WO2003001730A1 - Verfahren und vorrichtung zur datenübertragung gemäss einem arq-verfahren - Google Patents

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WO2003001730A1
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Definitions

  • the present invention relates to a method and a correspondingly designed device for data transmission according to an ARQ method, in particular a hybrid ARQ method, in a communication system, in particular a mobile radio system.
  • packet-oriented data connections can significantly increase the efficiency compared to other data transmission methods in which a continuous data stream is present, since in the case of data transmission methods with a continuous data stream a resource which has been allocated once, such as e.g. a carrier frequency or a time slot that remains allocated throughout the communication relationship, i.e. A resource remains occupied even if there are currently no data transfers pending, so that this resource is not available to other network participants. This leads to a not optimal use of the limited frequency spectrum for mobile radio systems.
  • Future mobile radio systems such as, for example, according to the UMTS mobile radio standard ("Universal Mobile Telecommunications System"), will offer a variety of different services, with multimedia applications becoming increasingly important in addition to pure voice transmission.
  • the one with it accompanying service diversity with different transmission rates requires a very flexible access protocol on the air interface of future mobile radio systems. Packet-oriented data transmission methods have proven to be very suitable here.
  • a so-called ARQ process (Automatic Repeat Request) has been proposed for packet-oriented data connections.
  • the data packets transmitted from a transmitter to a receiver are checked on the receiver side after their decoding with regard to their quality. If a received data packet is faulty, the receiver requests that the data packet be retransmitted, i.e. a repetition data packet is sent from the sender to the receiver, which is identical or partially identical to the previously sent and incorrectly received data packet (depending on whether the repeat data packet contains less or the same amount of data as the original data packet, ei - spoken a full or a partial repetition).
  • both the transmission of data and of so-called header information are provided in a data packet, the header information also providing information for error checking, such as CRC bits ("Cyclic Redundancy Check”) and can also be coded for error correction (so-called "Forward Error Correction", FEC).
  • CRC bits Cyclic Redundancy Check
  • FEC Forward Error Correction
  • the transmission of the bits of the individual data packets or repetition data packets is proposed after carrying out a corresponding channel coding by means of QAM modulation ("quadrature amplitude modulation").
  • QAM modulation quadrature amplitude modulation
  • the individual bits Mapped to corresponding QAM symbols, which form a two-dimensional symbol space, using a method known as "gray mapping".
  • Gray mapping a method known as "gray mapping”.
  • Symbol space can be assigned by dynamic classification of the "gray mapping”.
  • FIG. 4A shows the signal constellation or the QAM symbol for a 16-QAM modulation.
  • bits ii and i 2 and q and q is 2 to a corresponding QAM symbol 26 of the two-dimensional QAM symbol space are displayed in the order ii q ⁇ i 2 q 2 25th
  • bit ii "1" can only be mapped to QAM symbols in the first two columns of the QAM symbol space. Because of the "gray mapping", the reliability of the higher bit ii is greater than the reliability of the lower bit i 2 . In addition, the bit reliability of bit i 2 fluctuates depending on the respective QAM symbol 26 being transmitted (ie, depending on whether the corresponding QAM symbol 26 is arranged in the outer left or outer right column of the QAM symbol space 25). The same applies to the bits qi and q 2 , since the mapping of the bits qi and q 2 is equivalent to the mapping of the bits ii and i 2 (but orthogonally here).
  • FIG. 4A-4D clearly shows that one and the same bit combination ii qx i 2 q 2 each have different QAM symbols 26, ie different points in the two-dimensional QAM symbol space 25, assigned.
  • This dynamic variation of the "gray mapping" can go so far, for example, that after a certain number of repetitions, each bit i lr i 2 , qi and q 2 transmit at one point in the QAM symbol space 25 with very good or good or bad reliability this method can be optimized for a different number of repetitions. It can be seen from FIGS. 4A-4D that this procedure is relatively complex since the "gray mapping" must be changed for each repetition data packet.
  • the present invention is therefore based on the object of proposing a method and a correspondingly designed device for data transmission in accordance with an ARQ method, in which the problem explained above, i.e. achieving the most reliable data transmission possible with a high data throughput can be achieved in the simplest possible way.
  • the invention it is proposed to apply different rate adaptation patterns, ie different puncturing or repetition patterns, to the individual bits of the original data packet and the individual repetition data packets, so that the corresponding bits are located at different points in the respective packet before the QAM modulation is carried out come and can thus be assigned to different points or QAM symbols in the QAM symbol space without modification of the "gray mapping".
  • a uniform distribution of the reliability of the bits to be transmitted between the data packet and the subsequent repetition data packets is achieved, so that powerful channel coding can be carried out, for example using turbo coders, so that overall a sufficiently high performance of the information - mations- or data transmission is guaranteed while realizing a high data throughput.
  • the present invention can be implemented, for example, using a conventional rate adjustment algorithm, an offset value used according to this rate adjustment algorithm, which essentially determines the rate adjustment pattern used in each case, being varied between the original data packet and the individual repetition data packets.
  • an offset value used according to this rate adjustment algorithm which essentially determines the rate adjustment pattern used in each case, being varied between the original data packet and the individual repetition data packets.
  • the channel-coded bit stream can preferably be divided up into a plurality of parallel sub-bit streams (so-called bit separation), with the individual sub-bit streams each having independent rate adaptation patterns, i.e. an independent puncturing or repetition of the bits is used, so that after the final combination of the corresponding bits of these sub-bit streams (so-called bit collection), the desired rate adjustment can be achieved with the different offset value with respect to the original data packet and the individual repetition data packets.
  • bit separation parallel sub-bit streams
  • the offset value can be synchronous with the respective time slot number ("time slot”) and / or changed synchronously with the respective frame number (“frame”), so that the receiver from the time slot or frame received in each case can directly deduce the offset value used in each case.
  • the different parallel sub-bit streams per data packet or repetition data packet can also be combined with one another in the final bit collection, this being particularly advantageous when using bit repetition.
  • the offset value explained above can be set for the original data packet and the individual repetition data packets in such a way that the shift in the resulting rate adjustment patterns with respect to one another is maximum and / or as many of the mutually corresponding bits of the original data packet or of the respective repetition data packet in the final one Modulation can be mapped to different points in the two-dimensional symbol space.
  • a very regular interleaver for example a block interleaver, is preferably used for interleaving, the number of columns over which the interleaver distributes the bits with subsequent column swapping or column permutation, and the number of differently weighted or differently reliable points or symbols of the symbol space used should be relatively prime, so that there is an optimal assignment.
  • the rate adjustment pattern used in each case i.e. the respective puncturing / repetition pattern is used, shifted from repeat data packet to repeat data packet.
  • the procedure proposed according to the invention is significantly less complex than the procedure described at the outset and known from the prior art. In particular, no new process steps have to be implemented.
  • FIG. 1 shows an illustration to clarify the signal processing according to a packet-oriented ARQ method of the present invention
  • FIG. 2 shows an illustration to clarify communication in a mobile radio system
  • FIG. 3 shows a rate adjustment algorithm which can be used for rate adjustment, for example, in the context of the present invention
  • 4A-4D show illustrations to clarify the mapping of bits of an originally sent data packet or of corresponding repetition data packets onto QAM symbols according to the prior art
  • FIG. 5 shows a simplified block diagram of a rate adjustment
  • FIG. 6 shows a graphical illustration of a rate adjustment mode
  • FIG. 7 shows a graphical illustration of a rate adjustment mode
  • FIG. 8 shows a simplified block diagram of a rate adjustment
  • FIG. 9 shows a simplified block diagram of a rate adjustment.
  • the present invention is intended to implement packet-oriented data transmission in a mobile radio system, as is shown schematically in FIG. 2, for example.
  • the communication between a base station 1 and a mobile station 2 of a mobile radio system e.g. of a UMTS mobile radio system.
  • the transmission of information from the base station 1 to the mobile station 2 takes place via the so-called “downlink” channel DL, while the information is transmitted from the mobile station 2 to the base station 1 via the so-called "uplink” channel UL ,
  • the present invention is explained below by way of example using a packet-oriented data transmission from the base station 1 to the mobile station 2, ie using a packet-oriented data transmission via the "downlink” channel, the present invention, however, analogously to data transmission via the "uplink” Channel is applicable. Furthermore, the present invention is explained below on the basis of the signal processing measures to be carried out in the respective transmitter, but it should be noted that in the respective receiver, in order to evaluate the data processed in this way on the transmitter side, appropriate signal processing in the reverse order is required, so that not only the transmitter side but also the receiver side is affected by the present invention.
  • FIG. 1 shows the signal processing of the data and header information to be transmitted in the data packets using a hybrid ARQ method according to the invention.
  • the header information generated by a function block 3 is fed to a function block 12, which ensures that all headers of all data packets that are to be sent in one and the same radio packet are combined into a single header (so-called "header concatenation" ").
  • a function block 13 adds CRC bits to the resulting header information for header recognition.
  • a channel coding is carried out by a function block 14 and a rate adjustment of the resulting bit stream is carried out by a function block 15.
  • An interleaver 16 causes the symbols or bits supplied to it to be rearranged in a certain manner and spread out over time.
  • the data blocks output by the interleaver 16 are assigned to the individual transmission or radio frames by a function block 17 (so-called "radio frame segmentation").
  • a function block 4 for adding CRC bits is also provided on the data side.
  • a function block 5 serves to split up the data supplied to a channel encoder 6 in such a way that the channel encoder 6 can always carry out a coding restricted to a specific number of bits.
  • the channel coding performed by the channel encoder 6 adds redundant information to the data actually to be sent. As a result, several successive other data packets sent have bits with the same information origin.
  • the bits output by the channel encoder 6 are fed to a function block 19 which adjusts the bit rate of the bit stream accordingly by hiding or omitting individual bits (so-called puncturing) or by repeating individual bits (so-called repetition). So-called DTX bits ("discontinuous transmission") can be added to the data stream by a subsequent function block 9.
  • function blocks 10 and 11 are also provided on the data side, which perform the same functions as the function blocks 16 and 17 provided on the header side.
  • bits output on the data and header side are mapped or multiplexed by a function block 18 onto the respective physical transmission or transmission channel (so-called “multiplexing”) and with the aid of a suitable modulation, for example QAM modulation, to the Transfer recipient.
  • a suitable modulation for example QAM modulation
  • a repetition data packet is requested which is completely or partially identical to the previously sent and incorrectly received data packet.
  • the repetition data packet has less or the same amount of data as the original data packet, one speaks of a full or partial repetition.
  • the data packet and the respective repetition data packet thus have bits with an at least partially identical information origin.
  • the recipient can thus evaluate the original data by jointly evaluating the originally sent data packet and the requested subsequent repetition data packets. Retrieve originally sent information with better quality.
  • the present invention relates essentially to the function section 19 shown in FIG. 1.
  • This function section 19 comprises a function block 20 which, depending on a control by the function block 3, applies the coded bits output by the upstream channel encoder 6 to at least two parallel partial bit streams. shares, each separately, ie independently of each other, are subjected to a rate adjustment.
  • FIG. 1 shows three sub-bit streams A-C, with a function block 21-23 for each sub-bit stream for carrying out a corresponding rate adjustment, i.e. for puncturing or repetition of individual bits. In this way, several differently coded parallel partial bit streams are created, which are fed to a further function block 24.
  • This further function block 24 has the task of arranging the individual bits of the parallel bit streams in the same order, which is used by the function block 20 for the bit separation, i.e. for the distribution on individual parallel sub-bit streams has been used to collect (bit collection). This ensures that the overall order of the bits remaining after the rate adjustment does not change.
  • the rate adaptation provided for the individual sub-bit streams AC can be carried out completely independently of one another by the function blocks 21-23.
  • the bits of one or more sub-bit streams cannot be punctured or repeated at all.
  • the rate adjustment of the individual parallel partial bit streams AC is to be selected such that the entire function section 19 applies the channel-coded bit stream per data packet output by the function block 6 or repeat data packet, a desired rate adjustment pattern is applied.
  • the function section 19 is designed such that, depending on the control by the function block 3, it applies a different rate adaptation pattern to the bits of a repetition data packet than to the bits of the corresponding originally sent data packet. That The function section 19 is informed by the function block 3 whether a repetition data packet has been requested from the respective receiver, in which case the function section 19 selects or sets the rate adaptation patterns implemented by the individual function blocks 21-23 in such a way that the total of the bits of the repetition data packet are processed with a different rate adaptation pattern than the bits of the underlying data packet originally sent.
  • the overall rate adjustment implemented by the functional section 19 can be carried out, for example, according to the rate adjustment algorithm shown in FIG. 3, which is already known per se from the prior art.
