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DE102005018870A1 - Method for data transmission, transmitter and receiver - Google Patents

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DE102005018870A1
DE102005018870A1 DE200510018870 DE102005018870A DE102005018870A1 DE 102005018870 A1 DE102005018870 A1 DE 102005018870A1 DE 200510018870 DE200510018870 DE 200510018870 DE 102005018870 A DE102005018870 A DE 102005018870A DE 102005018870 A1 DE102005018870 A1 DE 102005018870A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
data packet
bits
bit
parity
transmission
Prior art date
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Ceased
Application number
DE200510018870
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German (de)
Inventor
Bernhard Raaf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
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Priority to PCT/EP2006/061663 priority patent/WO2006111539A1/en
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Ceased legal-status Critical Current

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, zu übertragende Daten durch eine Turbo-Codierung in systematische Bits und Paritätsbits umzusetzen. Von einem Sender wird an einen Empfänger ein erstes Datenpaket gesendet, das die systematischen Bits enthält und einen Teil der Paritätsbits enthält. Bei Vorliegen einer entsprechenden Aufforderung des Empfängers wird mindestens ein Wiederholungsdatenpaket an den Empfänger gesendet, das keine Paritätsbits enthält, die im ersten Datenpaket enthalten sind.The invention is based on the idea of converting data to be transmitted by turbo-coding into systematic bits and parity bits. From a transmitter, a first data packet containing the systematic bits and containing a portion of the parity bits is sent to a receiver. If there is a corresponding request from the receiver, at least one retry data packet is sent to the receiver that does not contain any parity bits contained in the first data packet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenübertragung sowie einen entsprechend ausgestalteten Sender und Empfänger. Die Datenübertragung erfolgt insbesondere gemäß einem ARQ-Verfahren oder einem Hybrid-ARQ-Verfahren, in einem Kommunikationssystem, insbesondere einem Mobilfunksystem.The The present invention relates to a method for data transmission as well as a suitably designed transmitter and receiver. The data transfer takes place in particular according to a ARQ method or a hybrid ARQ method, in a communication system, in particular a mobile radio system.

Insbesondere in Verbindung mit Mobilfunksystemen wird häufig die Verwendung so genannter Paketzugriffsverfahren bzw. paket-orientierter Datenverbindungen vorgeschlagen, da die aufkommenden 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 Kommunikationsbeziehung zugeteilt bleibt, d.h. eine Ressource 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.Especially in connection with mobile radio systems is often the use of so-called Packet access method or packet-oriented data connections proposed because the emerging message types often a have very high burst factor, so only short activity periods exist that are interrupted by long breaks. packet-oriented Data connections can in this case the efficiency compared to other data transmission methods, in which a continuous data stream is present, considerably increase, as in data transfer procedures a once allocated resource with a continuous data stream, such as. a carrier frequency or a timeslot, while the entire communication relationship remains assigned, i. a Resource remains occupied even if there are no data transfers at the moment abut, so this resource does not work for other network participants to disposal stands. this leads to to a non-optimal use of the scarce frequency spectrum for mobile radio systems.

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 unterschiedlichen Übertragungsraten erfordert ein sehr flexibles Zugriffsprotokoll auf der Luftschnittstelle zukünftiger Mobilfunksysteme. Paketorientierte Datenübertragungsverfahren haben sich hier als sehr geeignet erwiesen.Future mobile radio systems, such as according to the UMTS mobile standard ("Universal Mobile Telecommunications System "), will offer a variety of different services, in addition to the pure voice transmission Multimedia applications become increasingly important. The accompanying Requires service diversity with different transmission rates a very flexible access protocol on the air interface in the future Mobile systems. Have packet-oriented data transmission methods proved to be very suitable here.

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 Wiederholungsdatenpaket 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 einer 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).in the Connection with UMTS mobile radio systems became in package-oriented Data connections a so-called ARQ method ("Automatic Repeat Request ") proposed. In this case, the data packets transmitted by a transmitter to a receiver are on the receiver side checked for their quality after decoding. Is a received data packet faulty, the recipient demands a retransmission this data packet from the sender, i. it will be a repeat data packet from the transmitter to the receiver sent, which with the previously sent and received incorrectly Data packet is identical or partially identical (depending on whether the retry data packet less or as much data as the original one Contains data packet, is spoken of a full or a partial repetition). Regarding this for the UMTS mobile standard proposed ARQ method, which also termed hybrid ARQ type I method is both transmission of data as well as so-called header information in one Data packet provided, the header information also information for error checking, how for example, CRC bits ("Cyclic redundancy Check ") and can also be coded for error correction (so-called "Forward Error Correction", FEC).

In UMTS- Systemen werden insbesondere zur Realisierung des HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) und zur Realisierung des so genannten EDCH (Enhanced Uplink) HARQ- Verfahren eingesetzt. Zur Codierung der zu übertragenden Daten werden insbesondere Turbo-Codes verwendet, wobei die zu übertragen den Daten bzw. Bit in systematische Bit und Paritätsbit umgesetzt werden.In UMTS systems are used in particular for the realization of the HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) and for the realization of the so-called EDCH (Enhanced Uplink) HARQ method used. For coding the one to be transferred Data is used in particular turbo codes, which transmit the Data or bits are converted into systematic bit and parity bit.

Wird dabei die Übertragung eines ersten Datenpaketes empfangsseitig nicht korrekt dekodiert (feststellbar anhand der Checksumme), so wird eine Wiederholungsübertragung angefordert. Nach Empfang des entsprechenden Wiederholungsdatenpaketes wird dann eine erneute Dekodierung unter der Verwendung beider Datenpakete durchgeführt.Becomes doing the transfer a first data packet not correctly decoded on the receiving side (detectable on the basis of the checksum), so will a retransmission requested. Upon receipt of the corresponding repeat data packet then a new decode using both data packets carried out.

Falls über die Luftschnittstelle weniger Bit übertragen werden können, als bei der Kodierung erzeugt werden, muss eine geeignete Teilmenge für die Erstübertragung (erstes Datenpaket) und auch für die Wiederholung(en) (Wiederholungsdatenpaket(e)) ausgewählt werden. Diese Auswahl wird durch einen so genannten Ratenanpassungsalgorithmus, insbesondere einen Punktierungsalgorithmus, realisiert, wobei aus der Gesamtmenge der Bit geeignete Bit entfernt (punktiert) werden, welche dann nicht übertragen werden.If over the Air interface transmitted less bit can be must be generated as part of the coding, an appropriate subset for the first transmission (first data packet) and also for the repetition (s) (repetition data packet (s)) are selected. This selection is made by a so-called rate matching algorithm, in particular a puncturing algorithm realized, wherein the total amount of bits appropriate bits are removed (dotted), which then not transferred become.

Es wurde bereits für den UMTS Release 99 ein Punktierungsalgorithmus spezifiziert. Dieser Algorithmus entfernt aus einem Block von Bit eine vorgegebene Anzahl von Bit und wählt diese Bit möglichst gleichmäßig, d.h. mit möglichst gleichmäßigem Abstand aus. Beim Einsatz von Turbo-Codes wurde ferner festgelegt, dass die sog. Systematischen Bit nicht punktiert werden und erste Paritätsbit (parity 1 (bit)) und zweite Paitätsbit (parity 2 (bit)) jeweils separat punktiert werden, dabei werden beide Paritätsbit-Ströme vorzugsweise gleich stark punktiert.A punctuation algorithm has already been specified for the UMTS Release 99. This algorithm removes a given number of bits from a block of bits and selects these bits as evenly as possible, ie with as even spacing as possible. When using turbo codes, it was further specified that the so-called systematic bits are not punctured and first parity bits (parity 1 (bit)) and second Paity bit (parity 2 (bit)) are each punctured separately, both parity bit streams are preferably equally punctured.

Ein wichtiges Problem, das durch den eingesetzten Ratenanpassungsalgorithmus zu lösen ist, besteht darin, eine geeignete Auswahl von Bit für die Punktierung für die Erstübertragung und für die Wiederholungsübertragung(en) zu treffen Das Problem stellt sich insbesondere dann, wenn eine relativ hohe Anzahl von Bit punktiert werden muss, insbesondere wenn mindestens 1/2 der Bit punktiert werden muss. Dies zeigte sich bereits bei der Einführung von HSDPA. Dabei wurde Folgendes festgelegt:

  • – Es gibt Übertragungen, die systematische Bit bevorzugen. Dabei werden die Systematischen Bits nicht punktiert, die ersten und zweiten Paritätsbit werden beide gleich stark punktiert. Eine solche Übertragung wird bevorzugt für die Erstübertragung verwendet.
  • – Es gibt Übertragungen, die Paritätsbit bevorzugen. Dabei werden die Paritätsbit nicht punktiert, statt dessen die systematischen Bit. Eine solche Übertragung wird bevorzugt für eine Wiederholungsübertragung verwendet. Dadurch soll erreicht werden, dass bei der Wiederholungsübertragung die Paritätsbit, welche ja bei der Erstübertragung teils punktiert wurden, nun möglichst vollständig übertragen werden. Stehen für die Wiederholungsübertragung, also im Wiederholungsdatenpaket, nicht so viele Bitstellen zur Verfügung, dass alle Paritätsbit übertragen werden können, so werden im Widerholungsdatenpaket überhaupt keine systematischen Bit übertragen und die ersten und zweiten Paritätsbit werden beide gleich stark punktiert.
An important problem to be solved by the rate matching algorithm used is to make an appropriate choice of bits for puncturing for the first transmission and for the repeat transmission (s). The problem arises in particular when a relatively high number of bits must be punctured, especially if at least 1/2 of the bit must be punctured. This was already evident in the introduction of HSDPA. The following was determined:
  • - There are transfers that prefer systematic bits. The systematic bits are not punctured, the first and second parity bits are both equally punctured. Such a transmission is preferably used for the first transmission.
  • - There are transfers that prefer parity bits. The parity bits are not punctured, instead the systematic bits are punctured. Such a transmission is preferably used for a retransmission. This is intended to ensure that in the retransmission, the parity bits, which were partially dotted during the initial transmission, are now transmitted as completely as possible. If there are not so many bit locations available for the retransmission, ie in the repetition data packet, that all parity bits can be transmitted, then no systematic bits are transmitted in the repeat data packet and the first and second parity bits are both equally punctured.

Die einzelnen zu übertragenden Bit bzw. die zu punktierenden Bit werden dabei durch einen definierten Ratenanpassungsalgorithmus (Ratematchingalgorithmus) ausgewählt.The individual to be transferred Bit or the bit to be punctured by a defined Rate matching algorithm (Ratematchingalgorithmus) selected.

Hier ein Zitat des Ratematchingalgorithmus aus 3GPP TS 25.212 V6.3.0 (2004-12), Kapitel 4.2.7.5 Rate matching pattern determination (Nur der für Punktierung relevante Anteil ist gezeigt).Here a quote from the Ratematching algorithm from 3GPP TS 25.212 V6.3.0 (2004-12), Chapter 4.2.7.5 Rate matching pattern determination (Nur the for Puncturing relevant portion is shown).

Bezeichne die Bit vor der Ratenanpassung mit:
xi1, xi2, xi3, ...xiX, wobei I die TrCH (Verkehrskanal) Nummer ist und die Folge in 4.2.7.3 für den Uplink und in 4.2.7.4 für den downlink definiert ist. Die Parameter Xi, eini, eplus, und eminus sind in 4.2.7.1 für den Uplink und in 4.2.7.2 für den downlink angegeben.
Label the bits before rate matching with:
x i1 , x i2 , x i3 , ... x iX , where I is the TrCH (traffic channel) number and the sequence in 4.2.7.3 is defined for the uplink and 4.2.7.4 for the downlink. The parameters X i , e ini , e plus , and e minus are given in 4.2.7.1 for the uplink and in 4.2.7.2 for the downlink.

Das Ratenanpassungsverfahren erfolgt gemäß folgender Vorschrift:

Figure 00050001
The rate adjustment procedure is carried out according to the following regulation:
Figure 00050001

Die Parameter eplus, eminus und Xi werden für die ersten und zweiten Paritätsbit etwas unterschiedlich gesetzt, um auch hier unterschiedliche Punktierungsmuster zu erreichen. Auch für unterschiedliche Übertragungen kann das Punktierungsmuster variiert werden, indem der Parameter eini variiert wird, um zu vermeiden, dass identische Übertragungen durchgeführt werden. Eine Variation von eini verschiebt dabei das Punktierungsmuster; dies wird durch den Parameter r gesteuert.The parameters e plus , e minus and X i are set slightly differently for the first and second parity bits in order to achieve different puncturing patterns here as well. Also for different transfers, the puncturing pattern can be varied by varying the parameter to avoid making identical transfers. A variation of one shifts the puncturing pattern; this is controlled by the parameter r.

Die Definition dieser Parameter für den Fall des EDCH (E-DCH) ist in der Spezifikation in den im Folgenden zitierten Kapiteln aus 3GPP TS 25.212 V6.3.0 (2004-12), enthalten:
"4.9.2.2 Information field mapping of retransmission sequence number"
"4.8.4.3 HARQ Rate Matching Stage"
"4.5.4.3 HARQ Second Rate Matching Stage"
The definition of these parameters for the case of EDCH (E-DCH) is contained in the specification in the chapters of 3GPP TS 25.212 V6.3.0 (2004-12) cited below:
"4.9.2.2 Information field mapping of retransmission sequence number"
"4.8.4.3 HARQ Rate Matching Stage"
"4.5.4.3 HARQ Second Rate Matching Stage"

Im Folgenden wird diese Ratenanpassung noch einmal kurz erläutert, wobei sich die Darstellung auf einen Bereich beschränkt, in dem 1/3 bis 1/2 der Bits punktiert werden.in the This rate adaptation will be briefly explained again below, wherein the presentation is limited to a range in which 1/3 to 1/2 of Bits are dotted.

In 4.9.2.2 wird festgelegt, dass für die Erstübertragung der E-DCH RV (Redundanzversion) Index "0" verwendet wird, und für die erste Wiederholungsübertragung der E-DCH RV Index "3" verwendet wird.In 4.9.2.2 it is determined that for the first transmission the E-DCH RV (redundancy version) index "0" used will, and for the first retransmission the E-DCH RV index "3" is used.

In 4.8.4.3 wird festgelegt, dass beim E-DCH RV Index "0" der Erstübertragung die Parameter s = 1 und r = 0 verwendet werden. s = 1 bedeutet, dass die systematischen bits bevorzugt werden. Des weiteren wird festgelegt, dass beim E-DCH RV Index "3" der Wiederholungsübertragung die Parameter s = 0 und r = 1 verwendet werden. s = 0 bedeutet, dass die parity bits bevorzugt werden.In 4.8.4.3 it is specified that the first transmission of the E-DCH RV index "0" is the parameter s = 1 and r = 0 are used. s = 1 means that the systematic bits are preferred. Furthermore, it is determined that the E-DCH RV Index "3" of the retransmission the parameters s = 0 and r = 1 are used. s = 0 means that the parity bits are preferred.

Im Kapitel 4.5.4.3 wird festgelegt, wie dann daraus die Parameter eplus, eminus und Xi für die systematischen Bit, die parity 1 Bit (erste Paritätsbit) und die parity 2 bit (zweite Paritätsbit) für den Ratematchingalgorithmus berechnet werden. Der Ratematchingalgorithmus selbst ist dann in Kapitel 4.2.7.5 beschrieben (siehe oben).Chapter 4.5.4.3 defines how to calculate the parameters e plus , e minus and X i for the systematic bits, the parity 1 bit (first parity bit) and the parity 2 bit (second parity bit) for the rate matching algorithm. The rate matching algorithm itself is then described in chapter 4.2.7.5 (see above).

