該至少一個處理器結合該至少一個數據機執行時被配置為: 接收一無線封包,該無線封包包括具有複數個振幅的複數個符號,該複數個符號表示複數個編碼字元位元,該複數個振幅具有一非均勻分佈; 將該複數個編碼字元位元排列成複數個碼塊,每個碼塊包括數(L)個編碼字元位元; 對該複數個碼塊執行一第一解碼操作,該第一解碼操作產生複數個相應的編碼字元,每個編碼字元具有數(M)個位元,該等數(M)個位元包括複數個經振幅整形位元和複數個同位位元,其中M/L>5/6,每個編碼字元的該複數個經振幅整形位元指示該複數個符號中的一相應的符號的該振幅;及 對每個編碼字元的該複數個經振幅整形位元執行一第二解碼操作,該第二解碼操作針對該複數個編碼字元中的每一個編碼字元產生複數個相應的去整形位元。
- 如請求項30所述的無線通訊設備,其中M/L=7/8。
- 如請求項30所述的無線通訊設備,其中該第一解碼操作是基於一低密度同位(LDPC)碼的。
- 如請求項30所述的無線通訊設備,其中該第二解碼操作反轉一首碼編碼操作,該首碼編碼操作具有大於或等於0.5並且小於1的一有效編碼速率。
- 如請求項30所述的無線通訊設備,其中該第二解碼操作的該執行包括: 從一查閱資料表(LUT)中選擇與該複數個編碼字元中的一相應的編碼字元的該複數個經振幅整形位元相匹配的一去整形位元模式,該LUT儲存與相應的複數個經振幅整形位元模式相對應的複數個去整形位元模式,該複數個去整形位元包括所選擇的該去整形位元模式。
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