  • the rate matching algorithm contained in the UMTS standard is described in [25.212].
  • the main parameters used are: • X b : number of coded bits per packet in the bit stream b
  • N max denotes the maximum of the number of bits per parity bit stream determined prior to rate matching over all transport formats and transport channels.
  • the increments and decrements of the error value are calculated as:
  • AN is the number of pro
  • Bit stream b punctured bits for the transport channel i.
  • a rate adjustment parameter e ⁇ n ⁇ is used, which denotes an offset value that is valid for the rate adjustment that is carried out with respect to the rate adjustment pattern used in each case.
  • an error variable e is initialized with this offset value e Inl , the error e in the case of puncturing, for example, denoting the ratio between the instantaneous puncturing rate and the desired puncturing rate.
  • the index m of the instantaneous, ie set bits to be processed to the first bit to the value 1 and an auxiliary error Para eter e p ⁇ us initialized.
  • a loop is then run through for all bits of the data packet No. i to be processed in each case, the number of bits of the respective data packet being designated X x .
  • the error e is first under
  • the corresponding bit is selected for the data transmission and the error e is recalculated using the first-mentioned auxiliary error parameter e p ⁇ us .
  • bit index m is incremented and the next bit is therefore selected for the processing explained above.
  • the rate adjustment pattern applied to the bits of a data packet or repetition data packet can be significantly influenced by appropriate selection of the offset value e ⁇ n ⁇ .
  • a rate adjustment pattern other than the corresponding originally sent data packet can thus be applied to a repetition data packet, wherein the rate adjustment can be applied in particular with reference to the parity bits of the individual partial bit streams AC (cf. FIG. 1).
  • the variation of the offset value e ⁇ nl can, for example, be synchronous with the time slot sent and / or synchronously with the number of the frame sent so that the recipient in Depending on the number of the time slot received or depending on the number of the frame received, the offset value e ⁇ n ⁇ used and thus the rate adjustment pattern used can be deduced.
  • a so-called redundancy version is defined by an e ⁇ nl .
  • the offset value e ⁇ n ⁇ is advantageously selected for the originally sent data packet and the repetition data packet in such a way that the shift in the resulting rate adjustment patterns with respect to one another is maximum, ie as large as possible.
  • the offset value e ⁇ n ⁇ for the originally sent data packet and the repetition data packet is advantageously to be selected such that as many of the bits of the two packets which correspond to one another in the final modulation, in particular the QAM modulation, to different points, ie different QAM Symbols of the corresponding two-dimensional QAM symbol space are mapped (in this respect, compare, for example, the mappings of FIG. 4).
  • the first bit is punctured
  • the last bit of the repetition data packet is punctured, so that the position of all the bits in between is also shifted by one place. It is thus ensured that (with a suitable design of the subsequent interleaver 10 and the subsequent "gray mapping" to implement a corresponding modulation) a bit is mapped to different points of the respective two-dimensional symbol space in both transmissions, which is therefore advantageous for a uniform distribution the reliability of the transmitted bits.
  • An additional advantage resides in the fact that additional new information is contained in the repetition data packets and not only the bits of the original data packet are repeated, so that this also results in a gain.
  • the assignment of the offset value e ⁇ n ⁇ can be carried out in a coordinated manner for the individual sub-bit streams AC, so that, for example, depending on the choice of the algorithm used in each case, e ⁇ ni for the individual sub-bit streams AC is alternately preset with zero and e p ⁇ us or in opposite directions.
  • the rate adaptation pattern ie the puncturing or repetition pattern selected in each case, should advantageously be used shifted from the repetition data packet to the repetition data packet.
  • the offset value e ⁇ n ⁇ can be preset with zero or e p ⁇ us as previously described, values which differ therefrom should be used for subsequent repetitions. For example, at the k-th repetition, as the offset value e • e ⁇ n ⁇ m ⁇ nus be used, the value k, which causes a shift of the rate matching pattern to k bits.
  • the offset value e ⁇ n ⁇ the value of k • e m ⁇ nus and the repeat data packet number 2k + 1 as the offset value e ⁇ n ⁇ the value for the retransmission data packet number 2k k • e m ⁇ nU ⁇ + e p ⁇ us be used.
  • a different assignment to the individual points or QAM is obtained for all bits (with the exception of the bits immediately at the beginning before the first puncturing / repetition and the bits immediately at the end after the last puncturing / repetition) for successive repeat data packets Symbols in the QAM symbol space, with additional bits being punctured / repeated.
  • different numbers of parity bits are available per channel coding process.
  • the number of possible redundancy versions which consist entirely of parity bits that have not yet been sent and therefore promise maximum IR gain, is also dependent on the code rate. Another embodiment variant therefore provides for this maximum number of redundancy versions N pat to be calculated in the receiver without additional signaling.
  • the redundancy version R ⁇ 0, 1, 2, ..., Npat - 1 ⁇ , which is used in the current package, is e.g. B. from the System Frame Nu via (SFN)
  • R SFN mod N pa t determined. If the package number and frame limit are not identical, the package or slot number can also be used to determine the redundancy version.
  • redundancy version R is determined according to this last-mentioned equation, there is also the possibility of taking measures in the transmitter which optimize the sequence of the different redundancy versions for each block.
  • the user is preferred , for which the best supplement to the previously transmitted redundancy results in the considered interval. This maximizes the probability that a decoding can take place successfully after the transmission of this block and thus also increases the capacity of the communication system.
  • the IR profit can be optimized without explicitly Need signaling. For example, the scheduling algorithm with lower priority will send packets to those mobile stations in which a repetition packet with a redundancy version that they have already received in an earlier packet would be sent in the current interval, since then no IR gain occurs.
  • An interleaver should be used for the function block 10 shown in FIG. 1, which does not perform random interleaving but rather a very regular interleaving.
  • a block interleaver could be used for function block 10.
  • Is the interleaver used as function block 10 a very regular interleaver and is the number of columns over which the interleaver distributes the bits supplied to it and the number of points with different weights in the two-dimensional QAM symbol space or generally the number of differently strong ones weighted modulation points relatively prime, so there is an optimal assignment.
  • the interleaver which distributes adjacent bits to columns that are multiples of "5" apart, and then swaps the columns. If 30 columns are used, the column permutation takes place e.g. according to the following scheme: Column No. 0, 20, 10, 5, 15, 25, 3, 13, 23, 8 ... Since the value "5" with the number of different bits, for example with 16-QAM modulation (namely two bits) and a 64-QAM modulation (namely three bits) is prime to third parties, for example with this combination a good scrambling or a good mapping to the corresponding modulation points.
  • Bit rate adjustment patterns are chosen such that the individual bit rate adjustment patterns differ from one another only at the beginning and at the end, while they are identical in a central region, the puncturing or repetition rates of the individual bit rate adjustment patterns being the same. This is particularly suitable for high data rates, since in this way the memory requirement in the receiver can be reduced in the order of magnitude of the puncturing or repetition rate used compared to the previously described embodiment, in which the offset value is varied.
  • the performance gain compared to conventional methods then essentially consists of the more uniform distribution of the transmitted information over the bits of the QAM symbols which are protected or have different levels of reliability.
  • the gain that cannot be used in this exemplary embodiment due to information newly added in the repetition data packets is correspondingly outweighed by the advantage of the reduced memory requirement.
  • a puncturing / repetition pattern referred to below as the basic pattern
  • n bits are punctured or repeated more than was originally provided.
  • n different repetition patterns are then derived by not starting the first j puncturing or repetition from this basic pattern and omitting the last nj puncturing or repetition at the end.
  • j can correspond to a value 0.1, ... n.
  • This measure trims the basic pattern at the beginning and at the end at a total of n positions, there being n different possibilities, all of which lead to a different assignment of the bits in between to the different bits of the .QAM symbols.
  • a different one is used for the data and repeat data packets Number n of punctures or repetitions omitted at the beginning and at the end, the total puncturing or repetition rate remaining constant.
  • FIG. 5 shows an example of the signal processing chain for HSDPA (high speed downlink packet access), a further development of the UMTS standard, which enables packet-switched connections with a high data rate. It is important in this context that bit separation follows the channel coding which systematic and parity bits of the
  • a rate matching block can also be provided for the systematic bits, or the bit separation can be dispensed with and a rate matching block can be provided for the overall bit stream.
  • This bit-to-symbol mapping is represented by ⁇ H, H, L, L ⁇ .
  • the additional bit class M for medium reliability was introduced. Applies to the current one
  • a suitable parameter k can also be found for types of modulation with different numbers of bits per bit class.
  • the IR gain is largely avoided in order to minimize the additional memory requirement, but maximum gain is achieved by averaging the bit reliability.
  • the N p bits selected from this basic pattern that are actually punctured / repeated whereby the selection can ensure that the number of previously punctured / repeated bits in the various repeat packets differs by just k (see also below) , This ensures that after the first repetition, the symbol mapping of the bits is changed in such a way that a balance of the bit reliability and thus a gain is achieved in the majority of the packet.
  • the actual puncturing / repetition pattern can thus be determined solely from the repetition number R determined in the mobile station and the known rate matching parameters.
  • the total memory requirement only increases by kx (N pat - 1) bits.
  • Another advantage is that the use of the basic pattern enables the various consignments of a package to be overlaid in the receiver (so-called soft combining) simply and efficiently.
  • this procedure can also be used to generate combined IR and symbol mapping methods, the IR gain of which increases with increasing puncturing rate N p .
  • This is particularly advantageous because it automatically counteracts the inevitable loss of performance in decoding by puncturing.
  • other parity bits are punctured in the repetition packets. This is achieved by first generating the respective redundancy version, as above, from the basic pattern, based on the repetition number R determined in the mobile station, and then cyclically swapping the puncturing / repeating pattern for each parity bit stream by n offset bits , With increasing n offset , the punctured / repeated bits in the different redundancy versions are increasingly shifted against one another, so that the achievable gain is increased by incremental redundancy.
  • Functions can be implemented using a basic pattern by reusing the conventional rate matching algorithm that is required anyway and adding an HSDPA extension, as shown in FIG. 8.
  • UMTS z. B. parallel to an HSDPA connection (referred to as HS-DSCH) always maintain another subscriber connection (DSCH, dedicated channel), so that the conventional rate matching algorithm is required in the receiver anyway.
  • DSCH dedicated channel
  • the forth herein invention uses the same algorithm for calculating the basic pattern, only with a modified pre-assignment of the parameter e m i nus:
  • N pat is the number of different rate matching patterns.
  • the number of redundancy versions used can either be predefined, but it is ideally dependent calculated by the code rate so that just as many redundancy versions are generated as are necessary to be able to send all available parity bits at least once.
  • the number of redundancy versions thus results from rounding up the quotient from existing parity bits to sent parity bits per packet.
  • each parity bit can be sent at least once, but the individual bits are not well averaged with regard to the number of uses in the redundancy versions. This can be counteracted by calculating the number of redundancy versions from the quotient of the existing parity bits to the punctured parity bits per packet. It can then be achieved that each parity bit is punctured approx. Once and transmitted approx. N pat - 1 times and thus approximately the same number of transmissions results for all bits as soon as all redundancy versions have been sent.
  • the number of redundancy versions can be determined from the maximum of the two above criteria, e.g. B.
  • the number of redundancy versions can be calculated as follows:
  • p the number of parity bit streams
  • Rc the code rate
  • N ov all overhead bits e.g. B. for error detection (CRC) and termination of the channel coding.
  • the number of redundancy versions can be determined from the quotient of the total number of transmitted bits by the number of repeated bits.
  • the repetition rate can be converted to an equivalent puncturing rate.
  • a repetition rate of 270% would correspond, for example, to a puncturing rate of 30%, since 30% of the bits cannot be repeated three times (but only twice), which means they are less reliable.
  • the case is therefore analogous to a puncturing rate of 30%, only that the differences are greater in the case of puncturing.
  • the number of redundancy versions can then be calculated as described above.
  • the rate matching patterns of the individual redundancy versions R are calculated in that in the two parity bit streams the first (R n od) and the last ⁇ N. Of the bit positions identified as bits to be punctured / repeated in the basic pattern pat - Rmod) can be transferred exactly once. The following applies
  • the number of bits to be punctured is generally larger than the number of redundancy versions, the fact that the basic pattern is calculated based on an increased number of bits to be punctured has practically no effect on the regularity of puncturing within one block - the influence of the small areas at the beginning and end of the block can be neglected.
  • a combined IR and symbol mapping mode can alternatively be implemented by changing the default value of the initial value of the error variable e ⁇ nl for each redundancy version.
  • the mod function denotes the rest of the division, so in this case it has the range of values ⁇ 0, 1, ..., e p lls -l ⁇ .
