ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОЕ УСТРОЙСТВО, БАЗОВАЯ СТАНЦИЯ И СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
USER DEVICE, BASE STATION AND DATA TRANSMISSION METHOD

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области мобильной связи и более конкретно относится к пользовательским устройствам, базовым станциям и способам передачи данных, используемым в системах мобильной связи.
Уровень техники
В данной технической области существенно ускорились исследования и разработки систем связи следующего поколения. В системах связи, появление которых ожидается в настоящее время, применение схемы связи с одной несущей может быть перспективным для использования в восходящих линиях связи с точки зрения расширения покрытия без увеличения отношения пиковой мощности к средней мощности (PAPR, Peak-to-Average Power Ratio). Кроме того, в этих системах связи в каналах, общих для нескольких пользователей, в зависимости от соответствующих условий связи этих пользователей могут назначаться как радиоресурсы в восходящих линиях связи, так и радиоресурсы в нисходящих линиях связи. Действия по определению таких назначений называются планированием (scheduling). Для надлежащего планирования восходящих линий связи каждое пользовательское устройство передает в базовую станцию пилотный канал, а базовая станция на основе качества приема оценивает состояние канала восходящих линий связи. Для планирования нисходящих линий связи базовая станция также передает пилотный канал в пользовательское устройство, а пользовательское устройство передает в базовую станцию информацию (CQI, Channel Quality Indicator), индикатор качества канала), отражающую состояние канала, на основании качества приема пилотного канала. Базовая станция оценивает состояние канала нисходящих линий связи на основании CQI, передаваемых из пользовательских устройств, и, соответственно, выполняет планирование для нисходящих линий связи.
Каналы управления восходящей линии связи могут включать два вида информации управления: информация управления, которую необходимо передавать совместно с каналами данных восходящей линии связи (обязательная информация управления или первая информация управления), и информация управления, которую можно передавать независимо от наличия каналов данных восходящей линии связи (вторая информация управления). Первая информация управления может включать информацию, необходимую для демодуляции каналов данных, такую как схемы модуляции в каналах данных и кодовые скорости каналов. Вторая информация управления может включать информацию о CQI канала нисходящей линии связи, информацию подтверждения (ACK/NACK) канала данных нисходящей линии связи, запросы на назначение ресурсов и/или другую информацию. Соответственно, пользовательское устройство может передавать в каналах управления восходящей линии связи либо только первую информацию управления, либо только вторую информацию управления, либо и первую информацию и вторую информацию управления одновременно,
В случае, когда блок ресурсов (радиоресурс) назначается для передачи канала данных восходящей линии связи, первая информация управления (и вторая информация управления при необходимости) может передаваться в этом блоке ресурсов. С другой стороны, предполагается, что при отсутствии передачи канала данных восходящей линии связи вторая информация управления передается в выделенном ресурсе (выделенной полосе частот). Ниже описано несколько примеров такого использования полосы частот.
RB1
RB
RB2
RB
Фиг.1 иллюстрирует типовой пример использования полосы частот для восходящей линии связи. В представленном примере используются два вида элемента ресурсов - с большим и меньшим размером. Больший элемент ресурсов может иметь ширину F полосы частот, равную 1,25 МГц, и длительность T, равную 0,5 мс. Меньший элемент ресурсов может иметь ширину F полосы частот, равную 375 кГц, и длительность T, равную 0,5 мс. Длительность также называется элементарным периодом передачи, интервалом времени передачи (TTI, transmission time interval) или подкадром. Длительность может соответствовать длительности одного радиопакета. На частотной оси расположены шесть ресурсов, при этом с правого и левого краев расположены ресурсы меньшего размера. Могут применяться различные схемы расположения ресурсов, при условии что они известны как передающей, так и принимающей стороне. В описанном примере восходящие линии связи планируются для передачи каналов управления (первых каналов управления), передаваемых совместно с каналами данных восходящей линии связи, при необходимости одновременно с вторыми каналами управления, в части интервалов больших ресурсов (второго, третьего, четвертого и пятого блоков ресурсов). В то же время в меньших ресурсах (первый и шестой ресурсы) временные параметры передачи пользовательских устройств установлены для передачи каналов управления (вторых каналов управления) в случае отсутствия передачи каналов данных восходящей линии связи. Кроме того, два меньших ресурса используются для передачи первого канала управления для определенного пользовательского устройства. В приведенном примере второй канал управления для пользовательского устройства А передается в шестом ресурсе во втором подкадре и в первом ресурсе в третьем подкадре. Аналогично, второй канал управления для пользовательского устройства В передается в шестом ресурсе в третьем подкадре и в первом ресурсе в четвертом подкадре. Таким образом, вторые каналы управления передаются так, что их положение на частотной оси и временной оси изменяется скачкообразно. В результате можно достичь временного и частотного разнесения, что приводит к более высокой надежности успешной демодуляции вторых каналов управления в базовой станции.
RB
Фиг.2 иллюстрирует другой типовой пример использования полосы частот восходящей линии связи. Подобно примеру на фиг.1, используются два вида элементов ресурсов - с большим и меньшим размером. В данном примере длительность T подкадра для меньших ресурсов (первого и шестого ресурсов) разделена на два подинтервала. В приведенном примере второй канал управления для пользовательского устройства А передается в первом подинтервале (в первой половине интервала подкадра) первого ресурса в первом подкадре и во втором подинтервале (во второй половине интервала подкадра) шестого ресурса в первом подкадре. Второй канал управления для пользовательского устройства В передается в первом подинтервале шестого ресурса в первом подкадре и во втором подинтервале первого ресурса в первом подкадре. Аналогично может осуществляться передача в третьем и пятом подкадрах. Таким образом, вторые каналы управления передаются так, что их положение на частотной оси и временной оси изменяется скачкообразно. В результате можно достичь временного и частотного разнесения, что приводит к более высокой надежности успешной демодуляции вторых каналов управления в базовой станции. Кроме того, передача канала управления для пользовательского устройства А может завершиться в одном подкадре, и передача канала управления для пользовательского устройства В также может завершиться в одном подкадре. Следовательно, этот пример может быть предпочтительным с точки зрения меньшей длительности задержки передачи каналов управления восходящей линии связи. Этот способ описан, например, в непатентном документе 1 "3GPP, R1-061675".
