BRPI0709309A2

BRPI0709309A2 - método de remapeamento de constelações de sinais de amplitude modulada por quadratura adaptiva para retransmissões de pacotes de dados

Info

Publication number: BRPI0709309A2
Application number: BRPI0709309-8A
Authority: BR
Inventors: Yingxue Li
Original assignee: Interdigital Tech Corp
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2007-03-14
Publication date: 2011-07-05
Also published as: MY143157A; RU2391782C1; CN101405981B; JP4719805B2; TW200943858A; US7764707B2; KR20080100853A; JP2009530976A; CA2646321A1; CN101405981A; US20070268814A1; TW200742367A; EP1999879A2; AU2007227598A1; RU2008141168A; WO2007109041A2; MX2008011809A; KR20080113106A; WO2007109041A3

Abstract

Método de remapeamento de constelações de sinais em amplitude modulada por quadratura adaptativa para retransmissões de pacotes de dados. Esquema de remapeamento relativo a simbolos de uma constelação de sinais de QAM simplificado para retransmissões de pacotes de dados, para melhorar o desempenho em uma alta velocidade de codificação. O esquema de remapeamento relativo a simbolos de uma constelação de sinais de QAM simplificado utiliza os bits de marcação I e Q separados em um sinal de QAM para reduzir a complexidade de um nó receptor. Método de comutação adaptativa entre remapeamento de constelações relativo a bits e relativo a simbolos para transmissões de pacotes de dados conforme a velocidade de codificação de canais para atingir desempenho ideal ao longo da série de velocidades de codificação de canais.

Description

Método de remapeamento de constelações de sinais de amplitude modulada dequadratura adaptativa para retransmissões de pacotes de dados.

A presente invenção refere-se ao campo de modulação dedados digital em sistemas de comunicação sem fio. Mais especificamente, a presenteinvenção refere-se a um método de remapeamento de uma constelação de sinais emamplitude modulada por quadratura (QAM) adaptativa durante retransmissões depacotes de dados.

Antecedentes

Em transmissões de dados digitais, é prática comumtransmitir um sinal de reconhecimento (ACK) de um receptor para um transmissor, paraindicar o recebimento bem sucedido de um pacote de dados. Caso um transmissor nãoreceba um ACK ou receba um sinal de não reconhecimento (NACK) durante um períodode tempo definido, o pacote de dados será retransmitido.

A retransmissão de um pacote de dados fornece umaoportunidade de aumentar a eficiência da retransmissão utilizando diversidade desinalização. Um pacote de dados pode ser retransmitido, por exemplo, em umafreqüência diferente para atingir diversidade de freqüências ou um pacote de dados podeser retransmitido em uma antena diferente para atingir diversidade espacial. A eficiênciade retransmissões de pacotes de dados pode também ser aprimorada por meio dasinalização de diferentes versões de bits de redundância.

A diversidade de mapeamento de sinais é uma técnicapromissora para aumentar a eficiência de retransmissões de pacotes de dados. Paraatingir diversidade de mapeamento de sinais, a mesma seqüência de bits é mapeadasobre diferentes pontos de sinais em uma constelação de sinais quando a modulação formais alta que o chaveamento de comutação de fases em quadratura (QPSK) sendoutilizado. Sabe-se bem na técnica que, ao modular bits para símbolos de modulação comordem superior, a confiabilidade desses bits não é igual. A confiabilidade destes bitsdepende da localização e/ou do valor de bits.

Um esquema de remapeamento de constelações QAM 16 eQAM 64 proposto para 3GPP destina-se a calcular a média da orientação deconfiabilidade de bits durante a retransmissão de pacotes de dados. Além disso, umaproposta do estado da técnica para QAM 16 foi adaptada a padrões de acesso a pacotespor link inferior em alta velocidade (HSDPA). Este método de remapeamento édenominado remapeamento relativo a bits. O remapeamento relativo a bits é eficazquando um sistema emprega forte codificação de canais. O remapeamento relativo a bitsapresenta maus resultados, entretanto, quando um sistema emprega codificação decanais fracos porque a codificação de canais fracos causa alta velocidade de codificaçãoe resulta em um número menor de bits de redundância.Um outro esquema de remapeamento de sinais pretendemaximizar a distância euclidiana quadrada combinada (CSED) mínima ao longo dediversas retransmissões. Este critério minimiza efetivamente a taxa de erros de símbolosbruta. Este método de remapeamento é denominado remapeamento relativo a símbolos.

O remapeamento relativo a símbolos apresenta melhor desempenho quando um sistemaemprega codificação de canais fracos, pois o sistema aproxima-se de um sistema nãocodificado.

