MÉTODO DE RETRANSMISIÓN ARQ HÍBRIDO CON REDISPOSICIÓN DE LA CONFIGURACIÓN DE LA CONSTELACIÓN DE SEÑALES.

Un aparato de transmisión (10) para la transmisión de datos, que comprende:

una unidad de asociación (13) adaptada para modular datos utilizando una pluralidad de asociaciones para un esquema de modulación 16 QAM o 64 QAM; un aparato de transmisión que está adaptado para transmitir datos modulados utilizando una pluralidad de asociaciones en una primera transmisión, y para retransmitir datos modulados utilizando otra de la pluralidad de asociaciones en una retransmisión; y en el que cada una de las asociaciones es diferente de las otras porque al menos una de las posiciones binarias en una secuencia binaria en un símbolo comprende una pluralidad de bits y un valor lógico de un bit en la secuencia binaria en un símbolo

Método de retransmisión ARQ híbrido con redisposición de la configuración de la constelación de señales La presente invención se refiere a un método de retransmisión ARQ híbrido en un sistema de comunicación.

Una técnica común en los sistemas de comunicación con condiciones de canal no fiables y que varían en el tiempo es corregir los errores basados en los esquemas de solicitud automática de repetición (ARQ) junto con una técnica de corrección de errores directos (FEC) denominada ARQ híbrida (HARQ) . Si se detecta un error por un control de redundancia cíclico utilizado comúnmente (CRC) , el receptor del sistema de comunicación solicita al transmisor enviar de nuevo los paquetes de datos recibidos de forma errónea.

S. Kallel, Analysis of a type II hybrid ARQ scheme with code combining, IEEE Transactions on Communications, Vol.

38, Nº 8, Agosto de 1990, y S. Kallel, R. Link, S. Bakhtiyari, Throughtput performance of Memor y ARQ schemes, IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol. 48, Nº 3, Mayo de 1999, definen tres tipos diferentes de esquemas ARQ:

• Tipo I: Los paquetes erróneos recibidos son descartados y se retransmite una nueva copia del mismo paquete y se decodifica de forma separada. No existe combinación de las 15 versiones recibidas antes y después de este paquete.

• Tipo II: Los paquetes erróneos recibidos no son descartados, sino que son combinados con algunos bits de redundancia incrementada previstos por el transmisor para la posterior decodificación. Los paquetes retransmitidos tienen con frecuencia mayores velocidades de codificación y están combinados en el receptor con los valores almacenados. Esto significa que solamente se añade poca redundancia en cada retransmisión.

• Tipo III: Es el mismo que el Tipo II con la limitación de que cada paquete retransmitido es ahora auto-decodificable. Esto implica que el paquete transmitido es decodificable sin la combinación con paquetes previos. Esto es útil si algunos paquetes son dañados de tal manera que no se puede reutilizar casi ninguna información.

Los esquemas de los tipos II y III son obviamente más inteligentes y muestran una ganancia de actuación con respecto al Tipo I, puesto que proporcionan capacidad para reutilizar la información a partir de paquetes erróneos recibidos previamente. Existen básicamente tres esquemas de reutilización de la redundancia de los paquetes transmitidos previamente:

• Combinación-Flexible

• Combinación-de Códigos

• Combinación de Combinación Flexible y de Códigos

Combinación-Flexible Empleando la combinación flexible, los paquetes de retransmisión llevan símbolos idénticos comparados con los símbolos recibidos previamente. En este caso, los paquetes múltiples recibidos son combinados o bien símbolo por símbolo o por una base de bit por bit como, por ejemplo, se describe en D. Chase, Code combining: A maximumlikelihood decoding approach for combining an arbitrar y number of noisy packets, IEEE Trans. Commun., Vol. COM33, pp. 385-393, Mayo de 1985 o B.A. Harvey and S. Wicker, Packet Combining Systems based and the Viterbi Decoder, IEEE Transactions on Communications, Vol. 42, Nº 2/3/4 de Abril de 1994. Combinando estos valores de decisión flexible a partir de todos los paquetes recibidos, las fiabilidades binarias transmitidas se incrementarán linealmente con el número y potencia de los paquetes recibidos. Desde el punto de vista del decodificador, el mismo esquema FEC (con frecuencia de código constante) será empleado sobre todas las transmisiones. Por tanto, el decodificador no necesita conocer cuántas retransmisiones se han realizado, puesto que se observan solamente los 45 valores de decisión flexible combinados. En este esquema, todos los paquetes transmitidos tendrán que llevar el mismo número de símbolos.

