HARQ en sistema MIMO de multiplexación espacial.

Un método para señalizar información de planificación en un sistema inalámbrico (700) de comunicaciones de multiplexación espacial,

comprendiendo el método planificar (310, 420) unos bloques primero y segundo (110) de transporte para una transmisión simultánea durante un primer intervalo de transmisión sobre unas sub-corrientes de datos primera y segunda respectivamente; en el que el método comprende adicionalmente:

- asignar (320, 430) un único identificador de proceso de re-transmisión para el primer intervalo de transmisión;

- transmitir (330, 340) primera información de planificación para el primer intervalo de transmisión, comprendiendo la primera información de planificación el identificador de proceso de re-transmisión y primeros datos de desambiguación, en el que los primeros datos de desambiguación indican si el primer bloque de transporte se asocia con la sub-corriente primera o segunda de datos, y si el segundo bloque de transporte se asocia con la sub-corriente primera o segunda de datos;

- recibir (340, 450) un acuse negativo que indica que la transmisión de al menos uno de los bloques primero y segundo (110) de transporte durante el primer intervalo de transmisión se recibió con errores;

- planificar (360, 470) el al menos un bloque (110) de transporte que se recibió con errores para la re-transmisión durante un segundo intervalo de transmisión en respuesta al acuse negativo; y

- transmitir (370, 495) segunda información de planificación para el segundo intervalo de transmisión, comprendiendo la segunda información de planificación el identificador de proceso de re-transmisión y segundos datos de desambiguación;

en el que los datos primeros y segundos de desambiguación comprenden un bit de mapeo de sub-corriente primero y segundo respectivamente, y en el que una comparación del primer bit de mapeo de sub-corriente con el segundo bit de mapeo de sub-corriente indica si un bloque re-transmitido (110) de transporte se planifica para la sub-corriente primera o segunda de datos.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/SE2007/050782.

Solicitante: TELEFONAKTIEBOLAGET LM ERICSSON (PUBL).

Nacionalidad solicitante: Suecia.

Dirección: 164 83 STOCKHOLM SUECIA.

Inventor/es: PARKVALL, STEFAN, TORSNER, JOHAN, GORANSSON, BO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H04B7/06 SECCION H — ELECTRICIDAD.H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS.H04B TRANSMISION.H04B 7/00 Sistemas de radiotransmisión, es decir, utilizando un campo de radiación (H04B 10/00, H04B 15/00 tienen prioridad). › en la estación de emisión.
  • H04L1/00 H04 […] › H04L TRANSMISION DE INFORMACION DIGITAL, p. ej. COMUNICACION TELEGRAFICA (disposiciones comunes a las comunicaciones telegráficas y telefónicas H04M; selección H04Q). › Disposiciones para detectar o evitar errores en la información recibida.
  • H04L1/06 H04L […] › H04L 1/00 Disposiciones para detectar o evitar errores en la información recibida. › utilizando diversidad de espacio.
  • H04L1/18 H04L 1/00 […] › Sistema de repetición automática, p. ej. sistema Van Duuren.
  • H04W72/12 H04 […] › H04W REDES DE COMUNICACION INALAMBRICAS.H04W 72/00 Gestión de recursos locales, p. ej. selección o reserva de recursos inalámbricos o planificación de tráfico inalámbrico. › Planificación de tráfico inalámbrico.

PDF original: ES-2544751_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

HARQ en sistema MIMO de multiplexación espacial

Campo técnico

La presente invención se refiere generalmente a sistemas inalámbricos de comunicaciones y, más particularmente, a la señalización de información de planificación en un sistema inalámbrico de comunicaciones de multiplexación espacial que utiliza re-transmisiones para el control de errores.

Antecedentes

A lo largo de las últimas décadas, se han desarrollado una amplia variedad de sistemas de telecomunicaciones tanto cableados como inalámbricos. Los sistemas inalámbricos de telecomunicaciones en particular han evolucionado a través de los llamados sistemas de segunda generación (2G) hasta los sistemas de tercera generación (3G) que se están desplegando actualmente. Las especificaciones para algunos sistemas 3G fueron desarrollados por el Proyecto Asociación de Tercera Generación (3GPP por sus siglas en inglés "3rd Generation Partnership Project") ; información con respecto a ellas se puede encontrar en Internet en www.3gpp.org.

