RU2775837C2 - Simplified detection of spatial modulation and space-time block encoding with selection of antennas - Google Patents
Simplified detection of spatial modulation and space-time block encoding with selection of antennas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2775837C2 RU2775837C2 RU2020133837A RU2020133837A RU2775837C2 RU 2775837 C2 RU2775837 C2 RU 2775837C2 RU 2020133837 A RU2020133837 A RU 2020133837A RU 2020133837 A RU2020133837 A RU 2020133837A RU 2775837 C2 RU2775837 C2 RU 2775837C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bits
- detection
- streams
- symbols
- bitstream
- Prior art date
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title abstract 6
- 230000000051 modifying Effects 0.000 title abstract 2
- 230000001702 transmitter Effects 0.000 abstract 2
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
Настоящее раскрытие относится к способам и системам передачи и приема сигналов связи, использующих пространственную модуляцию и пространственно-временное блочное кодирование.The present disclosure relates to methods and systems for transmitting and receiving communication signals using spatial modulation and space-time block coding.
Уровень техникиState of the art
Быстрое увеличение количества подключаемых устройств создает для сетей беспроводной связи необходимость возможности поддержки все более растущего количества устройств, сконцентрированных в географической области. Многочисленные неоднородные устройств, которые должны поддерживаться в сценарии плотного развертывания, содержат, например, мощные устройства, такие как персональные компьютеры, и маломощные устройства, такие как устройства Интернета вещей (IoT) и носимые устройства. The rapid increase in the number of connected devices creates a need for wireless communication networks to be able to support an ever increasing number of devices concentrated in a geographical area. The multiple heterogeneous devices that must be supported in a dense deployment scenario include, for example, high-powered devices such as personal computers and low-powered devices such as Internet of Things (IoT) devices and wearables.
Системы типа "многочисленные входы-многочисленные выходы" (Multiple Input Multiple Output, MIMO), которые используют многочисленные антенны, могут увеличивать производительность сети. Пространственная модуляция (Spatial modulation, SM) является модуляцией типа MIMO, при которой в любой момент времени активируется только поднабор доступных передающих (TX) антенн сетевого передатчика. SM может быть полезна при реализациях систем MIMO малой сложности, содержащих, например, передачу сообщений IoT и носимых устройств, и может действовать в режиме разомкнутого цикла, не запрашивая информацию о состоянии канала в передатчике. Multiple Input Multiple Output (MIMO) systems that use multiple antennas can increase network performance. Spatial modulation (SM) is a MIMO type of modulation in which only a subset of the available transmit (TX) antennas of a network transmitter is activated at any given time. SM may be useful in low complexity MIMO system implementations, such as IoT and wearable messaging, and may operate in an open loop mode without requesting channel state information at the transmitter.
По мере, в некоторых схемах SM, как показано например, в работе A. Helmy, и др., “Spatial Modulation for Improved Performance of Next-Generation WLAN”, WCNC 2017, Сан- Франциско, Калифорния, США, выбор антенн производится в соответствии с битами выбора антенн (antenna selection, AS), которые включаются в отдельный поток выбора антенн. Биты AS не определяются заранее или неизвестны приемнику. Следовательно, для определения битов AS приемник полагается на тип обнаружения с максимальным правдоподобием (Maximum Likelihood, ML). A. Helmy и др. описывают передатчик, который применяет кодирование с прямой коррекцией ошибок (Forward Error Correction, FEC) как для потоков данных, так и для потока AS вместе, так что в результате приемник должен также применять то же самое обнаружение ML для восстановления битов потоков данных. Сложность обнаружения ML является очень высокой, особенно для схем модуляции и кодирования (Modulation and Coding Scheme, MCS) 16-QAM или выше. At least in some SM schemes, as shown for example in A. Helmy, et al., “Spatial Modulation for Improved Performance of Next-Generation WLAN”, WCNC 2017, San Francisco, CA, USA, antenna selection is made in according to the antenna selection (AS) bits that are included in a separate antenna selection stream. The AS bits are not predetermined or unknown to the receiver. Therefore, the receiver relies on the Maximum Likelihood (ML) detection type to determine the AS bits. A. Helmy et al. describe a transmitter that applies Forward Error Correction (FEC) coding for both the data streams and the AS stream together, so that as a result, the receiver must also apply the same ML detection for recovery. data stream bits. The complexity of ML detection is very high, especially for Modulation and Coding Scheme (MCS) 16-QAM or higher.
Соответственно, существует необходимость в системе SM, позволяющей восстанавливать принятые приемником биты AS и данных, используя различные способы обнаружения. Accordingly, there is a need for an SM system capable of recovering AS and data bits received by a receiver using various detection methods.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention
В этом раскрытии описываются способы и системы, которые могут позволить, используя различные способы обнаружения, обнаруживать в приемнике биты AS и данных, присутствующие в передаваемых SM-потоках. В примерных вариантах осуществления кодирование потока AS выполняется отдельно в передатчике, в отличие от кодирования потоков данных, позволяя приемнику использовать один тип обнаружения (например, обнаружение ML) для битов AS и другой тип обнаружения MIMO с пониженной сложностью для битов данных (например, обнаружение с минимальной среднеквадратичной погрешностью (Minimum Min Square Error, MMSE) или обнаружение с превращением в ноль незначащих коэффициентов (Zero Forcing, ZF)). This disclosure describes methods and systems that may allow, using various detection methods, to detect at the receiver the AS and data bits present in transmitted SM streams. In exemplary embodiments, AS stream coding is performed separately at the transmitter, as opposed to data stream coding, allowing the receiver to use one type of detection (eg, ML detection) for AS bits and another type of reduced complexity MIMO detection for data bits (eg, detection with Minimum Min Square Error (MMSE) or Zero Forcing (ZF) detection.
В соответствии с первым подходом, способ, выполняемый в передатчике, содержит этапы, на которых: применяют кодирование с прямой коррекцией ошибок (FEC) для кодирования первой части входящего битового потока данных в первый кодированный битовый поток; применяют кодирование с FEC для кодирования, независимо от первой части, второй части входящего битового потока данных в битовый поток выбора антенн (AS); кодируют каждый из множество пространственных потоков в соответствующие символы, причем каждый пространственный поток является другой соответствующей частью первого кодированного битового потока; и передают символы через соответствующие наборы передающих антенн, причем соответствующий набор передающих антенн для передачи каждого символа определяется битами AS битового потока AS.In accordance with the first approach, the method performed at the transmitter comprises the steps of: applying forward error correction (FEC) coding to encode a first portion of an incoming data bitstream into a first encoded bitstream; applying FEC encoding to encode, regardless of the first part, the second part of the incoming data bitstream into the antenna selection (AS) bitstream; encoding each of the plurality of spatial streams into corresponding symbols, each spatial stream being a different corresponding part of the first encoded bitstream; and transmitting the symbols through respective sets of transmit antennas, wherein the respective set of transmit antennas for transmitting each symbol is determined by the AS bits of the AS bitstream.
Как вариант, при любом из предшествующих подходов кодирование каждого из множества пространственных потоков в соответствующие символы содержит этапы, на которых: кодируют биты каждого из пространственных потоков; преобразуют биты каждого из пространственных потоков в точки констелляции; и преобразуют точки констелляции каждого пространственного потока в соответствующие символы.Alternatively, in any of the previous approaches, encoding each of the plurality of spatial streams into corresponding symbols comprises the steps of: encoding the bits of each of the spatial streams; converting bits of each of the spatial streams into constellation points; and transform the constellation points of each spatial stream into the corresponding symbols.
Как вариант, при любом из предшествующих подходов символы являются символами мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (orthogonal frequency division multiplexing, OFDM).Alternatively, in any of the previous approaches, the symbols are orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols.
Как вариант, при любом из предшествующих подходов, биты AS свойственны символам OFDM по принципу «от поднесущей к поднесущей».Alternatively, in any of the previous approaches, the AS bits are inherent in OFDM symbols on a subcarrier-to-subcarrier basis.