На фиг.1 и 2 меньшие ресурсы можно представить таким образом, что пользовательское устройство А или пользовательское устройство В может занимать весь ресурс (УПРАВЛЕНИЕ А и УПРАВЛЕНИЕ В), но с точки зрения эффективного использования ресурса он может использоваться совместно несколькими пользовательскими устройствами. Например, можно предположить, что несколько пользовательских устройств совместно используют выделенную полосу частот в соответствии со схемой мультиплексирования с разделением по частоте (FDM, Frequency Division Multiplexing). Тем не менее, при простом использовании схемы FDM для мультиплексирования каждый из пользователей может занимать меньшую полосу частот и поэтому полоса может содержать меньшее количество элементарных посылок (чипов, chips) (ниже частота посылок). В результате для различения пользовательских устройств в пилотном канале может быть использовано меньшее количество ортогональных кодовых последовательностей, что может увеличить уровни интерференции. Кроме того, если принято, что ширина полосы частот передачи канала управления восходящей линии связи может часто изменяться в зависимости от количества мультиплексируемых пользователей и/или других факторов, базовая станция должна передавать в пользовательские устройства индивидуальные измененные значения ширины полосы передачи для отдельных изменений. Это может увеличить объем информации управления в нисходящей линии связи (служебные расходы на сигнализацию) и, соответственно, снизить эффективность передачи каналов данных. Также можно предположить, что ресурсы в выделенной полосе частот можно совместно использовать в соответствии со схемой мультиплексирования с кодовым разделением (CDM, Code Division Multiplexing), которая применяется в системах мобильной связи на основе широкополосного множественного доступа с кодовым разделением каналов (W-CDMA, Wideband Code Division Multiplexing). В схеме CDM одиночный пользователь может занимать более широкую полосу частот. Однако уровень мощности интерференции может увеличиться, вызывая снижение качества сигнала. Если один пользователь мультиплексирует и передает информацию подтверждения (ACK/NACK) и информацию о состоянии канала (CQI) в соответствии со схемой CDM, может возникать риск увеличения пиковой мощности.
Раскрытие изобретения
Цель настоящего изобретения заключается в получении большего количества ортогональных кодовых последовательностей и в снижении разброса полос частот передачи при мультиплексировании каналов управления восходящей линии связи из нескольких пользовательских устройств в случае, когда из пользовательских устройств в соответствии со схемой связи с одной несущей передаются каналы управления восходящей линии связи, включающие информацию подтверждения (ACK/NACK) для каналов данных нисходящей линии связи или информацию, отражающую состояние канала нисходящей линии связи (CQI), или и то, и другое.
Настоящее изобретение применяется в отношении пользовательского устройства для передачи по меньшей мере канала управления восходящей линии связи в базовую станцию в соответствии со схемой связи с одной несущей. Пользовательское устройство включает в себя модуль формирования информации подтверждения, выполненный с возможностью формирования информации подтверждения, отражающей положительный отклик или отрицательный отклик на канал данных нисходящей линии связи; модуль формирования информации о состоянии канала, выполненный с возможностью формирования информации о состоянии канала, отражающей состояние канала нисходящей линии связи; модуль формирования канала управления, выполненный с возможностью формирования канала управления восходящей линии связи, включающего информацию подтверждения или информацию о состоянии канала, или и то, и другое; и передающий модуль, выполненный с возможностью передачи канала управления восходящей линии связи в заранее определенной выделенной полосе частот в случае, если ресурсы для передачи канала данных восходящей линии связи не назначены. Канал управления восходящей линии связи включает один или большее количество элементарных блоков, содержащих последовательность, получаемую перемножением единого коэффициента со всеми элементарными посылками ортогональной кодовой последовательности для пользовательского устройства.
В соответствии с вариантами осуществлениями настоящего изобретения возможно получение большего количества ортогональных кодовых последовательностей и снижение разброса полос частот передачи при мультиплексировании каналов управления восходящей линии связи из нескольких пользовательских устройств в случае, когда из пользовательских устройств в соответствии со схемой связи с одной несущей передаются каналы управления восходящей линии связи, включающие информацию подтверждения (ACK/NACK) для каналов данных нисходящей линии связи или информацию, отражающую состояние канала нисходящей линии связи (CQI), или и то, и другое.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 иллюстрирует типовое назначение полосы частот для использования в системе мобильной связи.
Фиг.2 иллюстрирует другое типовое назначение полосы частот для использования в системе мобильной связи.
Фиг.3 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пользовательское устройство в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.4 иллюстрирует типовые структуры TTI, подкадров и блоков.
Фиг.5 иллюстрирует типовые структуры коэффициентов, перемножаемых в длинных блоках (LB, Long Blocks).
Фиг.6 представляет собой диаграмму, схематически иллюстрирующую характеристики кодов CAZAC (Constant Amplitude Zero Auto-Correlation, постоянная амплитуда с нулевой автокорреляцией).
Фиг.7 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример базовой станции в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.8 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример работы в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.9 представляет собой диаграмму примера идентификации информации о коде из широковещательной информации и номера назначения.
Фиг.10 иллюстрирует примеры кодов CAZAC, величины циклического сдвига и полосы частот, получаемые в результате выполнения операций, диаграмма которых показана на фиг.9.
Фиг.11 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пользовательское устройство, использующее блочные коды расширения спектра в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.12 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую базовую станцию, использующую блочные коды расширения спектра в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.13 иллюстрирует пример структуры коэффициентов, перемножаемых в длинных блоках.
Фиг.14 иллюстрирует пример структуры коэффициентов и блочных кодов расширения спектра в длинных блоках.
Фиг.15 иллюстрирует пример структуры коэффициентов с первого по двенадцатый и блочных кодов расширения спектра, мультиплексированных в длинных блоках.
Фиг.16 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пользовательское устройство, использующее блочные коды расширения спектра в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.17 иллюстрирует последовательности передаваемых данных, получаемых перемножением ортогональных кодовых последовательностей, отображенных в длинные блоки.
Фиг.18 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую базовую станцию, использующую блочные коды расширения спектра в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Перечень используемых обозначений
302: модуль оценки CQI
304: модуль определения ACK/NACK
306: модуль формирования схемы модуляции блока
308: модуль модуляции блока
310: модуль дискретного преобразования Фурье (ДПФ, DFT, Discrete Fourier Transform)
312: модуль отображения поднесущих
314: модуль обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ, IFFT, Inverse Fast Fourier Transform)
316: модуль применения циклического префикса (СР, Cyclic Prefix)
318: модуль мультиплексирования
320: радиопередающий контур
322: усилитель мощности
324: дуплексер
330: модуль идентификации информации о коде
332: модуль формирования кода CAZAC
334: модуль циклического сдвига
335: модуль расширения спектра блока
336: модуль установки частоты
338: модуль формирования пилотного сигнала
340: модуль формирования последовательности передаваемых данных
702: дуплексер
704: радиоприемный контур
706: модуль оценки временных параметров приема
708: модуль быстрого преобразования Фурье (БПФ, FFT)
710: модуль оценки канала
712: модуль обратного отображения поднесущих
714: модуль выравнивания в частотной области
716: модуль обратного дискретного преобразования Фурье (ОДПФ, IDFT)
718: модуль демодуляции
720: модуль управления повторной передачей
722: планировщик
724: модуль установки информации о коде
Осуществление изобретения
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения канал управления восходящей линии связи, включающий информацию подтверждения или информацию о состоянии канала, или и то, и другое, передается в заранее определенной выделенной полосе частот, если ресурсы для передачи канала данных восходящей линии связи не назначены. Канал управления восходящей линии связи включает несколько последовательностей элементарных блоков (длинных блоков), получаемых перемножением единого коэффициента со всеми элементарными посылками ортогональной кодовой последовательности (обычно кодовой последовательности CAZAC) для пользовательского устройства. Поэтому, если базовая станция обрабатывает каналы управления восходящей линии связи, полученные от нескольких пользовательских устройств, на основе последовательности элементарных блоков, базовая станция может правильно различать пользовательские устройства без наличия ортогональности между пользовательскими устройствами. Поскольку информация подтверждения или информация о состоянии канала может иметь сравнительно малый размер, они могут полностью помещаться в одном или нескольких коэффициентах, перемноженных с кодом CAZAC.