Dieser Algorithmus ist in pseudo-code dargestellt. Ein bit wird dabei punktiert, indem ihm der Wert delta zugewiesen wird, da in einem folgenden Schritt alle Bit mit dem Wert delta entfernt werden. Ins Deutsche übersetzt und etwas ver ständlicher dargestellt, kann man den Algorithmus auch folgendermaßen darstellen:

Figure 00070001
This algorithm is shown in pseudo-code. A bit is punctured by assigning it the value delta, since in a following step all bits with the value delta are removed. Translated into German and presented more comprehensively, the algorithm can also be represented as follows:
Figure 00070001

Aufwändige der Erfindung zu Grunde liegende Analysen ergaben Folgendes: Das vorgestellte Verfahren gemäß dem Stand der Technik funktioniert zufrieden stellend, wenn die Kodierungsrate maximal 1/2 ist, d.h. wenn höchstens ein Drittel der Kodierten Bits punktiert wird. In diesem Fall können bei der Wiederholungsübertragung alle parity bit übertragen werden, wodurch natürlich sichergestellt ist, dass bei der nachfolgenden Dekodierung alle Bit zur Verfügung stehen: Die systematischen bit stehen vollständig aus der Erstübertragung zur Verfügung, die parity bit vollständig aus der Wiederholungsübertragung, aus der jeweils anderen Übertragung stehen teilweise Bit auch zusätzlich, redundant zur Verfügung. Dadurch, dass alle kodierten Bit zur Verfügung stehen, wird die volle Kodierungsrate des Turbo-codes erreicht, dadurch lässt sich auch eine optimale Leistungsfähigkeit des Codes erreichen.Elaborate of The underlying analysis showed the following: The presented Method according to the state The technique works satisfactorily when the coding rate is at most 1/2, i. if at most a third of the coded bits is punctured. In this case, at the retransmission transmit all parity bit which, of course, makes it is ensured that in the subsequent decoding all Bit available stand: The systematic bits are completely from the first transfer to available the parity bit completely from the retransmission, from the other transmission are partially bit also in addition, redundant available. The fact that all coded bits are available, the full Coding rate of the turbo-code reached, this can be also an optimal performance reach the code.

Wenn die Kodierungsrate aber im Bereich zwischen 2/3 und 1/2 liegt, das ist der Fall, wenn zwischen 1/2 und 1/3 der Bit punktiert werden, dann ist das Vorgehen nach dem Stand der Technik aus folgenden Gründen nachteilig oder nicht optimal:
In diesem Fall werden bei der Erstübertragung zwischen 1/4 und 1/2 der parity Bits übertragen. Bei der Wiederholungsübertragung können mehr parity bit übertragen werden, in diesem Fall zwischen 3/4 und allen. In jedem Fall werden in Erstübertragung und Wiederholungsübertragung zusammen eine größere Anzahl von Parity-bits übertragen, als nach der Kodierung vorliegen. Es wäre somit theoretisch möglich, auch alle parity bits mindestens einmal zu übertragen. Allerdings wird das durch den vorgegebenen Algorithmus nach dem Stand der Technik nicht erreicht.
However, if the coding rate is in the range between 2/3 and 1/2, which is the case when puncturing between 1/2 and 1/3 of the bits, then the prior art approach is disadvantageous or not for the following reasons optimal:
In this case, between 1/4 and 1/2 of the parity bits are transmitted during the first transmission. In the retransmission, more parity bits can be transmitted, in this case between 3/4 and all. In either case, a larger number of parity bits are transmitted in first transmission and retransmission together than are present after the encoding. It would be theoretically possible to transfer all parity bits at least once. However, this is not achieved by the given prior art algorithm.

Der Grund für das Nicht-Übertragen einzelner Parity bit liegt in der gleichmäßigen Auswahl der Parity bits gemäß dem Ratenanpassungsalgorithmus nach dem Stand der Technik. Dies wird anhand des folgenden Beispiels kurz erläutert: Es wird angenommen, dass nach der Kodierung 20 systematische und je 20 Parity 1 und Parity 2 bit vorliegen; bei der Erstübertragung werden neben den 20 systematischen Bit noch 7 parityl Bit und 7 Parity 2 Bit übertragen. Insgesamt werden also 20 + 2·7 = 34 Bit übertragen. Der Ratematching Algorithmus wählt diese Bit möglichst gleichmäßig aus. Diese Auswahl ist in der folgenden Tabelle zu sehen. In der Tabelle bezeichnet die erste Spalte den Wert der Schleifenvariablen m des Ratematchingalgorithmus. In der zweiten Spalte ist der Wert der Fehlervariablen e zum Zeitpunkt der if- Abfrage angetragen (Der Wert 20 in der mit ini bezeichneten Zeile entspricht dem Initialwert von e, also eini). In der dritten Spalte sind die Bit angetragen, die vom Ratematchingalgorithmus ausgewählt werden. In diesem Fall wählt der Algorithmus die Abstände zwischen den Parity Bit zu 3, 3, 2, 3,3,3 (die letzte 3 entspricht dem Abstand mit wrap around von m = 19 bis m = 2).The reason for not transmitting individual parity bits lies in the uniform selection of parity bits according to the prior art rate matching algorithm. This is briefly explained by the following example: It is assumed that there are 20 systematic and 20 parity 1 and parity 2 bits each after coding; During the first transmission, in addition to the 20 systematic bits, 7 parityl bits and 7 parity 2 bits are transmitted. In total, 20 + 2 · 7 = 34 bits are transmitted. The Ratematching algorithm selects these bits as evenly as possible. This selection is shown in the following table. In the table, the first column indicates the value of the loop variable m of the rate matching algorithm. In the second column, the value of the error variable e at the time of the if query is plotted (the value 20 in the line denoted by ini corresponds to the initial value of e, ie e ini ). In the third column, the bits are selected, which are selected by the Ratematchingalgorithmus. In this case, the algorithm chooses the distances between the parity bits to 3, 3, 2, 3,3,3 (the last 3 corresponds to the distance with wrap around from m = 19 to m = 2).

In Spalten 4 (e) und 5 (Bit) sind die Werte von e und die ausgewählten Bit für die 2-te Übertragung (Spaltenüberschrift "2.") in derselben Weise, wie für die Erstübertragung ange tragen. Bei der 2.ten Übertragung (der Wiederholungsübertragung) werden je 17 parityl und parity2 Bit übertragen, insgesamt sind es wieder 2·17 = 34 Bit; dieselbe Anzahl wie in der Erstübertragung. Dies ist wichtig, da dann die gleichen Formate für die Übertragung genutzt werden können. Der Ratematchingalgorithmus wählt die nicht übertragenen Bit ebenfalls gleichmäßig aus, nämlich im Abstand 7, 6, 7 (letzter Abstand wieder wrap around von m = 20 zu m = 7).In Columns 4 (e) and 5 (bits) are the values of e and the selected bits for the 2nd transmission (column heading "2.") in the same way, as for the first transmission wear. At the 2nd transmission (the retransmission) 17 parityl and parity2 bits are transmitted each, in total there are again 2 · 17 = 34 bits; the same number as in the first transmission. This is important, because then the same formats for the transfer can be used. The rate matching algorithm chooses the not transferred Bit also equally, namely at a distance of 7, 6, 7 (last distance again wrap around of m = 20 to m = 7).

In Spalte 6 (1 + 2) sind die Bit angetragen, die entweder in der ersten oder zweiten Übertragung (erstes Datenpaket oder Wiederholungsdatenpaket) übertragen wurden. Wie man sieht, ist diese Spalte in diesem Fall identisch mit der 5. Spalte, d.h. durch die Erstübertragung konnten keine „Löcher" in der zweiten Übertragung gestopft werden. Dies ist der ungünstigste Fall. Man könnte versuchen, durch andere Wahl des Startwertes für eini eine Verschiebung des Patterns (Punktierungsmusters) für die zweite (oder auch die erste) Übertragung zu erreichen. Damit könnte man erreichen, dass zumindest einzelne der bei der ersten Übertragung übertragenen Bit auf Lücken der zweiten Übertragung treffen. Man kann auf diese Weise aber nicht erreichen, dass alle Lücken der zweiten Übertragung auf übertragene Bit in der ersten Übertragung treffen: Der Abstand zwischen Lücken in der zweiten Übertragung ist 7 oder 6, derjenige zwischen übertragenen Bits der Erstübertragung aber 3, 3, 2, 3,3,3. Ein Abstand von 6 ist durch die Kombination von zwei Abständen der Länge 3 erreichbar, ein Abstand von 7 aber nicht (Erreichbar sind 3 + 3 = 6, 2 + 3 + 3 = 8). Auch bei beliebiger Verschiebung der Punktierungsmuster kann also nicht erreicht werden, dass beide nicht übertragenen Bit der zweiten Übertragung bei der Erstübertragung übertragen werden. Es gibt also nach dem Stand der Technik in jedem Fall nach der zweiten Übertragung mindestens ein Bit, welches in keiner Übertragung übertragen wurde.Column 6 (1 + 2) lists the bits transmitted in either the first or second transmission (first data packet or repeat data packet). As you can see, in this case, this column is identical to the 5th column, ie the first transfer could not stuff any "holes" in the second transfer, which is the least favorable case, you could try changing the starting value for e In this way, one could achieve that at least some of the bits transmitted during the first transmission encounter gaps in the second transmission, but one can not achieve this in the first instance by shifting the pattern (puncturing pattern) for the second (or the first) transmission the gap between gaps in the second transmission is 7 or 6, that between transmitted bits of the first transmission but 3, 3, 2, 3, 3, 3 Distance of 6 is achievable by the combination of two distances of length 3, but a distance of 7 is not achievable (reachable are 3 + 3 = 6, 2 + 3 + 3 = Even with any shift of the puncturing pattern, it can not be achieved that both non-transmitted bits of the second transmission are transmitted during the first transmission. Thus, according to the prior art, in each case after the second transmission, there is at least one bit which has not been transmitted in any transmission.

Figure 00090001
Figure 00090001

Figure 00100001
Figure 00100001

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine technische Lehre anzugeben, welche eine zuverlässige und vorzugsweise einfache Übertragung von Daten ermöglicht.Of the The invention is based on the object of specifying a technical teaching, which is a reliable one and preferably simple transmission of data.

Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine technische Lehre anzugeben, welche eine einfache und zuverlässige Übertragung von Daten gemäß einem ARQ-Verfahren ermöglicht, das eine Turbo-Codierung mit einer Rate zwischen 2/3 und 3/4 (unter Berücksichtigung der Ratenanpassung) umfasst und/oder ein Ratenanpassungsverfahren mit einer Punktierungsrate zwischen 1/2 und 5/9 umfasst.Especially The invention is based on the object, a technical teaching specify a simple and reliable transmission of data according to a ARQ method allows Turbo coding at a rate between 2/3 and 3/4 (under consideration rate matching) and / or a rate matching method with a puncture rate between 1/2 and 5/9.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen. Im Rahmen der Erfindung liegen dabei auch Weiterbildungen der unabhängigen Vorrichtungsansprüche, die den abhängigen Ansprüchen des Verfahrensanspruchs entsprechen.These Task is solved by the characteristics of the independent Claims. Advantageous and expedient developments are the dependent claims refer to. In the context of the invention are also developments the independent one Device claims, the dependent claims correspond to the method claim.

Die Erfindung basiert zunächst auf der Erkenntnis, dass es nach dem Stand der Technik, insbesondere auch bei einer Punktierungsrate zwischen 1/2 und 5/9, nicht immer möglich ist, alle Paritätsbit mindestens einmal zu übertragen.The Invention is based first on the knowledge that it is state of the art, in particular also at a puncture rate between 1/2 and 5/9, is not always possible all parity bits at least once.

Ein weiter Schritt zur Erfindung liegt in der Erkenntnis, dass, insbesondere im genannten Bereich der Punktierungsrate, eine Übertragung aller Paritätsbit doch möglich ist. Gegebenenfalls müssen dabei aber drei Übertragungen kombiniert werden.One The further step of the invention lies in recognizing that, in particular in the mentioned range of the puncturing rate, a transmission of all parity bits after all possible is. If need be but three transfers be combined.

Aufwändige Untersuchungen ergaben dann, dass, insbesondere im genannten Bereich der Punktierungsrate, eine Übertragung aller Paritätsbit dann möglich ist, wenn ein erstes Datenpaket die systematischen Bit enthält und einen Teil der Paritätsbit enthält, und ein Wiederholungsdatenpaket keine Paritätsbit enthält, die im ersten Datenpaket enthalten sind.Elaborate investigations then showed that, especially in the mentioned range of puncturing rates, a transmission all parity bits then possible is when a first data packet contains the systematic bits and one Part of the parity bit contains and a retry data packet does not contain any parity bits in the first data packet are included.

Ggf. insbesondere bei Kodierraten über 2/3 muss zum Übertragen aller Datenpakete noch ein drittes Datenpaket verwendet werden, welches ebenso wie das erste Datenpaket bevorzugt systematische Bit enthält.Possibly. especially with coding rates over 2/3, a third has to be transmitted to transfer all data packets Data packet are used, which preferably contains systematic bit as well as the first data packet.

Weiter zeigten die aufwändigen der Erfindung zu Grunde liegenden Simulationen, dass, insbesondere bei Verwendung eines Ratenanpassungsalgorithmus zur Auswahl der in einem Datenpaket enthaltenen Bit, insbesondere im genannten Bereich der Punktierungsrate, eine Übertragung aller Paritätsbit dann möglich ist, wenn das Wiederholungsdatenpaket keine Paritätsbits enthält, die im ersten Datenpaket enthalten sind.Further showed the elaborate The invention based simulations that, in particular at Using a rate matching algorithm to select in one Data contained in the packet, in particular in said range of Puncturing rate, a transmission all parity bits then possible when the retry data packet contains no parity bits, the contained in the first data packet.

Das bedeutet also, dass im Wiederholungsdatenpaket auch dann keine Paritätsbit wiederholt übertragen werden, wenn im Wiederholungsdatenpaket Platz dafür zur Verfügung stünde. Denn durch diese überraschende Anweisung kann erreicht werden, dass, insbesondere bei Verwendung eines Ratenanpassungsalgorithmus zur Auswahl der in einem Datenpaket enthaltenen Bit, zur Übertragung im Wiederholungsdatenpaket nur solche Paritätsbit ausgewählt werden, die nicht schon zur Übertragung im ersten Datenpaket ausgewählt wurden.The means that in the repetition data packet no parity bits are transmitted repeatedly if there is room in the replay data package. Because through this surprising Instruction can be achieved that, especially when using a rate matching algorithm for selecting in a data packet contained bit, for transmission in the retry data packet only such parity bits are selected not already for transmission selected in the first data packet.

Die Erfindung beruht also schließlich auf dem Gedanken, insbesondere eine bestimmte Menge zu übertragender Daten durch eine Turbo-Codierung in systematische Bit und Paritätsbit umzusetzen. Von einem Sender wird an einen Empfänger ein erstes Datenpaket gesendet, das die systematischen Bit enthält und einen Teil der Paritätsbit enthält. Bei Vorliegen einer entsprechenden Aufforderung des Empfängers wird mindestens ein Wiederholungsdatenpaket an den Empfänger gesendet, das keine Paritätsbit enthält, die im ersten Datenpaket enthalten sind.The Thus, the invention is finally based on the idea, in particular a certain amount to be transferred Convert data into systematic bit and parity bit by turbo coding. A sender sends a first data packet to a receiver which contains the systematic bits and contains a part of the parity bit. at There is a corresponding request from the recipient at least one repeat data packet sent to the receiver, that no parity bit contains which are contained in the first data packet.

Es liegt dabei auch im Rahmen der Erfindung, dass die Paritätsbit nur aus einer bestimmten Gruppe von Paritätsbit besteht, neben der weitere Paritätsbit das Resultat der Turbocodierung sein können, die dann ebenfalls zusammen mit der bestimmten Gruppe von Paritätsbit oder separat von der bestimmten Gruppe von Paritätsbit einer Bitratenanpassung unterzogen werden.It It is also within the scope of the invention that the parity bit only consists of a certain group of parity bits, besides the others parity may be the result of turbo coding, which then also together with the specific group of parity bits or separately from the specific group of parity bits be subjected to a bit rate adjustment.

Vorzugsweise enthält ein erstes Wiederholungsdatenpaket die Paritätsbit, die weder im ersten Datenpaket noch in einem weiteren Wiederholungsdatenpaket enthalten sind.Preferably contains a first iteration packet contains the parity bits that are neither in the first Data packet still contained in another repeat data packet are.

Der Begriff "weitere Wiederholungsdatenpakete" umfasst dabei nicht ein wiederholtes erstes Datenpaket und ein wiederholtes erstes Wiederholungsdatenpaket aus. Denn ein wiederholtes erstes Datenpaket und ein wiederholtes erstes Wiederholungsdatenpaket werden dann wiederholt gesendet, wenn auch nach Senden aller Wiederholungsdatenpakete die Übertragung noch nicht erfolgreich war.Of the Term "more Repeat Data Packages " not a repeated first data packet and a repeated one first repeat data packet. Because a repeated first Data packet and a repeated first repeat data packet then sent repeatedly, albeit after sending all the retry data packets the transfer not yet successful.

Vorzugsweise enthält das erste Wiederholungsdatenpaket neben Paritätsbits, die im ersten Datenpaket nicht enthalten sind, systematische Bit. Dadurch können systematische Bit wiederholt übertragen werden, wodurch die Zuverlässigkeit der Übertragung erhöht wird.Preferably contains the first repeating data packet next to parity bits in the first data packet not included, systematic bit. This can be systematic Bit transmitted repeatedly which means reliability the transmission elevated becomes.