Os métodos de remapeamento relativo a símbolos doestado da técnica não se utilizam do fato de que os bits de marcação I e Q de um sinalQAM são separáveis. Um novo mecanismo que se utilize de bits de marcação IeQseparados em um sinal QAM e reduza a complexidade de remapeamento relativo asímbolos é, portanto, desejado. Além disso, demonstrou-se que um esquema deremapeamento relativo a bits apresenta melhor desempenho quando o sistema utilizacodificação de canais fortes e um esquema de remapeamento relativo a símbolosapresenta melhor resultado quando o sistema utiliza codificação de canais fracos. Ummétodo e aparelho de remapeamento de sinais adaptativos de acordo com a codificaçãode canais é, portanto, desejado para melhorar o desempenho geral em comparação comesquemas de remapeamento que utilizam um único método e para reduzir acomplexidade de um receptor.

Resumo da Invenção

A presente invenção refere-se a um esquema deremapeamento de constelações de sinais QAM relativo a símbolos simplificado pararetransmissões de pacotes de dados, para melhorar o desempenho em alta velocidadede codificação. O esquema de remapeamento de constelações de sinais QAM relativo asímbolos simplificado utiliza-se dos bits de marcação I e Q separados em um sinal QAMpara reduzir a complexidade de um nó receptor. A presente invenção também se refere aum método de comutação adaptativa entre remapeamento de constelações relativa a bitse relativa a símbolos conforme uma velocidade de codificação de canais para atingirdesempenho ideal ao longo da série de velocidades de codificação de canais.

Breve Descrição das Figuras

Pode-se obter uma compreensão mais detalhada dapresente invenção a partir do relatório descritivo de uma realização preferida a seguir,fornecida como forma de exemplo e a ser compreendida em conjunto com as figurasanexas, nas quais:

- a Figura 1 é um exemplo de diagrama de bloco de um sistema de comunicação sem fioconfigurado conforme a presente invenção;

- a Figura 2 é um exemplo de remapeamento de constelações relativo a símbolos paramodulação 16 QAM e 64 QAM sobre bits I marcados implementados pelo sistema daFigura 1; e

- a Figura 3 é um diagrama de fluxo de um processo de remapeamento de constelaçõesde sinais QAM adaptativos para retransmissões de pacotes de dados implementado pelosistema da Figura 1.

Descrição Detalhada das Realizações Preferidas

Uma unidade de transmissão e recepção sem fio (WTRU)inclui a seguir, mas sem limitar-se a um equipamento de usuário, estação móvel, unidadede assinante fixa ou móvel, pager ou qualquer outro tipo de dispositivo capaz de operarem um ambiente sem fio. Quando indicado a seguir, uma estação base inclui, mas semlimitar-se a Nó B, controlador de local, ponto de acesso ou qualquer outro tipo dedispositivo de interface em um ambiente sem fio.

A Figura 1 é um exemplo de diagrama de bloco de umsistema de comunicação sem fio 100 configurado conforme a presente invenção. Osistema inclui um nó transmissor 102 e um nó receptor 142 configurados para modulaçãode dados digital. O nó transmissor 102 e o nó receptor 142 comunicam-se por meio deum link de comunicação sem fio.

Conforme exibido na Figura 1, o nó transmissor 102 incluium processador 104, um modulador de dados 106, um transmissor 108, um receptor110, um contador de número de transmissões 112, uma tabela de constelações paramapeamento de constelação relativo a bits 114, uma tabela de constelações pararemapeamento de constelações relativo a símbolos 116, um controlador 118 e umcodificador 120.

O processador 104 é configurado para implementar umasérie de métodos de remapeamento de constelações de sinais QAM. Em uma realizaçãopreferida, o processador 104 implementa um esquema de remapeamento deconstelações de sinais QAM relativo a símbolos simplificado para retransmissões depacotes de dados que se utiliza dos bits I e Q marcados separáveis em sinais QAM.

O modulador de dados 106 é configurado para mapear pelomenos um bit codificado de entrada enviado por um codificador 120 para um ponto emuma constelação QAM. O processador 104 é configurado para selecionar e armazenar aconstelação de sinais utilizada pelo modulador de dados 106. O modulador de dados 106é configurado para converter cada bit codificado enviado pelo codificador 120 em umsímbolo QAM conforme a constelação de sinais selecionado pelo processador 104.

Segundo a velocidade de codificação de um fluxo de bits dedados de entrada, o processador 104 é configurado para selecionar entre o uso de umatabela de constelações para mapeamento de constelação relativo a bits 114 e uma tabelade constelações para remapeamento de constelações relativo a símbolos 116. Caso avelocidade de codificação do fluxo de bits de entrada do codificador 120 seja mais altaque um limite previamente determinado, o processador 104 seleciona a tabela deconstelações para remapeamento de constelações relativo a símbolos 116. Caso avelocidade de codificação do fluxo de bits de entrada do codificador 120 deixe deexceder o limite previamente determinado, o processador 104 seleciona a tabela deconstelações para remapeamento de constelações relativo a bits 114.