  • the rate matching pattern is thus always shifted forward by one bit position.
  • the mod function in Equation (5.8) limits the maximum possible offset so that exactly the same number of punctures / repetitions take place in each redundancy version. This choice can ensure that different parity bits are transmitted in the different redundancy versions and thus maximum IR gain can be realized.
  • the gain that can be achieved by averaging the bit reliability is large in this method for high code rates, for lower code rates there is an advantage in this regard in the implementation via a basic pattern.
  • FIG. 9 shows an implementation example for the implementation by varying the parameter e ini as a function of the ac In this case, the current redundancy version R.
  • Chase Combining can be easily realized by always using ⁇ i-raci (0).

Abstract

Zur Realisierung einer möglichst zuverlässigen paketorientierten Datenübertragung bei Anwendung eines ARQ-Verfahrens, insbesondere eines Hybrid-ARQ-Verfahrens und vorzugsweise bei Verwendung in einem Mobilfunksystem, ist vorgesehen, bei Anforderung eines Wiederholungsdatenpakets für die Bits des Wiederholungsdatenpakets ein anderes Ratenanpassungsmuster als für die Bits des entsprechenden ursprünglich gesendeten Datenpakets zu verwenden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Bitratenanpassung durch Aufteilung der zu übertragenden Bits auf mehrere parallele Teilbitströme (A-C) mit jeweils separater Bitratenanpassung (21-23) durchgeführt wird.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Datenübertragung gemäß einem ARQ-Verfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine entsprechend ausgestaltete Vorrichtung zur Datenübertragung gemäß einem ARQ-Verfahren, insbesondere einem Hybrid-ARQ- Verfahren, in einem Kommmunikationssystem, insbesondere einem Mobilfunksystem.
Insbesondere in Verbindung mit Mobilfunksystemen wird häufig die Verwendung sogenannter Paketzugriffsverfahren bzw. paketorientierter Datenverbindungen vorgeschlagen, da die aufkom- menden Nachrichtentypen häufig einen sehr hohen Burstfaktor besitzen, so dass nur kurze Aktivitätsperioden existieren, die von langen Ruhepausen unterbrochen sind. Paketorientierte Datenverbindungen können in diesem Fall die Effizienz im Vergleich zu anderen Datenübertragungsverfahren, bei denen ein kontinuierlicher Datenstrom vorhanden ist, erheblich steigern, da bei Datenübertragungsverfahren mit einem kontinuierlichen Datenstrom eine einmal zugeteilte Ressource, wie z.B. eine Trägerfrequenz oder ein Zeitschlitz, während der gesamten Kommmunikationsbeziehung zugeteilt bleibt, d.h. eine Res- source bleibt auch dann belegt, wenn momentan keine Datenübertragungen anliegen, so dass diese Ressource für andere Netzteilnehmer nicht zur Verfügung steht. Dies führt zu einer nicht optimalen Nutzung des knappen Frequenzspektrums für Mobilfunksysteme .
Zukünftige Mobilfunksysteme, wie beispielsweise gemäß dem UMTS-Mobilfunkstandard ("Universal Mobile Telecommunications System"), werden eine Vielzahl unterschiedlicher Dienste anbieten, wobei neben der reinen Sprachübertragung Multimedia- Anwendungen zunehmend an Bedeutung gewinnen werden. Die damit einhergehende Dienstevielfalt mit unterschiedlicher Übertragungsraten erfordert ein sehr flexibles Zugriffsprotokoll auf der Luftschnittstelle zukünftiger Mobilfunksysteme. Paketorientierte Datenübertragungsverfahren haben sich hier als sehr geeignet erwiesen.
Im Zusammenhang mit UMTS-Mobilfunksystemen wurde bei paketorientierten Datenverbindungen ein sogenanntes ARQ-Verfahren ("Automatic Repeat Request") vorgeschlagen. Dabei werden die von einem Sender an einen Empfänger übertragenen Datenpakete empfängerseitig nach ihrer Decodierung hinsichtlich ihrer Qualität überprüft. Ist ein empfangenes Datenpaket fehlerhaft, fordert der Empfänger eine erneute Übertragung dieses Datenpakets von dem Sender an, d.h. es wird ein Wiederho- lungsdatenpaket von dem Sender an den Empfänger gesendet, welches mit dem zuvor gesendeten und fehlerhaft empfangenen Datenpaket identisch bzw. teilweise identisch ist (je nachdem, ob das Wiederholungsdatenpaket weniger oder gleich viele Daten wie das ursprüngliche Datenpaket enthält, wird von ei- ner vollen oder einer partiellen Wiederholung gesprochen) . Hinsichtlich dieses für den UMTS-Mobilfunkstandard vorgeschlagenden ARQ-Verfahrens, welches auch als Hybrid-ARQ-Typ I-Verfahren bezeichnet wird, ist sowohl die Übertragung von Daten als auch von sogenannten Headerinformationen in einem Datenpaket vorgesehen, wobei die Headerinformationen auch Informationen zur Fehlerüberprüfung, wie beispielsweise CRC- Bits ("Cyclic Redundancy Check") aufweisen und auch zur Fehlerkorrektur codiert sein können (sogenannte "Forward Error Correction", FEC) .
Gemäß dem derzeitigen Stand der UMTS-Standardisierung wird die Übertragung der Bits der einzelnen Datenpakete bzw. Wiederholungsdatenpakete nach Durchführung einer entsprechenden Kanalcodierung mittels QAM-Modulation ( "Quadraturamplituden- modulation") vorgeschlagen. Dabei werden die einzelnen Bits über ein als "Gray-Mapping" bezeichnetes Verfahren auf entsprechende QAM-Symbole abgebildet, welche einen zweidimensio- nalen Symbolraum bilden. Dabei ist problematisch, dass bei der vorgeschlagenen QAM-Modulation mit einem Alphabetumfang, welcher mehr als vier QAM-Symbole umfasst, die Zuverlässigkeit der zu übertragenden Bits zwischen den höherwertigen Bits und den niedrigerwertigen Bits erheblich variiert, wobei dies insbesondere hinsichtlich der durchzuführenden Kanalcodierung nachteilig ist, da hierzu bevorzugt Turbo-Coder ein- gesetzt werden, welche zur Erzielung einer ausreichend hohen Leistungsfähigkeit gleichmäßige Bitzuverlässigkeiten erfordern. Bei dem zuvor erläuterten Hybrid-ARQ-Typ I-Verfahren, bei welchem das Wiederholungsdatenpaket mit dem ursprünglichen Datenpaket identisch ist, führt die zuvor erläuterte Ei- genschaft der Variation der Bitzuverlässigkeiten dazu, dass bestimmte Bits der Datenpakete und der Wiederholungsdatenpakete jeweils an der gleichen Stelle im QAM-Symbolräum zu finden sind, so dass hierdurch die Leistungsfähigkeit der gesamten Datenübertragung reduziert wird und sich eine frühzeitige Begrenzung des Datendurchsatzes ergibt.
Zur Lösung dieses Problems wurde bereits ein Verfahren vorgeschlagen, dass diejenigen Bits, welche an der gleichen Stelle in dem ursprünglichen Datenpaket und den Wiederholungsdaten- paketen auftreten, unterschiedlichen QAM-Symbolen im QAM-
Symbolraum durch dynamische U ordnung des "Gray-Mapping" zugewiesen werden.
Dies soll nachfolgend näher unter Bezugnahme auf Figur 4A-4D erläutert werden. In Figur 4A ist die Signalkonstellation bzw. der QAM-Symbolrau für eine 16-QAM-Modulation dargestellt. Dabei werden jeweils Bits ii und i2 sowie qi und q2 auf ein entsprechendes QAM-Symbol 26 des zweidimensionalen QAM-Symbolraums 25 in der Reihenfolge ii qτ i2 q2 abgebildet. Die für jedes Bit iα, i2, qi, q2 möglichen Spalten bzw. Zeilen von QAM-Symbolen 26 in dem zweidimensionalen QAM-Symbolräum
25 sind jeweils mit Hilfe entsprechender Striche markiert. So kann beispielsweise das Bit ii = "1" nur auf QAM-Symbole der ersten zwei Spalten des QAM-Symbolraums abgebildet werden. Aufgrund des "Gray-Mapping" ist die Zuverlässigkeit des hö- herwertigen Bits ii größer als die Zuverlässigkeit des nie- derwertigeren Bits i2. Darüber hinaus schwankt die Bitzuverlässigkeit des Bits i2 abhängig von dem jeweils übertragenen entsprechenden QAM-Symbol 26 (d.h. abhängig davon, ob das entsprechende QAM-Symbol 26 in der äußeren linken oder äußeren rechten Spalte des QAM-Symbolraums 25 angeordnet ist) . Dasselbe gilt für die Bits qi und q2, da die Abbildung der Bits qi und q2 äquivalent zur Abbildung der Bits ii und i2 (allerdings hierzu orthogonal) erfolgt.
Gemäß dem anhand der Figuren 4A-4D erläuterten herkömmlichen Verfahren wird vorgeschlagen, für Wiederholungsdatenpakete ein "Gray-Mapping" zu verwenden, welches sich von dem "Gray- Mapping" des ursprünglichen Datenpakets unterscheidet. D.h. für ein erstes Wiederholungsdatenpaket kann beispielsweise das in Figur 4B verdeutlichte "Gray-Mapping" verwendet werden, während für ein zweites Wiederholungsdatenpaket ein in Figur 4C gezeigtes "Gray-Mapping" und für ein drittes Wiederholungsdatenpaket ein in Figur 4D gezeigtes "Gray-Mapping" verwendet werden kann. Bei Vergleich der Darstellungen von
Figur 4A-4D wird deutlich, dass ein und derselben Bitkombina- tion ii qx i2 q2 jeweils unterschiedliche QAM-Symbole 26, d.h. unterschiedliche Punkte in dem zweidimensionalen QAM- Symbolraum 25, zugeordnet sind. Diese dynamische Variation des "Gray-Mapping" kann beispielsweise soweit gehen, dass nach einer bestimmten Anzahl von Wiederholungen jedes Bit il r i2, qi und q2 an einer Stelle im QAM-Symbolraum 25 mit sehr guter oder guter bzw. schlechter Zuverlässigkeit übertragen wird, wobei dieses Verfahren für eine unterschiedliche Anzahl von Wiederholungen optimiert werden kann. Aus Figur 4A-4D ist ersichtlich, dass diese Vorgehensweise relativ aufwendig ist, da für jedes Wiederholungsdatenpaket das "Gray-Mapping" verändert werden muss.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine entsprechende ausgestaltete Vorrichtung zur Datenübertragung gemäß einem ARQ-Verfahren vorzuschlagen, bei dem das zuvor erläuterte Problem, d.h. die Er- zielung einer möglichst zuverlässigen Datenübertragung mit einem hohen Datendurchsatz, auf möglichst einfache Art und Weise gelöst werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 15 gelöst. Die Unteransprüche definieren jeweils bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, auf die einzelnen Bits des ursprünglichen Datenpakets sowie der einzelnen Wiederholungsdatenpakete unterschiedliche Ratenanpassungsmuster, d.h. unterschiedliche Punktierungs- oder Repetierungsmuster, anzuwenden, so dass die entsprechenden Bits bereits vor Durchfüh- rung der QAM-Modulation an unterschiedlichen Stellen in dem jeweiligen Paket zu liegen kommen und somit ohne Abwandlung des "Gray-Mapping" unterschiedlichen Punkten bzw. QAM- Symbolen in dem QAM-Symbolräum zugeordnet werden können. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Verteilung der Zuverläs- sigkeit der zu übertragenen Bits zwischen dem Datenpaket und den nachfolgenden Wiederholungsdatenpaketen erzielt, so dass eine leistungsfähige Kanalcodierung, beispielsweise unter Einsatz von Turbo-Codierern durchgeführt werden kann, so dass insgesamt eine ausreichend hohe Leistungsfähigkeit der Infor- mations- bzw. Datenübertragung bei gleichzeitiger Realisierung eines hohen Datendurchsatzes gewährleistet ist.
Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise unter Einsatz eines herkömmlichen Ratenanpassungsalgorithmus realisiert werden, wobei ein gemäß diesem Ratenanpassungsalgorithmus verwendeter Offsetwert, welcher wesentlich das jeweils verwendeten Ratenanpassungsmuster bestimmt, zwischen dem ursprünglichen Datenpaket und den einzelnen Wiederholungsdaten- paketen variiert wird. Durch die Variation dieses Offsetwerts kann eine leistungsfähigere Codierung als bei dem herkömmlichen Hybrid- RQ-Typ I-Verfahren erzielt werden.