Combinación-de Códigos La combinación de códigos concatena los paquetes recibidos con el fin de generar una nueva palabra de código (disminuyendo la frecuencia de códigos con aumento del número de transmisiones) . Por tanto, el decodificador es 50 consciente del esquema FEC a aplicar en cada instante de la retransmisión. La combinación de códigos ofrece una mayor flexibilidad con respecto a la combinación flexible, puesto que la longitud de los paquetes retransmitidos puede alterarse para adaptarse a las condiciones del canal. No obstante, esto requiere más datos de señalización que deben ser transmitidos con respecto a la combinación flexible.

Combinación de Combinación Flexible y de Códigos 55 En el caso de los paquetes retransmitidos que llevan ciertos símbolos idénticos a los símbolos transmitidos 2

previamente, y muchos códigos-símbolos diferentes de éstos, los códigos-símbolos iguales son combinados utilizando combinación flexible como se describe en la sección titulada "Soft Combining", mientras que los códigossímbolos restantes estarán combinados utilizando la combinación de códigos. Aquí, los requerimientos de señalización serán similares a la combinación de códigos.

Como se ha mostrado en M.P. Schmitt, Hybrid ARQ Scheme employing TCM and Packet Combining, Electronics Letters Vol. 34, Nº 18, de Septiembre de 1998 que la actuación de HARQ por Modulación de Código Trellis (TCM) puede mejorarse disponiendo de nuevo la constelación de símbolos para las retransmisiones. Allí, la ganancia de actuación resulta de llevar al máximo las distancias Euclídeas entre los símbolos dispuestos sobre las retransmisiones, puesto que se ha realizado la redisposición sobre una base de símbolos.

Considerando los esquemas de modulación de orden alto (con símbolos de modulación que llevan más de dos bits) , los métodos de combinación que emplean combinación flexible tienen un inconveniente principal. Las fiabilidades binarias dentro de los símbolos combinados flexibles estarán en una relación constante sobre todas las retransmisiones, es decir, los bits que han sido menos fiables procedentes de las transmisiones recibidas previas serán todavía menos fiables después de haber recibido las transmisiones adicionales y, de forma análoga, los bits que han sido más fiables procedentes de las transmisiones recibidas previas, serán todavía más fiables después de haber recibido las transmisiones adicionales.

Las fiabilidades binarias variadas se desarrollan a partir de la limitación de la asociación de constelación de señales bidimensionales, donde los esquemas de modulación que llevan 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 probablemente transmitidos iguales. El término fiabilidades medias es entendido, en consecuencia, como la fiabilidad binaria particular sobre todos los símbolos de una constelación de señales.

Empleando una constelación de señales para un esquema de modulación de 16 QAM, de acuerdo con la Figura 1, que muestra una constelación de señal codificada Gray con un orden de asociación binaria dado i1q1i2q2, los bits dispuestos sobre los símbolos se diferencian entre sí en la fiabilidad media en la primera transmisión del paquete. Más detalladamente, los bits i1y q1 tienen una fiabilidad media, puesto que estos bits son dispuestos a semiespacios del diagrama de constelación de señales con las consecuencias de que la fiabilidad es independiente del hecho de si el bit transmite un uno o un cero.

Al contrario de esto, los bits i2y q2, tienen una baja fiabilidad media, puesto que su fiabilidad depende del hecho de si se transmite un uno o un cero. Por ejemplo, para el bit i2, los unos son dispuestos en las columnas exteriores, mientras que los ceros son dispuestos en las columnas interiores. De manera similar, para el bit q2, los unos son dispuestos en las hileras exteriores, mientras que los ceros son dispuestos en las hileras interiores.

Para la segunda y cada una de las retransmisiones adicionales, las fiabilidades binarias permanecerán en una relación constante unas con respecto a otras, lo que se define por la constelación de señales empleada en la primera transmisión, es decir, bits i1y q1, tendrán siempre una fiabilidad media más alta que los bits i2y q2 después de algún número de retransmisiones.

El documento EP-A-9388207 describe un sistema de comunicación de transmisión por redundancia incremental, en el que bloques de datos para una división de tiempo son transmitidos después de la modulación... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de transmisión (10) para la transmisión de datos, que comprende:

una unidad de asociación (13) adaptada para modular datos utilizando una pluralidad de asociaciones para un esquema de modulación 16 QAM o 64 QAM;

un aparato de transmisión que está adaptado para transmitir datos modulados utilizando una pluralidad de asociaciones en una primera transmisión, y para retransmitir datos modulados utilizando otra de la pluralidad de asociaciones en una retransmisión; y en el que cada una de las asociaciones es diferente de las otras porque al menos una de las posiciones binarias en una secuencia binaria en un símbolo comprende una pluralidad de bits y un valor lógico de un bit en la secuencia binaria en un símbolo.

