Un aparato de transmisión HARQ incluyendo:

una sección de transmisión (100) que transmite,

en una primera transmisión, una secuencia de bits incluyendo bits sistemáticos y bits de paridad en una primera combinación de una versión de redundancia generada por un codificador, y una de una pluralidad de aplicaciones de constelación de señales de 16 QAM, definiéndose cada aplicación de constelación de señales 16 QAM para símbolos que constan de bits i1q1i2q2, seleccionándose los símbolos de dicha secuencia de bits de tal manera que cada símbolo incluya al menos un bit sistemático y al menos un bit de paridad, y en una retransmisión, toda o una parte de dicha secuencia de bits en una segunda combinación de una versión de redundancia generada por el codificador y una aplicación de constelación de señales 16 QAM, donde dicha segunda combinación es diferente de dicha primera combinación y se obtiene redisponiendo los bits para cada símbolo, antes de la aplicación de constelación, por al menos uno de (i) intercambiar las posiciones de i1 e i2 e intercambiar las posiciones de q1 y q2 (ii) invertir lógicamente i1 y q1, y (iii) invertir lógicamente i2 y q2

Método de retransmisión ARQ con esquema de reordenación de bitios utilizando múltiples versiones de redundancia y un receptor/emisor correspondiente.

La presente invención se refiere a un método de retransmisión ARQ en un sistema de comunicaciones. Además, la invención se refiere un receptor respectivo y un transmisor.

Una técnica común en sistemas de comunicaciones con condiciones de canal no fiables y variables en el tiempo es corregir errores en base a esquemas de petición de repetición automática (ARQ) junto con una técnica de corrección prospectiva de errores (FEC) llamada ARQ híbrida (HARQ). Si un error es detectado por un control de redundancia cíclica (CRC) utilizado comúnmente, el receptor del sistema de comunicaciones pide al transmisor que envíe información adicional (retransmisión de paquetes de datos) para mejorar la probabilidad de decodificar correctamente el paquete erróneo.

Un paquete será codificado con la FEC antes de la transmisión. Dependiendo del contenido de la retransmisión y la forma en que los bits se combinen con información transmitida previamente, S. Kallel, Analysis of a type II hybrid ARQ scheme with code combining, IEEE Transactions on Communications. Vol. 38, nº 8, agosto 1990 y S. Kallel, R. Link, S. Bakhtiyari, Throughput performance of Memory ARQ schemes, IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol. 48, nº 3, mayo 1999, definen tres tipos diferentes de esquemas ARQ:

Obviamente, los esquemas HARQ Tipo II y III son más inteligentes y muestran una ganancia de rendimiento con respecto al Tipo I, porque proporcionan la capacidad de reutilizar información de paquetes erróneos recibidos previamente. Existen básicamente tres esquemas de reutilizar la redundancia de paquetes previamente transmitidos:

* Combinación de software

* Combinación de código

* Combinación de software y Combinación de código

Combinación de software

Empleando combinación de software, los paquetes de retransmisión llevan idéntica información en comparación con la información previamente recibida. En este caso, los múltiples paquetes recibidos se combinan en base de símbolo a símbolo o de bit a bit como se describe, por ejemplo, en D. Chase, Code combining: A maximum-likelihood decoding approach for combining an arbitrary number of noisy packets, IEEE Trans. Commun., Vol. COM-33, pág. 385-393, mayo 1985 o B.A. Harvey y S. Wicker, Packet Combining Systems based on the Viterbi Decoder, IEEE Transactions on Communications, Vol. 42, 2/3/4, abril 1994.

En caso de emplear combinación a nivel de símbolos, los paquetes retransmitidos tienen que llevar idénticos símbolos de modulación a los paquetes erróneos transmitidos previamente. En este caso, los múltiples paquetes recibidos se combinan a nivel de símbolo de modulación. Una técnica común es la combinación de relación máxima (MRC), también llamada combinación de diversidad media (ADC), de los múltiples símbolos recibidos, donde, después de N transmisiones, la suma/media de los símbolos coincidentes se pone en memoria intermedia.