Wenn alle Paritätsbit im ersten Datenpaket oder im Wiederholungsdatenpaket genau einmal übertragen werden, so ergibt sich daraus eine besonders zuverlässige Übertragung der Daten. Des gleichen, wenn alle Paritätsbit im ersten Datenpaket oder im ersten Wiederholungsdatenpaket oder im zweiten Wiederholungsdatenpaket genau einmal übertragen werden Insbesondere bei der Anwendung des folgenden Ratenanpassungsalgorithmus zur Auswahl der in einem ersten Datenpaket und/oder Wiederholungsdatenpaket enthaltenen Bit wird im Rahmen der Erfindung erreicht, dass alle Paritätsbit im ersten Datenpaket oder im Wiederholungsdatenpaket und ggf im zweiten Wiederholungsdatenpaket genau einmal übertragen werden. Der (Bit-)Ratenanpassungsalgorithmus enthält folgende Verfahrensschritte:

  • a) Setzen der Fehlervariablen auf den Initialwert
  • b) Setzen des Bitindex auf das erste Bit
  • c) Subtraktion des Erniedrigungswertes der Fehlervariablen von der Fehlervariablen.
  • d) Falls die Fehlervariable kleiner oder gleich 0 ist durchführen der Schritte e) bis f)
  • e) Punktieren des durch den Bitindex angezeigten Bit
  • f) Addition des Erhöhungs-Wert zur Fehlervariablen
  • g) Erhöhen des Bitindex
  • h) wiederholen der Schritte c) bis g), bis der Bitindex die Anzahl der zu verarbeitenden Bit überschreitet.
If all parity bits in the first data packet or in the retry data packet are transmitted exactly once, this results in a particularly reliable transmission of the data. Likewise, when all the parity bits in the first data packet or in the first repeating data packet or in the second repeating data packet are transmitted exactly once, it is achieved in the context of the invention, in particular when using the following rate matching algorithm for selecting the bits contained in a first data packet and / or repetition data packet Parity bit in the first data packet or in the retry data packet and possibly in the second retry data packet are transmitted exactly once. The (bit) rate matching algorithm contains the following method steps:
  • a) Setting the error variable to the initial value
  • b) Setting the bit index to the first bit
  • c) Subtracting the decrement value of the error variable from the error variable.
  • d) If the error variable is less than or equal to 0, perform steps e) to f)
  • e) puncturing the bit indicated by the bit index
  • f) Addition of the increase value to the error variable
  • g) increasing the bit index
  • h) repeating steps c) to g) until the bit index exceeds the number of bits to be processed.

Diese Verfahrensschritte führen zum gleichen Ergebnis, wie die Ausführung folgender Verfahrensschritte bzw. des folgenden Ratenanpassungsalgorithmus, dessen Einsatz alternativ zum soeben angegebenen Ratenanpassungsalgorithmus steht, und daher ebenfalls im Rahmen der Erfindung liegt.These Process steps lead to the same result as the execution of the following process steps or the following rate matching algorithm, its use alternatively stands for the rate matching algorithm just mentioned, and therefore also within the scope of the invention.

Figure 00140001
Figure 00140001

Hierbei bezeichnen:

eini
den Initialwert der Fehlervariablen
e
den aktuellen Wert der Fehlervariablen
eminus
den Erniedrigungs-Wert der Fehlervariablen
eplus
den Erhöhungs-Wert der Fehlervariablen
Xi
die Anzahl der zu verarbeitenden Bit
m
den Schleifenindex
xi,m
das Bit Nummer m
δ
die Bezeichnung für ein punktiertes d.h. entferntes Bit
Where:
e ini
the initial value of the error variable
e
the current value of the error variable
e minus
the decrement value of the error variable
e plus
the increase value of the error variable
X i
the number of bits to be processed
m
the loop index
x i, m
the bit number m
δ
the name for a dotted, ie remote, bit

Vorzugsweise wird also im Rahmen der Erfindung der gleiche Ratenanpassungsalgorithmus eingesetzt, der in einem UMTS- System für andere Zwecke ohnehin schon eingesetzt wird. Dadurch kann der Ratenanpassungsalgorithmus mit weniger Aufwand implementiert werden.Preferably Thus, in the context of the invention, the same rate matching algorithm is used used in a UMTS system for others Purposes already used anyway. This allows the rate matching algorithm be implemented with less effort.

Vorzugsweise wird der Initialwert eini(r) für die Fehlervariable des Ratenanpassungsalgorithmus derart gewählt, dass das erste Wiederholungsdatenpaket keine Paritätsbits enthält, die im ersten Datenpaket enthalten sind, und vorzugsweise solche Paritätsbit enthält, die weder im ersten Datenpaket noch in einem weiteren Wiederholungsdatenpaket enthalten sind.Preferably, the initial value e ini (r) for the error variable of the rate matching algorithm is chosen such that the first repeat data packet does not contain any parity bits contained in the first data packet, and preferably contains those parity bits that are contained neither in the first data packet nor in another repetition data packet ,

Vorzugsweise gilt für den Einsatz des Ratenanpassungsalgorithmus zur Auswahl der im ersten Datenpaket bzw. zweiten Wiederholungsdatenpaket enthaltenen oder zu übertragenden Paritätsbit: eini(r) = {Xi – ⌊r·eplus/rmax⌋ – 1)mod eplus} + 1,– bei dem für den Einsatz des Ratenanpassungsalgorithmus zur Auswahl der Paritätsbit im ersten Wiederholungsdatenpaket gilt: eini(r) = {(2Xi + 1 – ⌈(r + 1)·eplus/rmax⌉)mod eplus} + 1,wobei gilt:
eini(r) = der Initialwert für die Fehlervariable;
r = 0, falls der Ratenanpassungsalgorithmus in Zusammenhang mit dem ersten Datenpaket angewendet wird;
r = 1, falls der Ratenanpassungsalgorithmus in Zusammenhang mit dem ersten oder zweiten Wiederholungsdatenpaket angewendet wird;
rmax = 2.
For the use of the rate matching algorithm for selecting the parity bit contained or to be transmitted in the first data packet or second repeat data packet, the following preferably applies: e ini (r) = {X i - ·r · e plus / r Max ⌋ - 1) mod e plus } + 1, In which the following applies to the use of the rate matching algorithm for selecting the parity bits in the first repeat data packet: e ini (r) = {(2X i + 1 - ⌈ (r + 1) · e plus / r Max ⌉)Fashion plus } + 1, where:
e ini (r) = the initial value for the error variable;
r = 0 if the rate matching algorithm is applied in conjunction with the first data packet;
r = 1 if the rate matching algorithm is applied in conjunction with the first or second repeat data packet;
rmax = 2.

Folgende aufwändige Untersuchungen zeigten, dass insbesondere bei der angegebenen Wahl des Initialwertes für die Fehlervariable eini für die Ratenanpassung im Falle des ersten Daten paketes und/oder des ersten Wiederholungsdatenpaketes alle Paritätsbit insgesamt einmal übertragen werden:
Die Beschreibung beginnt mit einer Behandlung des Falles dass die Kodierungsrate zwischen ½ und 2/3 liegt, später wird auch der Fall behandelt, dass die Kodierungsrate zwischen 2/3 und ¾ liegt.
The following extensive investigations have shown that, in particular for the specified choice of the initial value for the error variable e ini for the rate adaptation in the case of the first data packet and / or the first repetition data packet all parity bits are transmitted in total once:
The description begins with a treatment of the case that the coding rate is between ½ and 2/3, later, the case is also considered that the coding rate is between 2/3 and 3/4.

Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine technische Lehre anzugeben, die für viele Fälle sicherstellt, dass alle parity bit (Paritätsbit) übertragen werden, d.h. jedes Bit wird mindestens einmal in der Erstübertragung (im ersten Datenpaket) oder der Zweitübertragung (im Wiederholungsdatenpaket) übertragen. Dieses Ziel wird erreicht, indem weniger als die maximal mögliche Anzahl von parity Bit in der zweiten Übertragung (im Wiederholungsdatenpaket) übertragen werden (siehe oben). Dabei werden die Anzahl der in der zweiten Übertragung übertragenen Bit und die Verschiebung des Punktierungsmusters so geschickt gewählt, dass jedes Parity Bit genau einmal, entweder in der Erstübertragung oder der zweiten Übertragung, übertragen wird.Especially It is an object of the present invention, a technical To provide teaching for many cases ensures that all parity bits (parity bits) are transmitted, i. each Bit is played at least once in the first transmission (in the first data packet) or the second transfer (in the repeat data packet). This goal is achieved by taking less than the maximum possible number from parity bit in the second transmission (in the repeat data packet) (see above). In this case, the number of transmitted in the second transmission Bit and the shift of the puncturing pattern so cleverly chosen that every parity bit exactly once, either in the first transfer or the second transmission becomes.

Zur Herleitung des optimalen Vorgehens wird der bekannte Ratematchingalgorithmus – in etwas anderer Form – noch einmal betrachtet:for Derivation of the optimal procedure is the well-known Ratematchingalgorithmus - in something another form - still once considered:

Algorithmus für Analyse der Erstübertragung, genannt A1:

Figure 00160001
Figure 00170001
Algorithm for first transmission analysis, called A1:
Figure 00160001
Figure 00170001

Es wird zur Notation noch ein weiterer Index eingeführt, welcher zwischen Erst- und Zweit-Übertragung unterscheidet, also zwischen A1 und A2. Die Variablen werden jeweils bezeichnet mit:

  • statt e mit e1 und e2
  • statt eini mit eini1 und eini2
  • statt eminus mit eminus1 Und eminus2
  • statt eplus mit eplus1 und eplus2
For notation, another index is introduced which distinguishes between first and second transmission, ie between A1 and A2. The variables are each denoted by:
  • instead of e with e 1 and e 2
  • instead of e ini with e ini1 and e ini2
  • instead of e minus with e minus1 and e minus2
  • instead of e plus with e plus1 and e plus2

Hierbei wird die Dekrementierung von e nicht am Anfang der Schleife gemacht, sondern für den ersten Schleifendurchlauf in der Initialisierung und für die weiteren Schleifendurchläufe im if- oder else Zweig des vorherigen Schleifendurchlaufs. Diese Umformulierung des Ratematchingalgorithmus verwenden wir für die Analyse der Erstübertragung. (Es sei hier noch erwähnt, dass für eine Implementierung natürlich eine beliebige Variante der Implementierung des Algorithmus verwendet werden kann, wir betrachten hier spezielle Varianten um einfacher die optimalen Parameter für beide Übertragungen anwenden zu können.)in this connection the decrementation of e is not done at the beginning of the loop, but for the first loop pass in the initialization and for the others Loop Count in the if or else branch of the previous loop pass. These We use rewording of the rate matching algorithm for the analysis the first transmission. (It should be mentioned here, that for an implementation of course uses any variant of the implementation of the algorithm can be, we consider special variants easier here the optimal parameters for both transmissions to apply.)

Für die Analyse der zweiten Übertragung formulieren wir den Algorithmus nochmals etwas um, indem wir den if- und else Zweig vertauschen, dadurch erreicht dass die Bedingung e < = 0 umgekehrt wird zu e > = 1. Dies sind zueinander inverse Bedingungen, d.h. die zweite ist genau dann erfüllt, wenn die erste nicht erfüllt ist und umgekehrt.For the analysis the second transmission formulate the algorithm a bit more by using the swap the if and else branch, thereby achieving the condition e <= 0 vice versa becomes e> = 1. This are mutually inverse conditions, i. the second is just then Fulfills, if the first is not fulfilled and vice versa.

Algorithmus für Analyse der zweiten Übertragung, genannt A2:

Figure 00170002
Figure 00180001
Algorithm for analysis of the second transmission, called A2:
Figure 00170002
Figure 00180001

Ziel ist es, zu erreichen, dass bei jedem Bit, also für alle m, dann bei A2 das Bit verwendet bzw. übertragen wird, wenn bei A1 punktiert wird, und umgekehrt.aim is to achieve that at every bit, so for all m, then at A2 the bit used or transmitted becomes when is punctured at A1, and vice versa.

Beide Algorithmen A1 und A2 sollen also für ein gegebenes m beide in den if-Zweig oder beide in den else-Zweig laufen. Dies lässt sich realisieren, wenn für jede Iteration, d. h. für jedes m gilt: e2 = 1 – e1 Both algorithms A1 and A2 should therefore both run into the if branch or both into the else branch for a given m. This can be realized if, for each iteration, ie for every m: e 2 = 1 - e 1

Denn dann ist die Bedingung aus A2, nämlich e2 > = 1 gleichbedeutend mit 1 – e1 > = 1, denn daraus folgt: – e1 > = 0 und e1 < = 0 also gleichbedeutend mit der Bedingung in A1.For then the condition from A2, namely e 2 > = 1, is equivalent to 1 - e 1 > = 1, because it follows that: - e 1 > = 0 and e 1 <= 0 that is synonymous with the condition in A1.

Die Gleichheit e2 = 1 – e1 ist dann gegeben, wenn dies erstens für den Initialwert beim Eintritt in die Schleife gilt, und zweitens die Update-Operationen in den beiden Schleifen im If- und Else-Zweig entsprechend sind.
"erstens" bedeutet:
e2 = 1 – e1 beim Schleifeneintritt, Nach Einsetzen der Abhängigkeit von eini1 und eini2 erhält man: eini2 – eminus2 = 1 – eini1 – eminus1 "zweitens" bedeutet, dass die Veränderungen von e sowohl im if-Zweig also auch im else-Zweig gleich sein müssen: + eplus1 – eminus1 = – eminus2 und – eminus1 = + eplus1 – eminus2
The equality e 2 = 1 - e 1 is given if, firstly, this applies to the initial value when entering the loop, and, secondly, if the update operations in the two loops in the If and Else branches are corresponding.
"first" means:
e 2 = 1 - e 1 at the loop entrance , After inserting the dependence of e ini1 and e ini2 one obtains: e ini2 - e MINUS2 = 1 - e INI1 - e minus 1 "second" means that the changes of e in both the if branch and the else branch must be the same: + e plus1 - e minus 1 = - e MINUS2 and - e minus 1 = + e plus1 - e MINUS2

Durch Einsetzen der Definitionen von eminus und eplus aus dem Zitat der Spezifikation kann man verifizieren, dass das dann der Fall ist, wenn in der Zweiten Übertragung die Differenz aus der Anzahl der vorhandenen parity bits minus der in der ersten Übertragung gesendeten parity bits ist. Diese Gleichung soll sowohl für die parity 1 bits und parity 2 bits gelten. Damit ist der Kern der Erfindung, nämlich in der zweiten Übertragung exakt so viele parity bits zu senden, wie bei der ersten Übertragung gefehlt haben auch über den Ratematchingalgorithmus hergeleitet.By substituting the definitions of e minus and e plus from the citation of the specification, one can verify that this is the case when, in the second transmission, the difference is the number of parity bits present minus the parity bits transmitted in the first transmission , This equation should apply to parity 1 bits and parity 2 bits. Thus, the core of the invention, namely to send exactly as many parity bits in the second transmission as were missing in the first transmission, is also derived via the rate matching algorithm.

Damit beide Punktierungsmuster ineinander greifen, soll auch die erste Bedingung erfüllt sein, nämlich eini2 – eminus2 = 1 – eini1 – eminus1 So that both puncturing patterns interlock, the first condition should also be satisfied, namely e ini2 - e MINUS2 = 1 - e INI1 - e minus 1

Hierfür gibt es viele Lösungen, für jedes vorgegebene eini1 kann man ein dazu passendes eini2 bestimmen. Es ist aus praktischen Gründen vorteilhaft, die Definition von eini1 beizubehalten, da mit dieser Definition bereits gute Ergebnisse in vielen Simulationen erzielt worden sind (selbstverständlich sind aber auch die übrigen Lösungen von der Erfindung umfasst). Dann kann man ausrechnen, dass für eini2 gilt: eini2(r) = {(Xi – ⌈(r + 1)·eplus/rmax⌉)mod eplus} + 1 For this there are many solutions, for each given e ini1 one can determine a suitable e ini2 . It is, for practical reasons, advantageous to maintain the definition of e ini1 since this definition has already yielded good results in many simulations (but of course the other solutions are also included in the invention). Then one can calculate that for e ini2 : e ini2 (r) = {(X i - ⌈ (r + 1) · e plus / r Max ⌉)Fashion plus } + 1

Dabei wurde schon berücksichtigt, dass der Parameter r für die erste Übertragung auf r = 0 gesetzt wird, für die zweite Übertragung aber auf r = 1, und dass für die erste Übertragung festgelegt wurde eini1(r) = {(Xi – ⌊r·eplus/rmax⌋ – 1)mod eplus} + 1 It has already been taken into account that the parameter r is set to r = 0 for the first transmission, but to r = 1 for the second transmission, and that the transmission was specified for the first transmission e INI1 (r) = {(X i - ·r · e plus / r Max ⌋ - 1) mod e plus } + 1

Mit dieser Wahl der Anzahl der Parity bits und dieser Wahl von eini für die zweite Übertragung kann man erreichen, dass die Muster optimal ineinander greifen.With this choice of the number of parity bits and this choice of e ini for the second transmission, one can achieve that the patterns interact optimally.