Bevorzugt kann hierzu der kanalcodierte Bitstrom auf mehrere parallele Teilbitströme aufgeteilt werden (sogenannte Bitseparation) , wobei auf die einzelnen Teilbitströme jeweils voneinander unabhängige Ratenanpassungsmuster, d.h. eine voneinander unabhängige Punktierung oder Repetierung der Bits, angewendet wird, so dass nach abschließender Kombination der entsprechenden Bits dieser Teilbitströme (sogenannte Bitkollektion) die gewünschte Ratenanpassung mit dem unterschiedlichen Offsetwert bezüglich dem ursprünglichen Datenpaket und den einzelnen Wiederholungsdatenpaketen erzielt werden kann. Durch die Aufteilung des Bitstroms in mehrere parallele Teil- bitströme kann eine besonders hohe Flexibilität bei der Kanalcodierung erzielt werden.
Da der jeweilige Empfänger der auf diese Art und Weise verarbeiteten Datenpakete bzw. Wiederholungsdatenpakete den je- weils verwendeten Offsetwert kennen muss und eine explizite Übertragung dieses Offsetwerts nachteilig sein kann, kann der Offsetwert beispielsweise synchron mit der jeweiligen Zeitschlitznummer ("Time Slot") und/oder synchron mit der jeweiligen Rahmennummer ("Frame") verändert werden, so dass der Empfänger aus dem jeweils empfangenen Zeitschlitz bzw. Rahmen unmittelbar auf den jeweils verwendeten Offsetwert schließen kann.
Bei der zuvor erläuterten Bitseparation mit Aufteilung der Bits auf mehrere parallele Teilbitströme können bei der abschließenden Bitkollektion die unterschiedlichen parallelen Teilbitströme pro Datenpaket bzw. Wiederholungsdatenpaket auch anteilig miteinander kombiniert werden, wobei dies besonders vorteilhaft bei Anwendung von Bitrepetierung einsetz- bar ist. Der zuvor erläuterte Offsetwert kann für das ursprüngliche Datenpaket sowie die einzelnen Wiederholungsdatenpakete derart eingestellt werden, dass die Verschiebung der daraus resultierenden Ratenanpassungsmuster zueinander maximal ist und/oder möglichst viele der sich einander ent- sprechenden Bits des ursprünglichen Datenpakets bzw. des jeweiligen Wiederholungsdatenpakets bei der abschließenden Modulation auf unterschiedliche Punkte in dem zweidimensionalen Symbolraum abgebildet werden.
Das zuvor erläuterte Verfahren funktioniert optimal, wenn die Bits unmittelbar nach Durchführung der Ratenanpassung auf den jeweils gewünschten Modulations-Symbolraum abgebildet werden. Dies ist jedoch in der Regel nicht der Fall, da zwischen der Ratenanpassung und der Modulation häufig noch ein sogenanntes Interleaving stattfindet, durch welches die Bits zeitlich umgeordnet werden. Bei einem zufälligen Interleaver würden benachbarte Bits zufällig auf die entsprechenden Punkte bzw. Symbole des zweidimensionalen Symbolraums verteilt werden, so dass die Verschiebung um ein Bit, welche durch die zuvor er- läuterte Variation des Offsetwerts erreicht werden kann, auch eine zufällige Veränderung der Punkte bzw. Symbole des zweidimensionalen Symbolraums ergeben würde. Dies wäre jedoch nicht optimal, da am besten die Zuordnung so geändert wird, dass ein bei der Übertragung des ursprünglichen Datenpakets wenig zuverlässiges Bit bei einem nachfolgend zu übertragenen Wiederholungsdatenpaket auf eine Position des Modulations- Symbolraums (z.B. des QAM-Symbolraums) mit höherer Zuverlässigkeit und umgekehrt abgebildet wird, während bei einer zufälligen Vertauschung lediglich ein Gewinn von ca. 50% des maximal möglichen Gewinns erzielt werden könnte.
Aus diesem Grund wird vorzugsweise für das Interleaving ein sehr regulärer Interleaver, beispielsweise ein Blockinterlea- ver, eingesetzt, wobei zudem die Anzahl der Spalten, auf wel- ehe der Interleaver die Bits mit anschließender Spaltenver- tauschung bzw. Spaltenpermutation verteilt, und die Anzahl der unterschiedlich stark gewichteten bzw. unterschiedlich zuverlässigen Punkte oder Symbole des jeweils verwendeten Symbolraums teilerfremd sein sollte, so dass sich eine opti- male Zuordnung ergibt.
Bei Anforderung mehrerer Wiederholungsdatenpakete ist es vorteilhaft, wenn das jeweils angewendete Ratenanpassungsmuster, d.h. das jeweilige Punktierung/Repetierungsmuster, von Wie- derholungsdatenpaket zu Wiederholungsdatenpaket verschoben angewendet wird.
Mit Hilfe der im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgeschlagenen Verschiebung der Ratenanpassungsmuster zwischen dem ursprünglich gesendeten Datenpaket einerseits zu dem nachfolgenden Wiederholungsdatenpaket bzw. den nachfolgenden Wiederholungsdatenpaketen andererseits wird zwar ein und dieselbe Coderate erhalten, die Übertragungsqualität und die Bitfehlerrate kann jedoch verbessert werden.
Allgemein weist die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorgehensweise gegenüber der eingangs erläuterten und aus dem Stand der Technik bekannten Vorgehensweise eine deutlich geringere Komplexität auf, wobei zur Realisierung der vorliegenden Er- findung insbesondere keine neuen Verfahrensschritte implementiert werden müssen.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend näher unter Bezug- nähme auf die beigefügte Zeichnung anhand bevorzugter Ausfüh- rungsbeispiele einer paketorientierten Datenübertragung in einem Mobilfunksystem erläutert, wobei die vorliegende Erfindung selbstverständlich nicht auf Mobilfunksysteme beschränkt ist, sondern allgemein in jeder Art von Kommmunikationssyste- men eingesetzt werden kann, in denen ein ARQ-Verfahren zur Datenübertragung vorgesehen ist.
Figur 1 zeigt eine Darstellung zur Verdeutlichung der Signalverarbeitung gemäß einem paketorientierten ARQ-Verfahren der vorliegenden Erfindung,
Figur 2 zeigt eine Darstellung zur Verdeutlichung der Kommmu- nikation in einem Mobilfunksystem,
Figur 3 zeigt einen Ratenanpassungsalgorithmus, welcher beispielsweise im Rahmen der vorliegenden Erfindung zur Ratenanpassung eingesetzt werden kann,
Figur 4A-4D zeigen Darstellungen zur Verdeutlichung der Ab- bildung von Bits eines ursprünglich gesendeten Datenpakets bzw. von entsprechenden Wiederholungsdatenpaketen auf QAM- Symbole gemäß dem Stand der Technik,
Figur 5 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Raten- anpassung,
Figur 6 zeigt eine grafische Veranschaulichung eines Ratenanpassungsmodus, Figur 7 zeigt eine grafische Veranschaulichung eines Ratenanpassungsmodus,
Figur 8 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Raten- anpassung,
Figur 9 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Ratenanpassung.
Wie bereits zuvor erläutert worden ist, wird nachfolgend davon ausgegangen, dass mit Hilfe der vorliegenden Erfindung eine paketorientierte Datenübertragung in einem Mobilfunksystem, wie es beispielsweise schematisch in Figur 2 gezeigt ist, realisiert werden soll. Dabei ist in Figur 2 beispiel- haft die Kommmunikation zwischen einer Basisstation 1 und einer Mobilstation 2 eines Mobilfunksystems, z.B. eines UMTS- Mobilfunksystems, dargestellt. Die Übertragung von Informationen von der Basisstation 1 zu der Mobilstation 2 erfolgt ü- ber den sogenannten "Downlink"-Kanal DL, während die Übertra- gung der Informationen von der Mobilstation 2 zu der Basisstation 1 über den sogenannten "Uplink"-Kanal UL erfolgt.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand einer paketorientierten Datenübertragung von der Basis- Station 1 an die Mobilstation 2, d.h. anhand einer paketorientierten Datenübertragung über den "Downlink"-Kanal erläutert, wobei die vorliegende Erfindung jedoch analog auf eine Datenübertragung über den "Uplink"-Kanal anwendbar ist. Des Weiteren wird die vorliegende Erfindung nachfolgend anhand der in dem jeweiligen Sender durchzuführenden Signalverarbeitungsmaßnahmen erläutert, wobei jedoch zu beachten ist, dass in dem jeweiligen Empfänger zur Auswertung der auf diese Weise senderseitig verarbeiteten Daten eine entsprechende Signalverarbeitung in umgekehrter Reihenfolge erforderlich ist, so dass von der vorliegenden Erfindung nicht nur die Senderseite, sondern auch die Empfängerseite betroffen ist.
In Figur 1 ist die Signalverarbeitung der in den Datenpaketen zu übertragenden Daten- und Headerinformationen nach einem erfindungsgemäßen Hybrid-ARQ-Verfahren dargestellt.
Auf der Headerseite werden die von einem Funktionsblock 3 erzeugten Headerinformationen einem Funktionsblock 12 zuge- führt, welcher dafür sorgt, dass sämtliche Header von allen Datenpaketen, die in ein und demselben Funkpaket gesendet werden sollen, zu einem einzigen Header zusammengefasst werden (sogenannte "Header Concatenation") . Ein Funktionsblock 13 fügt den daraus resultierenden Headerinformationen CRC- Bits zur Headererkennung hinzu. Anschließend wird von einem Funktionsblock 14 eine Kanalcodierung und von einem Funktionsblock 15 eine Ratenanpassung des daraus resultierenden Bitstroms durchgeführt. Ein Interleaver 16 bewirkt, dass die ihm zugeführten Symbole bzw. Bits auf bestimmte Art und Weise umgeordnet und zeitlich gespreizt werden. Die von dem Interleaver 16 ausgegebenen Datenblöcke werden von einem Funktionsblock 17 den einzelnen Sende- bzw. Funkrahmen zugeordnet (sogenannte "Radio Frame Segmentation") .
Auf der Datenseite ist ebenso ein Funktionsblock 4 zum Hinzufügen von CRC-Bits vorgesehen. Ein Funktionsblock 5 dient zur Aufspaltung der einem Kanalcodierer 6 zugeführten Daten derart, dass von dem Kanalcodierer 6 stets eine auf eine bestimmte Bitanzahl beschränkte Codierung durchgeführt werden kann.
Durch die von dem Kanalcodierer 6 durchgeführte Kanalcodierung wird den eigentlich zu sendenden Daten redundante Information hinzugefügt. Das hat zur Folge, dass mehrere nachein- ander gesendete Datenpakete Bits mit gleichem Informationsursprung aufweisen.
Die von dem Kanalcodierer 6 ausgegebenen Bits werden einem Funktionsblock 19 zugeführt, welcher durch Ausblenden bzw. Weglassen einzelner Bits (sogenannte Punktierung) oder durch Wiederholen einzelner Bits (sogenannte Repetierung) die Bitrate des Bitstroms entsprechend einstellt. Von einem anschließenden Funktionsblock 9 können dem Datenstrom sogenann- te DTX-Bits ( "Discontinuous Transmission") hinzugefügt werden. Des weiteren sind auch auf der Datenseite Funktionsblöcke 10 und 11 vorgesehen, welche dieselben Funktionen wie die auf der Headerseite vorgesehenen Funktionsblöcke 16 und 17 wahrnehmen.
Abschließend werden die auf der Daten- und Headerseite ausgegebenen Bits von einem Funktionsblock 18 auf den jeweils vorhanden physikalischen Übertragungs- bzw. Sendekanal abgebildet bzw. gemultiplexed (sogenanntes "Multiplexing") und mit Hilfe einer geeigneten Modulation, beispielsweise einer QAM- Modulation, an den Empfänger übertragen.
Bei dem Hybrid-ARQ-Typ I-Verfahren wird bei einem fehlerhaften Empfang bzw. einer fehlerhaften Decodierung eines Daten- pakets durch den Empfänger ein Wiederholungsdatenpaket angefordert, welches mit dem zuvor gesendeten und fehlerhaft empfangenen Datenpaket ganz oder teilweise identisch ist. Abhängig davon, ob das Wiederholungsdatenpaket weniger oder gleich viele Daten wie das ursprüngliche Datenpaket aufweist, wird von einer vollen oder partiellen Wiederholung gesprochen. Das Datenpaket und das jeweilige Wiederholungsdatenpaket weisen somit Bits mit einem zumindest teilweise gleichen Informationsursprung auf. Der Empfänger kann somit durch gemeinsame Auswertung des ursprünglich gesendeten Datenpakets sowie der angeforderten nachfolgenden Wiederholungsdatenpakete die ur- sprünglich gesendete Information mit besserer Qualität wiedergewinnen.