El desarrollo continuado de sistemas inalámbricos avanzados ha producido técnicas que permiten velocidades de transferencia de datos aún más altas. Para este fin, la tecnología denominada de acceso de paquetes de enlace descendente de alta velocidad (HSDPA por sus siglas en inglés "High-Speed Downlink PACKet Access") se ha desarrollado recientemente. El HSDPA entrega paquetes de datos a una pluralidad de terminales móviles sobre un canal compartido de enlace descendente a altas tasas de pico de datos, y proporciona una trayectoria evolutiva suave para redes 3G para soportar velocidades de transferencia de datos más altas.

El HSDPA logra aumentar la velocidad de transferencia de datos mediante la definición de un nuevo canal de transporte de enlace descendente, el canal compartido de enlace descendente de alta velocidad (HS-DSCH por sus siglas en inglés "High-Speed Downlink Shared Channel") , que opera de formas significativamente diferentes a otros canales W-CDMA. En particular, el canal de enlace descendente HS-DSCH es compartido entre los usuarios, y se apoya en una planificación dependiente de canal específica de usuario para hacer el mejor uso de los recursos de radio disponibles. En un canal separado de control de enlace ascendente, cada dispositivo de usuario transmite periódicamente (por ejemplo, hasta 500 veces por segundo) una indicación de la calidad de la señal de enlace descendente. La estación base CDMA para banda ancha (Nodo B) analiza la información de calidad de canal recibida desde todos los dispositivos de usuario para decidir a qué usuarios se enviarán datos en cada trama de 2 milisegundos y, para cada usuario, cuántos datos se deben enviar en esa trama. Usando técnicas de codificación y modulación adaptativa (AMC) , además de esta planificación rápida de paquetes trama por trama, se pueden enviar más datos a los usuarios que reportan alta calidad de señal de enlace descendente. De este modo, los recursos de radio limitados se utilizan de manera más eficiente.

Para soportar el canal HS-DSCH recién definido, también se introducen tres nuevos canales físicos. En primer lugar está el canal compartido de control de alta velocidad (HS-SCCH por sus siglas en inglés "High-Speed Shared Control Channel") , que se utiliza para transmitir la información de planificación para el dispositivo de usuario. En esencia, esta información de planificación describe datos que se enviarán por el HS-DSCH dos ranuras más tarde.

En segundo lugar está el canal físico dedicado de control de alta velocidad (HS-DPCCH por sus siglas en inglés "High-Speed Dedicated Physical Control Channel") de enlace ascendente, que lleva información de acuse de recibo transmitida por los terminales móviles, así como datos del indicador de calidad de canal (CQI por sus siglas en inglés "Channel Quality Indicator") actual para el dispositivo de usuario. Los datos de CQI son utilizados por el Nodo B en sus algoritmos de planificación rápida de paquetes, es decir, en calcular cuántos datos enviar al terminal móvil durante el intervalo de transmisión siguiente. Finalmente, un canal físico de enlace descendente recién definido es el canal compartido dedicado físico de alta velocidad (HS-PDSCH por sus siglas en inglés "High-Speed Physical Dedicated Shared Channel") , que es el canal físico que lleva los datos de usuario del canal de transporte HS-DSCH.

Además de la planificación rápida de paquetes y las tecnologías de codificación y modulación adaptativa discutidas 55 anteriormente, el HSDPA utiliza adicionalmente re-transmisiones rápidas para el control de errores. En particular, el HSDPA utiliza un método de control de errores conocido como petición automática híbrida de repetición, o HARQ. La HARQ utiliza el concepto de "redundancia incremental", donde las re-transmisiones contienen diferente codificación de los datos de usuario en relación con la transmisión original. Cuando se recibe un paquete dañado, el dispositivo del usuario lo guarda, envía un mensaje "NACK" para desencadenar una re-transmisión del paquete, y combina el paquete guardado con re-transmisiones posteriores para formular un paquete libre de errores tan rápida y eficientemente como sea posible. Incluso si el o los paquetes re-transmitidos están ellos mismos dañados, la combinación de información de dos o más transmisiones dañadas a menudo puede dar una versión libre de errores del paquete transmitido originalmente.