Как вариант, при любом из предшествующих подходов способ предназначен для формирования и передачи данных блока данных по протоколу (Protocol Data Unit, PPDU) процедуры конвергенции физического уровня (Physical Layer Convergence Procedure, PLCP), причем способ дополнительно содержит этап, на котором: вводят в преамбулу PPDU множество длинных учебных полей (long training field, LTF), в котором количество LTF в преамбуле соответствует общему количеству NT передающих антенн; где общее количество NT передающих антенн больше, чем количество N потоков передачи, используемых для передачи данных PPDU.As an option, with any of the previous approaches, the method is designed to generate and transmit data block data protocol (Protocol Data Unit, PPDU) physical layer convergence procedure (Physical Layer Convergence Procedure, PLCP), and the method further comprises the step of: enter into a PPDU preamble; where the total number of transmit antennas NT is greater than the number N of transmission streams used to transmit the PPDU data.
Как вариант, при любом из предшествующих подходов, пилотные поднесущие символов преобразуются в соответствующие наборы передающих антенн в соответствии с битами AS.Alternatively, in any of the previous approaches, the symbol pilot subcarriers are mapped to the respective transmit antenna sets according to the AS bits.
В соответствии с другим подходом, система обработки содержит память и устройство обработки, соединенное с памятью, причем устройство обработки выполнено с возможностью: применения кодирования с прямой коррекцией ошибок (FEC) для кодирования первой части входящего битового потока данных в первый кодированный битовый поток; применения кодирования с FEC для кодирования, независимо от первой части, второй части входящего битового потока данных в битовый поток выбора антенны (AS); кодирования каждого из множества пространственных потоков в соответствующие символы, причем каждый пространственный поток является различной соответствующей частью первого кодированного битового потока; и передачи символов через соответствующие наборы передающих антенн, причем соответствующий набор передающих антенн для передачи каждого символа определяется битами AS битового потока AS.According to another approach, the processing system comprises a memory and a processing device coupled to the memory, the processing device being configured to: apply Forward Error Correction (FEC) coding to encode a first portion of an incoming data bitstream into a first encoded bitstream; applying FEC encoding to encode, regardless of the first part, the second part of the incoming data bitstream into the antenna selection (AS) bitstream; encoding each of the plurality of spatial streams into corresponding symbols, each spatial stream being a different corresponding portion of the first encoded bitstream; and transmitting the symbols through respective sets of transmit antennas, wherein the respective set of transmit antennas for transmitting each symbol is determined by the AS bits of the AS bitstream.
Как вариант, при любом из предшествующих подходов, устройство обработки выполнено с возможностью кодирования каждого из множества пространственных потоков в соответствующие символы посредством: Alternatively, in any of the previous approaches, the processor is configured to encode each of the plurality of spatial streams into corresponding symbols by:
кодирования битов в каждом из пространственных потоков; преобразования битов каждого из пространственных потоков в точки констелляции; и преобразования точек констелляции каждого пространственного потока в соответствующие символы.encoding bits in each of the spatial streams; converting bits of each of the spatial streams into constellation points; and converting the constellation points of each spatial stream into corresponding symbols.
Как вариант, при любом из предшествующих подходов символы являются символами мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM).Alternatively, in any of the previous approaches, the symbols are orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols.
Как вариант, при любом из предшествующих подходов биты AS свойственны символам OFDM по принципу «от поднесущей к поднесущей». Alternatively, in any of the previous approaches, AS bits are inherent in OFDM symbols on a subcarrier-to-subcarrier basis.
Как вариант, при любом из предшествующих подходов устройство обработки выполнено с возможностью формирования блока данных по протоколу (Protocol Data Unit, PPDU) процедуры конвергенции физического уровня (Physical Layer Convergence Procedure, PLCP) данных, используя кодирование, и передачи PPDU через соответствующие наборы передающих антенн, используя передачу, причем устройство обработки дополнительно выполнено с возможностью: ввода в преамбулу PPDU множества длинных учебных полей (long training field, LTF), в котором количество LTF в преамбуле соответствует общему количеству NT передающих антенн; в котором общее количество NT передающих антенн больше, чем количество N потоков передачи, используемых для передачи данных PPDU.Alternatively, with any of the previous approaches, the processing device is configured to generate a Physical Layer Convergence Procedure (PLCP) protocol data unit (Protocol Data Unit, PPDU) using coding, and transmit the PPDU through the corresponding sets of transmit antennas , using the transmission, and the processing device is further configured to: input in the preamble PPDU many long training fields (long training field, LTF), in which the number of LTF in the preamble corresponds to the total number of NT transmit antennas; wherein the total number NT of transmit antennas is greater than the number N of transmission streams used to transmit the PPDU data.
Как вариант, при любом из предшествующих подходов пилотные поднесущие символов преобразуются в соответствующие наборы передающих антенн в соответствии с битами AS.Alternatively, in any of the previous approaches, the pilot symbol subcarriers are mapped to the respective transmit antenna sets according to the AS bits.
В соответствии с другим подходом, способ обработки множества пространственно модулированных потоков, каждый из которых принимается через множество антенн в приемнике, содержит этапы, на которых: применяют обнаружение, основанное на логарифмическом отношении правдоподобия (Log Likelihood Ratio, LLR) для максимального правдоподобия (Maximum Likelihood, ML), к пространственно модулированным потокам для обнаружения битов выбора антенны (AS); применяют обнаружение типа MIMO (многочисленные входы-многочисленнные выходы) для разделения SM-модулированных потоков на соответствующие потоки для декодирования, где обнаружение MIMO основано на обнаруженных битах AS и использует обнаружение, отличное от обнаружения, основанного на ML; и декодируют соответствующие потоки.In accordance with another approach, a method for processing a plurality of spatially modulated streams, each of which is received through a plurality of antennas in the receiver, comprises the steps of: applying detection based on the logarithmic likelihood ratio (Log Likelihood Ratio, LLR) for maximum likelihood (Maximum Likelihood , ML), to spatially modulated streams for antenna selection (AS) bit detection; applying MIMO (multiple input multiple output) type detection to separate the SM modulated streams into respective streams for decoding, where the MIMO detection is based on the detected AS bits and uses a detection other than ML based detection; and decode the corresponding streams.
Как вариант, при любом из предшествующих подходов декодирование содержит: выполнение обратного преобразования констелляции; и выполнение обратного чередования битов.Alternatively, in any of the preceding approaches, decoding comprises: performing an inverse constellation transform; and performing bit-reversal.
Как вариант, при любом из предшествующих подходов обнаружение MIMO выполняется, используя обнаружение с минимальной среднеквадратичной погрешностью (Minimum Min Square Error, MMSE) или обнаружение с превращением в ноль незначащих коэффициентов (Zero Forcing, ZF) .Alternatively, with any of the previous approaches, MIMO detection is performed using Minimum Min Square Error (MMSE) detection or Zero Forcing (ZF) detection.
Как вариант, при любом из предшествующих подходов, обнаружение ML LLR битов AS выполняется, используя вычисление Евклидова расстояния между принятыми пространственно модулированными потоками и констелляцией двоичной фазовой манипуляции (binary phase shift keying, BPSK).Alternatively, with any of the previous approaches, ML LLR AS bit detection is performed using a calculation of the Euclidean distance between received spatially modulated streams and a binary phase shift keying (BPSK) constellation.
В соответствии с дополнительным подходом, система обработки содержит память и устройство обработки, связанное с памятью. Устройство обработки выполнено с возможностью применения обнаружения, основанного на логарифмическом отношении правдоподобия (Log Likelihood Ratio, LLR) для максимального правдоподобия (Maximum Likelihood, ML), ко множеству пространственно модулированных потоков, принимаемых множеством приемных антенн для обнаружения битов выбора антенны (AS); применения обнаружениясо многочисленными входами и многочисленными выходами (multiple input multiple output, MIMO) для разделения SM-модулированных потоков на соответствующие потоки для декодирования, в котором обнаружение MIMO основывается на обнаруженных битах AS и использует обнаружение, отличное от обнаружения на основе ML; и декодирования соответствующих потоков.According to a further approach, the processing system comprises a memory and a processing device associated with the memory. The processor is configured to apply detection based on a Log Likelihood Ratio (LLR) for Maximum Likelihood (ML) to a plurality of spatially modulated streams received by a plurality of receive antennas to detect antenna selection (AS) bits; applying detection with multiple inputs and multiple outputs (multiple input multiple output, MIMO) to separate the SM modulated streams into corresponding streams for decoding, in which the MIMO detection is based on the detected AS bits and uses a detection other than detection based on ML; and decoding the respective streams.