Die vorliegende Erfindung betrifft im Wesentlichen den in Fi- gur 1 gezeigten Funktionsabschnitt 19. Dieser Funktionsabschnitt 19 umfasst einen Funktionsblock 20, welcher in Abhängigkeit von einer Ansteuerung durch den Funktionsblock 3 die von dem vorgeschalteten Kanalcodierer 6 ausgegebenen codierten Bits auf mindestens zwei parallele Teilbitströme auf- teilt, welche jeweils separat, d.h. unabhängig voneinander, einer Ratenanpassung unterzogen werden. In Figur 1 sind diesbezüglich drei Teilbitströme A-C dargestellt, wobei für jeden Teilbitstrom ein Funktionsblock 21-23 zur Durchführung einer entsprechenden Ratenanpassung, d.h. zur Punktierung oder Re- petierung einzelner Bits, vorgesehen ist. Auf diese Weise entstehen mehrere unterschiedlich codierte parallele Teilbitströme, welche einem weiteren Funktionsblock 24 zugeführt werden. Dieser weitere Funktionsblock 24 hat die Aufgabe, die einzelnen Bits der parallelen Bitströme in derselben Reihen- folge, welche von dem Funktionsblock 20 für die Bitseparati- on, d.h. für die Aufteilung auf einzelnen parallelen Teilbitströme, verwendet worden ist, aufzusammeln (Bitkollek-tion) . Auf diese Weise wird sichergestellt, dass sich insgesamt die Reihenfolge der nach der Ratenanpassung übriggebliebenen Bits nicht ändert.
Wie bereits zuvor erläutert worden ist, kann die für die einzelnen Teilbitströme A-C vorgesehene Ratenanpassung durch die Funktionsblöcke 21-23 vollkommen unabhängig voneinander er- folgen. Insbesondere können auch die Bits eines oder mehrerer Teilbitströme überhaupt keiner Punktierung oder Repetierung unterzogen werden. Insgesamt ist die Ratenanpassung der einzelnen parallelen Teilbitströme A-C so zu wählen, dass von dem gesamten Funktionsabschnitt 19 auf den von dem Funktions- block 6 ausgegebenen kanalcodierten Bitstrom pro Datenpaket bzw. Wiederholungsdatenpaket ein gewünschtes Ratenanpassungsmuster angewendet wird. Mit der in Figur 1 gezeigten Realisierung des Funktionsabschnitts 19 mit mehreren parallel durchgeführten Ratenanpassungen kann eine äußerst hohe Flexi- bilität bei der Codierung erzielt werden.
Der Funktionsabschnitt 19 ist derart ausgestaltet, dass er in Abhängigkeit von der Ansteuerung durch den Funktionsblock 3 auf die Bits eines Wiederholungsdatenpakets ein anderes Ra- tenanpassungsmuster als auf die Bits des entsprechenden ursprünglich gesendeten Datenpakets anwendet. D.h. dem Funktionsabschnitt 19 wird von dem Funktionsblock 3 mitgeteilt, ob von dem jeweiligen Empfänger ein Wiederholungsdatenpaket angefordert worden ist, wobei der Funktionsabschnitt 19 in die- sem Fall die von den einzelnen Funktionsblöcken 21-23 realisierten Ratenanpassungsmuster derart wählt bzw. einstellt, dass insgesamt die Bits des Wiederholungsdatenpakets mit einem anderen Ratenanpassungsmuster als die Bits des zugrund- liegenden ursprünglich gesendeten Datenpakets verarbeitet werden.
Die insgesamt von dem Funktionsabschnitt 19 realisierte Ratenanpassung kann beispielsweise gemäß dem in Figur 3 dargestellten Ratenanpassungsalgorithmus, welcher an sich bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist, durchgeführt werden.
Der im UMTS Standard enthaltene Rate Matching (Ratenanpas- sungs) Algorithmus ist in [25.212] beschrieben. Als wesentliche Parameter verwendet er: • Xb : Anzahl codierter Bits pro Paket im Bitstrom b
• eιnι : Anfangs-Fehlerwert (NTTι / 3)
• eplus : Inkrement des Fehlerwertes bei Punktierung / Repeti- tion
• eminus : Dekrement des Fehlerwertes pro Ausgangsbit Diese Parameter sind im bestehenden Standard z. B. für den
Downlink turbocodierter Transportkanäle mit fester Bitposition (Kapitel 4.2.7.2.1 in [25.212]) im Falle von Punktierung wie folgt zu ermitteln: emι = Nm∞ . (5.1)
Hierbei bezeichnet Nmax das über alle Transportformate und Transportkanäle ermittelte Maximum der Anzahl Bits pro parity Bitstrom vor dem Rate Matching. Die Inkremente und Dekremente des Fehlerwerts berechnen sich zu:
eplUs = axNmax / emmus = a AN,1 !5.2)
wobei a = 2 für den ersten parity Bitstrom und a = 1 für den zweiten parity Bitstrom gilt, AN ist die Anzahl der pro
Bitstrom b punktierten Bits für den Transportkanal i.
Dabei wird insbesondere ein Ratenanpassungsparameter eιnι verwendet, welcher einen für die jeweils durchgeführte Ratenanpassung gültigen Offsetwert hinsichtlich des jeweils angewendeten Ratenanpassungsmusters bezeichnet. Zu Beginn des in Figur 3 dargestellten Ratenanpassungsalgorithmus wird eine Feh- lervariable e mit diesem Offsetwert elnl initialisiert, wobei der Fehler e im Falle einer Punktierung beispielsweise das Verhältnis zwischen der augenblicklichen Punktierungsrate und der gewünschten Punktierungsrate bezeichnet.
Anschließend wird der Index m des augenblicklich zu verarbeitenden Bits auf das erste Bit, d.h. auf den Wert 1 gesetzt und ein Hilfsfehlerpara eter epιus initialisiert.
Für sämtliche Bits des jeweils zu verarbeitenden Datenpakets Nr. i wird anschließend eine Schleife durchlaufen, wobei die Bitanzahl des jeweiligen Datenpakets mit Xx bezeichnet ist. Innerhalb dieser Schleife wird zunächst der Fehler e unter
Verwendung eines weiteren Hilfsfehlerparameters eminuS erneuert und geprüft, ob der daraus resultierende Fehler e größer als Null ist, um auf diese Weise festzustellen, ob das ent- sprechende Bit punktiert werden soll oder nicht. Ist die zuvor erwähnte Bedingung erfüllt, wird das entsprechende Bit auf einen Hilfswert 5 gesetzt und somit punktiert, d.h. für die nachfolgende Datenübertragung gesperrt.
Ist hingegen die zuvor genannte Bedingung nicht erfüllt, wird das entsprechende Bit für die Datenübertragung ausgewählt und der Fehler e unter Verwendung des erstgenannten Hilfsfehlerparameters epιus neu berechnet.
Zum Abschluss des Ratenanpassungs- bzw. Punktierungsalgorithmus wird der Bitindex m inkrementiert und somit das nächste Bit für die zuvor erläuterte Verarbeitung ausgewählt.
Das auf die Bits eines Datenpakets bzw. Wiederholungsdatenpa- kets angewendete Ratenanpassungsmuster kann wesentlich durch entsprechende Wahl des Offsetwerts eιnι beeinflusst werden. Durch Variation dieses Offsetwerts eιnι kann somit auf ein Wiederholungsdatenpaket ein anderes Ratenanpassungsmuster als auf das entsprechende ursprünglich gesendete Datenpaket ange- wendet werden, wobei die Ratenanpassung insbesondere bezogen auf die Paritätsbits der einzelnen Teilbitströme A-C (vergleiche Figur 1) angewendet werden kann.
Da der Empfänger des jeweils auf diese Art und Weise verar- beiteten Datenpakets bzw. Wiederholungsdatenpakets das jeweils verwendete Ratenanpassungsmuster bzw. den jeweils verwendeten Offsetwert elnl kennen uss, kann die Variation des Offsetwerts eιnl beispielsweise synchron mit dem jeweils gesendeten Zeitschlitz und/oder synchron mit der Nummer des je- weils gesendeten Rahmens erfolgen, so dass der Empfänger in Abhängigkeit von der Nummer des jeweils empfangenen Zeitschlitzes bzw. in Abhängigkeit von der Nummer des jeweils empfangenen Rahmens auf den jeweils verwendeten Offsetwert eιnι und somit auf das jeweils angewendete Ratenanpassungsmus- ter schließen kann. Durch ein eιnl ist dabei jeweils eine sogenannte Redundanzversion definiert.
Der Offsetwert eιnι wird für das ursprünglich gesendete Datenpaket und das Wiederholungsdatenpaket vorteilhafterweise der- art gewählt, dass die Verschiebung der daraus resultierenden Ratenanpassungsmuster zueinander maximal, d.h. möglichst groß, ist. Darüber hinaus ist der Offsetwert eιnι für das ursprünglich gesendete Datenpaket und das Wiederholungsdatenpaket vorteilhafterweise derart zu wählen, dass möglichst viele der sich einander entsprechenden Bits der beiden Pakete bei der abschließenden Modulation, insbesondere der QAM- Modulation, auf unterschiedliche Punkte, d.h. unterschiedliche QAM-Symbole, des entsprechenden zweidimensionalen QAM- Symbolraums abgebildet werden (vergleiche diesbezüglich bei- spielsweise die Abbildungen von Figur 4) .
Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Offsetwert elnι für das ursprüngliche Datenpaket auf elnι = 0 und für das nachfolgende Wiederholungsdatenpaket auf eιnι = epιus gesetzt wird. Im ersten Fall wird dadurch das erste Bit punktiert, während im zweiten Fall das letzte Bit des Wiederholungsdatenpakets punktiert wird, so dass sich entsprechend auch die Position aller dazwischen liegenden Bits jeweils um eine Stelle verschiebt. Es ist somit sichergestellt, dass (bei geeigneter Ausgestaltung des nachfolgenden Interleavers 10 sowie des nachfolgenden "Gray-Mapping" zur Realisierung einer entsprechenden Modulation) ein Bit bei beiden Übertragungen auf unterschiedliche Punkte des jeweiligen zweidimensionalen Symbolraums abgebildet wird, was somit vorteilhaft für eine gleichmäßige Verteilung der Zuverlässigkeit der ü- bertragenen Bits ist. Ein zusätzlicher Vorteil beruht darin, dass in den Wiederholungsdatenpaketen zusätzliche neue Information enthalten ist und nicht lediglich die Bits des ursprünglichen Datenpakets wiederholt werden, so dass sich auch hierdurch ein Gewinn ergibt.
Die Belegung des Offsetwerts eιnι kann für die einzelnen Teilbitströme A-C koordiniert durchgeführt werden, so dass beispielsweise abhängig von der Wahl des jeweils verwendeten Al- gorithmus eιni für die einzelnen Teilbitströme A-C abwechselnd mit Null und epιus bzw. gegengleich vorbelegt wird.
Bei Übertragung mehrerer Wiederholungsdatenpakete sollte vorteilhafterweise das Ratenanpassungsmuster, d.h. das jeweils gewählte Punktierungs- bzw. Repetierungsmuster, von Wiederholungsdatenpaket zu Wiederholungsdatenpaket verschoben angewendet werden. Für das ursprünglich gesendete Datenpaket und das erste Wiederholungsdatenpaket kann der Offsetwert eιnι wie zuvor beschrieben mit Null bzw. epιus vorbelegt werden, wobei für anschließende Wiederholungen davon abweichende Werte verwendet werden sollten. So kann beispielsweise bei der k-ten Wiederholung als Offsetwert eιnι der Wert k • emιnus verwendet werden, was eine Verschiebung des Ratenanpassungsmusters um k Bits bewirkt. Ebenso kann für das Wiederholungsdatenpaket Nummer 2k als Offsetwert eιnι der Wert k • emιnus und für das Wiederholungsdatenpaket Nummer 2k + 1 als Offsetwert eιnι der Wert k • emιnUΞ + epιus verwendet werden. Auf diese Weise erhält man für alle Bits (mit Ausnahme der Bits unmittelbar am Anfang vor der ersten Punktierung/Repetierung und der Bits un- mittelbar am Ende nach der letzten Punktierung/Repetierung) bei aufeinanderfolgenden Wiederholungsdatenpaketen eine unterschiedliche Zuordnung zu den einzelnen Punkten bzw. QAM- Symbolen in dem QAM-Symbolraum, wobei zusätzlich unterschiedliche Bits punktiert/repetiert werden. Je nach Code-Rate stehen unterschiedlich viele parity Bits pro Kanalencodierungsvorgang zur Verfügung. Somit ist auch die Anzahl der möglichen Redundanzversionen, die komplett aus bisher noch nicht gesendeten parity Bits bestehen und daher maximalen IR Gewinn versprechen, von der Code-Rate abhängig. Daher sieht eine andere Ausführungsvariante vor, diese maximale Anzahl der Redundanzversionen Npat im Empfänger ohne zusätzliche Signalisierung zu errechnen. Die Redundanzversion R={ 0, 1, 2, ... ,Npat - 1}, die im aktuellen Paket Anwendung fin- det, wird z. B. aus der System Frame Nu ber (SFN) durch
R = SFN mod Npa t ermittelt. Falls Paketnummer und Frame-Grenze nicht identisch sind, kann auch die Paket- bzw. Slotnummer zu einer solchen Ermittlung der Redundanzversion herangezogen werden.