A tabela de constelações para remapeamento deconstelações relativo a bits 114 e a tabela de constelações para remapeamento deconstelações relativo a símbolos 116 consistem de um conjunto de constelaçõescorrespondentes a diferentes tipos de modulação (tais como 16 QAM e 64 QAM).

O processador 104 é configurado para selecionar umaconstelação de sinais a ser utilizada pelo modulador de dados 106 conforme um númerode transmissão atual. A constelação de sinais é definida exclusivamente por uma regrade mapeamento. O processador 104 pode selecionar uma tabela de constelaçõesdiferente 114, 116 para cada número identificador de transmissão.

O transmissor 108 é configurado para converter e transmitirum símbolo QAM mapeado 122 para o receptor 150 no nó receptor 142. O receptor 110é configurado para receber um sinal de reconhecimento (ACK) ou um sinal de nãoreconhecimento (NACK) do nó receptor 142 após cada transmissão. Um ACK indica queo nó receptor 142 recebeu com sucesso a transmissão de pacote de dados. NACK indicaque é necessário retransmissão do pacote de dados porque o nó receptor 142 nãorecebeu a transmissão com sucesso.

O receptor 110 do nó transmissor 102 é configurado parareceber sinais de ACK/NACK do nó receptor 142. Em uma realização preferida, oprocessador 104 é configurado para instruir o modulador de dados 106 para remapearbits codificados pelo codificador 120 em sinais QAM conforme uma constelação recémselecionada. O processador 104 é configurado para instruir o transmissor 108 aretransmitir o pacote de dados quando o receptor 110 deixar de receber um sinal ACKdurante um período previamente determinado após a transmissão do pacote de dados. Oprocessador 104 é configurado adicionalmente para instruir o modulador de dados 106 aremapear os bits codificados em símbolos QAM conforme uma configuração recémselecionada e instruir o transmissor 108 a retransmitir o pacote de dados quando oreceptor 110 receber um sinal NACK após a transmissão do pacote de dados.

O contador de números de transmissão 112 é configuradopara receber um sinal ACK/NACK detectado pelo receptor 110. Em uma realização35 preferida, o contador de números de transmissão 112 é aumentado em um para cadasinal NACK recebido e o contador de números de transmissão 112 é definido em umpara cada sinal ACK recebido. A saída do contador de números de transmissão indica onúmero de transmissões de um pacote de dados atual. Um, por exemplo, indica umanova transmissão de um pacote de dados e dois indica a primeira retransmissão de umpacote de dados. O processador 104 pode ser configurado para utilizar a saída docontador de números de transmissão 112 para determinar a constelação de sinalutilizada pelo modulador de dados 106.

O modulador de dados 106 é configurado para utilizar uma .regra de mapeamento comum, para componentes I e Q de bits codificados recebidos.

O subscrito m representa a ma transmissão de pacote de dados. Segundo a regra demapeamento comum, //m, cada ponto em uma constelação de sinal é associadoexclusivamente a uma seqüência de bits.

O modulador de dados 106 sustenta 16 QAM1 64 QAM eremapeamento de constelações de sinais mais alto. O modulador de dados 106 tambémsustenta outros tipos de modulação tais como chaveamento de comutação de fases emquadratura (QPSK).

Como um exemplo informativo, em uma constelação desinais 16 QAM1 cada ponto é associado exclusivamente a uma seqüência de bits{iiqiÍ2q2}. O modulador de dados 106 mapeia a seqüência de bits (hq^q^ para um pontocom uma coordenada x-y de Cum (Z7Z2), ^m (QiQ2)- Pode-se aplicar o seguinte a bits IeQmarcados porque os componentes são separados, muito embora apenas bits I marcadossejam discutidos adicionalmente.

Em uma realização preferida, dois pares de bits distintos(I1,I2) e (I'1,I1'2) são mapeados para duas coordenadas χ μω (/V2) e μ„ (/V'2).respectivamente, durante uma ma retransmissão de pacote de dados. Uma distânciaeuclidiana quadrada combinada (CSED) entre os pares de bits distintos é definida como:

<formula>formula see original document page 6</formula>

Uma CSED mínima ao longo de todas as seqüências de bitspossíveis (I1I2) e (i'ii'2) é representada como Dmin ({u.m}) e determinada pela regra demapeamento {jum}. Um valor CSED representa a distância entre dois símbolos QAMdistintos. Caso o CSED entre dois símbolos QAM distintos seja grande, é mais fácilseparar os símbolos. Como o CSED mínimo é o fator dominante na determinação dataxa de erros de bits (BER) bruta, a maximização do CSED mínimo maximiza a BERbruta.