2. El aparato de transmisión de acuerdo con la reivindicación 1, que está adaptado, además, para seleccionar una de las asociaciones y para transmitir datos utilizando la asociación seleccionada.

3. El aparato de transmisión de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, que comprende, además, una tabla (15) adaptada para almacenar la pluralidad de asociaciones, en la que dicho aparato de transmisión está adaptado para transmitir datos utilizando una de las asociaciones de la tabla.

4. El aparato de transmisión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que una de las asociaciones es producida redisponiendo la secuencia binaria.

5. El aparato de transmisión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que una de las asociaciones es producida por al menos un intercambio de un bit con otros bits en la secuencia binaria e invirtiendo un valor lógico de un bit en la secuencia binaria.

6. El aparato de transmisión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que una de las asociaciones es producida, con respecto a una secuencia binaria i1q1i2q2, por un intercambio de i1 yq1 con i2 yq2, e invirtiendo los valores lógicos de i1 y q1, intercambiando i1 y q1 con i1 y q2 e invirtiendo los valores lógicos de i2 y q2.

7. El aparato de transmisión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicho aparato de transmisión está adaptado para transmitir datos como una secuencia binaria redispuesta de acuerdo con una de las asociaciones.

8. El aparato de transmisión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que dicho aparato de transmisión está adaptado para transmitir datos utilizando un proceso HARQ.

9. El aparato de transmisión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que dicho aparato de transmisión está adaptado para transmitir información que indica la asociación utilizada para modular datos transmitidos a un aparato receptor.

10. El aparato de transmisión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que una de las asociaciones se utiliza de acuerdo con una secuencia predeterminada.

11. Un método de transmisión para transmitir datos, que comprende las etapas de:

transmitir datos utilizando una pluralidad de asociaciones en una primera transmisión;

transmitir datos utilizando otra de la pluralidad de asociaciones en una retransmisión; en el que cada una de las asociaciones es diferente de las otras, porque al menos una de las posiciones binarias en una secuencia binaria en un símbolo comprende una pluralidad de bits y un valor lógico de un bit en la secuencia binaria en un símbolo.

12. El método de transmisión de acuerdo con la reivindicación 11, que comprende seleccionar una de las asociaciones, en el que se transmiten datos utilizando la asociación seleccionada.

13. El método de transmisión de acuerdo con las reivindicaciones 11 ó 12, en el que la pluralidad de asociaciones son almacenadas en una tabla.

14. El método de transmisión de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 a 13, en el que una de las asociaciones es producida redisponiendo la secuencia binaria.

15. El método de transmisión de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 a 14, en el que una de las asociaciones es producida por al menos un intercambio de un bit con otro en la secuencia binaria e invirtiendo un

valor lógico de un bit en la secuencia binaria.

16. El método de transmisión de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 a 15, en el que una de las asociaciones es producida, con respecto a una secuencia binaria i1q1i2q2, por un intercambio de i1 yq1 con i2 yq2, e invirtiendo los valores lógicos de i1 y q1, intercambiando i1 y q1 con i1 y q2 e invirtiendo los valores lógicos de i2 y q2.

17. El método de transmisión de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 a 16, en el que se transmiten datos como una secuencia binaria redispuesta de acuerdo con una de las asociaciones.

18. El método de transmisión de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 a 17, en el que dicho aparato de transmisión está adaptado para transmitir datos utilizando un proceso HARQ.

19. El método de transmisión de acuerdo con una de las reivindicaciones 14 a 18 que comprende, además, transmitir información que indica la asociación utilizada para la modulación de datos transmitidos a un aparato de recepción.

20. El método de transmisión de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 a 19, en el que una de las asociaciones es utilizada de acuerdo con una secuencia predeterminada.

21. Un sistema de comunicaciones, que comprende:

un aparato de transmisión (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10; y un aparato de recepción (20) que está adaptado para recibir datos transmitidos por dicho aparato de transmisión.