В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения канал управления восходящей линии связи, не связанный с каналом данных восходящей линии связи, может включать кодовую последовательность CAZAC, получаемую в результате некоторого числа итераций, где это число соответствует числу длинных блоков, а также коэффициенты перемножения и пилотный канал, сформированный из кодовой последовательности CAZAC. При условии, что базовая станция обрабатывает канал управления восходящей линии связи на основе длинных блоков или на основе коротких блоков, характеристики кодовой последовательности CAZAC не теряются. Это означает, что не только достигаются хорошие показатели ортогонального разделения между пользовательскими устройствами, но также можно использовать коды CAZAC для длинных блоков в качестве опорных сигналов для оценки каналов, поиска пути распространения и/или других целей. Поскольку для оценки каналов и/или других целей используется не только малое количество коротких блоков, включающих пилотные каналы, но также большое количество длинных блоков, включенных в каналы управления восходящей линии связи, то возможно существенно повысить точность оценки каналов и/или поиска пути распространения.
В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения каналы управления восходящей линии связи из большого количества пользовательских устройств могут мультиплексироваться в соответствии со схемой мультиплексирования с кодовым разделением (CDM) или схемой мультиплексирования с разделением по частоте (FDM) с кодами CAZAC, но схема CDM обладает более высоким приоритетом. По этой причине полосы частот передачи пользовательских устройств нужно изменять как можно меньше. При использовании в данном случае схемы FDM полоса частот может разделяться на полосы шире, чем 1/(степень мультиплексирования пользователей). В результате при сохранении сравнительно более широких полос частот передачи для каналов управления восходящей линии связи возможно обеспечить большее число кодовых последовательностей для различения пользовательских устройств. При использовании схемы FDM требуется меньшее число видов полос частот, что предотвращает частые изменения полос частот передачи. Другим аргументом в пользу предотвращения частых изменений полосы частот передачи является то, что даже при частом изменении полос частот передачи каналов управления восходящей линии связи было бы сложно существенно повысить качество сигнала из-за сравнительно малого размера информации подтверждения (ACK/NACK) и информации о состоянии канала (CQI). Вместо этого для качества сигнала было бы лучше сократить служебные расходы (overhead) посредством редких изменений полос частот передачи и сконцентрировать усилия на управлении мощностью передачи.
В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения ортогональную кодовую последовательность можно представить через набор коэффициентов (блочных кодов расширения спектра), перемноженных с несколькими элементарными блоками, имеющими одинаковое содержание. Элементарный блок может включать последовательность, получаемую перемножением одного и того же коэффициента (коэффициента, задаваемого отдельно от блочных кодов расширения спектра) со всеми элементарными посылками ортогональной кодовой последовательности. Использование блочных кодов расширения спектра может еще более увеличить возможные степени кодового мультиплексирования. Таким образом возможно дополнительно усилить эффект предотвращения частых изменений полос частот передачи путем увеличения или уменьшения степеней кодового мультиплексирования пользователей.
Первый вариант осуществления
Фиг.3 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пользовательское устройство в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. На фиг.3 показаны модуль 302 оценки CQI, модуль 304 определения ACK/NACK, модуль 306 формирования схемы модуляции блока, модуль 308 модуляции блока, модуль 310 дискретного преобразования Фурье (ДПФ), модуль 312 отображения поднесущих, модуль 314 обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ), модуль 316 применения циклического префикса (СР), модуль 318 мультиплексирования, радиопередающий контур 320, усилитель 322 мощности, дуплексер 324, модуль 330 идентификации информации о коде, модуль 332 формирования кода CAZAC, модуль 334 циклического сдвига, модуль 336 установки частоты и модуль 338 формирования пилотного сигнала.
Модуль 302 оценки CQI измеряет и выдает результат измерения, отражающий состояние канала нисходящей линии связи, то есть индикатор качества канала (CQI, Channel Quality Indicator). CQI можно получить, например, измерением качества приема (которое может быть представлено значениями SIR (signal to interference ratio, отношение сигнал/интерференция), SINR (signal to interference plus noise ratio, отношение сигнала к сумме шум-интерференция) или другими) пилотного канала, передаваемого из базовой станции, и преобразованием измеренного качества приема в числовое значение. Например, измеренное качество приема (SIR) можно преобразовать в числовое значение, указывающее, к какому уровню по 32-уровневой шкале относится качество приема, и, соответственно, получить в виде CQI, представленного 5 битами.
Модуль 304 определения ACK/NACK проверяет на наличие ошибок каждый пакет в принятом канале данных нисходящей линии связи и выдает результат проверки в качестве информации подтверждения. Информация подтверждения может представлять собой либо подтверждение (АСК), указывающее на отсутствие ошибки в пакете, либо отрицательное подтверждение (NACK), указывающее на наличие ошибки в пакете. Информация подтверждения должна лишь отражать наличие ошибки в принятом пакете. Соответственно, информацию подтверждения можно представить одним битом, но можно представить и более чем одним битом.
Модуль 306 формирования схемы модуляции блока формирует схемы модуляции блока, исходя из CQI и информации подтверждения (ACK/NACK). Подкадр содержит заранее определенное количество блоков, а несколько подкадров, в свою очередь, могут составлять интервал времени передачи (TTI), служащий единицей назначения ресурсов.
Фиг.4 иллюстрирует примерную структуру TTI, подкадров и блоков. На этой иллюстрации TTI длительностью 1,0 мс содержит два подкадра длительностью 0,5 мс, а каждый из подкадров включает в себя шесть длинных блоков (LB, Long Block) и два коротких блока (SB, Short Block). Например, длинный блок может иметь длительность 66,7 мкс, а короткий блок может иметь длительность 33,3 мкс. Эти числовые величины приведены лишь в качестве иллюстрации и могут быть изменены при необходимости. В целом, длинный блок используется для передачи данных (каналов управления, каналов данных и других), неизвестных на стороне приема, а короткий блок используется для передачи данных (пилотных каналов и других), известных на стороне приема. В приведенном примере один TTI содержит двенадцать длинных блоков (LB1-LB12) и четыре коротких блока (SB1-SB4).
Модуль 306 формирования схемы модуляции блока на фиг.3 определяет соответствие между одним или большим количеством из двенадцати длинных блоков (LB1-LB12) и битами, представляющими CQI, и соответствие между одним или большим количеством из двенадцати длинных блоков (LB1-LB12) и битами, представляющими информацию подтверждения (ACK/NACK). В пользовательском устройстве имеется несколько вариантов передачи в каналах управления восходящей линии связи, именно случай передачи только CQI, случай передачи только информации подтверждения (ACK/NACK) и случай передачи и CQI, и информации подтверждения. Таким образом, (А) все двенадцать блоков могут быть связаны с CQI, (В) все двенадцать блоков могут быть связаны с информацией подтверждения, и/или (С) некоторые из двенадцати блоков могут быть связаны с CQI, а другие могут быть связаны с информацией подтверждения. В любом случае в каждом из двенадцати блоков используется один и тот же коэффициент, и в одном TTI предусматривается всего двенадцать коэффициентов (коэффициенты с первого по двенадцатый).