Em uma realização preferida, para minimizar aprobabilidade de erros em pares, a regra de mapeamento (u.m) é projetada de forma amaximizar o CSED mínimo. A regra de mapeamento {pm} que maximiza o CSED mínimoé denominada mapeamento ideal. O mapeamento ideal pode ser encontrado por meio deuma extensa busca computadorizada e é previamente determinado pelo nó transmissor102 e pelo nó receptor 142.

Ainda com referência à Figura 1, o nó receptor 142 inclui umprocessador 144, um demodulador/combinador 146, um transmissor 148, um receptor150, um decodificador 152, uma tabela de remapeamento de constelações pararemapeamento relativo a bits 154 e uma tabela de remapeamento de constelações pararemapeamento relativo a bits 156.

O processador 144 no nó receptor 142 é configurado parareceber informações de sinais de controle do receptor 150. Estas informações de sinaisde controle podem incluir uma velocidade de codificação, tipo de modulação e/ou onúmero de transmissão da transmissão de pacotes de dados recebidos. O processador144 é configurado para selecionar uma constelação de sinal a partir das tabelas deremapeamento de constelações 154, 156 conforme a velocidade de codificação, o tipode modulação e/ou o número de transmissão da transmissão de pacote de dadosrecebidos. A constelação de sinais selecionada coincide com a constelação de sinaisutilizada no nó transmissor 102.

O processador 144 é adicionalmente configurado para quetenha acesso a uma tabela de remapeamento de constelações para remapeamentorelativo a bits 154 e uma tabela de remapeamento de constelações para remapeamentorelativo a símbolos 156. Nas duas tabelas de remapeamento 154 e 156, bits I e Qmarcados são mapeados independentemente para uma constelação de sinais. Esteremapeamento independente reduz a complexidade da demodulação de dadosimplementada no nó receptor 142.

O demodulador/combinador 146 é configurado paraconverter uma transmissão de pacote de dados recebida em uma seqüência de bitscodificados utilizando a constelação de sinais selecionada como referência. Odemodulador/combinador 146 é configurado para combinar uma transmissão recebidaatual com todas as transmissões anteriores para representar as retransmissões depacotes de dados.

Em uma realização preferida de demodulação de dados, odemodulador/combinador 146 é configurado para calcular a distância euclidiana entre umsinal recebido e cada ponto de sinal possível de uma constelação. Como os bits I e Qmarcados são mapeados independentemente, os bits I e Q marcados podem serdemodulados separadamente. Em QAM de Ordem M (M-QAM), a demodulação de bits Imarcados requer o cálculo da raiz quadrada de M distâncias euclidianas e ademodulação de bits Q marcados também requer o cálculo da raiz quadrada de Mdistâncias euclidianas. Caso os bits I e Q marcados não sejam separados, entretanto, ademodulação dos bits de entrada requer M distâncias euclidianas. A separação de bitsde entrada em bits I e Q marcados, portanto, reduz a complexidade da demodulação dedados no nó receptor 142.

O decodificador 152 é configurado para receber umaseqüência de bits codificados do demodulador/combinador 146. O demodulador 152 éconfigurado para uso da seqüência de bits codificada para reconstruir bits de informaçãoe realizar uma verificação de redundância cíclica (CRC). A CRC determina se um sinal deACK ou sinal de NACK é emitido pelo transmissor 148 para o nó transmissor 102.

A Figura 2 é um exemplo de tabela de remapeamento deconstelações relativo a símbolos 200 que contém uma seção utilizada para modulação16 QAM 202 e uma seção utilizada para modulação 64 QAM 204. A Figura 2 exibeapenas as regras de mapeamento para os bits I marcados implementadas pelo sistema100 da Figura 1. O mesmo mapeamento também se aplica, entretanto, aos bits Qmarcados. A seção de modulação 16 QAM 202 e a seção de modulação 64 QAM 204contêm diversas constelações, em que cada constelação corresponde a umatransmissão específica. Na Figura 2, cada fileira é uma constelação e a primeira fileiracorresponde a uma transmissão inicial, a segunda fileira corresponde a uma segundatransmissão e assim por diante.

Para cada tipo de modulação, 16 QAM ou 64 QAM, asregras de mapeamento para cada número de transmissão de pacotes diferente sãorelacionadas verticalmente. Em modulação 16 QAM, cada quatro bits codificados deentrada são mapeados em um ponto de sinal. Um ponto de sinal consiste de dois bits Imarcados e dois bits Q marcados. Os dois bits I marcados determinam a coordenada χdo ponto mapeado e os dois bits Q marcados determinam a coordenada y do pontomapeado. Modulação 16 QAM possui, portanto, quatro coordenadas χ possíveis 210,212, 214 e 216 para o mapeamento de um ponto de sinal.