Falls die Redundanzversion R nach dieser zuletzt genannten Gleichung ermittelt wird, besteht darüber hinaus die Möglichkeit, im Sender Maßnahmen zu ergreifen, welche die Abfolge der verschiedenen Redundanzversionen für jeden Block opti- miert. Dadurch wird im sog. Scheduling-Algorithmus, der bestimmt welcher Benutzer im folgenden Übertragungsintervall bedient wird, ein zusätzliches Entscheidungskriterium eingeführt. Dieses Kriterium berechnet für alle Benutzer, für die aktuell Daten vorliegen, die sich im nächsten Übertragungsin- tervall ergebende Redundanzversion R. Neben einer Auswertung der üblichen Kriterien (wie Signal-zu-Rausch-Verhältnis, geforderte Dienstqualität, usw.) wird derjenige Nutzer bevorzugt, für den sich im betrachteten Intervall die beste Ergänzung der bisher übermittelten Redundanz ergibt. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit, dass nach der Übermittlung dieses Blocks eine Decodierung erfolgreich stattfinden kann maxi- iert und somit auch die Kapazität des Kommunikationssystems erhöht. Dadurch kann trotz der Berechnung der Redundanzversion aus der SFN der IR Gewinn optimiert werden, ohne explizite Signalisierung zu benötigen. Zum Beispiel wird der Schedu- ling-Algorithmus mit geringerer Priorität Pakete an solche Mobilstationen senden, bei denen im aktuellen Intervall ein Wiederholungspaket mit einer Redundanzversion gesendet würde, die sie bereits in einem früheren Paket erhalten haben, da dann kein IR gain auftritt.
Für den in Figur 1 gezeigten Funktionsblock 10 sollte ein Interleaver verwendet werden, welcher kein zufälliges Interlea- ving sondern ein sehr reguläres Interleaving durchführt. So könnte beispielsweise für den Funktionsblock 10 ein Block- Interleaver verwendet werden. Ist der als Funktionsblock 10 verwendete Interleaver ein sehr regulärer Interleaver und ist die Spaltenanzahl, auf welche der Interleaver die ihm zuge- führten Bits verteilt, und die Anzahl der unterschiedlich stark gewichteten Punkte in dem zweidimensionalen QAM- Symbolraum bzw. allgemein die Anzahl der unterschiedlich stark gewichteten Modulationspunkte teilerfremd, so ergibt sich eine optimale Zuordnung. Gemäß dem derzeitigen Stand der UMTS-Standardisierung wird als Interleaver ein Blockinterlea- ver mit zusätzlicher Spaltenvertauschung vorgeschlagen, welcher benachbarte Bits auf Spalten verteilt, die Vielfache von "5" voneinander entfernt sind, und anschließend die Spalten vertauscht. Bei Verwendung von 30 Spalten erfolgt die Spal- tenpermutation z.B. gemäß dem folgenden Schema: Spalte Nr. 0, 20, 10, 5, 15, 25, 3, 13, 23, 8... Da der Wert "5" mit der Anzahl der unterschiedlichen Bits beispielsweise bei einer 16-QAM-Modulation (nämlich zwei Bits) und einer 64-QAM- Modulation (nämlich drei Bits) teilerfremd ist, ergibt sich z.B. bei dieser Kombination eine gute Verwürfelung bzw. eine gute Abbildung auf die entsprechenden Modulationspunkte.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel kann das für das ursprünglich gesendete Datenpaket bzw. das Wiederho- lungsdatenpaket oder die Wiederholungsdatenpakete gewählte Bitratenanpassungsmuster derart gewählt werden, dass sich die einzelnen Bitratenanpassungsmuster lediglich am Anfang und am Ende voneinander unterscheiden, während sie in einem mittleren Bereich identisch sind, wobei die Punktierungs- bzw. Re- petierungsraten der einzelnen Bitratenanpassungsmuster gleich sind. Dies ist insbesondere für hohe Datenraten geeignet, da hierdurch der Speicherbedarf im Empfänger gegenüber der zuvor beschriebenen Ausführungsform, bei welcher der Offsetwert variiert wird, in der Größenordnung der jeweils verwendeten Punktierungs- bzw. Repetierungsrate reduziert werden kann.
Der erzielte Performance-Gewinn gegenüber herkömmlichen Verfahren besteht dann im Wesentlichen aus der gleichmäßigeren Verteilung der übertragenen Information auf die unterschiedlich stark geschützten bzw. unterschiedlich zuverlässigen Bits der QAM-Symbole. Der bei diesem Ausführungsbeispiel nicht nutzbare Gewinn durch eine in den Wiederholungsdatenpaketen neu hinzugefügte Information wird durch den Vorteil des reduzierten Speicherbedarfs entsprechend aufgewogen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante des zuvor beschriebenen Prinzips kann auch zunächst ein nachfolgend als Basismuster bezeichnetes Punktierungs-/Repetierungsmuster bestimmt werden, durch welches n Bits mehr punktiert bzw. repetiert werden als ursprünglich vorgesehen war. Basierend auf diesem Basismuster werden dann n unterschiedliche Repetierungsmuster dadurch abgeleitet, dass von diesem Basismuster am Anfang die ersten j Punktierungen bzw. Repetierungen nicht durchgeführt und am Ende die letzten n-j Punktierungen bzw. Repetierungen ausgelassen werden. Dabei kann j einem Wert 0,1,...n entspre- chen. Durch diese Maßnahme wird das Basismuster am Anfang und am Ende an insgesamt n Stellen beschnitten, wobei es n verschiedene Möglichkeiten gibt, die alle zu einer unterschiedlichen Zuordnung der dazwischen liegenden Bits auf die unterschiedlichen Bits der .QAM-Symbole führen. Für die Daten- und Wiederholungsdatenpakete werden dabei eine unterschiedliche Anzahl n von Punktierungen bzw. Repetierungen am Anfang und am Ende ausgelassen, wobei die gesamte Punktierungs- bzw. Re- petierungsrate konstant bleibt.
Im Folgenden werden weitere Ausführungsvarianten der Erfindung erläutert, welche einzeln und in beliebiger Kombination mit der Erfindung und ihren zuvor bereits genannten Weiterbildungen durch die Erfindung umfasst sind, und welche auch zeigen, wie die Vorbelegung der verschiedenen Parameter des Rate Matching (Ratenanpassung) Algorithmus gesteuert werden uss, damit Rate Matching Muster resultieren, die sowohl die Mittelung der Bitzuverlässigkeiten als auch den Codiergewinn durch IR (Incremental Redundancy) , das heißt den Codiergewinn, der durch das wiederholte Übertragen eines Datenpake- tes, auf das unterschiedliche Rate Matching Muster angewendet werden, geeignet kombinieren. Durch gezielte Steuerung ist es möglich verschiedene Moden zu erzeugen, welche unterschiedlichen Schwerpunkte bzgl . IR-Codiergewinn und Gewinn durch Mittelung der Bitzuverlässigkeiten setzen, so beispielsweise ei- nen - im folgendenden auch "Quasi-Chase-Combining-Mode" genannten Modus, der mittels dem neuen Konzept eines Basismuster, mit minimalem zusätzlichem Speicheraufwand einen idealen Gewinn durch Mittelung der Bitzuverlässigkeiten erreicht, o- der sogenannte "kombinierte IR und Symbol Mapping-Moden", für die der IR Gewinn mit zunehmender Punktierungsrate ansteigt und welche es erlauben durch geeignete Vorbelegung der Rate Matching Parameter für jedes Wiederholungspaket den optimalen Arbeitspunkt bzgl . IR Gewinn gegenüber Gewinn durch Mittelung der Bitzuverlässigkeiten einzustellen.
Figur 5 zeigt beispielhaft die Signalverarbeitungskette für HSDPA (high speed downlink packet access) , einer Weiterentwicklung des UMTS Standards, die paketvermittelte Verbindungen mit hoher Datenrate ermöglicht. Wichtig ist in diesem Zu- sammenhang, dass nach der Kanalcodierung eine Bitseparation durchgeführt wird, welche systematische und parity Bits des
Turbo Codes trennt. Das Rate Matching wird nur in den p parity Bitströmen (hier 2 Ströme) durchgeführt und zwar so, dass jeweils ca. _VP / p Bits punktiert bzw. repetiert werden (p = 2 in Figur 5) .
Alternativ dazu kann, insbesondere im Falle der Repetierung, auch für die systematischen Bits ein Rate-Matching Block vorgesehen sein, oder auf die Bit Separation verzichtet werden und für den Gesamtbitstrom ein Rate-Matching Block vorgesehen sein.
In einem Symbol der 16-QAM befinden sich 2 gut geschützte Bits (im Folgenden mit H für high reliability bezeichnet) und 2 schlecht geschützte Bits (L für low reliability), d. h. k = 2 . Diese Bit-zu-Symbol-Zuordnung wird durch {H, H, L, L} dargestellt. Beträgt in den verschiedenen Redundanzversionen die Differenz der bisher punktierten / repetierten Bits
AB = k x (2 x m - 1), mit m ganzzahlig, so ergibt sich eine Umkehrung der Zuordnung der aktuellen Bits auf die jeweils andere Bitzuverlässigkeit: {L, L, H, H} . Wurde ein Bit z. B. bei der ersten Übertragung auf einem L Bit gesendet, so wird es in der zweiten Übertragung garantiert auf einem H Bit ü- bertragen. Für AB = 1 x (2 x m - 1) findet diese Umkehrung immerhin noch für 50% der Bits statt.
Ein 64-QAM-Symbol besteht aus je zwei Bit (d. h. auch hier k = 2 ) mit hoher, mittlerer und niedriger Zuverlässigkeit: {H, H, M, M, L, L} . Hierbei wurde die zusätzliche Bitklasse M für medium reliability eingeführt. Gilt für die aktuellen
Bits nun Δi3 = A: x (3 x in - 2), so wird die Zuordnung zyklisch um eine Bitklasse vertauscht, d. h. {L, L, H, H, M, M}; für AB = k x (3 x m - 1) ergibt sich {M, M, L, L, H, H} . Eine i- deale Mittelung der Bitzuverlässigkeiten kann also nach 3 Ü- bertragungen eines Pakets erreicht werden. Bereits nach zwei
Übertragungen ergibt sich jedoch ein partieller Mittelungseffekt.
Auch für Modulationsarten mit unterschiedlicher Anzahl Bits pro Bitklasse kann ein geeigneter Parameter k gefunden werden. Für die 8-PSK ergeben sich pro Symbol z. B. 2 gut geschützte und 1 schlecht geschütztes Bit: {H, H, L} . Wird nun k = 1 gewählt, so ergibt sich für Aß = Je x (3 x m - 2) die Zuordnung {L, H, H}, für AB = k x (3 x m - 1) die Zuordnung {H, L, H}, d. h. es wird in beiden Fällen schon nach zwei Ü- bertragungen sichergestellt, dass sich die Bitzuverlässigkeiten aus itteln.
Werden andere Zuordnungsverfahren der einzelnen Bits zu Symbolpunkten verwendet, so können obige Überlegungen sehr leicht angepasst werden. Wird z. B. für eine 16-QAM die Zuordnung so verändert, dass sich pro Symbol die Folge {H, L, H, L} ergibt, so ergibt sich eine ideale Umkehrung der Bitzu- verlässigkeiten für AB = k x (2 x m - 1) mit k = 1.