Как вариант, в любом из предшествующих подходов, устройство обработки дополнительно выполнено с возможностью проведения декодирования посредством: выполнения обратного преобразования констелляции; и выполнения обратного чередования битов.Alternatively, in any of the prior approaches, the processor is further configured to perform decoding by: performing an inverse constellation transform; and performing bit-reversal.
Как вариант, в любом из предшествующих подходов, обнаружение MIMO выполняется, используя обнаружение с минимальной среднеквадратичной погрешностью (Minimum Min Square Error, MMSE) или обнаружение с превращением в ноль незначащих коэффициентов (Zero Forcing, ZF)).Alternatively, in any of the previous approaches, MIMO detection is performed using Minimum Min Square Error (MMSE) detection or Zero Forcing (ZF) detection.
Как вариант, в любом из предшествующих подходов обнаружение на основе ML LLR битов AS выполняется с помощью вычисления евклидова расстояния между принятыми пространственно модулированными потоками и констелляцией двоичной фазовой манипуляции (BPSK).Alternatively, in any of the previous approaches, ML LLR-based AS bit detection is performed by calculating the Euclidean distance between the received spatially modulated streams and a binary phase shift keying (BPSK) constellation.
При некоторых подходах настоящее раскрытие описывает систему обработки, содержащую память и устройство обработки, связанное с памятью. Устройство обработки выполнено с возможностью реализации любого из предшествующих способов. In some approaches, the present disclosure describes a processing system comprising a memory and a processing device associated with the memory. The processing device is configured to implement any of the preceding methods.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Теперь посредством примера ссылка будет делаться на сопроводительные чертежи, показывающие примерные варианты осуществления настоящей заявки, и на которых:Reference will now be made by way of example to the accompanying drawings showing exemplary embodiments of the present application and in which:
Фиг. 1 - пример сети радиочастотной связи, в которой могут быть реализованы примерные варианты осуществления;Fig. 1 is an example of a radio frequency communication network in which exemplary embodiments may be implemented;
Фиг. 2 - блок-схема примерного устройства, пригодного для передачи или приема в сети радиочастотной связи;Fig. 2 is a block diagram of an exemplary apparatus suitable for transmission or reception in a radio frequency communication network;
Фиг. 3 - блок-схема передатчика, соответствующего первому примерному варианту осуществления;Fig. 3 is a block diagram of a transmitter according to the first exemplary embodiment;
Фиг. 4 - блок-схема приемника, соответствующего первому примерному варианту осуществления;Fig. 4 is a block diagram of a receiver according to the first exemplary embodiment;
Фиг. 5 - блок-схема передатчика, соответствующего второму примерному варианту осуществления; иFig. 5 is a block diagram of a transmitter according to the second exemplary embodiment; and
Фиг. 6 - блок-схема приемника, соответствующего второму примерному варианту осуществления.Fig. 6 is a block diagram of a receiver according to the second exemplary embodiment.
Схожие ссылочные позиции могут использоваться на различных чертежах для обозначения схожих компонентов.Like reference numerals may be used throughout the drawings to refer to like components.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Ниже приводится таблица выборочных сокращений, используемых в последующем описании:The following is a table of selective abbreviations used in the following description:
Таблица 1 Table 1
СокращенияAbbreviations
На фиг. 1 схематично показана схема примерной системы 100, в которой могут быть реализованы описанные здесь способы. Система 100 представляет сетевую инфраструктуру сети локальной беспроводной связи, которая может быть, например, инфраструктурой Wi-Fi, содержащей точку доступа (access point, AP) 102. AP 102 может также упоминаться как контрольная точка персонального набора базовых услуг (Personal Basic Service Set, PBSS) (PCP) или базовая станция. AP 102 может быть реализована, например, как маршрутизатор. В целом, обозначение AP 102 может относиться к любому компоненту (или набор компонент), выполненному с возможностью обеспечения беспроводного доступа в сети, такому как развернутый NodeB (eNB), макроячейка, фемтоячейка, узел распределения, Wi-Fi AP или другим устройствам, работающим с использованием беспроводных технологий. AP 102 может, например, обеспечивать беспроводной доступ в соответствии с одним или более протоколами беспроводной связи, например, долгосрочной эволюции (LTE), усовершенствованной LTE (LTE-A), высокоскоростного пакетного доступа (High Speed Packet Access, HSPA), Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac/ad и другими протоколами по стандарту 802.11. С AP 102 связывается по меньшей мере одна станция (STA) 104. В конфигурациях, в которых с AP 102 связываются несколько STA, каждая STA 104 может работать независимо друг от друга с различными возможностями. STA 104 может также упоминаться, например, как терминал, устройство пользователя, оборудование пользователя (user equipment, UE) или клиент. Каждая STA 104 может быть любым компонентом (или набор компонентов), способным к осуществлению беспроводной связи, таким как любое подходящее электронное устройство (electronic device, ED), способное осуществлять беспроводную связь, в том числе, мобильные или стационарные устройства, такие как смартфоны, ноутбуки, мобильные телефоны, устройства Интернета вещей (IoT), носимые устройства, планшетные устройства или любые другие устройства, позволяющие осуществлять беспроводную связь, и STA 104 не обязательно должны быть одинаковыми.In FIG. 1 is a schematic diagram of an
Система 100 может поддерживать связь между AP 102 и каждой STA 104, а также связь непосредственно между STA 104 (также упоминаемую как связь типа "устройство-устройство"). STA 104 может также служить в качестве релейной станции для связи от STA к STA или от AP к STA. AP 102 может также выполнять мультипользовательские (multi-user, MU) передачи (например, передачи от AP 102 ко многим STA 104 одновременно), например, используя направленные антенны и/или разделение по частоте. В примере на фиг. 1, система 100 поддерживает связь типа MIMO между AP 102 и STA 104, позволяя посылать многочисленные пространственно модулируемые (spatially modulated, SM) потоки 106(1)-106(N) (каждый, в общем, упоминаемый как SM-поток 106) радиочастотных сигналов от AP 102 к STA 104 одновременно.
На фиг. 2 показана блок-схема упрощенной примерной системы 200 обработки, которая может использоваться для реализации раскрытых здесь вариантов осуществления. Примерная система 200 обработки, описанная ниже, или ее варианты могут использоваться для реализации AP 102 или любой из STA 104. Другие системы обработки могут быть пригодны для реализации вариантов осуществления, описанных в настоящем раскрытии, и могут содержать компоненты, отличающиеся от обсуждаемых ниже. Хотя на фиг. 2 показан всего один экземпляр каждого компонента, в системе обработки 200 может быть множество экземпляров каждого компонента.In FIG. 2 shows a block diagram of a simplified exemplary processing system 200 that may be used to implement the embodiments disclosed herein. The exemplary processing system 200 described below, or variations thereof, may be used to implement the
Система 200 обработки может содержать одно или более устройств 202 обработки, таких как процессор, микропроцессор, специализированная прикладная интегральная схема (application-specific integrated circuit, ASIC), программируемая логическая интегральная схема (field-programmable gate array, FPGA), специализированная логическая схема или их сочетания. Система 200 обработки может дополнительно содержать один или более интерфейсов 204 ввода-вывода (input/output, I/O), чтобы позволить взаимодействие с одним или несколькими дополнительными устройствами 214 ввода и/или устройствами 216 вывода. Система 200 обработки может содержать один или более сетевых интерфейсов 206 для проводной или беспроводной связи с сетью (например, с интранет, Интернет, сетью P2P, WAN и/или LAN) или другим узлом. Сетевой интерфейс(-ы) 206 может содержать проводные каналы (например, кабель Ethernet) и/или беспроводные каналы (например, одна или более антенн) для внутрисетевых и/или межсетевых соединений.The processing system 200 may comprise one or more processing devices 202 such as a processor, a microprocessor, an application-specific integrated circuit (ASIC), a field-programmable gate array (FPGA), an application-specific logic circuit, or their combinations. Processing system 200 may further comprise one or more input/output (I/O) interfaces 204 to allow interaction with one or more additional input devices 214 and/or output devices 216. Processing system 200 may include one or more network interfaces 206 for wired or wireless communication with a network (eg, intranet, Internet, P2P, WAN, and/or LAN) or another node. The network interface(s) 206 may include wired links (eg, an Ethernet cable) and/or wireless links (eg, one or more antennas) for intranet and/or internetwork connections.