Dies ist in der obigen Tabelle in den Spalten 7 und 8 (beide überschrieben mit 2 opt.) gezeigt. Wieder ist der Wert von e in Abhängigkeit von m angetragen und die ausgewählten Bit sind dargestellt. In der letzen Spalte (1 + 2 opt) sind die Bit aufgeführt, welche nun entweder in der ersten oder zweiten Übertragung gesendet werden. Wie man sieht wird nun tatsächlich jedes Bit übertragen. Bei der zweiten Übertragung werden exakt diejenigen Bit übertragen, welche in der ersten Übertragung nicht übertragen wurden. Dadurch wird eine deutliche Verbesserung der Übertragungseigenschaften erreicht.This is in the above table in columns 7 and 8 (both overwritten with 2 opt.). Again, the value of e is dependent of m and the selected Bits are shown. In the last column (1 + 2 opt) are the Bit listed, which are now sent either in the first or second transmission. As you can see now actually transmit every bit. At the second transmission exactly those bits are transmitted, which in the first transmission not transferred were. This will significantly improve the transmission characteristics reached.

Durch die Erfindung lässt sich also überraschenderweise mit der Anwendung eines für andere Zwecke bereits verwendeten Algorithmus eine deutliche Verbesserung der Übertragungseigenschaften erreichen, wenn lediglich bei der Wiederholungsübertragung die Parameter zur Berechnung der Anzahl der Parity 1 und parity 2 bit und die Berechnung von eini angepasst wird. Die Formeln hierfür sind nicht komplexer als die Formeln gemäß dem Stand der Technik.Surprisingly, with the use of an algorithm already used for other purposes, it is possible with the invention to achieve a significant improvement in the transmission characteristics if the parameters for calculating the number of parity 1 and parity 2 bit and the calculation of e ini are adapted only during the retransmission , The formulas for this are no more complex than the formulas according to the prior art.

Es werden vorzugsweise bei der zweiten Übertragung weniger Parity Bits übertragen, als nach dem Stand der Technik vorgesehen. Die übrigen Bit werden dann vorzugsweise mit Systematischen Bit aufgefüllt. Dies hat noch einen weiteren Vorteil:
Sollte ein Empfänger die Erstübertragung aus irgendwelchen Gründen komplett nicht empfangen z.B. weil eine zugehörige Signalisierungsinformation nicht korrekt empfangen werden konnte, so wird er nur die zweite Übertragung empfangen. Da diese zweite Übertragung nun mehr systematische Bit enthält als nach dem Stand der Technik vorgesehen, lässt sie sich leichter dekodieren, was wiederum die Systemeigenschaften verbessert. Des weiteren liegen auch bei der Detektion der Erst- und Zweit-Übertragung bessere Informationen über die systematischen Bit vor, da von diesen nun einige doppelt (in der ersten und zweiten Übertragung) übertragen werden. Auch dies verbessert, wie bei der Untersuchung von HSDPA gezeigt wurde, die Performanz, also die Dekodierwahrscheinlichkeit. Bei HSDPA wurde eine Verbesserung der Qualität durch sog. SMP (Signal Mapping Priority) erzeugt, dabei wurden systematische Bit im Vergleich und im Unterschied zu parity Bit auf Modulationssymbole abgebildet, welche eine bessere Dekodierungseigenschaft hatten, dadurch wurde eine bessere Empfangsqualität der Systematischen Bits und dadurch bessere Dekodiereigenschaft erreicht. Dieses Verfahren ist aber nur bei höheren Modulationen (z.B. 16 QAM) anwendbar, und daher bei E-DCH so nicht anwendbar. Durch die optimierte Punktierung bei der Wiederholungsübertragung lässt sich aber ein ähnlicher Effekt erzielen, so dass eine ähnliche Verbesserung der Systemleistung erreicht werden kann.
Preferably, fewer parity bits are transmitted in the second transmission than provided in the prior art. The remaining bits are then preferably filled with systematic bits. This has another advantage:
If a receiver does not receive the first transmission completely for any reason, eg because an associated signaling information could not be received correctly, it will only receive the second transmission. Since this second transmission now contains more systematic bits than provided by the prior art, it is easier to decode, which in turn improves the system properties. Furthermore, there is also better information about the systematic bits in the detection of the first and second transmission, since some of these are now transmitted twice (in the first and second transmission). This, too, improves the performance, ie the probability of decoding, as shown in the investigation of HSDPA. In HSDPA, an improvement in quality was produced by so-called SMP (Signal Mapping Priority), in which systematic bits were mapped and, in contrast to parity bits, on modulation symbols having a better decoding property, thereby improving the reception quality of the systematic bits and thereby achieved better decoding property. However, this method is only applicable for higher modulations (eg 16 QAM), and therefore not applicable to E-DCH. Optimized puncturing during retransmission, however, provides a similar effect so that a similar improvement in system performance can be achieved.

Diese Erläuterungen der aufwändigen – der Erfindung zu Grunde liegenden – Untersuchungen und Überlegungen sollen lediglich den Hintergrund der komplexen Erfindung und ihrer Ausgestaltungen beleuchten, die Erfindung aber keinesfalls auf bestimmte bevorzugte Ausgestaltungen einschränken.These Explanations the elaborate - the invention underlying investigations and considerations should only be the background of the complex invention and its Embodiments illuminate, but the invention in no way to certain restrict preferred embodiments.

Vorzugsweise werden die Punktierungsmuster für den Fall des ersten Datenpaketes und den Fall des Wiederholungsdatenpaketes zueinander verschachtelt.Preferably become the puncturing patterns for the case of the first data packet and the case of the retry data packet nested together.

Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Datenübertragung im Rahmen eines Hybrid-ARQ Verfahrens zur Realisierung des HSDPA oder des EDCH (E-DCH) eingesetzt.Preferably becomes the method according to the invention for data transmission in the context of a hybrid ARQ procedure for the realization of the HSDPA or EDCH (E-DCH).

Wie bereits mehrfach erläutert, werden die in einem Datenpaket oder Wiederholungsdatenpaket enthaltenen Paritätsbit gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung durch einen Ratenanpassungsalgorithmus aus den aus der Turbocodierung resultierenden Paritätsbit ausgewählt. Werden durch den Ratenanpassungsalgorithmus bestimmte Bit aus einer Menge von Bit ausgewählt, weil nicht alle Bit aus der Menge von Bit übertragen werden oder in einem Datenpaket enthalten sind, so wirkt der Ratenanpassungsalgorithmus als Punktierungsalgorithmus. Die durch den Punktierungsalgorithmus punktierten Bit werden nicht übertragen und sind in dem entsprechenden Datenpaket nicht enthalten. Die übrigen Bit sind in dem entsprechenden Datenpaket enthalten.As already explained several times, the parity bit contained in a data packet or repetition data packet according to a preferred embodiment of the invention by a rate matching al selected from the turbo-coding resulting parity bit. If certain bits are selected from a set of bits by the rate matching algorithm because all bits are not transferred from the set of bits or are contained in a data packet, then the rate matching algorithm acts as a puncturing algorithm. The punctured by the puncturing algorithm bit are not transmitted and are not included in the corresponding data packet. The remaining bits are contained in the corresponding data packet.

Insbesondere wenn die Punktierungsrate zwischen 1/2 und 5/9 liegt oder die Kodierrate zwischen 2/3 und 3/4 liegt, wird im Rahmen der Erfindung erreicht, dass alle Paritätsbit im ersten Datenpaket oder im ersten Wiederholungsdatenpaket oder im zweiten Wiederholungsdatenpaket genau einmal übertragen werden.Especially when the puncturing rate is between 1/2 and 5/9 or the coding rate between 2/3 and 3/4 is achieved in the invention, that all parity bit in the first data packet or in the first repeat data packet or be transmitted exactly once in the second repeat data packet.

Vorzugsweise liegt die Punktierungsrate des Ratenanpassungsalgorithmus im Bereich zwischen 2/3 und 3/4; das ist der Fall, wenn zwischen 1/2 und 5/9 der Bit punktiert werden. In diesem Fall werden bei der Erstübertragung (und der dritten) zwischen 1/4 und 1/6 der Parity Bits übertragen und in der Zweitübertragung mindestens 4/6 der Parity bits, insgesamt können also in Erst- Zweit- und Dritt-übertragung alle Parity Bit übertragen werden. Bei der Wiederholungsübertragung könnten dabei zwar theoretisch mehr parity bit übertragen werden, nämlich zwischen 4/6 und 3/4. Erfindungsgemäß werden aber nur die von der Erstübertragung und der zweiten Wiederholungsübertraung noch fehlenden parity Bit übertragen.Preferably the punctuation rate of the rate matching algorithm is in the range between 2/3 and 3/4; that is the case when between 1/2 and 5/9 the bit will be punctured. In this case, at the first transmission (and the third) between 1/4 and 1/6 of the parity bits and in the second transmission at least 4/6 of the parity bits, in total, can So in Erst- second and third transfer transmit all parity bits become. In the retransmission could while theoretically more parity bits are transmitted, namely between 4/6 and 3/4. According to the invention but only the first transmission and the second retransmission still missing parity bit transferred.

Vorzugsweise liegt die Kodierungsrate des Turbocoders unter Berücksichtigung der Ratenanpassung zwischen 2/3 und 3/4.Preferably the coding rate of the turbo coder is taken into account the rate adjustment between 2/3 and 3/4.

Die Erfindungsmeldung betrachtet insbesondere den Fall, dass zwischen 1/2 und 5/9 der Bit punktiert werden. Dies entspricht einer Kodierungsrate zwischen 2/3 und 3/4. Im Rahmen dieser Erfindung wird der Einfluss der sog. Terminierung (Tail Bits) auf die von Turbo-Code generierten Bits nicht näher betrachtet. Wie in UMTS kann man z.B. ein Drittel der Terminierungsbits den Systematischen Bit, den Parity 1 und den Parity 2 Bits zuschlagen. Streng genommen ist die Kodierungsrate durch den Einfluss der Terminierungsbits etwas geringer als angegeben, da man für die Berechnung der Kodierungsrate streng genommen auch die Terminierungsbits berücksichtigen müsste. Diese Feinheit ist aber für die Erfindung ohne Belang, weshalb beide Berechnungsarten durch die Erfindung umfasst sind. Für die Erfindung ist die Gesamtzahl der Parity 1 und Parity 2 Bits relevant, unabhängig davon ob es sich um „echte" Parity bit handelt oder Terminierungsbit.The In particular, the invention considers the case that between 1/2 and 5/9 of the bits are punctured. This corresponds to a coding rate between 2/3 and 3/4. In the context of this invention, the influence the so-called tail bits on those generated by turbo code Bits not closer considered. As in UMTS, one can e.g. one third of the termination bits the systematic bit, the parity 1 and the parity 2 bits strike. Strictly speaking, the coding rate is due to the influence of the termination bits a little lower than stated, because you can calculate the coding rate Strictly speaking, the termination bits would also have to be considered. These But fineness is for the invention irrelevant, which is why both types of calculation by the invention is included. For the invention is the total number of parity 1 and parity 2 bits relevant, independent of whether it is "real" parity bit or termination bit.

Selbstverständlich umfasst die Erfindung auch Datenübertragungen, bei denen neben den genannten Punktierungsraten oder Koderaten beliebige andere Punktierungsraten oder Koderaten zum Einsatz kommen, wobei bei den anderen Punktierungsraten oder Koderaten auch beliebige andere Ratenanpassungsverfahren oder Initialwerte für die Fehlervariable eingesetzt werden können. Insbesondere liegen Datenübertragungen im Rahmen der Erfindung, bei denen bei einer Punktierungsrate zwischen 1/2 und 5/9 eine Ratenanpassung oder Bitauswahl gemäß den Verfahrensansprüchen angewendet wird, und bei denen bei anderen Punktierungsraten eine Ratenanpassung oder Bitauswahl gemäß dem Stand der Technik, insbesondere gemäß dem Ratenanpassungsalgorithmus gemäß dem derzeit aktuellen UMTS-Standard (siehe oben) verwendet wird.Of course it includes the invention also includes data transmissions, where besides the stipulated puncturing rates or code rates any other puncturing rates or code rates are used, wherein at the other puncturing rates or code rates also arbitrary other rate adaptation methods or initial values for the error variable can be used. In particular, data transfers are in the Frame of the invention, in which at a puncture rate between 1/2 and 5/9 apply rate matching or bit selection according to the method claims and at other puncturing rates, rate matching or bit selection according to the state the technique, in particular according to the rate matching algorithm according to the currently current UMTS standard (see above) is used.

Im Rahmen der Erfindung liegt auch ein hardwaretechnisch und/oder softwaretechnisch entsprechend eingerichteter Sen der, der insbesondere eine Mobilstation oder eine Basisstation umfasst, und ein hardwaretechnisch und/oder softwaretechnisch entsprechend eingerichteter Empfänger, der insbesondere eine Basisstation oder eine Mobilstation umfasst.in the The scope of the invention is also a hardware technology and / or software technology accordingly arranged Sen the, in particular a mobile station or a base station, and a hardware and / or according to software technically configured receiver, the in particular a base station or a mobile station.

Der Sender umfasst eine Prozessoreinrichtung, die derart eingerichtet ist,

  • – dass Daten durch eine Turbo-Codierung in systematische Bit und Paritätsbit umgesetzt werden,
  • – dass von dem Sender an einen Empfänger ein erstes Datenpaket gesendet wird, das die systematischen Bit enthält und einen Teil der Paritätsbit enthält, und
  • – dass bei Vorliegen einer entsprechenden Aufforderung des Empfängers mindestens ein Wiederholungsdatenpaket an den Empfänger gesendet wird, das keine Paritätsbit enthält, die im ersten Datenpaket enthalten sind.
The transmitter comprises a processor device which is set up in such a way
  • That data is converted into systematic bits and parity bits by a turbo-coding,
  • - that from the transmitter to a receiver, a first data packet is sent containing the systematic bits and contains a part of the parity bit, and
  • If at least one retry data packet is sent to the receiver, which does not contain any parity bits contained in the first data packet, if there is a corresponding request from the receiver.

Der Empfänger zum Empfang von Daten in Form von Datenpaketen, wobei die Daten durch eine Turbo-Codierung in systematische Bit und Paritätsbit umgesetzt sind, umfasst eine Prozessoreinrichtung, die derart eingerichtet ist,

  • – dass ein erstes Datenpaket, das die systematischen Bit und einen Teil der Paritätsbit enthält, empfangen wird,
  • – dass ein Widerholungsdatenpaket vom Sender angefordert wird, wenn das erste Datenpaket empfangsseitig nicht korrekt decodiert wird, und
  • – dass ein gesendetes Wiederholungsdatenpaket empfangen wird, das keine Paritätsbit enthält, die im ersten Datenpaket enthalten sind.
The receiver for receiving data in the form of data packets, the data being converted by a turbo-coding into systematic bits and parity bits, comprises a processor device which is set up in such a way that
  • That a first data packet containing the systematic bit and a part of the parity bit is received,
  • - That a retry data packet is requested by the transmitter when the first data packet receiving not correctly decoded on the side, and
  • - Receiving a transmitted repeat data packet containing no parity bits contained in the first data packet.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend näher unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele einer paketorientierten Datenübertragung in einem Mobilfunksystem erläutert, wobei die vorliegende Erfindung selbstverständlich nicht auf Mobilfunksysteme beschränkt ist, sondern allgemein in jeder Art von Kommunikationssystemen eingesetzt werden kann, in denen insbesondere ein ARQ-Verfahren zur Datenübertragung vorgesehen ist.The The present invention will be explained in more detail below with reference to FIGS attached Drawings based on preferred embodiments of a packet-oriented data transfer explained in a mobile radio system, Of course, the present invention does not apply to mobile radio systems is limited but generally used in any kind of communication systems in particular an ARQ method for data transmission is provided.