Caso o valor dos dois bits I marcados seja "11", porexemplo, a coordenada χ do ponto de sinal mapeado é 210 para uma primeiratransmissão. Caso este pacote de dados necessite ser retransmitido, a coordenada χ doponto de sinal mapeado é 214 para uma segunda transmissão, 216 para uma terceiratransmissão e 212 para uma quarta transmissão.

Em modulação 64 QAM, cada oito bits codificados deentrada são mapeados para um ponto de sinal. Um ponto de sinal consiste de três bits Imarcados e três bits Q marcados. Os três bits I marcados determinam a coordenada χ doponto mapeado e os três bits Q marcados determinam a coordenada y do pontomapeado. Modulação 64 QAM possui, portanto, oito possíveis coordenadas χ 220, 222,224, 226, 228, 230, 232, 234 para mapeamento de um ponto de sinal.

Caso o valor dos três bits I marcados seja "111", acoordenada χ do ponto de sinal mapeado é 220 para uma primeira transmissão. Casoeste ponto de dados necessite ser retransmitido, a coordenada χ do ponto de sinalmapeado é 220 para uma segunda transmissão, 232 para uma terceira transmissão, 226para uma quarta transmissão, 226 para uma quinta transmissão e 222 para uma sextatransmissão.

A Tabela 1 compara os valores CSED mínimos doremapeamento de constelações de sinais 64 QAM relativo a símbolos simplificadoexibido na Figura 2 e um esquema de retransmissão repetitivo simples. O ganhoesperado em termos de taxa de erros de bits (BER) bruta de cada retransmissão éprevisto conforme o valor CSED mínimo.

Tabela 1

<table>table see original document page 9</column></row><table>

Um esquema de remapeamento relativo a símbolos otimizao desempenho de sistemas não codificados ou sistemas com alta velocidade decodificação. Por outro lado, um esquema de remapeamento relativo a bits otimiza odesempenho de sistemas com baixa velocidade de codificação. Remapeamento relativoa bits é atingido por meio de alteração da ordem de uma seqüência de bits e/ou uso dovalor inverso dos bits em uma seqüência de bits, no todo ou em parte.

A Tabela 2 é um exemplo de uma regra de remapeamentorelativo a bits. A mesma regra de mapeamento aplica-se a bits I e Q marcados. Apósuma primeira retransmissão, a regra de mapeamento comuta de forma cíclica os bits I ouQ marcados para a esquerda em um para uma segunda transmissão e comuta de formacíclica os bits I ou Q marcados para a esquerda em dois para uma terceira transmissão.Em uma quarta transmissão, os segundo e terceiro bits são invertidos. Uma quinta esexta transmissão comuta de forma cíclica os bits I ou Q marcados para a esquerda emum e para a esquerda em dois, respectivamente, e também inverte o segundo e terceirobit.

Tabela 2<table>table see original document page 10</column></row><table>

Um esquema de remapeamento relativo a bits apresentamelhor desempenho que o remapeamento relativo a símbolos quando uma velocidade decodificação for baixa. Por outro Iado1 um esquema de remapeamento relativo a símbolosapresenta melhor desempenho quando uma velocidade de codificação for alta. Sistemasde comunicação sem fio empregam amplamente esquemas de codificação adaptativa emque uma velocidade de codificação é adaptada conforme fatores tais como condições decanais. Para atingir desempenho ideal ao longo de várias velocidades de codificação,portanto, é desejável comutar esquemas de remapeamento de constelações conformeuma velocidade de codificação em tempo real.

A Figura 3 é um diagrama de fluxo de um processo deremapeamento de constelações de sinais QAM adaptativo 300 implementado pelosistema 100 da Figura 1. O processo de remapeamento 300 é implementado pelo nótransmissor 102 e pelo nó receptor 142.

Na etapa 302, são recebidas as informações de codificaçãode canais atuais. Em um nó transmissor 102, as informações de codificação de canaisatuais são recebidas por meio de sinalização explícita. Um sinal de informações decanais é transmitido pelo controlador 118 para o processador 104.

Em um nó receptor 142, as informações de sinais decontrole atuais são extraídas de uma transmissão recebida. Um sinal de controle incluiinformações de codificação de canais, tipo de modulação e número de transmissão deuma transmissão recebida atual. Um sinal de controle pode ser decodificado porque umamodulação fixa e codificação são aplicadas ao sinal de controle. Após a decodificação deum sinal de controle, informações de codificação de controle, tipo de modulação enúmero de transmissão de uma transmissão recebida atual são enviados para oprocessador 144.