Сетевой интерфейс(-ы) 206 может обеспечивать беспроводную связь через одну или более антенн. В этом примере множество антенн вместе формируют антенную решетку 218, который может выполнять функции передачи и приема. Антенная решетка 218 может позволить осуществлять направленную связь с помощью формирования луча и слежения за лучом. В других примерах могут существовать отдельные антенны или отдельные антенные решетки для передачи и приема.Network interface(s) 206 may provide wireless communications via one or more antennas. In this example, the plurality of antennas together form an
Система 200 обработки может также содержать одно или более запоминающих устройств 208, которые могут содержать блок памяти большого объема, такой как твердотельный диск, жесткий диск, магнитный диск и/или оптический диск. Система 200 обработки может содержать одну или более памятей 210, которые могут содержать энергозависимую или энергонезависимую память (например, флэш-память, оперативную память (random access memory, RAM) и/или постоянную память (read-only memory, ROM)). Непереносная память(-и) 210 может хранить команды для выполнения устройством(-ами) 202 обработки, так чтобы выполнять примерные способы, описанные в настоящем раскрытии. Память(-и) 210 может содержать и другие команды программного обеспечения, такие, чтобы реализовывать операционную систему и другие приложения/функции. В некоторых примерах один или более наборов данных и/или модулей могут обеспечиваться внешней памятью (например, внешним диском при проводной или беспроводной связи с системой 200 обработки) или могут обеспечиваться переносным или непереносным считываемым компьютером носителем. Примеры непереносных считываемых компьютером носителей содержат RAM, ROM, стираемую программируемую ROM (EPROM), электрически стираемую программируемую ROM (EEPROM), флэш-память, CD-ROM или другие портативные устройства памяти для хранения данных.The processing system 200 may also include one or
Возможна шина 212, обеспечивающая связь между компонентами системы 200 обработки, содержащей устройство(-а) 202 обработки, дополнительный интерфейс(-ы) 204 I/О, сетевой интерфейс(-ы) 206, блок(-и) 208 запоминающего устройства и/или память(-и) 210. Шина 212 может обладать любой подходящей архитектурой шины, в том числе, например, быть шиной памяти, периферийной шиной или видеошиной.
На фиг. 2 дополнительное устройство(-а) 214 ввода данных (например, клавиатура, мышь, микрофон, сенсорный экран и/или клавиатура) и дополнительное устройство(-а) 216 вывода (например, дисплей, громкоговоритель и/или принтер) показаны как внешние по отношению к системе 200 обработки. В других примерах одно или более устройств 214 ввода и/или устройств 216 вывода могут внутренним компонентом системы 200 обработки.In FIG. 2 additional input device(s) 214 (eg, keyboard, mouse, microphone, touch screen, and/or keyboard) and additional output device(s) 216 (eg, display, speaker, and/or printer) are shown as external in relation to the processing system 200. In other examples, one or more input devices 214 and/or output devices 216 may be an internal component of the processing system 200.
На фиг. 3 показана блок-схема передатчика 300, реализуемого системой 200 обработки AP 102 в соответствии с примерными вариантами осуществления. Передатчик 300 содержит первую группу 302 блоков передатчика, которые соответствуют блокам передатчика, указанным в стандарте IEEE 802.11-2016, пункт 19: технические требования High-Throughput (HT) PHY. В варианте осуществления на фиг. 3, в дополнение к первой группе 302 блоков передатчика, передатчик 300 также содержит группу 304 выбора антенн (AS) блоков передатчика, которая, как описано ниже, позволяет битам AS кодироваться отдельно от битов данных, которые кодируются первой группой 302 блоков передатчика.In FIG. 3 shows a block diagram of a
В показанном на чертеже варианте осуществления первая группа 302 блоков передатчика содержит оперативные процессы, представляемые следующими блоками: a) скремблер (блок 306): скремблирует входные данные (входящий чередующийся битовый поток I) для уменьшения вероятности длинных последовательностей, состоящих из 0 или 1; b) синтаксический анализатор кодера (блок 308): если должно использоваться двоичное сверточное кодирование (BCC), этот блок демультиплексирует скремблированные биты среди NES (количество кодеров BCC для поля данных). Кодеры BCC круговым способом, также, как описано ниже, разделяют биты данных для использования в качестве битов выбора антенн (AS) из числа скремблированных битов; c) кодеры с FEC (блок 310): кодируют данные, чтобы позволить коррекцию ошибок (кодер FEC может содержать кодер BCC, сопровождаемый устройством пунширования или может содержать кодер с проверкой четности малой плотности (LDPC)); d) синтаксический анализатор потоков (блок 312) делит выходные сигналы кодеров с FEC 310 на пространственные потоки, которые посылаются на различные устройства чередования и преобразователи; e) устройство чередования (блок 314): чередует биты каждого пространственного потока (изменяет порядок следования битов) для предотвращения длинных последовательностей смежных шумовых битов (чередование может быть применено, только когда используется кодирование BCC); f) преобразователь констелляции (блок 316): преобразует последовательность битов в каждом пространственном потоке в точки констелляции (комплексные числа); g) кодер (блок 318) пространственно-временного блочного кодирования (STBC): распределяет точки констелляции Nss пространственных потоков в Nsts пространственно-временных потоках, используя пространственно-временной блочный код (STBC может использоваться, только когда Nss <Nsts); h) блок диверсификации циклического сдвига (Cyclic shift diversity, CSD) (блок 320): вставляет циклический сдвиг в пространственно-временной поток для предотвращения случайного формирования луча; i) блок пространственного преобразования (блок 322): преобразует пространственно-временные потоки для передачи цепочек; j) блок обратного дискретного преобразования Фурье (inverse discrete Fourier transform, IDFT) (блок 324): преобразует блок точек констелляции в блок во временной области; k) блок окна и вставки защитного интервала (Guard interval, GI) (блок 326): вставка GI добавляет GI к началу символу с собственным круговым расширением, операция с окнами дополнительно сглаживает края каждого символа для увеличения спектрального затухания; i) аналоговый и радиочастотный блок (блок 328): преобразует поднесущие вверх на несущую частоту и передает результирующий преобразованный вверх поток в беспроводной канал через соответствующую передающую антенну ТА(1)-TA(NT) (упоминаемую, в целом, как передающая антенна ТА или передающие антенны ТА(i)). In the illustrated embodiment, the first
Первая группа 302 блоков передатчика выполнена с возможностью формирования поля данных (Data) блоков данных протокола (Protocol Data Unit, PPDU) процедуры конвергенции физического уровня (Physical Layer Convergence Procedure, PLCP). Поднабор группы 302 блоков передатчика, содержащий преобразователь констелляции (блок 316), CSD (блок 320), блок пространственного преобразования (блок 312) и цепочки передачи, также используется для формирования полей преамбулы блоков PPDU, содержащих высокопроизводительные длинные поля обучения (High Throughput Long Training Field, HT-LTF).The
В примерных вариантах осуществления, в зависимости от конкретного применения некоторые из блоков обработки передатчика в первой группе 302 могут быть исключены. Например, в некоторых конфигурациях передатчика, где кодирование BCC не используется, многочисленные кодеры 310 с FEC потока данных могут быть заменены одиночным кодером 310 с FEC. В некоторых примерах может быть исключен блок 318 STBC.In exemplary embodiments, depending on the particular application, some of the transmitter processing blocks in the