Фиг.5 иллюстрирует примерную структуру коэффициентов, связанных с длинными блоками (LB). На иллюстрации (А) передается только информация подтверждения (ACK/NACK). В одном варианте осуществления значение «+1» назначено всем двенадцати коэффициентам для положительного подтверждения (АСК), а значение «-1» назначено всем двенадцати коэффициентам для отрицательного подтверждения (NACK). На фиг.5 проиллюстрирована комбинация коэффициентов «+1» и «-1» для другого примера отрицательного подтверждения (NACK). Эти конкретные значения коэффициентов носят лишь иллюстративный характер, и могут быть использованы любые другие значения коэффициентов при условии, что в целом двенадцать коэффициентов для положительного подтверждения отличаются от двенадцати коэффициентов для отрицательного подтверждения. Кроме того, информация подтверждения не обязательно должна быть представлена в двенадцати коэффициентах, а может быть представлена в одном или нескольких коэффициентах. В некоторых вариантах осуществления ACK/NACK могут отличаться друг от друга одним коэффициентом. В других вариантах осуществления ACK/NACK могут отличаться друг от друга двумя коэффициентами, например (+1, +1) и (+1, -1). В других вариантах осуществления ACK/NACK могут отличаться друг от друга более чем двумя коэффициентами. При простейшем определении для различения АСК и NACK можно использовать один коэффициент. С точки зрения повышения точности определения для различения АСК и NACK предпочтительно использовать изменение фазы нескольких коэффициентов. Более того, коэффициенты не ограничиваются значениями «1» и «-1» и могут быть любыми другими комплексными числами. Следует заметить, что преимущество коэффициентов «+1» и «-1» заключается в простой смене знака. Поэтому один и тот же коэффициент можно перемножать со всеми элементарными посылками определенной кодовой последовательности CAZAC, как описано ниже.
В случае неверной идентификации АСК в качестве NACK в базовой станции ненужный пакет потенциально может быть повторно отправлен в пользовательское устройство. С другой стороны, в случае неверной идентификации NACK в качестве АСК в базовой станции пользовательское устройство потенциально может не получить пакет, необходимый для комбинации пакетов, что может привести к потере пакета и/или к существенному снижению качества из-за неверной комбинации последующих пакетов. Поэтому для предотвращения более существенных ошибок идентификации NACK в качестве АСК предпочтительно применять схемы ACK/NACK с использованием одного или большего количества коэффициентов.
На иллюстрации (В) передается только CQI. На данной иллюстрации CQI представлен пятью битами и предполагается, что отдельные биты представлены как CQI1, CQI2, CQI3, CQI4 и CQI5 в убывающем порядке от старшего бита. Один длинный блок связывается с любым битом из пяти битов. Другими словами, коэффициент для каждого из двенадцати блоков может быть любым из CQI1-CQI5. На данной иллюстрации один TTI предназначен для передачи старших битов большее или такое же количество раз, как и младших битов. Самый значимый бит CQI1 назначен для четырех блоков, CQI2 назначен для трех блоков, CQI3 назначен для двух блоков, CQI4 также назначен для двух блоков, а наименее значимый бит CQI5 назначен для одного блока. Таким образом, даже при возникновении ошибок можно предотвратить значительное искажение значения CQI.
На иллюстрации (С) информация подтверждения (ACK/NACK) и CQI передаются в одном TTI от одного пользователя. На данной иллюстрации три блока связаны с информацией подтверждения (ACK/NACK), а оставшиеся девять блоков связаны с CQI. Даже в случае передачи одним пользователем информации подтверждения (ACK/NACK) и CQI, при доступности нескольких TTI могут быть использованы схемы (А) и (В). Также при ухудшении состояния канала, например при перемещении пользователя из центра соты на периферию соты, пользователь может прекратить передачу CQI и передавать только обратную связь ACK/NACK. Информационные составляющие, подлежащие передаче в каналах управления восходящей линии связи, можно при необходимости изменять, например, используя сигнализацию с верхнего уровня.
Таким образом, модуль 306 формирования схемы модуляции блока на фиг.3 обеспечивает один коэффициент для каждого из двенадцати блоков и соответственно обеспечивает в целом двенадцать коэффициентов (коэффициенты с первого по двенадцатый) для одного TTI.
Модуль 308 модуляции блока на фиг.3 перемножает первый коэффициент со всеми элементарными посылками кодовой последовательности CAZAC (длина которых может быть привязана к длине одного длинного блока), назначенной пользовательскому устройству, для компоновки первого длинного блока, перемножает второй коэффициент со всеми элементарными посылками той же кодовой последовательности CAZAC для компоновки второго длинного блока и так далее. Аналогично модуль 308 модуляции блока компонует двенадцатый длинный блок, перемножая двенадцатый коэффициент со всеми элементарными посылками той же кодовой последовательности CAZAC, и в конечном счете формирует информационную последовательность, передаваемую в одном TTI. Кодовая последовательность CAZAC, обычно используемая для всех блоков, представляет собой ортогональную кодовую последовательность, назначенную в «домашней» соте для идентификации пользовательского устройства, а ее некоторые характеристики описаны ниже.
Модуль 310 дискретного преобразования Фурье (ДПФ) осуществляет дискретное преобразование Фурье для преобразования информации из временной области в частотную область.
RB2
Модуль 312 отображения поднесущих осуществляет отображение в частотной области. А именно, при использовании схемы мультиплексирования с разделением по частоте (FDM) для мультиплексирования нескольких пользовательских устройств модуль 312 отображения поднесущих отображает сигналы в полосу частот, назначенную в модуле 336 установки частоты. Схема FDM включает два вида схем FDM, именно - схема сосредоточенного FDM (localized FDM) и схема распределенного FDM (distributed FDM). В схеме сосредоточенного FDM отдельному пользователю назначаются полосы частот, последовательно расположенные на частотной оси. В схеме распределенного FDM сигналы нисходящей линии связи формируются с несколькими отделенными друг от друга частотными компонентами, распределенными по широкой полосе частот (выделенной полосе частот, F, для каналов управления восходящей линии связи).
Модуль 314 обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ) осуществляет обратное быстрое преобразование Фурье для обратного преобразования сигналов из частотной области во временную область.
Модуль 316 применения циклического префикса (СР) применяет циклический префикс (СР) к передаваемой информации. Циклический префикс (СР) служит в качестве защитного интервала для компенсации задержки многолучевого распространения (распространения по нескольким путям) и некоторого различия временных параметров (моментов времени) приема среди нескольких пользователей одной базовой станции.
Модуль 318 мультиплексирования мультиплексирует информацию в пилотный канал для формирования передаваемых символов. Пилотный канал передается в коротких блоках (SB1, SB2), как показано в конфигурации кадра на фиг.4.