Na etapa 304, o processador 104, 144 determina se umavelocidade de codificação de canais satisfaz um limite previamente determinado. Emuma realização preferida, o processador 104, 144 determina se o sistema 100 empregaforte codificação de canais ou codificação de canais fraca, dependendo da velocidade decodificação utilizada pelo pacote de dados atual.Na etapa 306, o processador 104, 144 seleciona uma tabelade remapeamento para o pacote de dados atual. Cada pacote de dados pode sertransmitido várias vezes e cada transmissão utiliza a mesma tabela de remapeamento.Cada transmissão pode necessitar, entretanto, de uma constelação diferente.

Caso a velocidade de codificação do pacote de dados atualseja mais alta que um limite previamente determinado, o processador 104, 144 selecionauma tabela de remapeamento relativo a símbolos e aplica remapeamento deconstelações de sinais relativo a símbolos para retransmissões de pacotes de dados.Quando o sistema 100 não for codificado ou empregar codificação de canais fracos,prefere-se um método de remapeamento de constelações relativo a símbolos.

Caso a velocidade de codificação do pacote de dados atualseja mais baixa que um limite previamente determinado, o processador 104, 144seleciona uma tabela de remapeamento relativo a bits e aplica remapeamento deconstelações de sinais relativo a bits para retransmissões de pacotes de dados. Quandoo sistema 100 empregar forte codificação de canais, prefere-se um método deremapeamento de constelações relativo a bits.

Em uma realização alternativa, o limite previamentedeterminado pode depender do tipo de codificação de canal utilizado pelo sistema 100. Olimite previamente determinado pode ser definido, por exemplo, entre 2/3 e 3/4 aoutilizar-se um código turbo e um limite pode ser inferior e definido de 1/2 a 2/3 ao utilizar-se um código de convolução.

Na etapa 308, o processador 104, 144 seleciona uma seçãoda tabela de remapeamento de constelações selecionadas a ser aplicada que édeterminada conforme o tipo de modulação do pacote de dados atual. Caso a modulação16 QAM seja utilizada pelo pacote de dados atual, por exemplo, aplica-se a seção 16QAM da tabela de remapeamento. No nó transmissor 102, o tipo de modulação datransmissão de pacotes de dados atuais é sinalizado pelo controlador 118 para oprocessador 104. No nó receptor 142, o tipo de modulação do pacote de dados atual éembutido no sinal de controle.

Na etapa 310, o processador 104, 144 seleciona umaconstelação de sinais que é selecionada conforme o número de transmissão datransmissão de pacote de dados atual. No nó transmissor 102, o número de transmissãoda transmissão de pacote de dados atual é determinado pelo contador de número detransmissões 112 e sinalizado para o processador 104. O contador de número detransmissões 112 é configurado para contar o número de sinais de ACK/NACK recebidosno nó transmissor 102. No nó receptor 142, o número de transmissões da transmissãode pacote de dados atual é embutido no sinal de controle.

O sistema 100 conforme a presente invenção implementaum esquema de remapeamento que se adapta a uma velocidade de codificação decanais para atingir desempenho ideal. O sistema 100 implementa um método deremapeamento relativo a bits ao utilizar-se forte codificação de canais e um método deremapeamento relativo a símbolos ao utilizar-se codificação de canais fraca. Umacondição de canais sem fio determina se é utilizada uma codificação de canais forte oucodificação de canais fraca. Prefere-se uma codificação de canais fraca em boascondições de canais para aumentar o rendimento de dados. Prefere-se uma codificaçãode canais forte em más condições de canais nas quais é necessário forte capacidade decorreção de erros para garantir comunicações sem fio confiáveis.

O sistema 100 define um limite de velocidade de codificaçãode canais previamente determinado para determinar quando a codificação de canaisatual é considerada relativamente forte ou relativamente fraca. Em uma realizaçãopreferida, o limite de velocidade de codificação de canais previamente determinado édeterminado conforme um tipo de codificação de canais utilizado pelo sistema 100.

As características da presente invenção podem serincorporadas em um circuito integrado (IC) ou configuradas em um circuito quecompreende uma série de componentes em interconexão.

Embora as características e os elementos da presenteinvenção sejam descritos nas realizações preferidas em combinações específicas, cadacaracterística ou elemento pode ser utilizado isoladamente, sem as demaiscaracterísticas e elementos das realizações preferidas ou em várias combinações comou sem outras características e elementos da presente invenção. Os métodos ou gráficosde fluxo fornecidos na presente invenção podem ser implementados em um programa decomputador, software ou firmware em realização tangível em um meio de armazenagemlegível por computador para execução por um processador ou computador para usogeral. Exemplos de meios de armazenagem legíveis por computador incluem memóriasomente de leitura (ROM), memória de acesso aleatório (RAM), registro, memória decache, dispositivos de memória semicondutores, meios magnéticos tais como discosrígidos internos e discos removíveis, meios magnetoóticos e meios óticos tais comodiscos CD-ROM e discos versáteis digitais (DVDs).