Настоящее раскрытие применяется к приложениям, в которых передатчик 300 выполнен с возможностью формирования множества (N) пространственно-временных потоков, количество которых меньше, чем количество NT передающих антенн ТА(i), доступных в передатчике 300, и использования поднабора N из числа NT передающих антенн ТА(i) для передачи N SM-потоков 106(1)-106(N). В примерном варианте осуществления, который будет теперь описан, количество N пространственно-временных потоков, формируемых за заданное время передатчиком 300, равно количеству пространственных потоков данных, а также количеству передаваемых SM-потоков 106(1)-106(N), и блок 318 STBC передатчика 300 может быть исключен. Поскольку количество (N) цепочек передачи и соответствующих передающих антенн ТА(i), используемых для передачи SM-потоков 106, меньше, чем общее количество (NT) цепочек передачи и антенн, блок 322 пространственного преобразования запрашивает команды в отношении того, какие антенны должны быть выбраны. Выбор антенн блоком 322 пространственного преобразования делается на основе "поднесущая OFDM-поднесущая OFDM". The present disclosure applies to applications where the
В примерном варианте осуществления, при формировании поля данных PPDU передатчик 300 принимает в качестве входных данных битовый поток I, который содержит битовый поток данных. Выбранные из потока данных биты используются передатчиком 300 в качестве битов выбора антенн (AS). Эти биты AS используются для определения, какие из NT передающих антенн ТА(i) (и соответствующих цепочек передачи) должны использоваться для передачи соответствующих SM-потоков 106. Поскольку биты AS выбираются из битов данных входного битового потока I и предназначены не только для цели выбора антенн, биты, которые используются для выбора антенн, имеют двойную цель передачи данных, а также предоставления информации о выборе антенн. In an exemplary embodiment, when generating a PPDU data field,
Соответственно, в примерных вариантах осуществления синтаксический анализатор 308 кодера выполнен с возможностью разделения входящего битового потока I данных на один или более пространственных потоков данных и отдельный поток 305 AS. Одни или более пространственных потоков данных вместе содержат mN битов/символ OFDM /поднесущая, где N - количество пространственных потоков и m=log2(M), где M - размер алфавита констелляции сигнала, который применяется в блоках преобразования констелляции (блок 316). Поток 305 AS содержит n битов/символ OFDM /поднесущая, где n – количество активных битов секции антенн, используемых для предоставления индексного значения, которое определяет, какие из антенн NT выбрана. Биты AS потока 305 посылаются группе 304 AS блоков передатчика для отдельной обработки и потоки данных посылаются кодеру(-ам) с FEC (блок 310) и синтаксическому анализатору (блок 312) потоков в первой группе 302 блоков передатчика, чтобы сформировать N пространственных потоков данных, каждый из которых подвергается соответствующим операциям устройства чередования (блок 314) и блока преобразования констелляции (блок 316), приводя в результате ко вводу N соответствующих пространственно-временных потоков данных в блок пространственного преобразования (блок 322).Accordingly, in exemplary embodiments, the
Снова обращаясь к потоку 305 AS, процесс синтаксического анализа, применяемый синтаксическим анализатором (блок 308) кодера, чтобы выборочно выделить n битов/символ OFDM/поднесущая для потока 305 AS из входящего бытового потока I данных, может быть любым подходящим заданным процессом синтаксического анализа. На фиг. 3 биты AS, которые выводятся синтаксическим анализатором 308 кодера, идентифицируются как исходные биты AS. Группа 304 AS блоков передатчика обрабатывает поток 305 AS для преобразования исходных битов AS в обработанные биты AS и информацию о выборе AS, которые затем используются для выбора антенн и кодирования поднесущих пространственным преобразователем (блок 322). В частности, отдельная операция кодирования с FEC применяется конкретным кодером с FEC AS (блок 330) потока AS к исходным битам AS потока 305 AS. Таким образом, битовый поток AS является FEC-кодированным в кодере с FEC AS (блок 330) независимо от битового потока(-ов) данных, которые являются FEC-кодированными в кодерах (блоки 310) первой группы 302 блоков передатчика. Referring again to the AS stream 305, the parsing process used by the encoder parser (block 308) to selectively extract the n bits/OFDM symbol/subcarrier for the AS stream 305 from the incoming everyday data stream I can be any suitable predetermined parsing process. In FIG. The 3 AS bits that are output by the
FEC-кодированные биты AS затем чередуются в устройстве чередования AS (блок 332), давая в результате обработанные биты AS. Операция выбора антенн (блок 334) затем применяется к кодированным, чередующимся битам AS (причем, кодированные, чередующиеся биты являются обработанными битами AS) для определения на основе битов AS, содержащихся в потоке 305 AS, полученном от антенн TA(1)-TA(NT) для использования. Операция выбора антенн (блок 334) может, например, быть основана на просмотровой таблице. Примерный вариант осуществления просмотровой таблицы для выбора антенн, в котором количество SM-потоков равно N=2, количество доступных передающих антенн равно NT=4 и количество активных битов AS равно n=2, выглядит следующим образом.The FEC-coded AS bits are then interleaved at the AS interleaver (block 332), resulting in processed AS bits. An antenna selection operation (block 334) is then applied to the encoded, interleaved AS bits (where the encoded, interleaved bits are processed AS bits) to determine based on the AS bits contained in the AS stream 305 received from antennas TA(1)-TA( N T ) to use. The antenna selection operation (block 334) may, for example, be based on a lookup table. An exemplary embodiment of an antenna selection lookup table in which the number of SM streams is N=2, the number of available transmit antennas is N T =4, and the number of active AS bits is n=2 is as follows.
Таблица 2table 2
Таблица выбора антеннAntenna selection table
(1-ая TA, 2-ая TA)Selected set of TX antennas
(1st TA, 2nd TA)
В примерных вариантах осуществления информация, идентифицирующая выбранный набор антенн (например, столбец 3 таблицы 1), предоставляется процессу пространственного преобразования (блок 332), который преобразует точки констелляции из N пространственно-временных потоков данных непосредственно в соответствующие цепочки передачи выбранных передающих антенн ТА(i). В приведенном выше примере, в котором количество битов AS равно двум, два обработанных бита AS используются для выбора двух антенн TX для каждой поднесущей. Затем полученные в результате SM-потоки 106(1)-106(N) передаются. По меньшей мере, в некоторых вариантах осуществления пилотные поднесущие, которые в противном случае не могут использоваться для передачи данных, могут использоваться для переноса собственно данных через биты AS, потому что выбор антенны TX для пилотных поднесущих должен быть также сделан битами AS. In exemplary embodiments, information identifying the selected set of antennas (e.g., column 3 of Table 1) is provided to a spatial transformation process (block 332), which converts the constellation points from the N space-time data streams directly into the corresponding transmission chains of the selected transmit antennas TA(i ). In the above example, in which the number of AS bits is two, the two processed AS bits are used to select two TX antennas for each subcarrier. Then, the resulting SM streams 106(1)-106(N) are transmitted. In at least some embodiments, pilot subcarriers that otherwise cannot be used for data transmission can be used to carry actual data via the AS bits because the TX antenna selection for the pilot subcarriers must also be made by the AS bits.