1 zeigt eine Darstellung zur Verdeutlichung der Signalverarbeitung gemäß einem paketorientierten ARQ-Verfahren, 1 shows a representation to clarify the signal processing according to a packet-oriented ARQ method,

2 zeigt eine Darstellung zur Verdeutlichung der Kommunikation in einem Mobilfunksystem. 2 shows a representation to illustrate the communication in a mobile radio system.

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 2 gezeigt ist, realisiert werden soll. Dabei ist in 2 beispielhaft die Kommunikation 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 über den so genannten "Downlink"-Kanal DL, während die Übertragung der Informationen von der Mobilstation 2 zu der Basisstation 1 über den so genannten "Uplink"-Kanal UL erfolgt.As has already been explained above, it is assumed below that, with the aid of the present invention, a packet-oriented data transmission in a mobile radio system, as shown schematically in FIG 2 is shown to be realized. It is in 2 exemplifies the communication between a base station 1 and a mobile station 2 a mobile radio system, for example a UMTS mobile radio system represented. The transmission of information from the base station 1 to the mobile station 2 takes place via the so-called "downlink" channel DL, while transmitting the information from the mobile station 2 to the base station 1 via the so-called "uplink" channel UL.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand einer paketorientierten Datenübertragung von der Basisstation 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 senderseitiq 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 und umfasst ist. Im Empfänger wird zwar keine Punktierung vorgenommen in dem Sinne, dass aus einem Bitstrom Bit ausgewählt werden, die dann nicht übertragen werden. Aber der Empfänger realisiert vorzugsweise einen entsprechenden Algorithmus, der berücksichtigt, welche Bit punktiert, also nicht übertragen wurden, um die Beziehung der tatsächlich übertragenen Bit zu den Bit des ursprünglichen kodierten Bitstrom korrekt festzustellen. Die punktieren Bit können natürlich nicht wiederhergestellt werden, aber es wird empfangsseitig die Identität der übertragenen Bit korrekt festgestellt, um sie für die Dekodierung korrekt verwenden zu können.The present invention will now be described by way of example with reference to a packet-oriented data transmission from the base station 1 to the mobile station 2 , ie, explained by packet-oriented data transmission over the "downlink" channel, but the present invention is analogously applicable to data transmission over the "uplink" channel. Furthermore, the present invention is explained below with reference to the signal processing measures to be carried out in the respective transmitter, wherein, however, in the respective receiver for evaluating the data processed in this way senderseitiq corresponding signal processing in reverse order is required, so that present invention, not only the transmitter side, but also the receiver side is concerned and encompassed. Although no puncturing is made in the receiver in the sense that bits are selected from a bit stream which are then not transmitted. However, the receiver preferably implements a corresponding algorithm that takes into account which bits have been punctured, that is, not transmitted, to correctly determine the relationship of the actual transmitted bits to the bits of the original coded bitstream. Of course, the punctured bits can not be recovered, but at the receiving end, the identity of the transmitted bits is correctly detected in order to use them correctly for decoding.

In 1 ist die Signalverarbeitung der in den Datenpaketen zu übertragenden Daten- und Headerinformationen nach einem Hybrid-ARQ-Verfahren dargestellt.In 1 the signal processing of the data and header information to be transmitted in the data packets is shown according to a hybrid ARQ method.

Auf der Headerseite werden die von einem Funktionsblock 3 erzeugten Headerinformationen einem Funktionsblock 12 zugeführt, 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"). Die Kodierung der Headerinformation ist allerdings für die Erfindung nur von untergeordneter Bedeutung.On the header side are those of a function block 3 generated header information a function block 12 which ensures that all headers of all data packets to be sent in one and the same radio packet are combined into a single header (so-called header concatenation). A functional block 13 adds CRC bits for header recognition to the resulting header information. Subsequently, by a function block 14 a channel coding and a functional block 15 rate matching of the resulting bitstream. An interleaver 16 causes the symbols or bits supplied to it to be reordered and spread in a specific manner. The one from the interleaver 16 output data blocks are from a function block 17 assigned to the individual transmission or radio frames (so-called "radio frame segmentation"). However, the coding of the header information is only of secondary importance for the invention.

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.On the data page is also a function block 4 provided for adding CRC bits. A functional block 5 serves for the splitting of a channel encoder 6 supplied data such that from the channel coder 6 always a limited to a certain number of bits encoding can be performed.

Durch die von dem Kanalcodierer 6 durchgeführte Kanalcodierung wird den eigentlich zu sendenden Daten redundante Information hinzugefügt. Das hat zur Folge, dass mehrere nacheinander gesendete Datenpakete Bits mit gleichem Informationsursprung aufweisen.By the channel coder 6 performed channel coding will actually send the Data redundant information added. This has the consequence that several data packets transmitted one after the other have bits with the same information origin.

Die von dem Kanalcodierer 6 ausgegebenen Bits werden einem Funktionsblock 19 zugeführt, welcher durch Ausblenden bzw. Weglassen einzelner Bits (so genannte Punktierung) oder durch Wiederholen einzelner Bits (so genannte Repetierung) die Bitrate des Bitstroms entsprechend einstellt. Von einem anschließenden Funktionsblock 9 können dem Datenstrom sogenannte 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.Those of the channel coder 6 output bits become a function block 19 fed, which adjusts the bit rate of the bit stream by hiding or omitting individual bits (so-called puncturing) or by repeating individual bits (so-called repetition). From a subsequent function block 9 For example, so-called DTX bits ("discontinuous transmission") can be added to the data stream. Furthermore, function blocks are also on the data page 10 and 11 provided the same functions as the function blocks provided on the header side 16 and 17 perceive.

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 (so genanntes "Multiplexing") und mit Hilfe einer geeigneten Modulation, beispielsweise einer QAM-Modulation, an den Empfänger übertragen.Finally, the bits output on the data and header side are from a function block 18 mapped or multiplexed on the respectively present physical transmission or transmission channel (so-called "multiplexing") and with the aid of a suitable modulation, for example a QAM modulation, transmitted to the receiver.

Bei dem Hybrid-ARQ-Typ I-Verfahren wird bei einem fehlerhaften Empfang bzw. einer fehlerhaften Decodierung eines Datenpakets 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 ursprünglich gesendete Information mit besserer Qualität wiedergewinnen.at The Hybrid ARQ Type I method will fail if received or a faulty decoding of a data packet by the receiver a repeat data packet requested, which with the previously sent and incorrectly received data packet completely or partially identical is. Depending on whether the retry data packet is less or equal to how much data the original one Data packet is characterized by a full or partial repetition spoken. The data packet and the respective repeat data packet thus have bits with an at least partially identical information origin on. The recipient can thus by common evaluation of the originally sent data packet and the requested subsequent retry data packets originally regain sent information with better quality.

Die vorliegende Erfindung betrifft im Wesentlichen den in 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 aufteilt, welche jeweils separat, d.h. unabhängig voneinander, einer Ratenanpassung unterzogen werden. In 1 sind diesbezüglich drei Teilbitströme A–C dargestellt, wobei für jeden Teilbitstrom ein Funktionsblock 2123 zur Durchführung einer entsprechenden Ratenanpassung, d.h. zur Punktierung oder Repetierung 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 Reihenfolge, welche von dem Funktionsblock 20 für die Bitseparation, d.h. für die Aufteilung auf einzelnen parallelen Teilbitströme, verwendet worden ist, aufzusammeln (Bitkollek-tion).The present invention relates essentially to the in 1 shown function section 19 , This functional section 19 includes a functional block 20 , which depends on a control by the function block 3 that from the upstream channel encoder 6 output coded bits to at least two parallel partial bit streams, which are each separately, ie independently, subjected to a rate adaptation. In 1 In this regard, three partial bit streams A-C are shown, with one functional block for each partial bit stream 21 - 23 to perform a corresponding rate adaptation, ie for puncturing or repetition of individual bits, is provided. In this way, several differently coded parallel partial bit streams, which form a further functional block 24 be supplied. This further functional block 24 The task is to separate the individual bits of the parallel bit streams in the same order as that of the function block 20 for the bit separation, ie for the division on individual parallel partial bit streams, has been used to collect (bit collection).

Auf diese Weise wird sichergestellt, dass sich insgesamt die Reihenfolge der nach der Ratenanpassung übrig gebliebenen Bits nicht ändert.On This way, it ensures that the overall order is the left after the rate adjustment remaining bits does not change.

Wie bereits zuvor erläutert worden ist, kann die für die einzelnen Teilbitströme A–C vorgesehene Ratenanpassung durch die Funktionsblöcke 2123 vollkommen unabhängig voneinander erfolgen. 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 Funktionsblock 6 ausgegebenen kanalcodierten Bitstrom pro Datenpaket bzw. Wiederholungsdatenpaket ein gewünschtes Ratenanpassungsmuster angewendet wird. Mit der in 1 gezeigten Realisierung des Funktionsabschnitts 19 mit mehreren parallel durchgeführten Ratenanpassungen kann eine äußerst hohe Flexibilität bei der Codierung erzielt werden.As has already been explained above, the rate adaptation provided for the individual partial bit streams A-C by the function blocks 21 - 23 completely independent of each other. In particular, the bits of one or more sub-bit streams can not undergo puncturing or repetition at all. Overall, the rate adaptation of the individual parallel partial bit streams A-C is to be selected such that of the entire functional section 19 on the one from the function block 6 output channel-coded bit stream per data packet or repetition data packet, a desired rate matching pattern is applied. With the in 1 shown realization of the functional section 19 with multiple parallel rate adjustments, extremely high coding flexibility can be achieved.

Der Funktionsabschnitt 19 ist derart ausgestaltet, dass er in Abhängigkeit von der Ansteuerung durch den Funktionsblock 3 auf die Bits eines Wiederholungsdatenpakets ein anderes Ratenanpassungsmuster 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 diesem Fall die von den einzelnen Funktionsblöcken 2123 realisierten Ratenanpassungsmuster derart wählt bzw. einstellt, dass insgesamt die Bits des Wiederholungsdatenpakets mit einem anderen Ratenanpassungsmuster als die Bits des zu Grunde liegenden ursprünglich gesendeten Datenpakets verarbeitet werden.The functional section 19 is configured such that it depends on the control by the function block 3 apply a different rate matching pattern to the bits of a repetition data packet than to the bits of the corresponding originally transmitted data packet. That is the functional section 19 is from the function block 3 informed whether a repeat data packet has been requested by the respective recipient, the functional section 19 in this case those of the individual function blocks 21 - 23 realizes rate matching pattern such that, overall, the bits of the repeat data packet are processed with a different rate matching pattern than the bits of the underlying originally transmitted data packet.

Die insgesamt von dem Funktionsabschnitt 19 realisierte Ratenanpassung kann beispielsweise gemäß dem Ratenanpassungsalgorithmus, welcher an sich bereits aus dem Stand der Technik (siehe oben) bekannt ist, durchgeführt werden.The total of the functional section 19 For example, realized rate matching may be done according to the rate matching algorithm, which in itself is already known from the prior art (see above) knows is to be performed.

Die soeben erläuterten Funktionsabschnitte, insbesondere der Funktionsabschnitt 19, kann dabei so eingerichtet sein, dass eine oder mehrere der folgenden Ausgestaltungen in die Praxis umgesetzt werden:

  • – Zur Datenübertragung in Form von Datenpaketen werden die Daten durch eine Kanalcodierung, insbesondere eine Turbo-Codierung, in systematische Bit und Paritätsbit umgesetzt. Von dem Sender wird an den Empfänger ein erstes Datenpaket gesendet, das die systematischen Bit und einen Teil der Paritätsbit enthält. Bei Vorliegen einer entsprechenden Aufforderung des Empfängers (2) wird mindestens ein Wiederholungsdatenpaket an den Empfänger (2) gesendet, das die Paritätsbit enthält, die im ersten Datenpaket nicht enthalten sind.
  • – Das Wiederholungsdatenpaket enthält keine Paritätsbit, die im ersten Datenpaket enthalten sind.
  • – Das Wiederholungsdatenpaket enthält neben den Paritätsbit, die im ersten Datenpaket nicht enthalten sind, systematische Bit.
  • – Die Kodierungsrate des Turbocoders liegt unter Berücksichtigung der Ratenanpassung zwischen 2/3 und ½.
  • – Die in einem Datenpaket oder Wiederholungsdatenpaket enthaltenen Paritätsbit werden durch einen Ratenanpassungsalgorithmus aus den aus der Turbocodierung resultierenden Paritätsbit ausgewählt.
  • – Die Punktierungsrate des Ratenanpassungsalgorithmus liegt zwischen ½ und 1/3.
  • – Der Initialwert der Fehlervariablen des Ratenanpassungsalgorithmus wird derart gewählt, dass das Wiederholungsdatenpaket keine Paritätsbits enthält, die im ersten Datenpaket enthalten sind.
  • – Der Ratenanpassungsalgorithmus enthält folgende Verfahrensschritte: a) Setzen der Fehlervariablen auf den Initialwert b) Setzen des Bitindex auf das erste Bit c) Subtraktion des Erniedrigungswertes der Fehlervariablen von der Fehlervariablen. d) Falls die Fehlervariable kleiner oder gleich 0 ist durchführen der Schritte e) bis f) e) Punktieren des durch den Bitindex angezeigten Bit f) Addition des Erhöhungs-Wert zur Fehlervariablen g) Erhöhen des Bitindex h) wiederholen der Schritte c) bis g), bis der Bitindex die Anzahl der zu verarbeitenden Bit überschreitet.
  • – Für den Einsatz des Ratenanpassungsalgorithmus zur Auswahl der im ersten Datenpaket enthaltenen Paritätsbit gilt: eini(r) = {(Xi – ⌊r·eplus/rmax⌋ – 1 mod eplus} + 1und im Wiederholungsdatenpaket enthaltenen Paritätsbit gilt: eini(r) = {(Xi – ⌈(r + 1)·eplus/rmax⌉)mod eplus} + 1,wobei gilt: eini(r) = der Initialwert für die Fehlervariable; r = 0, falls der Ratenanpassungsalgorithmus in Zusammenhang mit dem ersten Datenpaket angewendet wird; r = 1, falls der Ratenanpassungsalgorithmus in Zusammenhang mit dem Wiederholungsdatenpaket angewendet wird.
The just explained functional sections, in particular the functional section 19 , may be set up so that one or more of the following configurations are put into practice:
  • - For data transmission in the form of data packets, the data is converted by a channel coding, in particular a turbo-coding, into systematic bit and parity bit. The sender sends to the receiver a first data packet containing the systematic bits and part of the parity bits. If there is a corresponding request from the beneficiary ( 2 ) at least one repeat data packet is sent to the receiver ( 2 ) containing the parity bits not included in the first data packet.
  • The retry data packet contains no parity bits contained in the first data packet.
  • The repetition data packet contains systematic bits in addition to the parity bits which are not contained in the first data packet.
  • - The coding rate of the turbo coder is between 2/3 and ½, taking into account the rate adaptation.
  • The parity bits contained in a data packet or repetition data packet are selected by a rate matching algorithm from the turbo-coding resulting parity bits.
  • The puncturing rate of the rate matching algorithm is between ½ and 1/3.
  • The initial value of the error variable of the rate matching algorithm is chosen such that the repeat data packet does not contain any parity bits contained in the first data packet.
  • The rate matching algorithm contains the following method steps: a) setting the error variable to the initial value b) setting the bit index to the first bit c) subtracting the reduction value of the error variable from the error variable. d) If the error variable is less than or equal to 0, perform steps e) to f) e) puncturing the bit index indicated by the bit index f) adding the increment value to the error variable g) incrementing the bit index h) repeating steps c) through g ) until the bit index exceeds the number of bits to be processed.
  • The following applies to the use of the rate matching algorithm for selecting the parity bits contained in the first data packet: e ini (r) = {(X i - ·r · e plus / r Max ⌋ - 1 mod e plus } + 1 and the parity bit contained in the retry data packet: e ini (r) = {(X i - ⌈ (r + 1) · e plus / r Max ⌉)Fashion plus } + 1, where: e ini (r) = the initial value for the error variable; r = 0 if the rate matching algorithm is applied in conjunction with the first data packet; r = 1 if the rate matching algorithm is used in conjunction with the repeat data packet.

Empfangsseitig werden das erste Datenpaket und das Widerholungsdatenpaket zusammen, insbesondere durch ein so genanntes combining (Zusammenfassen) auch soft combining (zusammenfassen der soft-decission Werte, also Zusammenfassen der Wahrscheinlichkeiten, dass einzelne Bit der Wert 1 bzw. 0 haben), decodiert.At the receiving end the first data packet and the repeat data packet are combined, in particular by so-called combining soft combining (summarizing the soft-decission values, so summarizing the probabilities that individual bits have the value 1 or 0), decoded.