Für den "Quasi-Chase-Combining-Mode" wird zugunsten der Minimierung des zusätzliche Speicherbedarfs auf den IR Gewinn weitestgehend verzichtet, dafür jedoch maximaler Gewinn durch Mittelung der Bitzuverlässigkeit erreicht. Dazu wird ein sog. Basismuster generiert, welches auf herkömmliche Art ermittelt wird, jedoch anstatt der ursprünglich benötigten Anzahl punktierter bzw. repetierter Bits Np wird die erhöhte Anzahl NP,IR= Np + k x (JVpst - 1), wobei Npa t die Anzahl unterschiedli- eher RedundanzVersionen angibt und k die Anzahl aufeinanderfolgender gleichzuverlässiger Bits pro Symbol. In diesem Mode muss Npat nicht an Hand der Code-Rate ermittelt werden und kann fest vorgewählt werden (z. B. Npat = 2 zur Minimierung des Speicherbedarfs) . Für jede Übermittlung eines Pakets wer- den aus diesem Basismuster jeweils Np Bit ausgewählt, die tatsächlich punktiert / repetiert werden, wobei bei der Auswahl dafür gesorgt werden kann, dass sich die Anzahl bisher punktierten / repetierten Bits in den verschiedenen Wiederho- lungspaketen gerade um k unterscheidet (siehe auch unten) . So wird sichergestellt, dass nach der ersten Wiederholung das Symbol-Mapping der Bits so geändert wird, dass im überwiegenden Teil des Pakets ein Ausgleich der Bitzuverlässigkeit und somit ein Gewinn erreicht wird. Das tatsächliche Punktie- rungs-/Repetierungs-Muster ist also alleine aus der in der Mobilstation ermittelten Wiederholungsnummer R und den bekannten Rate Matching Parametern ermittelbar. Der Gesamtspeicherbedarf steigt lediglich um k x (Npat - 1) Bits. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die Verwendung des Basismuster die Überlagerung der verschiedenen Sendungen eines Pakets im Empfänger (sog. Soft Combining) einfach und effizient realisiert werden kann.
Im allgemeinen Fall lassen sich mit diesem Vorgehen auch kom- binierte IR-und Symbol-Mapping-Verfahren erzeugen, deren IR Gewinn mit zunehmender Punktierungsrate Np steigt. Dies ist besonders vorteilhaft, da so dem unvermeidlichen Performance- Verlust in der Decodierung durch Punktierung automatisch entgegengewirkt wird. Dazu werden in den Wiederholungspaketen andere parity bits punktiert. Dies wird dadurch erreicht, dass zunächst wie oben aus dem Basismuster, basierend auf der in der Mobilstation ermittelten Wiederholungsnummer R, die jeweilige Redundanzversion erzeugt wird und danach das Punk- tierungs-/Repetierungs-Muster für jeden parity Bitstrom um noffset Bits zyklisch vertauscht wird. Mit zunehmendem noffset werden die punktierten / repetierten Bits in den unterschiedlichen Redundanzversionen zunehmend gegeneinander verschoben, so dass der erzielbare Gewinn durch inkrementelle Redundanz vergrößert wird. Gleichzeitig nimmt jedoch der prozentuale Anteil Bits ab, welche gegenüber der vorhergehenden Redun- danzversion auf einer anderen Bitzuverlässigkeitsstufe übertragen werden, d. h. der Gewinn durch Mittelung der BitZuverlässigkeiten nimmt ab. Durch Simulationen kann für das jeweilige System hier ein optimaler Arbeitspunkt ermittelt werden und entsprechend der Parameter noffSet fest voreingestellt werden, so dass keine zusätzliche Signalisierung nötig ist. Es ist allerdings auch denkbar den Parameter noffset semi-statisch bzw. dynamisch zu ändern, um zwischen den verschiedenen Moden umschalten zu können (der "Quasi-Chase-Combining-Mode" ent- spricht einem "kombinierten IR-und Symbol-Mapping-Verfahren" mit nof set = 0) . Der Gesamtspeicherbedarf steigt für noffset ≠ 0 um Np x (Npa t - 1) .
Funktionen kann die Realisierung mittels Basismuster durch eine Wiederverwendung des ohnehin benötigten herkömmlichen Rate Matching Algorithmus und die Nachschaltung einer HSDPA- Erweiterung implementiert werden, wie in Figur 8 dargestellt. In UMTS wird z. B. parallel zu einer HSDPA-Verbindung (als HS-DSCH bezeichnet) stets eine weitere Teilnehmerverbindung unterhalten (DSCH, dedicated Channel) , so dass der herkömmliche Rate Matching Algorithmus im Empfänger ohnehin benötigt wird. Durch einen odularen Aufbau, wie in Figur 8, kann somit eine effiziente Wiederverwendung von ohnehin im Empfänger benötigten Funktionsblöcken erreicht werden.
Die hier ausgeführte Erfindung verwendet zur Berechnung des Basismuster den selben Algorithmus, lediglich mit einer geänderten Vorbelegung des Parameters eminus:
e m„,i,n„u„s, = a ■ AN - Npat - l (5.3)
wobei Npat die Anzahl der unterschiedlichen Rate-Matching- Muster ist.
Die Anzahl der verwendeten Redundanzversionen kann entweder fest vorgegeben werden, idealer Weise wird er jedoch abhängig von der Code-Rate so berechnet, dass gerade so viele Redundanzversionen erzeugt werden, wie nötig sind, um alle vorhandenen parity Bits mindestens einmal senden zu können. Die Anzahl der Redundanzversionen ergibt sich also durch Aufrundung des Quotienten aus vorhandenen parity Bits zu gesendeten parity Bits pro Paket.
Für niedrige Code Raten ergeben sich nach diesem Kriterium nur sehr wenige Redundanzversionen. Mit dieser Anzahl ist zwar sichergestellt, dass jedes parity Bit mindestens einmal gesendet werden kann, allerdings wird für die einzelnen Bits keine gute Mittelung bezüglich der Anzahl der Verwendungen in den Redundanzversionen erreicht. Diesem kann entgegengewirkt werden, indem man die Anzahl der Redundanzversionen aus dem Quotient der vorhandenen parity Bits zu den punktierten parity Bits pro Paket berechnet. Dann kann erreicht werden, dass jedes parity Bit ca. einmal punktiert wird und ca. Npat - 1 mal übertragen wird und somit für alle Bits ungefähr die gleiche Anzahl an Übertragungen resultiert sobald alle Redun- danzversionen gesendet wurden.
Als praktische Realisierung kann die Anzahl der Redundanzversionen aus dem Maximum der beiden obigen Kriterien ermittelt werden, z. B.
Figure imgf000029_0001
Figure imgf000029_0003
Für systematische Codes, wie z. B. den bei UMTS verwendeten Turbo Code kann die Anzahl der Redundanzversionen wie folgt berechnet werden:
Npat (5.5)
Figure imgf000029_0002
mit Xb = Nses - Rc + Nm . (5.6)
Darin bezeichnet Nges die Gesamtanzahl Bits pro übertragenem Block, p die Anzahl der parity Bitströme (z. B. p = 2 in UMTS), Rc die Code-Rate und Nov sämtliche Overhead-Bits, z. B. für Fehlererkennung (CRC) und Terminierung der Kanalcodierung.
Im Fall von Repetierung, d. h. sehr niedrigen Code-Raten, gelten analoge Überlegungen. Dort kann die Anzahl der Redun- danzversionen aus dem Quotienten der Gesamtzahl übertragener Bits durch die Anzahl der repetierten Bits ermittelt werden. Alternativ kann die Repetierungsrate auf eine äquivalente Punktierungsrate umgerechnet werden. Eine Repetierungsrate von 270% würde beispielsweise einer Punktierungsrate von 30% entsprechen, da ja 30 % der Bits nicht dreimal (sondern nur zweimal) repetiert werden können, also eine geringere Ver- lässlichkeit aufweisen. Der Fall ist somit analog zu einer Punktierungsrate von 30%, nur dass im Fall der Punktierung die Unterschiede größer sind. Anhand dieser äquivalenten Punktierungsrate kann dann die Anzahl der Redundanzversionen wie oben beschrieben berechnet werden.
Nach der Berechnung des Basismuster werden die Rate-Matching- Muster der einzelnen Redundanzversionen R dadurch berechnet, dass in den beiden parity Bitströmen von den im Basismuster als zu punktierende / repetierende Bits gekennzeichnete Bitpositionen jeweils die ersten (Rnod) und die letzten {Npat - Rmod) doch genau einmal übertragen werden. Hierbei gilt
Figure imgf000030_0001
Die sich im Gesamtbitstrom ergebende Rate Matching Muster und die Auswirkung auf die Bitzuordnung innerhalb des Symbols ist in Figur 6 beispielhaft für eine 16-QAM, Code Rate = 1/2, Punktierung und 3 verschiedenen Redundanzversionen dargestellt.
Der Eingangs-Bitstrom enthält jeweils nach einem syste ati- sehen Bit abwechselnd ein parity Bit des parity Bitstroms 1 und 2. Figur 6 zeigt wie ausgehend von einem Basismuster jeweils die Punktierung in jedem parity Bitstrom um ein Bit später beginnt und später endet. Nach der Bit-Collection ergibt sich so der in Figur 6 gezeigte Gesamtbi.tstrom. Abgese- hen von kleinen Bereichen am Blockanfang und am Blockende, ergibt sich eine ideale Mittelung der Bitzuverlässigkeiten nach der ersten Wiederholung [R = 1), d. h. jeweils gleiche (d. h. untereinander angeordnete) Bits wurden einmal mit hoher Zuverlässigkeit (keine Schattierung) und einmal mit nied- riger Zuverlässigkeit (graue Schattierung) gesendet. Der Bereich in dem diese ideale Mittelung erfolgt ist in Figur 6 als Bereich zwischen den beiden dicken Strichen gekennzeichnet. Pro Übertragung werden hier lediglich 2 zusätzliche Bit an inkrementeller Redundanz übertragen. Da im Allgemeinen gilt, dass die Anzahl der zu punktierende Bits wesentlich größer ist als die Anzahl der Redundanzversionen, wirkt sich die Tatsache, dass das Basismuster basierend auf einer erhöhten Anzahl zu punktierender Bits errechnet wird, so gut wie nicht auf die Regelmäßigkeit der Punktierung innerhalb eines Blockes aus - der Einfluss der kleinen Bereiche am Blockanfang und -ende kann vernachlässigt werden.
Die Verwendung eines Basismuster im "Quasi-Chase-Mode" erlaubt einen sehr effizienten Speicherzugriff bei der Überla- gerung der verschiedenen Übertragungen eines Blockes für das sog. Soft Combining. Der Soft-Co bining Speicher kann in diesem Fall direkt vor dem Rate Matching im Empfänger implementiert werden, so dass der Gesamtspeicherbedarf nach allen Ü- bertragungen nur die Anzahl der übertragenen Bits pro Block plus R x 2 beträgt. Ein kombinierten IR und Symbol Mapping-Mode lässt sich dadurch realisieren, dass in jedem parity Bitstrom eine zyklische Vertauschung des Rate Matching Musters um n0ffSet Bits durchgeführt wird. Figur 7 zeigt das obige Beispiel für noff- sefc = 1. Es wird deutlich, dass sich im Gegensatz zu Figur 6 kein zusammenhängender großer Bereich mehr ausbildet, indem nach der 1. Wiederholung die Bitzuverlässigkeiten ausgemit- telt sind. Diese Mittelung findet nur noch für einen geringe- ren Prozentsatz der Bits statt, der Gewinn durch diesen Effekt ist also reduziert. Allerdings werden in diesem Modus mit jeder Wiederholung andere Bits punktiert, so dass jeweils die Anzahl der punktierten Bits an inkrementeller Redundanz hinzugeführt wird und sich somit der IR Gewinn gegenüber Fi- gur 6 erheblich vergrößert. Gleichzeitig wird auch der Gesamtspeicherbedarf auf die Anzahl der übertragenen Bits pro Block plus R x Np {Np: Anzahl der punktierten Bits) vergrößert. Für Repetierung gelten diese Ausführungen in analoger Weise.