Как отмечено выше, подмножество блоков передатчика 300 используется для формирования части преамбулы PPDU, содержащей HT-LTF, которая предшествует полю данных. В ситуациях мультипередающих антенн количество HT-LTF, содержащихся в PPDU перед полем данных, обычно определяется количеством активных потоков передачи. Однако в настоящих вариантах осуществления приемное устройство (например, STA 104) не знает заранее, какие из передающих антенн ТА(1)-TA(NT) будут на самом деле использоваться для передачи SM-потоков 106, и, соответственно, запрашивает информацию для оценки всех возможных NT каналов SM-потоков. Соответственно, когда передатчик 300 собирает PPDU, он должен содержать достаточное количество HT-LTF, чтобы позволить приемному устройству оценить все возможные NT SM-каналов. Как пример, когда NT=4, то тогда в преамбулу PPDU должны быть включены 4 HT-LTF. Хотя при некоторых применениях это может увеличить объем служебной сигнализации, требующейся для оценки канала, при сравнении с другими системами пространственного мультиплексирования, основанными на MIMO, как отмечено выше, в примерных вариантах осуществления биты AS, которые передаются в SM-потоках 106, переносятся как данные, так и информация о выборе антенны, повышая, таким образом, производительность на дополнительные n бит на каждую поднесущую для каждого символа OFDM.As noted above, a subset of
Как показано на фиг. 4, переданные SM-потоки 106(1)-106(N) принимаются в приемнике 400 в качестве принятых SM-потоков 106R(1)-106R(N), соответственно. Блоки приемника, показанные на фиг. 4, представляют операции по обработке, которые, например, могут быть реализованы системой 200 обработки на STA 104. Как показано на фиг. 4, приемник 400 содержит NR приемных антенн. Каждая из NR приемных антенн принимает все N SM-потоков 106R(1)-106R(N). Приемник 400 содержит операции по обработке приемника (RX) (блок 402), который фильтрует и преобразует вниз в основную полосу SM-потоки 106R(1)-106R(N), принятые каждой приемной антенной. Как показано в блоке 404, удаление GI применяется к символам в принятых потоках в основной полосе и быстрое преобразование Фурье применяется для преобразования символов в частотную область. Кроме того, NT сигналов HT-LTF, содержащихся в принятых потоках, используются для выполнения оценки канала для каждого из возможных NT х NR радиочастотных каналов между приемником 400 и передатчиком 300. Антенны, выбранные в передатчике, по сути, осуществляют связь посредством SM-потоков 106R(1)-106R(N) и для извлечения информации об AS выполняются вычисления ML LLR. В частности, как указано в блоке 406, вычисления LLR выполняются для оценки битов AS, свойственных принимаемым потокам 106R(1)-106R(N). Например, в случае, в котором используются две из 4 возможных антенн, LLR на основе ML выполняется в соответствии со всеми сочетаниями выбора антенны для первого бита 0 или 1 и второго бита 0 или 1. Вероятность для бита 0 минус вероятность для бита 1 будет равняться LLR в соответствующем бите, подобном первому биту AS (или второму биту AS) для каждой поднесущей. LLR для битов AS получают путем взятия логарифма суммы многочисленных экспоненциалов. Сумма экспоненциалов может быть определена приближенно путем нахождения максимального значения экспоненты экспоненциалов, которые могут показаны, как указано ниже [1].As shown in FIG. 4, transmitted SM streams 106(1)-106(N) are received at
Уравнение 1:Equation 1:
где:where:
является LLR для i-ого выбора бита антенны, когда принятый сигнал является вектором y через потоки RX 106R(1)-106R(N) и является канальной матрицей для выбранного набора антенны. is the LLR for the ith antenna bit selection when the received signal is a y vector via RX streams 106R(1)-106R(N) and is the channel matrix for the selected antenna set.
является выбором выбранного бита антенна и является набором антенных конфигурации, когда i-ый выбор антенного бита равен 0. is the choice of the chosen bit antenna and is the antenna configuration set when the i-th antenna bit selection is 0.
является набором констелляций QAM, и is a set of QAM constellations, and
- полный набор констелляций QAM, где набор констелляций QAM является двумя элементами полного набора констелляций QAM, например, в случае 2 потоков, выбранных из возможных 4 потоков, набор констелляций QAM является двумя из 16 точек констелляций QAM всего набора констелляций QAM. - the complete QAM constellation set, where the QAM constellation set is two elements of the complete QAM constellation set, for example, in the case of 2 streams selected from a possible 4 streams, the QAM constellation set is two of the 16 QAM constellation points of the entire QAM constellation set.
Количество выходных сигналов LLR на каждой поднесущей определяется количеством битов, используемых для выбора антенн TX. Таким образом, согласно примеру, приведенному в таблице 1, где N = 2, будет существовать два выходных сигнала LLR на каждой поднесущей от блока 406. В примере на фиг. 4 выходные сигналы LLR являются информацией о нестрогом решении, которая обрабатывается блоком 408 конфигурации антенн. В этом отношении выходные сигналы нестрогого решения LLR для битов выбора антенн являются обратно чередующимися (блок 410) для обратного преобразования чередования AS, выполненного в устройстве 332 чередования передатчика AS, и затем проходят через декодер 412 AS FEC для восстановления битов AS, которые были первоначально введены в кодер передатчика 330 AS FEC. Соответственно, выходной сигнал декодера 412 AS FEC является восстановленной версией битов AS, которые первоначально обеспечивались как входные (исходные биты AS) для группы 305 потока AS блоков передатчика. The number of output LLRs per subcarrier is determined by the number of bits used to select the TX antennas. Thus, according to the example shown in Table 1 where N = 2, there will be two output LLRs per subcarrier from
Как показано на фиг. 4, восстановленные биты AS затем повторно кодируются и повторно чередуются для воссоздания обработанных битов AS и эти воссозданные обработанные биты AS используются для принятия заключительного решения о выборе AS (блок 414). В частности, операции, выполняемые в блоке 414 на восстановленных битах AS, совпадают с, теми, которые выполняются группой 304 AS блоков передатчика на исходных битах AS, приводя в результате к восстановленной версии обработанных битов AS и информации об AS, которая была сформирована группой 304 AS блоков передатчика. Приемник 400, таким образом, имеет для применения локальную копию информации о выборе антенны, приведенную в таблице 1.As shown in FIG. 4, the recovered AS bits are then re-encoded and re-interleaved to recreate the processed AS bits, and these recreated processed AS bits are used to make the final AS selection decision (block 414). In particular, the operations performed in
Полученная в результате информация о выборе антенны затем подвергается процессу обнаружения MIMO (блок 416) (Как отмечено выше, STBC исключено из настоящего примера и будет обсуждаться в контексте дополнительного примера ниже). Обнаружение MIMO выполняется на SM-потоках основной полосы для восстановления N пространственных потоков. Это обнаружение MIMO делается с пониманием того, какие транзитные антенны использовались для символов OFDM. N восстановленных пространственных потоков могут затем обрабатываться параллельно, используя операции соответствующих устройств обратного преобразования констелляции и устройство обратного чередования битов (блоки 418) и результирующие потоки данных подвергаются обратному синтаксическому анализу и декодируются с FEC (блок 420) для процессов, обратных синтаксическому анализу потока и кодированию с FEC, которые были выполнены в блоках 312, 310 передатчика. Операция обратного синтаксического анализа декодера (блок 422) выполняется затем для воссоединения восстановленного битового потока AS с восстановленным битовым потоком данных путем преобразования, обратного синтаксическому анализу, выполняемому в блоке 308 передатчика. Наконец, операция дескремблера (блок 424) применяется для формирования потока выходных данных O, который является восстановленной версией потока I входных данных.The resulting antenna selection information is then subjected to a MIMO discovery process (block 416) (As noted above, STBC is excluded from this example and will be discussed in the context of a further example below). MIMO detection is performed on the baseband SM streams to recover the N spatial streams. This MIMO discovery is done with an understanding of which hop antennas were used for the OFDM symbols. The N recovered spatial streams may then be processed in parallel using the operations of the respective constellation demappers and bit deinterleaver (blocks 418) and the resulting data streams are deparsed and decoded with FEC (block 420) for the deparsing of the stream and encoding processes. with FEC, which were performed in
Как отмечено выше, обнаружение MIMO (блок 416) может выполняться при полном знании каналов передачи, основанном на выборе антенны, выполняемом посредством блока 408 антенной конфигурации. Это уменьшает матрицу H канальных коэффициентов для обнаружения данных из SM-потоков 106R(1)-106R(N) с NT x NR до N x NR, где N <NT. Соответственно, разрешая обрабатывать поток AS независимо от потоков данных в приемнике 400, система, показанная на фиг. 3 и 4 позволяет приемнику знать, какие передающие антенны использовались до декодирования потоков данных. Это, в свою очередь, позволяет применять более простой процесс обнаружения для восстановления отдельных пространственных потоков из SM-потоков 106R(1)-106R(N) и в дальнейшем декодировать данные в потоках. Например, обнаружение MIMO, применяемое в блоке 416, может быть основано на алгоритме обнаружения, менее интенсивно использующем ресурсы, таком как MMSE или ZF, а не на более интенсивном ML, основанном на вычислении LLR. Если используется обнаружение MMSE или ZF, вычисление LLR может затем быть выполнено для каждого потока индивидуально, используя меньшую матрицу H канальных коэффициентов.As noted above, MIMO detection (block 416) may be performed with full knowledge of the transmission channels based on antenna selection performed by