Die soeben erläuterten Ausgetaltungen eignen sich insbesondere für den Fall, dass die Kodierungsrate im Bereich zwischen 2/3 und 1/2 ist; das ist der Fall, wenn zwischen 1/2 und 1/3 der Bit punktiert werden. In diesem Fall werden bei der Erstübertragung zwischen 1/4 und 1/2 der parity Bits übertragen und in der Zweitübertragung mindestens 3/4 der Parity bits, insgesamt können also in Erst- und Zweitübertragung alle Parity Bit übertragen werden. Bei höheren Kodierungsraten als 2/3 ist dies nicht mehr der Fall, deshalb werden die oben angegebenen Formeln dann vorzugsweise nicht direkt angewandt. Es ist dann insbesondere nicht mehr möglich für die Zweitübertragung genau die Parity Bit auszuwählen, die in der Erstübertragung nicht übertragen wurden, da nicht alle fehlenden in der Zweitübertragung übertragen werden können. Allerdings kann der Startwert eini vorzugsweise so gewählt werden, dass sich eine möglichst geringe Überlappung zwischen den Parity Bits, die beim ersten und zweiten Mal gesendet werden, ergibt.The embodiments just explained are particularly suitable for the case where the coding rate is in the range between 2/3 and 1/2; this is the case when puncturing between 1/2 and 1/3 of the bits. In this case, between 1/4 and 1/2 of the parity bits are transmitted during the first transmission and at least 3/4 of the parity bits in the second transmission, so that all parity bits can be transmitted in the first and second transmission. At higher coding rates than 2/3, this is no longer the case, so the formulas given above are then preferably not applied directly. In particular, it is then no longer possible to select for the second transmission exactly the parity bits which were not transmitted in the first transmission since not all the missing ones can be transmitted in the secondary transmission. However, the Start value e ini preferably be chosen so that there is the least possible overlap between the parity bits that are sent on the first and second times.

Im Folgenden werden aber Lösungsmöglichkeiten auch für diesen Fall angegeben:
Es ist in diesem Fall unmöglich, bereits nach der zweiten Übertragung alle Parity Bit zu übertragen. Nach der dritten Übertragung kann das aber wieder möglich sein. Zweckmäßigerweise verwendet man bei einer Kodierungsrate die nicht allzu weit über 2/3 liegt, für die dritte Übertragung wieder eine Übertragung, die die systematischen Bit priorisiert; dies ist bereits so im Standard vorgesehen. Die Punktierungsmuster für die 1. und 3. Übertragung werden dabei gegeneinander verscho ben. Es ist durch geeignete Wahl des Parameters eini für die 3. Übertragung möglich, zu erreichen, dass die Menge der Parity bit, die in der 1. und 3. Übertragung zusammengenommen übertragen werden, eine ähnliche Verteilung (ein ähnliches Muster) aufweisen, wie eine einzelne Übertragung, bei der aber doppelt so viele Bit übertragen werden. Die zweite Übertragung kann nun so optimiert werden, dass bei ihr genau diejenigen Bit übertragen werden, die weder in der ersten, noch in der dritten Übertragung übertragen werden. Dabei lassen sich die oben genannten Formeln in analoger Weise einsetzen, wobei natürlich berücksichtigt wird, dass in der ersten und dritten Übertragung zusammengenommen doppelt so viele Parity Bit übertragen werden, wie in der ersten Übertragung alleine. Die Formeln für die optimale Wahl der in der zweiten Übertragung zu übertragenen Parity 1 Bit und Parity 2 Bit lässt sich dann folgendermaßen herleiten: Bestimme eine äquivalente Ratenanpasung, die die Parity 1 und Parity 2 Bit auswählt, die in der ersten oder dritten Übertragung übertragen werden. Die Anzahl der übertragenen Bit entspricht dabei der Summe, der Wert von eini soll entsprechend bestimmt werden. Ggf. soll man den Wert von eini für die dritte Übertragung passend so wählen (in Relation zum Wert von eini für die erste Übertragung), dass diese beide Übertragungen so zusammengefasst werden können, das sich ein Gesamtübertragungsmuster ergibt, wie bei einer einzigen Übertragung. Anhand dem für dieses zusammengefassten Musters lässt sich dann wie oben beschrieben der Wert für die Anzahl der zu übertragenden Parity 1 und parity 2 Bit und der Wert von eini für die zweite Übertragung bestimmen.
In the following, however, solutions are also given for this case:
In this case, it is impossible to transmit all the parity bits after the second transmission. But this can be possible again after the third transmission. Conveniently, one uses at a coding rate that is not too much over 2/3, for the third transmission again a transmission that prioritizes the systematic bit; this is already provided in the standard. The puncturing patterns for the 1st and 3rd transmission are shifted against each other. It is possible, by suitable choice of the parameter e ini for the 3rd transmission, to have the amount of parity bits transmitted in the 1st and 3rd transmission taken together having a similar distribution (a similar pattern) a single transmission, but twice as many bits are transmitted. The second transmission can now be optimized to transmit exactly those bits that are transmitted neither in the first transmission nor in the third transmission. In this case, the above-mentioned formulas can be used in an analogous manner, whereby, of course, it is taken into account that twice as many parity bits are transmitted in the first and third transmission as in the first transmission alone. The formulas for optimally choosing the parity 1 bit and parity 2 bits to be transmitted in the second transmission can then be derived as follows: Determine an equivalent rate adaptation that selects the parity 1 and parity 2 bits transmitted in the first or third transmission , The number of transmitted bits corresponds to the sum, the value of eini should be determined accordingly. Possibly. if one chooses the value of one for the third transmission appropriately (in relation to the value of one for the first transmission) that these two transmissions can be grouped together to give a total transmission pattern, as in a single transmission. The value for the number of parity 1 and parity 2 bits to be transmitted and the value of one for the second transmission can then be determined on the basis of the pattern combined for this, as described above.

Im Kapitel 4.5.4.3 wird in Tabelle 10 festgelegt, wie dann daraus die Parameter eplus, eminus und Xi für die systematischen Bit, die parity 1 Bit (erste Paritätsbit) und die parity 2 bit (zweite Paritätsbit für den Ratematchingalgorithmus berechnet werden:

Figure 00340001
Chapter 4.5.4.3 defines in Table 10 how to calculate the parameters e plus , e minus and X i for the systematic bits, the parity 1 bit (first parity bit) and the parity 2 bit (second parity bit for the rate matching algorithm) :
Figure 00340001

Zur Vereinfachung der Nomenklatur führen wir den Parameter a ein, der den Wert 2 für die Parity 1 Bit annimmt und den Wert 1 für die Parity 2 Bit. Dann gilt für beide Arten von Parity Bit für den hier betrachteten Fall der Punktierung: eplus = a Np und eminus = a abs(Np – Nt,p) = a(Np – Nt,p) To simplify the nomenclature, we introduce the parameter a, which takes the value 2 for the parity 1 bit and the value 1 for the parity 2 bits. Then for both types of parity bits applies to the case of puncturing considered here: eplus = a N p and eminus = a abs (N p - N t, p ) = a (N p - N t, p )

Dabei sind Np1 und Np2 bzw. verallgemeinert Np die Anzahl der Parity 1 bzw. Parity 2 Bit vor der Ratenanpassung, Nt,p1 und Nt,p2 bzw. verallgemeinert Nt,p die Anzahl der übertragenen Parity 1 bzw. Parity 2 Bit. Die Aufgabe besteht nun darin, die dritte Übertragung so zu parametrieren, dass in der ersten und dritten Übertragung zusammengenommen die gleichen Bit übertragen werden, wie bei einer Übertragung, die doppelt so viele Parity Bit überträgt, sowie die Parameter für diese hypothetische Übertragung zu bestimmen. Wenn nötig werden die bei dieser hypothetischen Übertragung verwendeten Parameter mit dem Index h gekennzeichnet. Bei einer solchen Übertragung würde der Wert eminus auf a(Np – 2Nt,p) gesetzt werden, da dabei doppelt so viele Bit übertragen werden; der Wert eplus wäre aber unverändert.N p1 and N p2 or generalize N p the number of parity 1 or parity 2 bits before the rate adaptation, N t, p1 and N t, p2 or generalizes N t, p the number of transmitted parity 1 or Parity 2 bits. The task now is to parameterize the third transmission so that in the first and third transmission taken together the same bits are transmitted as in a transmission that transmits twice as many parity bits as well as to determine the parameters for this hypothetical transmission. If necessary, the parameters used in this hypothetical transmission are indicated by the index h. In such a transmission, the value eminus would be set to a ( Np -2N t, p ) since twice as many bits are transmitted; the value eplus would be unchanged.

Wir formulieren den Algorithmus weiter um zum Algorithmus A3: Algorithmus für Analyse der kombinierten Übertragung, genannt A3:We formulate the algorithm further to the algorithm A3: Algorithm for analysis the combined transmission, called A3:

Figure 00340002
Figure 00340002

Figure 00350001
Figure 00350001

Wie man bei Betrachtung des Algorithmus A2 leicht sieht, wird der Wert von e bei jedem nicht übertragenen, also punktierten Bit um den Wert eplus – eminus = a Np – a(Np – Nt,p) = a Nt,p erhöht. Bei jedem übertragenen Bit wird e um um den Wert eminus = a Np erniedrigt. Der Erniedrigungswert ist bei der ersten, dritten und hypothetischen Übertragung gleich, der Erhöhungswert aber bei der hypothetischen Übertragung doppelt so gross. Es ergibt sich, wenn man den Wert von e über m aufträgt jeweils eine Sägezahnähnliche Kurve, wobei die Höhe der Zacken gleich ist, die Steilheit der Zacken aber für die hypothetische Kurve doppelt so groß und somit auch die Anzahl der Zacken. Jedem Zacken entspricht dabei ein übertragenes Bit. Ziel ist es, eine Parametrierung für die hypothetische Übertragung zu finden, bei der exakt die Bit übertragen werden, die in der ersten und zweiten Übertragung zusammen übertragen werden. Dazu müssen die dritte und erste Übertragung gut verschachtelt sein, was erreicht werden kann, wenn sich ihre Werte von eini um den halbe Wert des Erhöhungswertes unterscheiden, wenn also die Differenz (a Nt,p/2) ist. Dies ist nach dem derzeitigen Stand des Standards bereits der Fall. Wenn man dend Wert von e bei der ersten If-Abfrage sowohl für die erste als auch die hypothetische Übertragung gleich 1 wählt, so sing die „Sägezähne" passend ausgerichtet. Dies ist nach dem Standard allerdings nicht der Fall. Man kann aber eine passende Ausrichtung erreichen, wenn man die doppelte Steigung der Sägezahnkurve berücksichtigt. Dann muss gelten, dass der Abstand von 1 (dem Vergleichswert in der Abfrage) für die hypothetische Übertragung doppelt so groß ist wie für die erste Übertragung: 2(1 – e1(m = 1) ) = (1 – eh(m = 1)) The value of e at each non-transmitted, so punctured bits to the value eplus as is easily seen when viewing the algorithm A2 is - eminus = a N p - a (N p - N t, p) = a N t, p elevated. For each transmitted bit e is decremented by the value eminus = a N p . The reduction value is the same for the first, third and hypothetical transfer, but the increase value for the hypothetical transfer is twice as large. The result is, if one plots the value of e over m each a sawtooth-like curve, the height of the spikes is the same, but the slope of the spikes for the hypothetical curve twice as large and thus the number of spikes. Each spike corresponds to a transmitted bit. The aim is to find a parameterization for the hypothetical transmission in which exactly the bits transmitted in the first and second transmission are transmitted together. For this purpose, the third and first transmission must be well nested, which can be achieved if their values differ from one half the value of the increase value, ie if the difference is (a N t, p / 2). This is already the case according to the current state of the standard. If one chooses the value of e at the first if query for both the first and the hypothetical transmission to be equal to 1, then the "saw teeth" fit appropriately, but this is not the case by default, but one can do a proper alignment If one considers the double slope of the sawtooth curve, then the distance of 1 (the comparison value in the query) for the hypothetical transmission must be twice as large as for the first transmission: 2 (1 - e 1 (m = 1)) = (1 - e H (m = 1))

Daraus lässt sich auch der entsprechende Wert von eini für die hypothetische Übertragung berechnen, da gilt e(m = 1) = eini – eplus. Aus dem Wert von eini für die hypothetische Übertragung wiederum lässt sich, analog wie bereits gezeigt, der nötige Wert von eini für die zweite Übertragung berechnen, so dass die Bit der zweiten Übertragung genau die Bit sind, die nicht in der hypothetischen Übertragung gesendet werden, und somit genau diejenigen, die weder in der ersten, noch der dritten Übertragung übertragen werden.From this one can also calculate the corresponding value of one for the hypothetical transmission, since e (m = 1) = e ini - e plus . Again, from the value of e ini for the hypothetical transmission, analogously, as already shown, the necessary value of e ini for the second transmission can be calculated, so that the bits of the second transmission are exactly the bits that are not transmitted in the hypothetical transmission and thus exactly those which are not transmitted in either the first or the third transmission.

Die Anzahl der in der zweiten Übertragung zu übertragenden systematischen bzw. Parity 1 und Parity 2 Bit ist dann im hier diskutierten Bereich der Kodierungsrate, also falls (4/3)Nsys ≤ Ndata < 1,5Nsys:

Figure 00360001
und analog:
Figure 00360002
The number of systematic or parity 1 and parity 2 bits to be transmitted in the second transmission is then in the range of the coding rate discussed here, ie if (4/3) N sys ≦ N data <1.5 N sys :
Figure 00360001
and analogously:
Figure 00360002

Es ergibt sich für die zweite Übertragung die Formel eini2 = (Xi mod eplus)·2 + 2. The result for the second transmission is the formula e ini2 = (X i Fashion plus · 2 + 2.

Dieser Wert hängt nicht von dem in der ersten Übertragung verwendeten Wert von r ab, was auch logisch ist: Wenn in der ersten Übertragung der Wert r = 0 verwendet wird, so wird in der dritten Übertragung der Wert r = 1 verwendet. Wenn in der ersten Übertragung der Wert r = 1 verwendet würde, so müsste in der dritten Übertragung der Wert r = 0 verwendet werden. Beides mal werden in der ersten du dritten Übertragung zusammengenommen die selben Bit übertragen, so dass sich beides mal für die zweite Übertragung die selbe Parametrierung ergibt.This Value hangs not that in the first transmission used value of r, which is also logical: if in the first transmission the value r = 0 is used, so in the third transmission the value r = 1 is used. If the value r = 1 is used in the first transfer would, so would have to in the third transmission the value r = 0 can be used. Both times will be in the first you third transfer taken together transmit the same bits, so that both times for the second transmission the same parameterization results.

Es ist aber natürlich sehr wohl möglich, unter Verwendung des Parameters r eine weitere Übertragung zu definieren, welche andere Bit enthält als die zweite Übertragung, und welche dann z.B. in einer vierten Übertragung verwendet werden könnte. Wie bereits in der Spezifikation durchgeführt würde man dazu den Wert von eini um r·eplus/rmax modifizieren. Um die Konvention, dass die zweite Übertragung mit r = 1 gesendet wird beizubehlaten, und da rmax = 2 gilt, ergibt sich der additive Term: (1 – r) eplus/rmax Of course, it is quite possible, using the parameter r, to define another transmission which contains bits other than the second transmission, and which could then be used, for example, in a fourth transmission. As already stated in the specification, this would be done by modifying the value of e ini by r * e plus / r max . In order to maintain the convention that the second transmission is transmitted with r = 1 and that r max = 2, the additive term results: (1 - r) e plus / r Max

Die Formel für eini für die Paritätsbits des Wiederholungsdatenpaket wäre somit: eini2(r) = {(2Xi – ⌈(1 – r)·eplus/rmax⌉)mod eplus} + 2diese Formel berücksichtigt noch nicht, dass der Wert von eini immer zwischen 1 und eplus liegen sollte, man kann das erreichen durch die Umformumg eini2(r) = {(2Xi + 1 – ⌈(1 – r)·eplus/rmax⌉)mod eplus} + 1und weiter, da rmax = 2 und unter Berücksichtigung der Modulofunktion eini2(r) = {(2Xi + 1 – ⌈(r + 1)·eplus/rmax⌉)mod eplus} + 1 The formula for e ini for the parity bits of the retry data packet would thus be: e ini2 (r) = {(2X i - ⌈ (1 - r) · e plus / r Max ⌉)Fashion plus } + 2 this formula does not yet take into account that the value of e ini should always be between 1 and e plus , one can achieve this by the Umformumg e ini2 (r) = {(2X i + 1 - ⌈ (1 - r) · e plus / r Max ⌉)Fashion plus } + 1 and further, since r max = 2 and considering the modulo function e ini2 (r) = {(2X i + 1 - ⌈ (r + 1) · e plus / r Max ⌉)Fashion plus } + 1

Hinweis: Anders als im Fall dass die Coderate zwischen ½ und 2/3 liegt, ist es in diesem Fall nicht besonders relevant, ob in der obigen Berechnung nach oben oder unten gerundet wird, da nun für die zweite Übertragung gilt r = 1, dann gilt (r + 1) eplus/rmax = eplus und eplus is ja bereits eine ganze Zahl, die Rundung bewirkt in diesem Fall also nichts und somit ist irrelevant, ob nach oben oder unten gerundet wird.Note: Unlike in the case of the code rate being between ½ and 2/3, in this case it is not particularly relevant whether the above calculation rounds up or down, since now for the second transmission, r = 1, then If (r + 1) e plus / r max = e plus and e plus is already an integer, the rounding does nothing in this case and thus it is irrelevant whether it is rounded up or down.