Ein kombinierter IR und Symbol Mapping-Mode lässt sich alternativ durch eine geänderte Vorbelegung des Anfangswert der Fehlervariablen eιnl für jede Redundanzversion realisieren. Dies wird z. B. dadurch erreicht, dass man in der Gleichung (5.2) für alle parity Bitströme den Parameter a = 1 setzt und eini in jeder Redundanzversion r durch e ni i r) = ( ( eini ( r-l ) - eminus - 1 ) mod epius) + 1 ( 5 . 8 ) berechnet. Die mod-Funktion bezeichnet den Rest der Division, hat also in diesem Fall den Wertebereich {0, 1,..., ep lls-l } . Für den Anfangswert gilt ein ( 0 ) = Nmax und r = { 1 , 2 , . . . , Npa t-1 ] . ( 5 . 9 )
Damit wird mit steigendem r das Rate-Matching-Muster stets um eine Bitposition nach vorne verschoben. Die mod-Funktion in Gleichung (5.8) begrenzt den maximal möglichen Versatz so, dass in jeder Redundanzversion exakt gleich viele Punktierungen / Repetierungen stattfinden. Durch diese Wahl kann sichergestellt werden, dass in den unterschiedlichen Redundanz- Versionen jeweils unterschiedliche parity Bits übertragen werden und somit maximaler IR Gewinn realisiert werden kann. Der erzielbare Gewinn durch Mittelung der Bitzuverlässigkeiten wird bei diesem Verfahren für hohe Code-Raten groß, für niedrigere Code-Raten zeigt sich diesbezüglich einen Vorteil bei der Realisierung über ein Basismuster. Um den Gewinn durch Mittelung der Bitzuverlässigkeiten auch für eine Implementierung per einj. Variation zu maximieren muss die Reihenfolge der verwendeten Redundanzversionen optimiert werden, z. B. indem man bei einer 16-QAM für die erste Übertragung r = 0 und für die zweite r = -pat-1 verwendet.
Diese Ausführungsvarianten lassen sich auch mit einer Variation des Anfangswerts der Fehlervariable einχ für jede Übertragung eines Pakets kombinieren. Es entstehen dann kombi- nierte IR und Symbol-Mapping Moden, für die der IR Gewinn mit zunehmender Punktierungsrate ansteigt und welche es erlauben, durch geeignete Vorbelegung der e^-Werte für jedes Wiederholungspaket den optimalen Arbeitspunkt bzgl. IR Gewinn gegenüber Gewinn durch Mittelung der Bitzuverlässigkeiten einzu- stellen.
Ferner sind Kombinationen dieser beiden Möglichkeiten denkbar, die also für eine bestimmte Wiederholungsnummer im "Qua- si-Chase-Mode" und für eine andere im "kombinierten IR und Symbol Mapping-Mode" arbeiten. In allen Fällen können alle Redundanzversionen ohne zusätzliche Signalisierungsaufwand decodiert werden.
Figur 9 zeigt ein Implementierungsbeispiel für die Realisie- rung durch Variation des Parameters eini als Funktion der ak- tuellen Redundanzversion R. Chase Combining lässt sich in diesem Fall ganz einfach dadurch realisieren, dass stets βi- „i ( 0 ) verwendet wird.
Aufgrund des modularen Ansatzes ist dieses Vorgehen sowohl für Punktierung und Repetition, sowie für verschiedenste Transportformate möglich. Durch geeignete Wahl der Parameter (z. B. Anzahl der Redundanzversionen, Anzahl der Bitströme) kann es auf verschiedene Modulations- und Codierungschemata angepasst werden.
Referenzen
[25.212] "Multiplexing and Channel Coding (FDD) (Release 1999)," Technical Specification 3GPP TS 25.212

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Datenübertragung gemäß einem ARQ- Verfahren, wobei von einem Sender (1) Daten in Form von Datenpaketen an einen Empfänger (2) übertragen werden, umfassend die Schritte:
(a) von dem Sender (1) wird nach dem Senden eines Datenpakets bei Vorliegen einer entsprechenden Aufforderung des Empfän- gers (2) mindestens ein Wiederholungsdatenpaket an den Empfänger (2) übertragen, und
(b) die in dem Datenpaket bzw. dem Wiederholungsdatenpaket zu übertragenden Bits werden einer Bitratenanpassung unterzogen, ehe sie von dem Sender (1) an den Empfänger (2) übertragen werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass im Schritt (b) zur Bitratenanpassung unterschiedliche Bitratenanpassungsmuster für das Datenpaket und das Wiederholungsdatenpaket verwendet werden, so dass die Bits mit dem identischen Informationsursprung nach Durchführung der Bitratenanpassung an unterschiedlichen Stellen in dem Datenpaket und in dem Wiederholungsdatenpaket von dem Sender (1) an den Empfänger (2) übertragen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass im Schritt (b) zur Bitratenanpassung die Bits eines kanalcodierten Bitstroms auf mehrere Teilbitströme (A-C) aufgeteilt und die einzelnen Teilbitströme (A-C) jeweils einer se- paraten Bitratenanpassung unterzogen werden, wobei die Bits der einzelnen Teilbitströme (A-C) nach Durchführung der jeweils entsprechenden Bitratenanpassung für das Datenpaket bzw. Wiederholungsdatenpaket wieder miteinander kombiniert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bits der einzelnen Teilbitströme (A-C) nach Durchführung der jeweils entsprechenden Bitratenanpassung für das Datenpaket bzw. Wiederholungsdatenpaket anteilig miteinander kombiniert werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Datenübertragung von dem Sender (1) an den Empfänger (2) in eine Rahmen- und Zeitschlitzstruktur eingebettet erfolgt, wobei das Bitratenanpassungsmuster in Abhängigkeit von der Nummer des Zeitschlitzes und/oder in Abhängigkeit von der Nummer des Rahmens, in dem das Datenpaket bzw. Wiederholungs- datenpaket übertragen wird, verändert wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das für das Wiederholungsdatenpaket verwendete Bitraten- anpassungsmuster gegenüber dem für das Datenpaket verwendete Bitratenanpassungsmuster derart verändert wird, dass bei Durchführung einer QAM-Modulation der zu übertragenden Bits die Bits mit dem identischen Informationsgehalt hinsichtlich des Wiederholungsdatenpakets auf andere Punkte in dem QAM- Signalraum abgebildet werden als bei dem ursprüngliche gesendeten Datenpaket.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die zu übertragenden Bits nach Durchführung der Bitratenanpassung einem Interleavingvorgang und anschließend einer QAM-Modulation unterzogen werden, wobei durch den Interleavingvorgang Bits auf mehrere Spalten aufgeteilt und die einzelnen Spalten miteinander vertauscht werden, so dass die Bits durch den Interleavingvorgang zeitlich umgeordnet werden, wobei durch die QAM-Modulation jeweils eine bestimmte Anzahl von Bits in der nach dem Interleavingvorgang vorhandenen Bit- reihenfolge auf einen Punkt in einem entsprechenden QAM- Signalraum abgebildet werden, wobei die Anzahl der Spalten, welche nach dem Interleavingvorgang und der Vertauschung der Spalten zwischen zwei benachbarten Spalten zu liegen kommen, und die Anzahl der Bits, welche bei der QAM-Modulation auf einen Punkt des QAM-Signalraums abgebildet werden, keinen gemeinsamen Teiler besitzen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Durchfuhrung des Interleavingvorgangs ein Blockin- ' terleaver verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bitratenanpassung mit Hilfe eines Bitratenan- passungsalgorithmus durchgeführt wird, welcher die Bits des Datenpakets bzw. Wiederholungsdatenpakets in Abhängigkeit von dem Wert eines entsprechenden Ratenanpassungsparameters (eιru) punktiert oder repetiert, wobei der Wert des Ratenanpassungs- parameters (eln zur Bitratenanpassung der Bits des Wiederholungsdatenpakets gegenüber der Bitratenanpassung der Bits des Datenpakets verändert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Bitratenanpassungsalgorithmus derart ausgestaltet ist, dass er zu punktierende bzw. zu repetierende Bits unter Verwendung einer Fehlervariable (e) auswählt, wobei die Fehlervariable (e) zu Beginn des Ratenanpassungsalgorithmus mit dem Wert des Ratenanpassungsparameters (eini) initialisiert wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei Anforderung mehrerer Wiederholungsdatenpakete durch den Empfänger (2) zur Bitratenanpassung der Bits der einzelnen Wiederholungsdatenpakete jeweils unterschiedliche Bitratenanpassungsmuster verwendet werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9 und Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Ratenanpassungsparameter (eini) zur Bitratenanpassung der Bits des ursprünglich gesendeten Datenpakets auf den Wert Null, zur Bitratenanpassung der Bits des ersten Wiederholungsdatenpakets auf einen Wert epιus und zur Bitratenanpassung jedes weiteren Wiederholungsdatenpakets auf einen Wert k " eminus gesetzt wird, wobei k die Nummer des jeweiligen Wiederholungsdatenpakets, epιus einen ersten Fehlerparameter und eminus einen zweiten Fehlerparameter, welche im Laufe des Ratenanpassungsalgorithmus zur Erneuerung der Fehlervariablen (e) verwendet werden, bezeichnet.
12. Verfahren nach Anspruch 9 und Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Ratenanpassungsparameter (eini) zur Bitratenanpassung der Bits des ursprünglich gesendeten Datenpakets auf den Wert Null, zur Bitratenanpassung der Bits des ersten Wiederholungsdatenpakets auf einen Wert epιus und zur Bitratenanpas- sung jedes nachfolgenden Wiederholungsdatenpakets mit der Nummer 2k auf einen Wert k ■ eminus bzw. jedes nachfolgende Wiederholungsdatenpaket mit der Nummer 2k + 1 auf einen Wert k - eminus + epiuS mit k = 1, 2, 3 ... gesetzt wird, wobei epιus einen ersten Fehlerparameter und eminUs einen zweiten Fehler- parameter, welche im Lauf des Ratenanpassungsalgorithmus zur Erneuerung der Fehlervariablen (e) verwendet werden, bezeichnet.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sich das für das Datenpaket verwendete Bitratenanpassungsmuster und das für das mindestens eine Wiederholungsdatenpaket verwendete Bitratenanpassungsmuster im Wesentlichen nur in einem Anfangs- und einem Endabschnitt voneinander un- terscheiden, während sie in einem mittleren Abschnitt im Wesentlichen identisch sind, wobei eine Punktierungs- oder Repetierungsrate der einzelnen Bitratenanpassungsmuster identisch ist.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das für das Datenpaket verwendete Bitratenanpassungsmuster und das für das mindestens eine Wiederholungsdatenpaket verwendete Bitratenanpassungsmuster von einem Basismuster ab- geleitet werden, wobei für das Bitratenanpassungsmuster des Datenpakets und das Bitratenanpassungsmuster des Wiederholungsdatenpakets eine unterschiedliche Anzahl von Punktierungen oder Repetierungen am Anfang und am Ende des Basismusters ausgelassen werden, wobei für das Datenpaket und das Wieder- holungsdatenpaket die gesamte Punktierungs- bzw. Repetierungsrate konstant bleibt.
15. Vorrichtung zur Datenübertragung gemäß einem ARQ- Verfahren, wobei von der Vorrichtung (1) Daten in Form von Datenpaketen an einen Empfänger (2) übertragen werden, wobei die Vorrichtung (1) derart ausgestaltet ist, dass sie nach dem Senden eines Datenpakets bei Vorliegen einer entsprechenden Aufforderung des Empfängers (2) mindestens ein Wiederholungsdatenpaket an den Empfänger (2) überträgt, und wobei die Vorrichtung (1) eine Bitratenanpassungseinrichtung
(19) zur Anwendung einer Bitratenanpassung auf die in dem Datenpaket bzw. in dem Wiederholungsdatenpaket zu übertragenden Bits aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vorrichtung (1) mit der Bitratenanpassungseinrichtung (19) derart ausgestaltet ist, dass zur Bitratenanpassung der Bits des Wiederholungsdatenpakets und zur Bitratenanpassung der Bits des Datenpakets unterschiedliche Bitratenanpas- sungsmuster 'verwendet werden, so dass die Bits mit dem identischen Informationsursprung nach Durchführung der Bitratenanpassung an unterschiedlichen Stellen in dem Datenpaket und in dem Wiederholungsdatenpaket von der Vorrichtung (1) an den Empfänger (2) übertragen werden.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bitratenanpassungseinrichtung (19) eine Bitseparationseinrichtung (20) zur Aufteilung der Bits eines kanalco- dierten Bitstroms auf mehrere Teilbitströme (A-C) , den einzelnen Teilbitströmen (A-C) zugeordnete separate Bitratenan- passungs ittel (21-23), um die einzelnen Teilbitströme (A-C) jeweils einer separaten Bitratenanpassung zu unterziehen, und eine Bitsammeleinrichtung (24) zum Kombinieren der von den einzelnen Bitratenanpassungsmitteln (21-23) ausgegebenen Bits der einzelnen Teilbitströme (A-C) miteinander umfasst.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-12 ausgestaltet ist.
18. Empfänger (2) zum Empfang von in Form von Datenpaketen gemäß einem ARQ-Verfahren übertragenen Daten, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Empfänger (2) zum Empfang und zur Auswertung von einem gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-14 übertragenen Datenpaket bzw. Wiederholungsdatenpaket ausgestaltet ist, um den Informationsgehalt des Datenpakets durch gemeinsame Auswertung der in dem Datenpaket und in dem Wiederholungsdatenpaket empfangenen Bits zu bestimmen.
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