Что касается вычислений LLR, выполняемых в отношении битов AS (блок 406), как отмечено выше, выходные сигналы LLR для каждой поднесущей определяются количеством битов, используемым для выбора антенн TX. Хотя вычисление LLR на основе ML используется в приемнике 400 для обнаружения битов AS, это требуется только для поднабора битов (например, количества битов AS) для каждой поднесущей, а не для всех битов, включая биты AS и данные. With respect to the LLR calculations performed on the AS bits (block 406), as noted above, the LLR outputs for each subcarrier are determined by the number of bits used to select the TX antennas. Although ML-based LLR calculation is used in
Таким образом, использование отдельных операций определенного кодера с FEC для битов AS и устройства чередования AS (блоки 332, 334) в передатчике 300 и соответствующих конкретных операций для битов AS в приемнике 400 позволяет обрабатывать битовый поток AS (который содержит биты, несущие информацию AS, а также данные) независимо от битовых потоков данных (который содержит только биты данных), давая возможность применять к каждому потоку различные способы обнаружения. Обнаружение, выполняемое на битовых потоках данных, может делаться при наличии знания о выборе передающих антенн, которое получают из битового потока AS. Thus, using separate AS bit FEC specific encoder operations and AS interleaver (
В вариантах осуществлениях в качестве примера передатчиком 300 может применяться STBC и соответствующее обнаружение STBC может выполняться в приемнике 400. STBC добавляет дополнительный уровень обработки в передатчике и приемнике, поскольку N пространственных потоков не преобразуются напрямую в N пространственно-временных потоков. Использование STBC может обеспечить выигрыш в диверсификации, используя большее количество цепочек передачи и передающих антенн, чем количество существующих пространственных потоков. In exemplary embodiments, STBC may be applied by
На фиг. 5 представлена блок-схема передатчика 500, реализуемого системой 200 обработки AP 102 в соответствии с дополнительным примерным вариантом осуществления. Операционные блоки передатчика 500, которые имеют ту же функцию, что и в передатчике 300, обозначаются теми же самыми ссылочными позициями, что и на фиг. 3. Единственным различием между передатчиком 500 и передатчиком 300 является то, что биты данных из входного потока I, которые используются для битов AS, не выделяются из битового потока I входных данных, пока не произойдет кодирование с FEC. В этом отношении, как показано на фиг. 5, операция с битами синтаксического анализатора (блок 511) происходит после того, как битовый поток I входных данных был скремблирован (блок 306) и кодирован с FEC (блок 310). При операции с битами синтаксического анализатора (блок 511) биты данных, которые используются для выбора антенны (обозначенные на фиг. 5 как исходные биты AS), выделяются в поток 505 AS из остальной части битового потока данных. Битовый поток данных синтаксически анализируется (блок 312) в N параллельных пространственных потоков данных, которые подвергаются чередованию, преобразованию констелляции и CSD (блоки 314, 316, 320) и предоставляются процессу пространственного преобразования (блок 322).In FIG. 5 is a block diagram of a
Исходные биты AS в потоке 505 AS обрабатываются устройством чередования AS и подвергаются операциям выбора антенны (блоки 332 и 334) таким же образом, как описано выше в отношении передатчика 300, чтобы обеспечить обработанные биты AS и информацию об AS для процесса пространственного преобразования (блок 322). Процесс пространственного преобразования (блок 322) преобразует соответствующие пространственные потоки данных в соответствующие цепочки передачи, как указывается информацией об AS, а также кодирует каждую поднесущую обработанными битами AS, приводя в результате к передаваемым SM-потокам 506 (1)-506(N).The original AS bits in AS stream 505 are processed by the AS interleaver and subjected to antenna selection operations (
Как показано на фиг. 6, передатчик 500 запрашивает у приемника 600, имеющего другую конфигурацию приемника по сравнению с приемником 400, прием SM-потоков 506R(1)-506R(N). Это вызвано тем, что совместное кодирование с FEC битов AS и только битов данных перед синтаксическим анализом в передатчике 500 затрудняет приемнику проведение отдельного процесса декодирования и повторного кодирования только для битов AS, как это делается в приемнике 400. На фиг. 6 операционные блоки приемника 600, которые имеют ту же самую функцию, что и в приемнике 400, имеют те же самые ссылочные позиции, которые используются на фиг. 4. As shown in FIG. 6,
Приемник 600 отличается от приемника 400 в том, что блок 408 антенной конфигурации приемника 400 (который содержит процессы блока обратного чередования AS и декодера с FEC (блоки 410, 412) и процессы (блок 414) повторного кодирования, повторного чередования и выбора антенн все заменяются в приемнике 600 на простой процесс выбора антенны со строгим решением (блок 608). Соответственно, в приемнике 600 строгое решение для AS принимается сразу после вычисления LLR (блок 406, использующий уравнение (1)) для битов AS. Как результат строгого решения процесс обнаружения MIMO (блок 416) становится знающим выбранные передающие антенны, используемые в передатчике 500, и обнаружение MIMO не должно ограничиваться вычислением LLR на основе ML, а может альтернативно использовать менее интенсивные в вычислительном отношении алгоритмы обнаружения, такие как MMSE и ZF. Если используется обнаружение MMSE или ZF, вычисление LLR обрабатывается для каждого пространственного потока данных индивидуально. The
В некоторых примерах обнаружение MIMO (блок 416) может быть сделано, основываясь на вычислении LLR на основе ML. Например, вычисление LLR, основанное на ML, может быть выполнено для всех возможных сочетаний конфигураций антенн – в случае, когда передающие антенны определяются до обнаружения MIMO, количество сочетаний антенн становится меньше, чем когда передающие антенны не были определены. Как пример определения MIMO, вычисление LLR, основанное на ML, для потоков данных приводится ниже в уравнении (2). In some examples, MIMO detection (block 416) may be done based on the ML based LLR calculation. For example, an ML-based LLR calculation can be performed for all possible combinations of antenna configurations - in the case where transmit antennas are determined prior to MIMO detection, the number of antenna combinations becomes less than when no transmit antennas were determined. As an example of the definition of MIMO, the calculation of LLR based on ML for data streams is given below in equation (2).
Уравнение 2:Equation 2:
LLR для q-го бита переданных данных, когда принимаемый сигнал является вектором y через потоки RX и является канальной матрицей для выбранного набора антенн LLR for the qth transmitted data bit when the received signal is a y vector via the RX streams and is the channel matrix for the selected set of antennas
Выбор бита выбранных антенн Bit Selection of Selected Antennas
S : Набор конфигураций всех антеннS : Set of all antenna configurations
Набор констелляций QAM QAM constellation set
Набор констелляций QAM для q-го бита передаваемых данных, 1. A set of QAM constellations for the q-th bit of transmitted data, 1.
Как отмечено выше, в примерных вариантах осуществления биты AS могут быть применимы даже к пилотным несущим, которые обычно не используются для передачи информации. Когда пилотныве несущие передаются через антенны, выбранные битами AS, вычисление LLR для битов выбора антенны может быть сделано посредством вычисления евклидова расстояния между принятым сигналом и констелляцией двоичной фазовой манипуляции (binary phase shift keying, BPSK) или квадратурной BPSK (quadrature BPSK, QBPSK), независимо от MCS для информационных битов поля данных. As noted above, in exemplary embodiments, the AS bits may be applicable even to pilot carriers that are not normally used for information transmission. When pilot carriers are transmitted through antennas selected by the AS bits, the LLR calculation for the antenna selection bits can be done by calculating the Euclidean distance between the received signal and the binary phase shift keying (BPSK) or quadrature BPSK (quadrature BPSK, QBPSK) constellation, regardless of the MCS for the information bits of the data field.
Хотя настоящее раскрытие описывает способы и процессы с этапами, расположенными в определенном порядке, один или более этапов способов и процессов по мере необходимости могут быть пропущены или изменены. Один или более этапов, по мере необходимости, могут иметь место в порядке, отличном от порядка, в котором они описаны.While the present disclosure describes methods and processes with steps in a specific order, one or more steps of the methods and processes may be omitted or changed as needed. One or more of the steps, as appropriate, may take place in an order other than the order in which they are described.