Dieses Ausführungsbeispiel sei wiederum durch eine Tabelle veranschaulicht. Es wird wiederum der Fall betrachtet, dass 20 systematische (und je 20 parityl bzw parity2 bit) nach der Kodierung vorliegen. Es wird nun davon ausgegangen, dass davon 28 Bit bei jeder Übertragung übertragen werden können. Dann ergeben sich die folgenden Werte für e und die folgenden übertragenen Bit:

Figure 00380001
This embodiment is again illustrated by a table. Again, consider the case where there are 20 systematic (and 20 parityl or parity2 bits each) after encoding. It is now assumed that 28 bits of this can be transmitted with each transmission. Then the following values result for e and the following transmitted bits:
Figure 00380001

Die Bezeichnung ist dabei entsprechend der obigen Tabelle.The Designation is according to the above table.

Die Spalten bezeichnen:

1:
erste Übertragung,
3:
dritte Übertragung,
2:
Zweite Übertragung nach dem Stand der Technik,
hyp 1 + 3:
Hypothetische Übertragung, die die Parity Bit der ersten und dritten Übertragung umfasst,
1 + 3:
zum Vergleich dazu die in der ersten und dritten Übertragung übertragenen Bit
1 – 3:
in der ersten bis dritten Übertragung übertragene Bit
2 opt:
zweite Übertragung nach dem Ausführungsbeispiel
1 – 3 opt:
in der ersten bis dritten Übertragung übertragene Bit nach dem Ausführungsbeispiel
1 + 2 opt:
in der ersten und zweiten Übertragung übertragene Bit nach dem Ausführungsbeispiel
1 + 2:
in der ersten und zweiten Übertragung übertragene Bit nach dem Stand der Technik
The columns indicate:
1:
first transmission,
3:
third transmission,
2:
Second transmission according to the prior art,
hyp 1 + 3:
Hypothetical transmission comprising the parity bits of the first and third transmission,
1 + 3:
for comparison, the bits transmitted in the first and third transmission
1 - 3:
bits transmitted in the first to third transmissions
2 opt:
second transmission according to the embodiment
1 - 3 opt:
in the first to third transmission transmitted bits according to the embodiment
1 + 2 opt:
in the first and second transmission transmitted bits according to the embodiment
1 + 2:
bits transmitted in the first and second transmission according to the prior art

In den Spalten darunter sind einige Parameter aufgeführt:
Übertragene parity 1 bits
Übertragene Systematic bits:
Xi
eplus
eminus
r
eini
In the columns below there are some parameters listed:
Transmitted parity 1 bits
Transmitted Systematic bits:
X i
e plus
e minus
r
e ini

Dann folgen die Werte des Parameters e in Abhängigkeit von m und es sind die übertragenen Bit angezeichent.Then the values of the parameter e as a function of m follow and the transmitted bits are on gezeichent.

Man sieht, dass die Parameter der hypothetischen Übertragung tatsächlich so gewählt sind, dass dieselben Bit ausgewählt werden, wie in der ersten und dritten Übertragung zusammen. Des Weiteren sieht man, dass in der ersten bis dritten Übertragung nach dem Ausführungsbeispiel alle parity Bit übertragen werden, im Gegensatz zum Stand der Technik. In den letzten beiden Spalten ist gezeigt, dass sich nach der Erfindung nicht erst nach der dritten Übertragung ein Vorteil ergibt, sondern schon nach der zweiten Übertragung. Obwohl in diesem Beispiel in der zweiten Übertragung nach dem Ausführungsbeispiel nur 12 statt 14 wie nach dem Stand der Technik übertra gen werden, ist die Gesamtzahl der in der ersten und zweiten Übertragung nach dem Ausführungsbeispiel übertragenen Parity Bit gleich 16 und somit höher als nach dem Stand der Technik (14).you sees that the parameters of the hypothetical transfer actually so chosen are that same bits selected become, as in the first and third transmission together. Furthermore it can be seen that in the first to third transmission according to the embodiment transmit all parity bits be, unlike the prior art. In the last two Columns are shown that after the invention not only after the third transmission gives an advantage, but already after the second transmission. Although in this example in the second transmission according to the embodiment only 12 instead of 14 as in the state of the art transmits conditions, is the total number in the first and second transmission transmitted according to the embodiment Parity bit equal to 16 and thus higher as in the prior art (14).

Diese Erfindung eignet sich insbesondere für den Fall, dass die Kodierungsrate im Bereich zwischen 2/3 und 3/4 ist; das ist der Fall, wenn zwischen 1/2 und 5/9 der Bit punktiert werden. In diesem Fall werden bei der Erstübertragung (und der dritten) zwischen 1/4 und 1/6 der Parity Bits übertragen und in der Zweitübertragung mindestens 4/6 der Parity bits, insgesamt können also in Erst- Zweit- und Dritt-übertragung alle Parity Bit übertragen werden. Bei höheren Kodierungsraten als 3/4 ist dies nicht mehr der Fall, deshalb werden die oben angegebenen Formeln dann vorzugsweise nicht direkt angewandt.These Invention is particularly suitable in the event that the coding rate is in the range between 2/3 and 3/4; that is the case when between 1/2 and 5/9 of the bits are punctured. In this case, at the first transmission (and the third) between 1/4 and 1/6 of the parity bits and in the second transmission At least 4/6 of the parity bits, in total, can therefore be used in first and second Third-transfer transmit all parity bits become. At higher Coding rates than 3/4 this is no longer the case, therefore the formulas given above are then preferably not applied directly.

Alternativ ist auch folgendes Vorgehen zur Bestimmung passender Werte für eini möglich: Wie für den Fall, dass die Kodierrate zwischen ½ und 2/3 liegt gezeigt, werden Formeln für die drei Ratenanpassungsalgorithmen aufgeschrieben, nur dass es in diesem Falle derer drei statt zwei sind. Dann wird festgelegt, dass für jeden Wert von m immer bei genau einem Algorithmus ein Bit verwendet wird. Dies führt analog wie oben gezeigt zu entsprechenden Bedingungen für die Werte von e bei den drei Algorithmen und somit auch für die Werte von eini.Alternatively, the following procedure is also possible for determining suitable values for e ini : As in the case where the coding rate is between ½ and 2/3, formulas for the three rate matching algorithms are written down, except that in this case they are three instead of two , Then it is determined that for each value of m, one bit is always used for exactly one algorithm. Analogously, as shown above, this leads to corresponding conditions for the values of e in the three algorithms and thus also for the values of e ini .

Dieses Ausführungsbeispiel sei durch ein Zahlenbeispiel erläutert:
Nehmen wir an, dass eine Übertragung aus je 100 systematischen Bit, parity 1 Bit und parity 3 Bit besteht, insgesamt also aus 300 Bit. Nehmen wir weiter an, dass in einer Übertragung 140 Bit übertragen werden. In der ersten (und genauso in der dritten) Übertragung werden die 100 systematischen Bit und je 20 Parity 1 und Parity 2 Bit übertragen. Zusammen in 1. und 3. Übertragung also je 40 Parity 1 und Parity 2 Bit. somit fehlen je 60 Parity 1 und Parity 2 Bit. Genau diese bit werden nun in der zweiten Übertragung übertragen. Um wieder die Gesamtzahl von 140 Bit zu erhalten, werden in der zweiten Übertragung auch noch 140 – 60 – 60 = 20 systematische Bit übertragen. Dieses Ausführungsbeispiel lässt sich anwenden, wenn in der ersten Übertragung mindestens 1/6 der Parityl (bzw. parity 2) Bit übertragen werden. Dann können auch in der dritten Übertragung 1/6 übertragen werden, bei der zweiten Übertragung können dann mindestens ½ + 1/6 = 2/3 der Parity Bit übertragen werden, zusammen also mindestens 2/3 + 1/6 + 1/6 = 1/1 alle Parity Bit. Dieses Ausführungsbeispiel ist also insbesondere anwendbar für Kodierungsraten zwischen 2/3 und ¾ = 0,75.
This embodiment is explained by a numerical example:
Suppose that a transmission consists of 100 systematic bits each, parity 1 bit and parity 3 bits, ie a total of 300 bits. Suppose further that 140 bits are transmitted in a transmission. In the first (and also in the third) transmission, the 100 systematic bits and 20 each parity 1 and parity 2 bits are transmitted. Together in 1st and 3rd transmission so each 40 parity 1 and parity 2 bits. thus missing 60 parity 1 and parity 2 bits each. Exactly these bits are now transmitted in the second transmission. In order to get the total number of 140 bits again, in the second transmission also 140-60-60 = 20 systematic bits are transmitted. This embodiment can be applied if at least 1/6 of the parityl (or parity 2) bits are transmitted in the first transmission. Then 1/6 can also be transmitted in the third transmission, in the second transmission at least ½ + 1/6 = 2/3 of the parity bits can be transmitted, that is, together at least 2/3 + 1/6 + 1/6 = 1/1 all parity bits. This embodiment is therefore particularly applicable for coding rates between 2/3 and ¾ = 0.75.

Dieses Ausführungsbeispiel sei im folgenden in weitere Formeln gefasst: Sei N die Anzahl der Systematischen Bit; das ist gleichzeitig die Anzahl der parityl und auch der parity2 bit (eine Verallgemeinerung auf den Fall, dass diese Anzahlen unterschiedlich sind, ist leicht möglich, wird der Klarheit halber aber hier unterlassen) Seien Ns1 = Ns3, N11 = N13 und N21 = N23 die Anzahl der bei der Ersten (und Dritten) Übertragung übertragenen systematischen, Parityl und Parityl Bit. Seien Ns2, N12 und N22 die Anzahl der in der zweiten Übertragung zu übertragenden systematischen, Parityl und Parityl Bit. Dann gilt: N12 = N – N11 – N13 N22 = N – N21 – N23 Ns2 = Ns1 + N11 – N12 + N21 – N22 = Ns1 + N11 + N21 – N + N11 + N13 – N + N21 + N23 = Ns1 + N13 + N23 + 2·(N11 + N21 – N) This embodiment is described below in further formulas: Let N be the number of systematic bits; this is at the same time the number of parityl and also the parity2 bit (a generalization to the case that these numbers are different is easily possible but will be omitted here for the sake of clarity) Let Ns1 = Ns3, N11 = N13 and N21 = N23 the Number of systematic, parityl and parityl bits transmitted in the first (and third) transmission. Let Ns2, N12 and N22 be the number of systematic, parityl and parityl bits to be transmitted in the second transmission. Then: N12 = N - N11 - N13 N22 = N - N21 - N23 Ns2 = Ns1 + N11 - N12 + N21 - N22 = Ns1 + N11 + N21 - N + N11 + N13 - N + N21 + N23 = Ns1 + N13 + N23 + 2 · (N11 + N21 - N)

Die letzte Zeile ist einfach der Ausdruck dafür, dass die verbleibenden Bit mit systematischen Bit aufgefüllt werden, bringt also für die Praxis keine weitere Rechenvereinfachung sondern ist mehr eine alternative Darstellung.The last line is simply the expression that the remaining bits filled with systematic bit be, so bring for the practice no further computational simplification but is more one alternative presentation.

Diese Verallgemeinerung des erfindungsgemäßen Verfahrens erlaubt also die Anwendung bis zu recht hohen Kodierungsraten für die Erstübertragung. Bei noch höheren Raten, also einer Rate größer als ¾ benötigt man zwei Wiederholungsübertragungen, welche Parity Bits bevorzugen, um insgesamt in drei Ü bertragungen alle Parity Bit übertragen zu können. In diesem Fall werden bereits durch die beiden Wiederholungsübertragungen alle Parity Bit übertragen, so dass es für die Performanz nach Empfang der dritten Übertragung nicht ausschlaggebend ist, welche der Parity Bit zusätzlich bereits in der Erstübertragung gesendet wurden. Für die Verbesserung der Leistung nach der zweiten Übertragung ist es aber weiterhin erstrebenswert, dass in der zweiten Übertragung (erste Wiederholungsübertragung) solche Parity bit übertragen werden, die in der ersten Übertragung nicht gesendet wurden. Insofern lässt sich die Erfindung in abgewandelter Form auch in diesem Fall anwenden. Insbesondere sollte der Wert von eini wieder so gewählt werden, dass sich möglichst wenig Überlappungen ergeben und es kann wiederum vorteilhaft sein, in einer Übertragung weniger Parity bit zu senden, als möglich wäre, um ein besseres Ineinandergreifen der Muster zu erreichen.This generalization of the method according to the invention thus allows the application up to quite high coding rates for the first transmission. At even higher rates, ie a rate greater than ¾, one needs two retransmissions, which prefer parity bits, to a total of three transmissions to transmit all parity bits. In this case, all the parity bits are already transmitted by the two retransmissions, so that it is not decisive for the performance after receipt of the third transmission which of the parity bits were additionally sent in the first transmission. However, in order to improve the performance after the second transmission, it is still desirable that in the second transmission (first retransmission) those parity bits are transmitted which were not transmitted in the first transmission. In this respect, the invention can be applied in a modified form also in this case. In particular, the value of e ini should again be chosen such that there are as few overlaps as possible, and it may again be advantageous to send less parity bit in a transmission than would be possible in order to achieve a better intermeshing of the patterns.

Alternativ kann man bei einer höheren Kodierungsrate als 3/4 auch mehr als zwei Übertragungen mit s = 1 mit einer Übertragung mit s = 0 kombinieren. Auch dabei setzt man die Verschiebung der Punktierungsmuster der parity Bit der mehreren Übertragungen mit s = 1 so, dass sich in Kombination das Muster ergibt wie bei einer einzigen hypothetischen Übertragung und gestaltet die Übertragung mit s = 0 so, dass dabei gerade die noch fehlenden Bit übertragen werden. Dies ist eine Verallgemeinerung des oben angegebenen Verfahrens für Kodierungsraten zwischen 2/3 und 3/4. Als weitere Alternative kann man die Erfindung selbst dann anwenden, wenn weniger Übertragungen mit s = 1 durchgeführt werden, als eigentlich benötigt werden: Man bestimmt dann ebenso eine hypothetische Übertragung die alle parity bit sowohl der durchgeführten Übertragungen mit s = 1 also auch der nicht gesendeten und gestaltet die Übertragung mit s = 0 so, dass dabei gerade die in der hypothetischen Übertragung nicht übertragenen Bit übertragen werden.alternative you can at a higher Encoding rate as 3/4 and more than two transmissions with s = 1 with a transmission combine with s = 0. Again, one sets the shift of Puncturing pattern of parity bits of multiple transmissions with s = 1 so, that in combination the pattern results as in a single one hypothetical transmission and designed the transmission with s = 0 so that just the missing bits are transferred become. This is a generalization of the coding rate method given above between 2/3 and 3/4. As another alternative, one can the invention apply even if fewer transmissions are performed with s = 1, as actually needed Then one also determines a hypothetical transmission the all parity bit both of the carried out transfers with s = 1 so also the non-sent and designed the transmission with s = 0 such that in this case just those not transferred in the hypothetical transfer Transmit bit become.