Радиопередающий контур 320 осуществляет цифроаналоговое преобразование, преобразование частот, ограничение полосы частот и/или другие действия для передачи передаваемых символов на радиочастоте.
Усилитель 322 мощности регулирует мощность передачи.
Дуплексер 324 разделяет передаваемые сигналы и принимаемые сигналы для осуществления двусторонней связи.
Модуль 330 идентификации информации о коде идентифицирует информацию о коде, включая кодовую последовательность CAZAC (номер последовательности) для использования в пользовательском устройстве, величину циклического сдвига кодовой последовательности CAZAC и информацию, относящуюся к полосе частот передачи. Информацию о коде можно получать из широковещательной информации, передаваемой посредством широковещательных каналов, или можно передавать из базовой станции отдельно. Такая отдельная передача может осуществляться посредством передачи сигналов верхнего уровня, такого как канал управления L3. Как описано ниже во втором варианте осуществления, модуль 330 идентификации информации о коде определяет, какая ортогональная кодовая последовательность представлена набором коэффициентов (блочным кодом расширения спектра), перемноженных с несколькими блоками.
Модуль 332 формирования кода CAZAC формирует кодовую последовательность CAZAC в соответствии с номером последовательности, указанным в информации о коде.
Модуль 334 циклического сдвига получает другие коды циклическим преобразованием кодовой последовательности CAZAC в соответствии с величиной циклического сдвига, указанной в информации о коде.
Далее рассмотрены коды CAZAC.
Как показано на фиг.6, предполагается, что некоторый код А CAZAC имеет длину кода, равную L. Для удобства предполагается, что длина кода соответствует длительности L отсчетов или L элементарных посылок, но такое предположение несущественно для настоящего изобретения. Последовательность из Δ отсчетов (показанных в заштрихованной части), включая конец или L-й отсчет кода А CAZAC, сдвигается в начало кода А CAZAC, и в результате получается другой код В, как показано в нижней части фиг.6. В этом случае коды А и В CAZAC взаимно ортогональны с учетом Δ (Δ=0, …, (L-1)). Другими словами, некоторый код CAZAC и код, полученный циклическим сдвигом этого кода CAZAC, будут взаимно ортогональными. Поэтому, если существует одна кодовая последовательность с длиной кода, равной L, теоретически существует набор из L взаимно ортогональных кодов. Некоторый код А CAZAC не является ортогональным по отношению к другому коду С CAZAC, который не может быть получен циклическим сдвигом из кода А CAZAC. Тем не менее, степень взаимной корреляции между кодом А CAZAC и случайным кодом, не являющимся каким-либо кодом CAZAC, может быть существенно выше, чем между кодом А CAZAC и кодом С CAZAC. Поэтому код CAZAC может быть предпочтительным с точки зрения снижения взаимной корреляции (интерференции) между неортогональными друг другу кодами.
Δ
Δ
Δ
Δ
В данном варианте осуществления каждое пользовательское устройство использует код CAZAC, выбранный из набора кодов CAZAC, имеющих вышеупомянутые характеристики, то есть из набора кодовых последовательностей, полученных циклическим сдвигом некоторого кода CAZAC. В данном варианте осуществления L/L кодов, полученных циклическим сдвигом базового кода CAZAC в наборе из L взаимно ортогональных кодов на величину Δ (Δ=n×L и n=0, …, (L-1)/L), действительно используются в качестве пилотного канала мобильной станции. Значение L определяется на основе величины задержки многолучевого распространения. Таким образом, в каналах управления восходящей линии связи, передаваемых из определенных пользовательских устройств, возможно обеспечить должную взаимную ортогональность даже в условиях многолучевого распространения. Коды CAZAC подробно описаны, например, в D.C.Chu, "Polyphase codes with good periodic correlation properties", IEEE Trans. Inform. Theory, vol.IT-18, pp.531-532, July 1972; 3GPP, R1-050822; и Texas Instruments, "On allocation of uplink sub-channels in EUTRA SC-FDMA".
Модуль 336 установки частоты на фиг.3 указывает, какую частоту использует каждое пользовательское устройство в случае применения схемы FDM в каналах управления восходящей линии связи из нескольких пользовательских устройств.
L
S
L
S
L
S
Модуль 338 формирования пилотного сигнала формирует пилотный канал, включаемый в канал управления восходящей линии связи. Как упомянуто выше, пилотный канал передается в коротких блоках (SB1, SB2), как показано в конфигурации кадра на фиг.4. Пилотный канал также формируется из какого-либо кода CAZAC, назначенного для каждого пользовательского устройства. Код CAZAC для пилотного канала может определяться номером последовательности и величиной циклического сдвига. В общем случае, длинный блок и короткий блок имеют разную длину, разную длительность или разное количество элементарных посылок, поэтому код C CAZAC для длинного блока (LB) и код C CAZAC для короткого блока (SB) могут предоставляться отдельно. Следует заметить, что одно пользовательское устройство может использовать и короткий блок, и длинный блок, так что может присутствовать некоторая связь между кодами C и C CAZAC. Например, часть C может включаться в C.
Фиг.7 иллюстрирует базовую станцию в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. На фиг.7 показаны дуплексер 702, радиоприемный контур 704, модуль 706 оценки временных параметров приема, модуль 708 быстрого преобразования Фурье (БПФ), модуль 710 оценки канала, модуль 712 обратного отображения поднесущих, модуль 714 выравнивания в частотной области, модуль 716 обратного дискретного преобразования Фурье (ОДПФ), модуль 718 демодуляции, модуль 720 управления повторной передачей, планировщик 722 и модуль 724 установки информации о коде.
Дуплексер 702 разделяет передаваемые сигналы и принимаемые сигналы для осуществления двусторонней связи.
Радиоприемный контур 704 производит цифроаналоговое преобразование, преобразование частот, ограничение полосы частот и/или другие действия для обработки принимаемых символов в полосе частот исходных сигналов.
Модуль 706 оценки временных параметров приема идентифицирует временные параметры (моменты времени) приема на основании канала синхронизации или пилотного канала в принимаемом сигнале.
Модуль 708 быстрого преобразования Фурье (БПФ) осуществляет преобразование Фурье и преобразует информацию из временной области в частотную область.
Модуль 710 оценки канала оценивает состояние канала восходящей линии связи на основании условий приема пилотного канала восходящей линии связи и выдает информацию для компенсации канала.
Модуль 712 обратного отображения поднесущих осуществляет обратное отображение в частотной области. Эта операция выполняется в соответствии с отображением в частотной области, выполняемым отдельными пользовательскими устройствами.
Модуль 714 выравнивания в частотной области выполняет выравнивание принимаемых сигналов на основании значений оценки канала.
Модуль 716 обратного дискретного преобразования Фурье (ОДПФ) осуществляет обратное преобразование Фурье для преобразования сигналов частотной области во временную область.
Модуль 718 демодуляции демодулирует принимаемые сигналы. В данном варианте осуществления демодулируются каналы управления восходящей линии связи и выдаются CQI для каналов нисходящей линии связи и/или информация подтверждения (ACK/NACK) для каналов данных нисходящей линии связи.