De hecho, la HARQ es una variación del control de errores por petición automática de repetición (ARQ por sus siglas en inglés "Automatic Repeat-reQuest") , que es un método de control de errores bien conocido para la transmisión de

datos en la que el receptor detecta errores de transmisión en un mensaje y automáticamente pide una re-transmisión desde el transmisor. La HARQ da un mejor rendimiento que la ARQ ordinaria, en particular a través de canales inalámbricos, a costa de una mayor complejidad de la implementación.

La versión más simple de HARQ, HARQ Tipo I, simplemente combina la corrección de errores hacia delante (FEC por sus siglas en inglés "Forward Error Correction") y la ARQ mediante la codificación del bloque de datos más información de detección de errores -tal como la comprobación de redundancia cíclica (CRC por sus siglas en inglés "Cyclic Redundancy Check") -con un código de corrección de errores (tal como el código Reed-Solomon o el código Turbo) antes de la transmisión. Cuando se recibe el bloque de datos codificado, el receptor decodifica primero el código de corrección de errores. Si la calidad de canal es lo suficientemente buena, todos los errores de transmisión deben ser corregibles, y el receptor puede obtener el bloque de datos correcto. Si la calidad de canal es pobre y no todos los errores de transmisión puedes ser corregido, el receptor detectará esta situación utilizando el código de detección de errores. En este caso, el bloque de datos codificado recibido se descarta y se pide una re-transmisión por el receptor, similar a la ARQ.

En métodos más avanzados, los bloques de datos codificados, recibidos incorrectamente, se almacenan en el receptor en lugar de desecharse y, cuando se recibe el bloque de datos codificado re-transmitido, la información de ambos bloques de datos codificados se combina. Cuando los bloques transmitidos y re-transmitidos se codifican de forma idéntica, se puede utilizar la combinación llamada Chase para beneficiarse de la diversidad en el tiempo. Para mejorar aún más el rendimiento, también se ha propuesto la HARQ de redundancia incremental. En este esquema, las re-transmisiones de un bloque dado se codifican de manera diferente a partir de la transmisión original, dando así un mejor rendimiento después de la combinación puesto que el bloque se codifica con eficacia a través de dos o más transmisiones. El HSDPA en particular utiliza HARQ de redundancia incremental, en la que el bloque de datos se codifica primero con un código Turbo perforado. Durante cada re-transmisión, el bloque codificado es perforado de forma diferente, de manera que cada vez se envían bits codificados diferentes.

Los esquemas ARQ en general se pueden utilizar en el modo de parada y espera (después de transmitir un primer paquete, el siguiente paquete no se transmite hasta que el primer paquete se decodifica con éxito) , o en el modo de repetición selectiva, en el que el transmisor continúa transmitiendo paquetes sucesivos, re-transmitiendo selectivamente paquetes dañados identificados por el receptor por un número de secuencia. Un sistema de parada y espera es más sencillo de implementar, pero esperar el acuse de recibo del receptor reduce la eficiencia. De este modo, en la práctica... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para señalizar información de planificación en un sistema inalámbrico (700) de comunicaciones de multiplexación espacial, comprendiendo el método planificar (310, 420) unos bloques primero y segundo (110) de transporte para una transmisión simultánea durante un primer intervalo de transmisión sobre unas sub-corrientes de datos primera y segunda respectivamente; en el que el método comprende adicionalmente:

- asignar (320, 430) un único identificador de proceso de re-transmisión para el primer intervalo de transmisión;