Der oben erläuterte Funktionsabschnitt, insbesondere der Funktionsabschnitt 19, kann dabei so eingerichtet sein, dass eine oder mehrere der folgenden Ausgestaltungen in die Praxis umgesetzt werden:

  • – Zur Datenübertragung in Form von Datenpaketen werden die Daten durch eine Kanalcodierung, insbesondere eine Turbo-Codierung, in systematische Bit und Paritätsbit umgesetzt. Von dem Sender wird an den Empfänger ein erstes Datenpaket gesendet, das die systematischen Bit und einen Teil der Paritätsbit enthält. Bei Vorliegen einer entsprechenden Aufforderung des Empfängers (2) wird mindestens ein Wiederholungsdatenpaket an den Empfänger (2) gesendet, das keine Paritätsbit enthält, die im ersten Datenpaket enthalten sind.
  • – Ein erstes Wiederholungsdatenpaket enthält die Paritätsbit, die weder im ersten Datenpaket noch in einem weiteren Wiederholungsdatenpaket enthalten sind.
  • – Das erste Wiederholungsdatenpaket enthält neben Paritätsbit, die im ersten Datenpaket nicht enthalten sind, systematische Bit.
  • – Das zweite Wiederholungsdatenpaket enthält die Paritätsbit, die weder im ersten Datenpaket noch im ersten Wiederholungsdatenpaket enthalten sind.
  • – Die Kodierungsrate des Turbocoders liegt unter Berücksichtigung der Ratenanpassung zwischen 2/3 und 3/4.
  • – Die in einem Datenpaket oder Wiederholungsdatenpaket enthaltenen Paritätsbit werden durch einen Ratenanpassungsalgorithmus aus den aus der Turbocodierung resultierenden Paritätsbit ausgewählt.
  • – Die Punktierungsrate des Ratenanpassungsalgorithmus liegt zwischen 1/2 und 5/9.
  • – Der Initialwert der Fehlervariablen des Ratenanpassungsalgorithmus wird derart gewählt, dass das erste Wiederholungsdatenpaket keine Paritätsbits enthält, die im ersten Datenpaket enthalten sind.
  • – Der Initialwert der Fehlervariablen des Ratenanpassungsalgorithmus wird derart gewählt, dass das erste Wiederholungsdatenpaket solche Paritätsbits enthält, die weder im ersten Datenpaket noch in einem weiteren Wiederholungsdatenpaket enthalten sind.
  • – Der Ratenanpassungsalgorithmus enthält folgende Verfahrensschritte: a) Setzen der Fehlervariablen auf den Initialwert, b) Setzen des Bitindex auf das erste Bit, c) Subtraktion des Erniedrigungswertes der Fehlervariablen von der Fehlervariablen, d) Falls die Fehlervariable kleiner oder gleich 0 ist durchführen der Schritte e) bis f), e) Punktieren des durch den Bitindex angezeigten Bit, f) Addition des Erhöhungs-Wert zur Fehlervariablen, g) Erhöhen des Bitindex, h) wiederholen der Schritte c) bis g), bis der Bitindex die Anzahl der zu verarbeitenden Bit überschreitet.
  • – Für den Einsatz des Ratenanpassungsalgorithmus zur Auswahl der Paritätsbit im ersten Datenpaket gilt: eini(r) = {(Xi – ⌊r·eplus/rmax⌋ – 1)mod eplus} + 1,
  • – bei dem für den Einsatz des Ratenanpassungsalgorithmus zur Auswahl der Paritätsbit im ersten Wiederholungsdatenpaket gilt: eini(r) = {(2Xi + 1 – ⌈(r + 1)·eplus/rmax⌉)mod eplus} + 1,wobei gilt: eini(r) = der Initialwert für die Fehlervariable; r = 0, falls der Ratenanpassungsalgorithmus in Zusammenhang mit dem ersten Datenpaket angewendet wird; r = 1, falls der Ratenanpassungsalgorithmus in Zusammenhang mit dem Wiederholungsdatenpaket angewendet wird; rmax = 2.
  • – Es gilt. Nt,sys = 3Ndata – 4Nsys;
    Figure 00450001
    dabei bezeichnet Ndata: Verfügbare Bit für die Übertragung Nsys: Anzahl der systematischen Bit vor der Ratenanpassung Nt, sys: Anzahl der systematischen Bit nach der Ratenanpassung Nt, p1: Anzahl der Parity 1 Bit nach der Ratenanpassung Nt, p2: Anzahl der Parity 2 Bit nach der Ratenanpassung.
The functional section explained above, in particular the functional section 19 , may be set up so that one or more of the following configurations are put into practice:
  • - For data transmission in the form of data packets, the data is converted by a channel coding, in particular a turbo-coding, into systematic bit and parity bit. The sender sends to the receiver a first data packet containing the systematic bits and part of the parity bits. If there is a corresponding request from the beneficiary ( 2 ) at least one repeat data packet is sent to the receiver ( 2 ) containing no parity bits contained in the first data packet.
  • A first retry data packet contains the parity bits which are neither contained in the first data packet nor in a further retry data packet.
  • The first retry data packet contains systematic bits in addition to parity bits that are not contained in the first data packet.
  • The second repetition data packet contains the parity bits which are contained neither in the first data packet nor in the first repetition data packet.
  • - The coding rate of the turbo coder is between 2/3 and 3/4, taking into account the rate adaptation.
  • The parity bits contained in a data packet or repetition data packet are selected by a rate matching algorithm from the turbo-coding resulting parity bits.
  • The puncturing rate of the rate matching algorithm is between 1/2 and 5/9.
  • The initial value of the error variable of the rate matching algorithm is chosen such that the first repeat data packet does not contain any parity bits contained in the first data packet.
  • The initial value of the error variable of the rate matching algorithm is chosen such that the first repetition data packet contains such parity bits which are contained neither in the first data packet nor in a further repetition data packet.
  • The rate matching algorithm comprises the following method steps: a) setting the error variable to the initial value, b) setting the bit index to the first bit, c) subtracting the reduction value of the error variable from the error variable, d) if the error variable is less than or equal to 0, perform the steps e) to f), e) puncturing the bit index indicated by the bit index, f) adding the increment value to the error variable, g) increasing the bit index, h) repeating steps c) to g) until the bit index increases the number of exceeds the processing bit.
  • The following applies to the use of the rate matching algorithm for selecting the parity bits in the first data packet: e ini (r) = {(X i - ·r · e plus / r Max ⌋ - 1) mod e plus } + 1,
  • In which the following applies to the use of the rate matching algorithm for selecting the parity bits in the first repeat data packet: e ini (r) = {(2X i + 1 - ⌈ (r + 1) · e plus / r Max ⌉)Fashion plus } + 1, where: e ini (r) = the initial value for the error variable; r = 0 if the rate matching algorithm is applied in conjunction with the first data packet; r = 1 if the rate matching algorithm is applied in conjunction with the repeat data packet; rmax = 2.
  • - It applies. N t, sys = 3N data - 4N sys ;
    Figure 00450001
    Ndata means: Available bits for transmission Nsys: Number of systematic bits before rate adaptation Nt, sys: Number of systematic bits after rate adaptation Nt, p1: Number of parity 1 bit after rate adaptation Nt, p2: Number of parity 2 bits after the rate adjustment.

Claims (14)

Verfahren zur Datenübertragung in Form von Datenpaketen, – bei dem Daten durch eine Turbo-Codierung in systematische Bit und Paritätsbit umgesetzt werden, – bei dem von dem Sender an den Empfänger ein erstes Datenpaket gesendet wird, das die systematischen Bit enthält und einen Teil der Paritätsbit enthält, und – bei dem bei Vorliegen einer entsprechenden Aufforderung des Empfängers (2) mindestens ein Wiederholungsdatenpaket an den Empfänger (2) gesendet wird, das keine Paritätsbit enthält, die im ersten Datenpaket enthalten sind.Data transmission method in the form of data packets, in which data is converted into systematic bits and parity bits by turbo coding, in which a first data packet containing the systematic bits and a part of the parity bits is sent by the transmitter to the receiver and, if an appropriate request has been made by the beneficiary ( 2 ) at least one retry data packet to the recipient ( 2 ) containing no parity bits contained in the first data packet. Verfahren nach Anspruch 1, – bei dem ein erstes Wiederholungsdatenpaket die Paritätsbit enthält, die weder im ersten Datenpaket noch in einem weiteren Wiederholungsdatenpaket enthalten sind.Method according to claim 1, - in which a first retry data packet the parity bit contains neither in the first data packet nor in another repeat data packet are included. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem das erste Wiederholungsdatenpaket neben Paritätsbit, die im ersten Datenpaket nicht enthalten sind, systematische Bit enthält.Method according to one of the preceding claims, - in which the first repeating data packet next to the parity bit in the first data packet not included, contains systematic bit. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem das zweite Wiederholungsdatenpaket die Paritätsbit enthält, die weder im ersten Datenpaket noch im ersten Wiederholungsdatenpaket enthalten sind.Method according to one of the preceding claims, - in which the second repeating data packet contains the parity bits that are not in the first data packet are still included in the first repeat data packet. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem die Kodierungsrate des Turbocoders unter Berücksichtigung der Ratenanpassung zwischen 2/3 und 3/4 liegt.Method according to one of the preceding claims, - in which the coding rate of the turbo coder taking into account the rate adaptation between 2/3 and 3/4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem die in einem Datenpaket oder Wiederholungsdatenpaket enthaltenen Paritätsbit durch einen Ratenanpassungsalgorithmus aus den aus der Turbocodierung resultierenden Paritätsbit ausgewählt werden.Method according to one of the preceding claims, - in which those contained in a data packet or retry data packet parity by a rate matching algorithm from the turbo coding resulting parity bit selected become. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem die Punktierungsrate des Ratenanpassungsalgorithmus zwischen 1/2 und 5/9 liegt.Method according to one of the preceding claims, - in which the puncturing rate of the rate matching algorithm between 1/2 and 5/9 lies. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem der Initialwert der Fehlervariablen des Ratenanpassungsalgorithmus derart gewählt wird, dass das erste Wiederholungsdatenpaket keine Paritätsbits enthält, die im ersten Datenpaket enthalten sind.Method according to one of the preceding claims, In which the initial value of the error variable of the rate matching algorithm is chosen such that the first repeat data packet does not contain any parity bits contained in the first data packet. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem der Initialwert der Fehlervariablen des Ratenanpassungsalgorithmus derart gewählt wird, dass das erste Wiederholungsdatenpaket solche Paritätsbits enthält, die weder im ersten Datenpaket noch in einem weiteren Wiederholungsdatenpaket enthalten sind.Method according to one of the preceding claims, - in which the initial value of the error variable of the rate matching algorithm chosen like that is that the first repeat data packet contains such parity bits that neither in the first data packet nor in another repeat data packet are included. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, – bei dem der Ratenanpassungsalgorithmus folgende Verfahrensschritte enthält: a) Setzen der Fehlervariablen auf den Initialwert, b) Setzen des Bitindex auf das erste Bit, c) Subtraktion des Erniedrigungswertes der Fehlervariablen von der Fehlervariablen, d) Falls die Fehlervariable kleiner oder gleich 0 ist durchführen der Schritte e) bis f), e) Punktieren des durch den Bitindex angezeigten Bit, f) Addition des Erhöhungs-Wert zur Fehlervariablen, g) Erhöhen des Bitindex, h) wiederholen der Schritte c) bis g), bis der Bitindex die Anzahl der zu verarbeitenden Bit überschreitet.Method according to one of claims 6 to 9, - in which the rate matching algorithm includes the following steps: a) Setting the error variable to the initial value, b) setting the Bit index on the first bit, c) Subtraction of the reduction value the error variable from the error variable, d) If the error variable less than or equal to 0 is performing of steps e) to f), e) puncturing by the bit index displayed bit, f) addition of the increase value to the error variable, G) Increase the bit index, h) repeating steps c) to g) until the Bit index exceeds the number of bits to be processed. Verfahren nach Anspruch 10, – bei dem für den Einsatz des Ratenanpassungsalgorithmus zur Auswahl der Paritätsbit im ersten Datenpaket gilt: eini(r) = {(Xi – ⌊r·eplus/rmax⌋ – 1)mod eplus} + 1,– bei dem für den Einsatz des Ratenanpassungsalgorithmus zur Auswahl der Paritätsbit im ersten Wiederholungsdatenpaket gilt: eini(r) = {(Xi + 1 – ⌈(r + 1)·eplus/rmax⌉)mod eplus} + 1,wobei gilt: eini(r) = der Initialwert für die Fehlervariable; r = 0, falls der Ratenanpassungsalgorithmus in Zusammenhang mit dem ersten Datenpaket angewendet wird; r = 1, falls der Ratenanpassungsalgorithmus in Zusammenhang mit dem Wiederholungsdatenpaket angewendet wird; rmax = 2.Method according to Claim 10, - in which the following applies to the use of the rate matching algorithm for selecting the parity bits in the first data packet: e ini (r) = {(X i - ·r · e plus / r Max ⌋ - 1) mod e plus } + 1, In which the following applies to the use of the rate matching algorithm for selecting the parity bits in the first repeat data packet: e ini (r) = {(X i + 1 - ⌈ (r + 1) · e plus / r Max ⌉)Fashion plus } + 1, where: e ini (r) = the initial value for the error variable; r = 0 if the rate matching algorithm is applied in conjunction with the first data packet; r = 1 if the rate matching algorithm is applied in conjunction with the repeat data packet; rmax = 2. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem gilt: Nt,sys = 3Ndata – 4Nsys;
Figure 00480001
dabei bezeichnen Ndata: Verfügbare Bit für die Übertragung Nsys: Anzahl der systematischen Bit vor der Ratenanpassung Nt, sys: Anzahl der systematischen Bit nach der Ratenanpassung Nt, p1: Anzahl der Parity 1 Bit nach der Ratenanpassung Nt, p2: Anzahl der Parity 2 Bit nach der Ratenanpassung.
Method according to one of the preceding claims, in which: N t, sys = 3N data - 4N sys ;
Figure 00480001
where Ndata is: available bits for transmission Nsys: number of systematic bits before rate adaptation Nt, sys: number of systematic bits after rate adaptation Nt, p1: number of parity 1 bit after rate adaptation Nt, p2: number of parity 2 bits after the rate adjustment.
Sender zum Senden von Daten in Form von Datenpaketen mit einer Prozessoreinrichtung, die derart eingerichtet ist, – dass Daten durch eine Turbo-Codierung in systematische Bit und Paritätsbit umgesetzt werden, – dass von dem Sender an einen Empfänger ein erstes Datenpaket gesendet wird, das die systematischen Bit enthält und einen Teil der Paritätsbit enthält, und – dass bei Vorliegen einer entsprechenden Aufforderung des Empfängers (2) mindestens ein Wiederholungsdatenpaket an den Empfänger (2) gesendet wird, das keine Paritätsbit enthält, die im ersten Datenpaket enthalten sind.Transmitter for transmitting data in the form of data packets with a processor device, which is set up such that - data is converted into systematic bit and parity bit by a turbo coding, - that a first data packet is transmitted from the transmitter to a receiver, which the contains systematic bit and contains a part of the parity bit, and - that if there is a corresponding request from the recipient ( 2 ) at least one repetition data packet to the receiver ( 2 ) containing no parity bits contained in the first data packet. Empfänger zum Empfang von Daten in Form von Datenpaketen, wobei die Daten durch eine Turbo-Codierung in systematische Bit und Paritätsbit umgesetzt sind, mit einer Prozessoreinrichtung, die derart eingerichtet ist, – dass ein erstes Datenpaket, das die systematischen Bit und einen Teil der Paritätsbit enthält, empfangen wird, – dass ein Widerholungsdatenpaket vom Sender angefordert wird, wenn das erste Datenpaket empfangsseitig nicht korrekt decodiert wird, und – dass ein gesendetes Wiederholungsdatenpaket empfangen wird, das keine Paritätsbit enthält, die im ersten Datenpaket enthalten sind.receiver for receiving data in the form of data packets, wherein the data implemented by a turbo coding in systematic bit and parity bit are, with a processor device that is set up such - the existence first data packet containing the systematic bit and part of the parity contains Will be received, - that a retry data packet is requested from the sender if that first data packet is not decoded correctly on the receiving side, and - the existence sent repeated data packet containing no parity bit, the contained in the first data packet.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100557167B1 (en) * 2001-11-02 2006-03-03 삼성전자주식회사 Retransmission device and method in mobile communication system
DE10200296A1 (en) * 2002-01-07 2003-07-17 Siemens Ag Data packet transmission using ARQ employs bit rate adaptation protocol
AU2002333724A1 (en) * 2002-08-27 2004-03-19 Nokia Corporation Variable puncturing for arq systems
US6996114B2 (en) * 2002-10-25 2006-02-07 Nokia Corporation Method for rate matching to support incremental redundancy with flexible layer one
WO2004084476A1 (en) * 2003-03-21 2004-09-30 Siemens Aktiengesellschaft A communications apparatus and method

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