Модуль 720 управления повторной передачей обеспечивает новый пакет или пакет для повторной передачи в зависимости от информации подтверждения (ACK/NACK).
Планировщик 722 определяет назначение ресурсов в нисходящей линии связи на основании CQI для нисходящей линии связи и/или других критериев. Планировщик 722 также определяет назначение ресурсов в восходящей линии связи на основании результатов приема пилотных каналов, передаваемых из пользовательских устройств и/или других критериев. Определенное таким образом назначение передается в качестве информации о планировании. Информация о планировании указывает частоту, длительность, формат передачи (схему модуляции данных, кодовую скорость в канале и/или другие параметры) для передачи сигналов.
На основании назначения, определенного планировщиком 722, модуль 724 установки информации о коде задает информацию о коде, включая номер последовательности, указывающий код CAZAC восходящей линии связи для использования в пользовательском устройстве, величину циклического сдвига, доступную полосу частот и/или другие параметры. Информация о коде может передаваться в пользовательские устройства совместно посредством широковещательных каналов или указываться для пользовательских устройств по отдельности. В первом случае необходимо, чтобы каждое пользовательское устройство могло однозначно выделять свою информацию о коде из широковещательной информации.
Δ
Δ
Фиг.8 иллюстрирует выполнение операций в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. В этом примере общая информация о коде, относящаяся ко всем пользовательским устройствам, передается посредством широковещательных каналов. Каждое из пользовательских устройств однозначным образом выделяет свою информацию о коде из широковещательной информации. Например, общая информация о коде может включать в себя фрагмент информации, указывающий, что в соте используются N кодовых последовательностей CAZAC (С#1, С#2, …, С#N), фрагмент информации, указывающий, что М величин циклического сдвига (0, L, …, (М-1)×L) возможны для каждой последовательности, фрагмент информации, указывающий, что используется схема FDM и доступно F полос частот (Bw1, Bw2, …, BwF) и/или другие фрагменты информации.
На шаге В1 базовая станция осуществляет планирование нисходящей линии связи для передачи в пользовательское устройство канала управления нисходящей линии связи (канала управления L1/L2), канала данных нисходящей линии связи и пилотного канала.
На шаге М1 пользовательское устройство идентифицирует информацию о кодах (информацию о коде для этого пользовательского устройства) для использования в канале управления восходящей линии связи на основании информации в канале управления нисходящей линии связи.
Δ
Δ
Фиг.9 иллюстрирует пример идентификации информации о коде, доступный на шаге М1. Для упрощения представлены две кодовые последовательности CAZAC (С#1, С#2). Для каждой из последовательностей предусмотрены три величины циклического сдвига (0, L, 2L). Также предусмотрены две возможные полосы частот (Bw1, Bw2). Соответственно, возможно различить двенадцать пользовательских устройств (2×3×2=12). Эти значения носят лишь иллюстративный характер и могут использоваться любые другие подходящие значения.
На шаге S1 пользовательское устройство проверяет свой номер Р назначения (Р=1, 2, …, 12), указанный в канале управления L1/L2 нисходящей линии связи.
Δ
На шаге S2 пользовательское устройство определяет, превышает ли номер Р назначения 3. Если результат определения НЕТ, (Р=1, 2, 3), пользовательское устройство определяет, что назначены последовательность номер С#1, величина циклического сдвига, равная (Р-1)×L, и полоса Bw1 частот. В противном случае, если номер назначения больше 3, выполнение переходит к шагу S3.
Δ
На шаге S3 пользовательское устройство определяет, превышает ли номер Р назначения 6. Если результат определения НЕТ, (Р=4, 5, 6), пользовательское устройство определяет, что назначены последовательность номер С#1, величина циклического сдвига, равная (Р-4)×L, и полоса Bw2 частот. В противном случае, если номер назначения больше 6, выполнение переходит к шагу S4.
Δ
Δ
На шаге S4 пользовательское устройство определяет, превышает ли номер Р назначения 9. Если результат определения НЕТ, (Р=7, 8, 9), пользовательское устройство определяет, что назначены последовательность номер С#2, величина циклического сдвига, равная (Р-7)×L, и полоса Bw1 частот. В противном случае, если номер назначения больше 9 (Р=10, 11, 12), пользовательское устройство определяет, что назначены последовательность номер С#2, величина циклического сдвига, равная (Р-10)×L, и полоса Bw2 частот.
Δ
Δ
Δ
Фиг.10 иллюстрирует примеры кодов CAZAC, величины циклического сдвига и полосы частот, получаемые в результате выполнения действий на фиг.9. Как показано, пользовательские устройства сначала мультиплексируются в соответствии со схемой мультиплексирования с кодовым разделением (CDM) с использованием одной кодовой последовательности CAZAC. Если количество пользовательских устройств дополнительно увеличивается, пользовательские устройства мультиплексируются с кодовым разделением в другой полосе частот с использованием той же кодовой последовательности CAZAC. Так схема CDM применяется в каждой из доступных полос частот. Другими словами, хотя применяются и CDM и FDM, применение CDM имеет более высокий приоритет. В случае, если количество мультиплексируемых пользовательских устройств превосходит количество пользовательских устройств, которые можно различить с использованием одной последовательности CAZAC в соответствии со схемами CDM и FDM, используется другая последовательность CAZAC, и эти пользовательские устройства мультиплексируются в соответствии со схемами CDM и/или FDM. Предполагается, что в соте используется N кодовых последовательностей CAZAC (С#1, С#2, …, С#N), для каждой последовательности применяется М величин циклического сдвига (0, L, …, (М-1)×L), применяется схема FDM и доступно F полос частот (Bw1, Bw2, …, BwF). Исходя из этих предположений, номер кодовой последовательности CAZAC представляется округлением в большую сторону до целого величины (P/(M×F)). Номером используемой полосы частот будет ((P-(n-1)×(M×F))/M). Величина циклического сдвига представляется произведением L и (P-((n-1)×(M×F))-(f-1)×M=P mod M).
В варианте осуществления, иллюстрируемом в связи с фиг.9 и 10, если номер назначения или степень мультиплексирования пользователей больше трех, начинает использоваться другая полоса частот (Bw2). С другой стороны, даже если степень мультиплексирования пользователей больше трех и меньше или равна шести, может использоваться та же полоса частот Bw1 и взамен может использоваться другая кодовая последовательность С#2 CAZAC. Коды С#1 и С#2 CAZAC соотносятся так, что не могут быть получены один из другого циклическим сдвигом и не являются взаимно ортогональными. С другой стороны, коды С#1 и С#2 CAZAC имеют сравнительно низкое значение взаимной корреляции.
Таким образом, информацию о коде для каждого пользовательского устройства можно выделить из широковещательной информации и информации Р о назначении. Выделенная информация о коде подается в модуль 332 формирования кода CAZAC, модуль 334 циклического сдвига, модуль 336 установки частоты и модуль 338 формирования пилотного сигнала на фиг.3.