En caso de emplear combinación a nivel de bit, los paquetes retransmitidos tienen que llevar bits idénticos a los paquetes erróneos transmitidos previamente. Aquí, los múltiples paquetes recibidos se combinan a nivel de bit después de la demodulación. Los bits pueden ser aplicados sobre los símbolos de modulación de la misma forma que en transmisiones previas del mismo paquete o se pueden aplicar de forma diferente. En caso de que la aplicación sea la misma que en transmisiones previas, también se puede aplicar combinación a nivel de símbolos. Una técnica de combinación común es la adición de relaciones de probabilidad logarítmica calculada (LLRs), especialmente si se usan los llamados Turbo Códigos para la FEC como se conoce, por ejemplo, por C. Berrou, A. Glavieux, y P. Thitimajshima, Near Shannon Limit Error-Correcting Coding and Decoding: Turbo-Codes, Proc. ICC '93, Geneva, Suiza, pág. 1064-1070, mayo 1993; S. Le Goff, A. Glavieux, C. Berrou, Turbo-Codes and High Spectral Efficiency Modulation, IEEE SUPERCOMM/ICC '94, Vol. 2, pág. 645-649, 1994; y A. Burr, Modulation and Coding for Wireless Communications, Pearson Education, Prentice Hall, ISBN 0-201-39857-5, 2001. Aquí, después de N transmisiones, la suma de las LLRs de los bits de aplicación se pone en memoria intermedia.

Combinación de código

La combinación de código concatena los paquetes recibidos para generar una nueva palabra código (tasa de códigos decreciente con número de transmisión creciente). Por lo tanto, el decodificador tiene que ser consciente de cómo combinar las transmisiones en cada instante de retransmisión para realizar una decodificación correcta (la tasa de códigos depende de las retransmisiones). La combinación de código ofrece una mayor flexibilidad con respecto a la combinación de software, puesto que la longitud de los paquetes retransmitidos se puede alterar para adaptarla a las condiciones de canal. Sin embargo, esto requiere transmitir más datos significativos con respecto a la combinación de software.

Combinación de software y Combinación de código

En caso de que los paquetes retransmitidos lleven algunos símbolos/bits idénticos a símbolos/bits previamente transmitidos y algunos símbolos-código/bits diferentes de estos, los símbolos-código/bits idénticos se combinan usando combinación de software como se describe en la sección titulada "Combinación de software", mientras que los símbolos-código/bits restantes se combinarán usando combinación de código. Aquí, los requisitos de señalización serán parecidos a la combinación de código.

Se ha mostrado en M. P. Schmitt, Hybrid ARQ Scheme employing TCM and Packet Combining, Electronics Letters Vol. 34, nº 18, septiembre 1998, que la operación HARQ para Modulación Codificada Trellis (TCM) se puede mejorar redisponiendo la constelación de símbolos para las retransmisiones. La ganancia de rendimiento resulta entonces de maximizar las distancias euclidianas entre los símbolos aplicados sobre las retransmisiones, porque la redisposición se ha realizado en base a símbolos. Considerando esquemas de modulación de orden alto (con símbolos de modulación que transportan más de dos bits) los métodos de combinación que emplean combinación de software tienen un inconveniente importante: las fiabilidades de bits dentro de símbolos combinados por software estarán en una relación constante en todas las retransmisiones, es decir, los bits menos fiables de transmisiones previas recibidas seguirán siendo menos fiables después de haber recibido más transmisiones y, de forma análoga, los bits más fiables de transmisiones previas recibidas seguirán siendo más fiables después de haber recibido más transmisiones. En general, los esquemas HARQ no tienen en cuenta las variaciones en las fiabilidades de bits. Dichas variaciones degradan considerablemente el rendimiento del decodificador. Las variaciones se deben principalmente a dos razones.