-transmitir (330, 340) primera información de planificación para el primer intervalo de transmisión, comprendiendo la primera información de planificación el identificador de proceso de re-transmisión y primeros datos de desambiguación, en el que los primeros datos de desambiguación indican si el primer bloque de transporte se asocia con la sub-corriente primera o segunda de datos, y si el segundo bloque de transporte se asocia con la sub-corriente primera o segunda de datos;

- recibir (340, 450) un acuse negativo que indica que la transmisión de al menos uno de los bloques primero y segundo (110) de transporte durante el primer intervalo de transmisión se recibió con errores;

- planificar (360, 470) el al menos un bloque (110) de transporte que se recibió con errores para la re-transmisión 20 durante un segundo intervalo de transmisión en respuesta al acuse negativo; y -transmitir (370, 495) segunda información de planificación para el segundo intervalo de transmisión, comprendiendo la segunda información de planificación el identificador de proceso de re-transmisión y segundos datos de desambiguación;

en el que los datos primeros y segundos de desambiguación comprenden un bit de mapeo de sub-corriente primero y segundo respectivamente, y en el que una comparación del primer bit de mapeo de sub-corriente con el segundo bit de mapeo de sub-corriente indica si un bloque re-transmitido (110) de transporte se planifica para la sub-corriente primera o segunda de datos.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el método comprende adicionalmente seleccionar (460) la sub-corriente primera o segunda de datos para la re-transmisión del al menos un bloque (110) de transporte en base a las condiciones del canal de transmisión.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el identificador de proceso de re-transmisión comprende un dato de tres bits y cada uno de los datos primeros y segundos de desambiguación comprenden un bit de mapeo de sub-corriente.

4. Un sub-sistema (730) de transmisor en un sistema inalámbrico (700) de comunicaciones de multiplexación espacial configurado para planificar unos bloques primero y segundo (110) de transporte para una transmisión simultánea durante un primer intervalo de transmisión sobre unas sub-corrientes de datos primera y segunda respectivamente; caracterizado porque el sub-sistema (730) de transmisor está configurado adicionalmente para:

- asignar un único identificador de proceso de re-transmisión para el primer intervalo de transmisión;

-transmitir primera información de planificación para el primer intervalo de transmisión, comprendiendo la primera información de planificación el identificador de proceso de re-transmisión y primeros datos de desambiguación, en el que los primeros datos de desambiguación indican si el primer bloque de transporte se asocia con la sub-corriente primera o segunda de datos, y si el segundo bloque de transporte se asocia con la sub-corriente primera o segunda 50 de datos;

- recibir un acuse negativo que indica que la transmisión de al menos uno de los bloques primero y segundo (110) de transporte durante el primer intervalo de transmisión se recibió con errores;

-planificar el al menos un bloque (110) de transporte que se recibió con errores para la re-transmisión durante un segundo intervalo de transmisión en respuesta al acuse negativo; y -transmitir segunda información de planificación para el segundo intervalo de transmisión, comprendiendo la segunda información de planificación el identificador de proceso de re-transmisión y segundos datos de 60 desambiguación;

en el que los datos primeros y segundos de desambiguación comprenden un bit de mapeo de sub-corriente primero y segundo respectivamente, y en el que una comparación de los primeros datos de desambiguación con los segundos datos de desambiguación indica si un bloque re-transmitido 110 de transporte está planificado para la sub

corriente primera o segunda de datos.

5. Un sub-sistema (730) de transmisor de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el sub-sistema (730) de transmisor está configurado adicionalmente para seleccionar la sub-corriente primera o segunda de datos para la re-transmisión del al menos un bloque (110) de transporte en base a las condiciones del canal de transmisión.

6. Un sub-sistema (730) de transmisor de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el identificador de proceso de re-transmisión comprende un dato de tres bits, y en el que cada uno de los datos primeros y segundos de desambiguación comprenden un bit de mapeo de sub-corriente.