На шаге М2 на фиг.8 пользовательское устройство определяет, не содержится ли ошибка в каждом пакете канала данных нисходящей линии связи. Такую проверку можно реализовать, например, по схеме контроля с помощью циклического избыточного кода CRC (Cyclic Redundancy Check). Иначе определение ошибок можно реализовать по любой другой подходящей схеме обнаружения ошибок, которые хорошо известны в этой области техники. Пользовательское устройство определяет, какой из двух откликов должен быть отправлен в ответ на каждый пакет: положительный отклик (ACK), указывающий на отсутствие ошибки (или приемлемость ошибки при ее наличии), и отрицательный отклик (NACK), указывающий на наличие ошибки. Информация подтверждения формируется из положительного отклика (ACK) и отрицательного отклика (NACK).
На шаге М3 пользовательское устройство измеряет качество приема пилотного канала нисходящей линии связи и получает CQI преобразованием измеренного качества приема в числовое значение в пределах определенного диапазона. Например, если качество приема представлено 32 уровнями, 5-битное значение CQI можно получить преобразованием текущего качества приема (например, SIR) в числовое значение, отражающее уровень, которому соответствует качество приема.
Шаги М2 и М3 не обязательно выполнять в таком порядке. Определение информации подтверждения и измерение CQI можно выполнять в любые подходящие моменты времени.
На шаге М4 формируется канал управления восходящей линии связи для передачи в базовую станцию информации подтверждения (ACK/NACK) и/или CQI. Как упомянуто выше, модуль формирования схемы модуляции блока на фиг.3 предоставляет один коэффициент для каждого из двенадцати блоков и, соответственно, обеспечивает в целом двенадцать коэффициентов (коэффициенты с первого по двенадцатый) для одного TTI. Один или большее количество из двенадцати коэффициентов представляет информацию подтверждения или CQI. Канал управления восходящей линии связи может иметь структуру кадра, как показано на фиг.4 и 5. Например, первый длинный блок (LB1) формируется перемножением первого коэффициента с одной (циклически сдвинутой) кодовой последовательностью CAZAC, назначенной пользовательскому устройству. Второй длинный блок (LB2) формируется перемножением второго коэффициента с той же самой кодовой последовательностью CAZAC. Аналогично, К-й длинный блок (LBK) формируется перемножением К-го коэффициента с той же самой кодовой последовательностью CAZAC. Таким образом, кадр канала управления восходящей линии связи содержит двенадцать длинных блоков.
Канал управления восходящей линии связи, сформированный, как описано выше, передается из пользовательского устройства в базовую станцию в выделенной полосе частот.
На шаге В2 базовая станция принимает и демодулирует каналы управления восходящей линии связи из нескольких пользовательских устройств. Хотя пользовательские устройства передают сходные каналы управления восходящей линии связи, пользовательские устройства могут использовать кодовые последовательности CAZAC с различной величиной циклического сдвига, различные полосы частот или различные кодовые последовательности CAZAC. Как упоминалось выше, только один коэффициент перемножается со всей кодовой последовательностью CAZAC для различных длинных блоков, и, таким образом, базовая станция может складывать каналы управления восходящей линии связи, принимаемые в одинаковой фазе, из различных пользовательских устройств. В результате возможно обеспечить ортогональность между кодами CAZAC с различными величинами циклического сдвига той же последовательности, тем самым базовая станция способна ортогонально разделять отдельные сигналы из пользовательских устройств. Даже при использовании неортогональных кодов CAZAC возможно различать пользовательские устройства с меньшим уровнем интерференции, чем при использовании случайных последовательностей. Кроме того, базовая станция может определять содержание информации подтверждения и/или CQI путем определения коэффициентов с первого по двенадцатый, используемых в каналах управления восходящей линии связи для соответствующих пользовательских устройств.
На шаге В3 базовая станция осуществляет управление повторной передачей, назначение ресурсов и/или другие операции на основании информации подтверждения (ACK/NACK) и/или CQI, передаваемых из пользовательских устройств посредством канала управления восходящей линии связи.
Второй вариант осуществления
Фиг.11 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пользовательское устройство, использующее блочные коды расширения спектра в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения. Представленное пользовательское устройство почти идентично пользовательскому устройству на фиг.3 и отличается использованием блочного кода расширения спектра (BLS, block spreading code). Пользовательское устройство на фиг.11 включает в себя модуль 335 расширения спектра блока. Модуль 335 расширения спектра блока обеспечивает набор из заранее определенного количества коэффициентов (блочных кодов расширения спектра), каждый из которых перемножается с каждым длинным блоком (LB). Блочный код расширения спектра представляет собой ортогональную кодовую последовательность, а информация из модуля 330 идентификации информации о коде определяет, какая ортогональная кодовая последовательность используется.
Фиг.12 иллюстрирует базовую станцию, использующую блочные коды расширения спектра в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения. Представленная базовая станция почти идентична базовой станции на фиг.7 и отличается использованием блочного кода расширения спектра (BLS). Базовая станция на фиг.12 определяет информацию (информацию о коде), указывающую используемый блочный код расширения спектра, а также номер последовательности, указывающий кодовую последовательность CAZAC, величину циклического сдвига и доступную полосу частот.
Фиг.13 иллюстрирует пример подкадров для первого пользовательского устройства UE1 и второго пользовательского устройства UE2 без перемножения блочных кодов расширения спектра. Хотя и первое, и второе пользовательские устройства используют некоторую кодовую последовательность CAZAC (CAZAC1), первое и второе пользовательские устройства используют разные величины циклического сдвига (Δ). Соответственно, два подкадра, передаваемые пользовательскими устройствами, взаимно ортогональны. "Mod. а" представляет данные, то есть коэффициент умножения, модулируемый в первом длинном блоке для первого пользовательского устройства UE1. "Mod. a" - "Mod. f" соответствуют коэффициентам с первого по шестой (или коэффициентам с седьмого по восьмой) для первого пользовательского устройства UE1. "Mod. u" - "Mod. z" соответствуют коэффициентам с первого по шестой (или коэффициентам с седьмого по восьмой) для второго пользовательского устройства UE2.
Фиг.14 иллюстрирует пример, в котором блочные коды расширения спектра перемножаются с отдельными длинными блоками для первого и второго пользовательских устройств UE1 и UE2. В приведенном примере для каждого из длинных блоков для пользовательских устройств предусмотрен определенный коэффициент (в дополнение к данным о модуляции). Этот коэффициент образует блочный код расширения спектра (BLSC), и в соответствии с пунктирным выделением прямоугольников на иллюстрации для первого и второго пользовательских устройств UE1 и UE2 применяются ортогональные коды (1, 1) и (1, -1) соответственно. Как упоминалось в связи с первым вариантом осуществления, если один и тот же коэффициент (значение) перемножается с одним или большим количеством длинных блоков, код CAZAC для формирования длинных блоков сохраняет ортогональность. Поэтому если набор коэффициентов, перемножаемых с каждым из нескольких блоков, ортогонален среди пользовательских устройств, то отдельные коды для пользовательских устройств могут быть сделаны ортогональными при обеспечении ортогональности кодов CAZAC. Следует заметить, что несколько блоков, перемножаемых с одним ортогональным кодом, должны иметь одинаковое содержание. В приведенном примере первый и второй коэффициенты для первого пользовательского устройства UE1 представляют собой обычно "Mod. а", третий и четвертый коэффициенты представляют собой обычно "Mod. b", а пятый и шестой коэффициенты представляют собой обычно "Mod. с". Аналогично, первый и второй коэффициенты для второго пользовательского устройства UE2 представляют собой обычно "Mod. x", третий и четвертый коэффициенты представляют собой обычно "Mod. у", а пятый и шестой коэффициенты представляют собой обычно "Mod. z". Поэтому в первом и двенадцатом коэффициентах объем переносимой информации ограничен, но в силу сравнительно малого количества битов, требуемых для представления ACK/NACK и/или других сигналов, упоминавшихся в связи с фиг.5, это ограничение не является критичным.