Primera: las fiabilidades de bits variables surgen de la limitación de la aplicación bidimensional de constelación de señales, donde los esquemas de modulación que transportan más de 2 bits por símbolo no pueden tener las mismas fiabilidades medias para todos los bits bajo el supuesto de que todos los símbolos son transmitidos con igual probabilidad. El término...

1. Un aparato de transmisión HARQ incluyendo:

una sección de transmisión (100) que transmite, en una primera transmisión, una secuencia de bits incluyendo bits sistemáticos y bits de paridad en una primera combinación de una versión de redundancia generada por un codificador, y una de una pluralidad de aplicaciones de constelación de señales de 16 QAM, definiéndose cada aplicación de constelación de señales 16 QAM para símbolos que constan de bits i₁q₁i₂q₂, seleccionándose los símbolos de dicha secuencia de bits de tal manera que cada símbolo incluya al menos un bit sistemático y al menos un bit de paridad, y en una retransmisión, toda o una parte de dicha secuencia de bits en una segunda combinación de una versión de redundancia generada por el codificador y una aplicación de constelación de señales 16 QAM, donde dicha segunda combinación es diferente de dicha primera combinación y se obtiene redisponiendo los bits para cada símbolo, antes de la aplicación de constelación, por al menos uno de (i) intercambiar las posiciones de i₁ e i₂ e intercambiar las posiciones de q₁ y q₂ (ii) invertir lógicamente i₁ y q₁, y (iii) invertir lógicamente i₂ y q₂.

2. Un método de transmisión para transmitir datos usando un proceso HARQ incluyendo los pasos de:

transmitir, en una primera transmisión, una secuencia de bits incluyendo bits sistemáticos y bits de paridad en una primera combinación de una versión de redundancia generada por un codificador, y una de una pluralidad de aplicaciones de constelación de señales de 16 QAM, definiéndose cada aplicación de constelación de señales 16 QAM para símbolos que constan de bits i₁q₁i₂q₂, seleccionándose los símbolos de dicha secuencia de bits de tal manera que cada símbolo incluya al menos un bit sistemático y al menos un bit de paridad, y en una retransmisión, toda o una parte de dicha secuencia de bits en una segunda combinación de una versión de redundancia generada por el codificador y una aplicación de constelación de señales 16 QAM, donde dicha segunda combinación es diferente de dicha primera combinación y se obtiene redisponiendo los bits para cada símbolo antes de la aplicación de constelación, por al menos uno de (i) intercambiar las posiciones de i₁ e i₂ e intercambiar las posiciones de q₁ y q₂, (ii) invertir lógicamente i₁ y q₁ y (iii) invertir lógicamente i₂ y q₂.

3. Un aparato de recepción para recibir datos transmitidos usando un proceso HARQ incluyendo:

una sección de recepción que recibe dichos datos y dichos todos o una parte de dichos datos transmitidos por el método de transmisión según la reivindicación 2,

una sección de demodulación (330) que demodula los datos recibidos por dicha sección de recepción,

una sección de intercalación (320) que reordena posiciones de bit de los datos demodulados,

una sección de inversión que invierte (310) un valor lógico de un bit de los datos demodulados, donde dicha sección de intercalación (320) y la sección de inversión (310) invierten los pasos correspondientes (i), (ii), (iii) de la reivindicación 2; y

una sección de combinación que combina la secuencia de bits recibidos como la primera transmisión del transmisor con la secuencia redispuesta de bits.

4. Un método de recepción para recibir datos transmitidos usando un proceso HARQ incluyendo:

recibir y demodular dichos datos de la primera transmisión y dichos todos o una parte de dichos datos transmitidos por el método de transmisión según la reivindicación 2;

intercalar e invertir los datos redispuestos en pasos inversos de (i), (ii), (iii) de la reivindicación 2; y

combinar la secuencia de bits de la primera transmisión recibida con la secuencia redispuesta de bits de la retransmisión recibida.

5. Un sistema de transmisión incluyendo:

un aparato de transmisión (100) según la reivindicación 1, y un aparato de recepción (300) según la reivindicación 3.