Processadores apropriados incluem, por exemplo,processador para uso geral, processador para fins especiais, processador convencional,processador de sinais digitais (DSP), uma série de microprocessadores, um ou maismicroprocessadores em associação com um núcleo de DSP, controlador,microcontrolador, Circuitos Integrados Específicos de Aplicação (ASICs), circuitos deConjuntos de Portal Programáveis de Campo (FPGAs), qualquer outro tipo de circuitointegrado (IC) e/ou máquina de estado.

Um processador em associação com software pode serutilizado para implementar um transceptor de rádio freqüência para uso em uma unidadede transmissão e recepção sem fio (WTRU)1 equipamento de usuário (UE)1 terminal,estação base, controlador de rede de rádio (RNC) ou qualquer computador host. AWTRU pode ser utilizada em conjunto com módulos, implementada em hardware e/ousoftware, tal como uma câmera, módulo de câmera de vídeo, videofone, fone de ouvido,dispositivo de vibração, alto-falante, microfone, transceptor de televisão, fone de ouvidopara mãos livres, teclado, módulo Bluetooth, unidade de rádio em freqüência modulada(FM), unidade de visor de cristal líquido (LCD)1 unidade de visor de diodo emissor de luzorgânico (OLED), aparelho de música digital, aparelho de mídia, módulo de vídeo game,navegador da Internet e/ou qualquer módulo de rede de área local sem fio (WLAN).

Realizações

1. Método de remapeamento adaptativo de retransmissões de pacotes de dados em umsistema de comunicação sem fio que inclui um receptor, em que o método compreende orecebimento da codificação de canais atuais de uma transmissão de pacote de dadosatual.

2. Método conforme a realização 1, que compreende adicionalmente a determinação seuma velocidade de codificação de canais é mais alta que um limite de codificação decanais previamente determinado.

3. Método conforme qualquer das realizações 1 ou 2, que compreende adicionalmente aseleção de uma constelação de sinais para modulação de dados com base em se avelocidade de codificação de canais é mais alta que o limite previamente determinado.

4. Método conforme qualquer das realizações 1 a 3, que compreende adicionalmente aseleção de uma seção de uma tabela de remapeamento de constelações selecionadaconforme um tipo de modulação da transmissão de pacotes de dados atual.

5. Método conforme qualquer das realizações 1 a 4, que compreende adicionalmente aseleção de uma constelação de sinais conforme um número de identificação datransmissão de pacotes de dados atual.

6. Método conforme qualquer das realizações 1 a 5, em que a constelação de sinais éselecionada a partir de uma tabela de remapeamento de constelações relativa a bitsquando a velocidade de codificação de canais for inferior ao limite de codificação decanais previamente determinado, de forma a indicar uma forte codificação de canais.

7. Método conforme a realização 6, em que bits I e Q marcados são mapeadosindependentemente para uma constelação de sinais na tabela de remapeamento deconstelações relativo a bits.

8. Método conforme qualquer das realizações 1 a 7, em que a constelação de sinais éselecionada a partir de uma tabela de remapeamento relativo a símbolos quando avelocidade de codificação de canais for mais alta que o limite de codificação de canaispreviamente determinado, de forma a indicar uma codificação de canal fraco.9. Método conforme qualquer das realizações 1 a 8, em que bits I e Q marcados sãomapeados independentemente para uma constelação de sinais na tabela deremapeamento de constelações relativo a símbolos.

10. Método conforme a realização 9, em que a tabela de remapeamento relativo asímbolos é utilizada para implementar um esquema de remapeamento de constelaçõesde sinais QAM relativo a símbolo simplificado para retransmissões de pacotes de dadosque se utiliza dos bits I e Q marcados separáveis em sinais QAM.

11. Método conforme qualquer das realizações 1 a 10, em que um esquema deremapeamento relativo a símbolos otimiza o desempenho de sistemas não codificadosou sistemas com uma alta velocidade de codificação.

12. Método conforme qualquer das realizações 1 a 11, em que um esquema deremapeamento relativo a bits otimiza o desempenho de sistemas çom baixa velocidadede codificação.

13. Método conforme a realização 12, em que um remapeamento relativo a bits é atingido por meio de alteração da ordem de uma seqüência de bits e/ou utilizando o valorinverso de pelo menos um bit em uma seqüência de bits.