Хотя настоящее раскрытие описано, по меньшей мере, частично, с точки зрения способов, специалисты в данной области техники должны понимать, что настоящее раскрытие также относится к различным компонентам для выполнения, по меньшей мере, некоторых подходов и признаков описанных способов посредством аппаратных компонент, программного обеспечения или любого их сочетания. Соответственно, техническое решение настоящего раскрытия может быть реализовано в форме программного продукта. Необходимый программный продукт может быть сохранен в виде заранее сделанной записи в запоминающем устройстве или на другом подобном энергонезависимом или непереходном считываемом компьютером носителе, содержащем, например, DVD, CD-ROM, диск флэш-памяти USB, съемный жесткий диск или другие носители. Программный продукт содержит команды, физически хранящиеся на нем, которые позволяют устройству обработки (например, персональному компьютеру, серверу или сетевому устройству) выполнить примеры раскрытых здесь способов.While the present disclosure has been described at least in part in terms of methods, those skilled in the art will appreciate that the present disclosure also relates to various components for performing at least some of the approaches and features of the described methods via hardware, software, security or any combination thereof. Accordingly, the technical solution of the present disclosure may be implemented in the form of a software product. The desired software product may be stored as a pre-recorded storage device or other similar non-volatile or non-transferable computer-readable media, including, for example, a DVD, CD-ROM, USB flash drive, removable hard drive, or other media. The software product contains instructions physically stored thereon that enable a processing device (eg, a personal computer, server, or network device) to execute examples of the methods disclosed herein.
Настоящее раскрытие может быть реализовано в других конкретных формах, не отступая существа предмета заявки. Описанные примерные варианты осуществления должны считаться во всех отношениях являющимися только иллюстративным и не создающими ограничений. Выбранные признаки одного или более описанных выше вариантов осуществления могут объединяться для создания альтернативных вариантов осуществления, явно не описанных, причем признаки, пригодные для таких объединений, должны пониматься как входящие в рамки настоящего раскрытия.The present disclosure may be embodied in other specific forms without departing from the subject matter of the application. The exemplary embodiments described are to be considered in all respects to be illustrative only and non-limiting. Selected features of one or more of the embodiments described above may be combined to create alternative embodiments not expressly described, and features suitable for such combinations should be understood to be within the scope of this disclosure.
Все значения и поддиапазоны внутри раскрытых диапазонов также раскрываются. Кроме того, хотя системы, устройства и процессы, раскрытые и показанные здесь, могут содержать определенное количество элементов/компонентов, системы, устройства и сборочных единиц могут модифицироваться, чтобы содержать дополнительные или меньшие количества таких элементов/компонентов. Например, хотя любой из раскрытых элементов/компонентов может упоминаться как одиночный, варианты осуществления, раскрытые здесь, могут модифицироваться, чтобы содержать множество таких элементов/компонентов. Сущность предмета, описанная здесь, предназначена охватывать и содержать в себе все необходимые изменения в технологии.All values and subranges within the disclosed ranges are also disclosed. Furthermore, while the systems, devices, and processes disclosed and shown herein may contain a number of elements/components, the systems, devices, and assemblies may be modified to contain additional or fewer such elements/components. For example, while any of the disclosed elements/components may be referred to as a single one, the embodiments disclosed herein may be modified to include multiple such elements/components. The subject matter described here is intended to encompass and contain all necessary changes in technology.
Claims (42)
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201862644279P | 2018-03-16 | 2018-03-16 | |
US62/644,279 | 2018-03-16 | ||
US16/129,046 | 2018-09-12 | ||
US16/129,046 US10873373B2 (en) | 2018-03-16 | 2018-09-12 | Simplified detection for spatial modulation and space-time block coding with antenna selection |
PCT/CN2019/077822 WO2019174570A1 (en) | 2018-03-16 | 2019-03-12 | Simplified detection for spatial modulation and space-time block coding with antenna selection |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020133837A RU2020133837A (en) | 2022-04-19 |
RU2775837C2 true RU2775837C2 (en) | 2022-07-11 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002037742A3 (en) * | 2000-11-06 | 2003-08-28 | Broadcom Corp | Super-orthogonal space-time trellis codes, and applications thereof |
WO2006069270A1 (en) * | 2004-12-22 | 2006-06-29 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for using different modulation schemes for a transmission of a packet |
WO2005025117A3 (en) * | 2003-09-09 | 2007-03-29 | Qualcomm Inc | Incremental redundancy transmission in a mimo communication system |
RU2331984C2 (en) * | 2003-12-17 | 2008-08-20 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Space encoding with spectrum spreading in communication system with multiple antennas |
US8094743B2 (en) * | 2006-07-11 | 2012-01-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Spatial modulation method and transmitting and receiving apparatuses using the same in a multiple input multiple output system |
RU2623457C2 (en) * | 2006-10-27 | 2017-06-26 | Фудзицу Лимитед | Control method, transmitter and receiver for wireless communication system |
US9819527B2 (en) * | 2015-07-02 | 2017-11-14 | Intel IP Corporation | Transmitter for spatial modulation in a high-efficiency wireless local-area network |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002037742A3 (en) * | 2000-11-06 | 2003-08-28 | Broadcom Corp | Super-orthogonal space-time trellis codes, and applications thereof |
WO2005025117A3 (en) * | 2003-09-09 | 2007-03-29 | Qualcomm Inc | Incremental redundancy transmission in a mimo communication system |
RU2331984C2 (en) * | 2003-12-17 | 2008-08-20 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Space encoding with spectrum spreading in communication system with multiple antennas |
WO2006069270A1 (en) * | 2004-12-22 | 2006-06-29 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for using different modulation schemes for a transmission of a packet |
US8094743B2 (en) * | 2006-07-11 | 2012-01-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Spatial modulation method and transmitting and receiving apparatuses using the same in a multiple input multiple output system |
RU2623457C2 (en) * | 2006-10-27 | 2017-06-26 | Фудзицу Лимитед | Control method, transmitter and receiver for wireless communication system |
US9819527B2 (en) * | 2015-07-02 | 2017-11-14 | Intel IP Corporation | Transmitter for spatial modulation in a high-efficiency wireless local-area network |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102417324B1 (en) | A Simplified Detection Scheme for Spatial Modulation and Space-Time Block Coding with Antenna Selection | |
US10212759B2 (en) | Physical layer frame format for WLAN | |
US7929632B2 (en) | Apparatus and associated methods to implement a high throughput wireless communication system | |
US8976838B2 (en) | Apparatus for assigning and estimating transmission symbols | |
TWI450526B (en) | Method and system for reordered qrv-lst (layered space time) detection for efficient processing for multiple input multiple output (mimo) communication systems | |
EP2076975B1 (en) | Method and apparatus for beamforming by antenna puncturing | |
EP1705822A2 (en) | Method and apparatus for detecting and decoding a signal in a MIMO communication system | |
KR20110044795A (en) | Mimo and sdma signaling for wireless very high throughput systems | |
KR20220143130A (en) | Method of Estimation of Discrete Digital Signals in Noisy Overloaded Wireless Communication System with CSI Error | |
KR102598094B1 (en) | Apparatus and method for receiving signal in wireless communication system | |
JP2022512837A (en) | Segment-based reference signal | |
US8855184B2 (en) | System and method for non-interleaved signal field | |
RU2775837C2 (en) | Simplified detection of spatial modulation and space-time block encoding with selection of antennas | |
KR101100116B1 (en) | Apparatus for transmiter processing precoding using the number of transmiter antenna in open loop communication system and method for the same | |
US7826546B2 (en) | Communication system, transmitter, receiver, transmitting method, receiving method, and program | |
Shwetha et al. | The performance analysis of MIMO OFDM system with different M-QAM modulation and Convolution channel coding | |
CN103259549A (en) | Receiver circuit and method for detecting data | |
Jiang et al. | Practical analysis of codebook design and frequency offset estimation for virtual‐multiple‐input–multiple‐output systems | |
EP2852080B1 (en) | Methods and user equipment in a wireless communication network |