22. Un aparato de recepción (20) para recibir datos, que está adaptado para recibir datos modulados utilizando una de una pluralidad de asociaciones en un esquema de modulación 16 QAM o 64 QAM, estando adaptado dicho aparato de recepción para recibir otros datos que incluyen datos retransmitidos modulados utilizando otra asociación de la pluralidad de asociaciones, en el que dichas asociaciones son diferentes entre sí, porque al menos una de las posiciones binarias en una secuencia binaria en un símbolo comprende una pluralidad de bits y un valor lógico de un bit en la secuencia binaria en un símbolo.

23. El aparato de recepción de acuerdo con la reivindicación 22, que está adaptado, además, para remodular los datos recibidos utilizando una de las asociaciones.

24. El método de recepción de acuerdo con una de las reivindicaciones 22 ó 23, en el que una de las asociaciones es producida redisponiendo la secuencia binaria.

25. El método de recepción de acuerdo con una de las reivindicaciones 22 a 24, en el que una de las asociaciones es producida por al menos un intercambio de un bit con otro bit en la secuencia binaria e invirtiendo un valor lógico de un bit en la secuencia binaria.

26. El método de recepción de acuerdo con una de las reivindicaciones 22 a 25, en el que una de las asociaciones es producida, con respecto a una secuencia binaria i1q1i2q2, por un intercambio de i1 yq1 con i2 yq2, e invirtiendo los valores lógicos de i1 y q1, intercambiando i1 y q1 con i1 y q2 e invirtiendo los valores lógicos de i2 y q2.

27. El método de recepción de acuerdo con una de las reivindicaciones 22 a 26, en el que dicho aparato de recepción está adaptado para recibir datos modulados como una secuencia binaria redispuesta de acuerdo con una de las asociaciones.

28. El método de recepción de acuerdo con una de las reivindicaciones 22 a 27, que está adaptado, además, para combinar los datos recibidos con los datos retransmitidos.

29. El método de recepción de acuerdo con una de las reivindicaciones 22 a 28, en el que dicho aparato de recepción está adaptado para recibir datos utilizando un proceso HARQ.

30. El método de recepción de acuerdo con una de las reivindicaciones 22 a 29, en el que dicho aparato de recepción está adaptado para recibir información que indica la asociación utilizada para modular los datos.

31. El método de recepción de acuerdo con una de las reivindicaciones 22 a 30, en el que una de las asociaciones es utilizada de acuerdo con una secuencia predeterminada.

32. Un método de recepción para recibir datos, que comprende las etapas de:

recibir datos modulados utilizando una de una pluralidad de asociaciones en un esquema de modulación 16

QAM o 64 QAM, dichos datos recibidos incluyen datos retransmitidos modulados utilizando otra asociación de la pluralidad de asociaciones, en el que dichas asociaciones son diferentes entre sí, porque al menos una de las posiciones binarias en una secuencia binaria en un símbolo comprende una pluralidad de bits y un valor lógico de un bit en la secuencia binaria en un símbolo.

33. El método de recepción de acuerdo con la reivindicación 32, que comprende, además, remodular los datos 5 recibidos utilizando una de la pluralidad de asociaciones.

34. El método de recepción de acuerdo con la reivindicación 32 ó 33, en el que una de las asociaciones es producida redisponiendo la secuencia binaria.

35. El método de recepción de acuerdo con una de las reivindicaciones 32 a 34, en el que una de las asociaciones es producida por al menos un intercambio de un bit con otro en la secuencia binaria e invirtiendo un valor lógico de 10 un bit en la secuencia binaria.

36. El método de recepción de acuerdo con una de las reivindicaciones 32 a 35, en el que una de las asociaciones es producida, con respecto a una secuencia binaria i1q1i2q2, por un intercambio de i1 yq1 con i2 yq2, e invirtiendo los valores lógicos de i1 y q1, intercambiando i1 y q1 con i1 y q2 e invirtiendo los valores lógicos de i2 y q2.

37. El método de recepción de acuerdo con una de las reivindicaciones 32 a 36, en el que se reciben datos que son 15 modulados como una secuencia binaria redispuesta de acuerdo con una de las asociaciones.

38. El método de recepción de acuerdo con una de las reivindicaciones 32 a 37, que comprende, además, combinar los datos recibidos con los datos retransmitidos.

39. El método de recepción de acuerdo con una de las reivindicaciones 32 a 36, en el que se reciben datos utilizando un proceso HARQ.

40. El método de recepción de acuerdo con una de las reivindicaciones 32 a 39, que comprende recibir información que indica la asociación utilizada para modular datos.

41. El método de recepción de acuerdo con una de las reivindicaciones 32 a 40, en el que se utiliza una de las asociaciones de acuerdo con una secuencia predeterminada.