14. Método conforme qualquer das realizações 1 a 13, em que um esquema deremapeamento relativo a bits apresenta melhor desempenho que um esquema deremapeamento relativo a símbolos quando uma velocidade de codificação for baixa.

15. Método conforme qualquer das realizações 1 a 14, em que a constelação de sinaispara modulação de dados é selecionada adaptativamente em tempo real conforme umavelocidade de codificação para atingir desempenho ideal ao longo de várias velocidadesde codificação.

16. Método conforme qualquer das realizações 1 a 15, em que a modulação de dadosutiliza um mapeamento de constelação em amplitude modulada por quadratura (QAM)16.

17. Método conforme qualquer das realizações 1 a 16, em que a modulação de canaisutiliza um mapeamento de constelação em amplitude modulada por quadratura (QAM)64.

18. Método conforme qualquer das realizações 1 a 17, em que o nó transmissor é umaunidade de transmissão e recepção sem fio (WTRU).

19. Método conforme qualquer das realizações 1 a 18, em que o nó transmissor é umaestação base.

20. Método de implementação de um esquema de remapeamento relativo a símbolospara retransmissão de pacotes de dados em um sistema de comunicação sem fio queinclui um nó transmissor e um nó receptor, em que o método compreende adeterminação de uma regra de mapeamento, de tal forma que a distância euclidianaquadrada combinada (CSED) mínima entre quaisquer dois símbolos de amplitudemodulada por quadratura (QAM) seja maximizada.

21. Método conforme a realização 20, que compreende adicionalmente o mapeamentode bits I marcados na coordenada χ de uma constelação de sinais conforme a regra demapeamento.

22. Método conforme qualquer das realizações 20 ou 21, que compreendeadicionalmente o mapeamento de bits Q marcados na coordenada y de uma constelaçãode sinais conforme a regra de mapeamento.

23. Método conforme qualquer das realizações 20 a 22, em que o esquema deremapeamento relativo a símbolos reduz a complexidade de demodulação de dados emum nó receptor em um sistema de comunicação sem fio.

24. Método conforme qualquer das realizações 20 a 23, em que a regra de mapeamentoé aplicada no nó transmissor.

25. Método conforme qualquer das realizações 20 a 24, em que a regra de mapeamentoé aplicada no nó receptor.

26. Método conforme qualquer das realizações 20 a 25, em que a regra de mapeamentoé idêntica para os dois bits I e Q marcados.

27. Método conforme qualquer das realizações 20 a 26, em que a regra de mapeamentoé diferente para os bits I e Q marcados.

28. Método conforme qualquer das realizações 20 a 27, em que a regra de mapeamentoé diferente para os bits I e Q marcados.

29. Método conforme qualquer das realizações 20 a 28, em que o CSED mínimo édeterminado por meio da seleção de uma regra de mapeamento que maximiza o CSEDmínimo.

30. Método conforme qualquer das reivindicações 20 a 29, em que o nó transmissor éuma unidade de transmissão e recepção sem fio.

31. Método conforme qualquer das realizações 20 a 30, em que o nó transmissor é umaestação base.

Claims

1. Método de seleção adaptativa de uma constelação desinais para modulação e demodulação de dados, em que o método é caracterizado pelofato de compreender:- recebimento de informações de codificação de canal atual de uma transmissão depacote de dados atual, que inclui uma velocidade de codificação de canais;- determinação se a velocidade de codificação de canais é mais alta que um limite decodificação de canais previamente determinado;- seleção de uma tabela de remapeamento de constelações de canais para o pacote dedados atual com base em se a velocidade de codificação de canais é mais alta que olimite previamente determinado;- seleção de uma seção de uma tabela de remapeamento de constelações selecionadaconforme um tipo de modulação da transmissão de pacotes de dados atual; e- seleção de uma constelação de sinais conforme um contador de números detransmissão para a transmissão de pacotes de dados atual.

2. Método conforme a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a constelação de sinais é selecionada a partir de uma tabela deremapeamento de constelações relativo a bits quando a velocidade de codificação decanais for inferior ao limite de codificação de canais previamente determinado, de formaa indicar uma forte codificação de canais.

3. Método conforme a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a constelação de sinais é selecionada a partir de uma tabela deremapeamento relativo a símbolos quando a velocidade de codificação de canais formais alta que o limite de codificação de canais previamente determinado, de forma aindicar uma codificação de canal fraco.

4. Método conforme a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a modulação de dados utiliza um mapeamento de constelação em amplitudemodulada por quadratura (QAM) 16.

5. Método conforme a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a modulação de dados utiliza um mapeamento de constelação em amplitudemodulada por quadratura (QAM) 64.

6. Método conforme a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que se destina a uso em uma unidade de transmissão e recepção sem fio(WTRU).

7. Método conforme a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que se destina a uso em uma estação base.