7. Un sub-sistema (760) de receptor en un sistema inalámbrico (700) de comunicaciones de multiplexación espacial configurado para recibir unos bloques primero y segundo (110) de transporte transmitidos simultáneamente durante un primer intervalo de transmisión sobre unas sub-corrientes de datos primera y segunda respectivamente y para recibir uno re-transmitido de los bloques primero y segundo (110) de transporte durante un segundo intervalo de transmisión; caracterizado porque el sub-sistema (760) de receptor está configurado adicionalmente para:

-recibir primera información de planificación para el primer intervalo de transmisión, comprendiendo la primera información de planificación un único identificador de proceso de re-transmisión y primeros datos de desambiguación, en el que los primeros datos de desambiguación indican si el primer bloque de transporte se asocia con la sub-corriente primera o segunda de datos, y si el segundo bloque de transporte se asocia con la sub-corriente primera o segunda de datos;

- enviar un acuse negativo que indica que al menos uno de los bloques primero y segundo (110) de transporte transmitidos durante el primer intervalo de transmisión se recibió con errores;

- recibir segunda información de planificación para el segundo intervalo de transmisión, comprendiendo la segunda información de planificación el identificador de proceso de re-transmisión y segundos datos de desambiguación, en el que los datos primeros y segundos de desambiguación comprenden un bit de mapeo de sub-corriente primero y segundo respectivamente; y -usar una comparación de los primeros datos de desambiguación con los segundos datos de desambiguación para determinar si un bloque re-transmitido (110) de transporte está planificado para la re-transmisión sobre la primera sub-corriente de datos o la segunda sub-corriente de datos durante el segundo intervalo de transmisión.

8. Un sub-sistema (760) de receptor de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque el identificador de proceso de re-transmisión comprende un dato de tres bits, y en el que cada uno de los datos primeros y segundos 35 de desambiguación comprenden un bit de mapeo de sub-corriente.

9. Un sub-sistema (760) de receptor de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque el receptor está configurado adicionalmente para recibir datos re-transmitidos de bloque de transporte durante el segundo intervalo de transmisión y para combinar los datos re-transmitidos de bloque de transporte con datos de bloque de transporte recibidos durante el primer intervalo de transporte para descodificar el bloque re-transmitido (110) de transporte.

10. Un método para procesar información de planificación en un sistema inalámbrico de comunicaciones de multiplexación espacial en el que unos bloques primero y segundo (110) de transporte se planifican para una transmisión simultánea durante un primer intervalo de transmisión sobre unas sub-corrientes de datos primera y

segunda respectivamente; caracterizado porque el método comprende:

- recibir (510, 610) primera información de planificación para el primer intervalo de transmisión, comprendiendo la primera información de planificación un único identificador de proceso de re-transmisión y primeros datos de desambiguación, en el que los primeros datos de desambiguación indican si el primer bloque de transporte se asocia con la sub-corriente primera o segunda de datos, y si el segundo bloque de transporte se asocia con la sub-corriente primera o segunda de datos;

- enviar (530, 630) un acuse negativo que indica que al menos uno de los bloques primero y segundo (110) de transporte transmitidos durante el primer intervalo de transmisión se recibió con errores;

-recibir (540, 640) segunda información de planificación para un segundo intervalo de transmisión, comprendiendo la segunda información de planificación el identificador de proceso de re-transmisión y segundos datos de desambiguación, en el que los datos primeros y segundos de desambiguación comprenden un bit de mapeo de subcorriente primero y segundo respectivamente; y -usar (550, 650) una comparación de los primeros datos de desambiguación con los segundos datos de desambiguación para determinar si un bloque re-transmitido (110) de transporte está planificado para la retransmisión sobre la primera sub-corriente de datos o la segunda sub-corriente de datos durante el segundo intervalo de transmisión.

11. Un método de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque el identificador de proceso de re

transmisión comprende un dato de tres bits y cada uno de los datos primeros y segundos de desambiguación comprenden un bit de mapeo de sub-corriente.

12. Un método de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque el método comprende adicionalmente recibir (560) datos re-transmitidos de bloque de transporte durante el segundo intervalo de transmisión y combinar (570, 660) los datos re-transmitidos de bloque de transporte con datos de bloque de transporte recibidos durante el primer intervalo de transporte para descodificar el bloque re-transmitido (110) de transporte.


 

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