Поскольку для различения первого и второго пользовательских устройств UE1 и UE2 могут быть использованы блочные коды расширения спектра (1, 1) и (1, -1), для первого и второго пользовательских устройств можно использовать одинаковую величину сдвига для кодов CAZAC. Другими словами, нет необходимости использовать различные величины Δ циклического сдвига. Для удобства были описаны коэффициенты, перемножаемые с длинными блоками, но часть коэффициентов может перемножаться с короткими блоками (SB).
Фиг.15 иллюстрирует пример структуры коэффициентов с первого по двенадцатый и блочных кодов расширения спектра. На фиг.15 (1) приведен пример, подобный примеру на фиг.14, и предполагается, что АСК, иллюстрируемый на фиг.5, представлен коэффициентами с первого по двенадцатый. Далее на фиг.15 (1) ортогональная кодовая последовательность перемножается для каждой пары блоков, и можно различить первое и второе пользовательские устройства.
Фиг.15 (2) иллюстрирует пример, когда длина ортогонального кода расширения спектра равна четырем. В этом случае четыре коэффициента перемножаются с четырьмя длинными блоками и четыре пользовательских устройства мультиплексируются с кодовым разделением. В приведенном примере используются четыре ортогональных кода (+1, +1, +1, +1), (+1, -1, +1, -1), (+1, +1, -1, -1) и (+1, -1, -1, +1). Как упоминалось выше, в подкадрах, передаваемых из пользовательских устройств, в четырех блоках должны модулироваться одинаковые данные (например, "Mod. а" для первого пользовательского устройства). Таким образом, длина кода не ограничивается двумя или четырьмя, и могут использоваться ортогональные коды любой другой подходящей длины. Например, длина кода может определяться в базовой станции в зависимости от количества пользовательских устройств, полос частот и/или других параметров.
Фиг.15 (3) иллюстрирует пример передачи CQI. Подобно случаю на фиг.5 (В), отдельные биты CQI обозначены как CQI1-CQI5.
В этом случае могут использоваться любые подходящие ортогональные коды. Как показано, элементы ортогонального кода могут иметь значения "+1" и "-1" или представляться в виде фазового множителя, такого как (1, 1, 1), (1, exp(j2π/3), exp(j4π/3)) и (1, ехр(j4π/3), ехр(j2π/3)).
В соответствии с данным вариантом осуществления за счет использования не только величин циклического сдвига кодов CAZAC, но и блочных кодов расширения спектра, возможно достичь большего количества степеней ортогонального мультиплексирования пользователей, нежели чем в случае первого варианта осуществления. В случае совместного использования схем CDM и FDM схема CDM увеличивает количество доступных степеней мультиплексирования пользователей, что может дополнительно сократить изменения полосы частот, вызываемые применением схемы FDM. Это позволяет сделать сообщения об изменениях полосы частот менее частыми и снизить связанное с этим использование радиоресурсов.
Третий вариант осуществления
Фиг.16 иллюстрирует пользовательское устройство, использующее блочные коды расширения спектра в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения. Иллюстрируемое пользовательское устройство отличается от пользовательского устройства на фиг.11 тем, что пользовательское устройство на фиг.16 способно передавать в одном длинном блоке от нескольких битов до нескольких десятков битов информации. Пользовательское устройство на фиг.16 содержит модуль 340 формирования последовательности передаваемых данных вместо модуля формирования схемы модуляции блока. Кроме того, представленное пользовательское устройство не использует последовательности CAZAC, поэтому исключены модуль 332 формирования кода CAZAC и модуль 334 циклического сдвига.
Модуль 340 формирования последовательности передаваемых данных формирует последовательность данных, отражающую информацию подтверждения (ACK/NACK) или CQI.
Модуль 308 модуляции блока связывает последовательность передаваемых данных, полученную из модуля 340 формирования последовательности передаваемых данных, с одним длинным блоком и перемножает каждый длинный блок с ортогональной кодовой последовательностью. Затем модуль 308 модуляции блока перемножает каждый из длинных блоков, перемноженных с ортогональной кодовой последовательностью, с набором, состоящим из заранее определенного количества коэффициентов (блочных кодов расширения спектра), предоставляемых модулем 335 расширения спектра блока, как описано ниже.
Модуль 335 расширения спектра блока предоставляет набор коэффициентов (блочных кодов расширения спектра) и перемножает каждый из коэффициентов с каждым длинным блоком (LB). Блочные коды расширения спектра представляют собой ортогональные кодовые последовательности, а информация, подаваемая из модуля 330 идентификации информации о коде, указывает, какой ортогональный код используется.
Фиг.17 иллюстрирует пример формирования последовательности передаваемых данных, перемноженных с ортогональными кодовыми последовательностями, отображенными в длинные блоки.
1
2
N
1
2
3
4
M
1
2
3
4
M
Формируется последовательность данных от нескольких битов до нескольких десятков битов, отражающая информацию подтверждения (ACK/NACK) или CQI, например, "a, а, …, a", где N - целое больше нуля. Также обеспечивается ортогональная последовательность "C, C, С, C, …, a", где М - целое больше нуля. Например, если коэффициент расширения спектра равен М, то обеспечивается "C, C, С, C, …, C". Ниже описан пример, когда коэффициент расширения спектра равен четырем, но настоящий вариант осуществления может аналогично применяться и в других случаях, когда коэффициент расширения спектра отличается от четырех.
1
1
1
2
1
3
1
4
2
1
4
4
Ортогональная последовательность перемножается с последовательностью данных. Другими словами, производятся перемножения "a×C", "a×C", "а×С", "a×C", "a×C", …, "a×C". Затем для каждой ортогональной последовательности выполняется перераспределение.
В результате формируется некоторое количество блоков, соответствующих коэффициенту расширения спектра (кодовой последовательности расширения спектра), в которых ортогональная последовательность перемножена с последовательностью данных. Эти блоки отображаются в длинные блоки и затем перемножаются с блочным кодом расширения спектра.
В соответствии с первым вариантом и вторым вариантом осуществления в пользовательских устройствах в каждом длинном блоке может передаваться только один бит информации. Однако в данном варианте осуществления возможно передавать несколько битов информации, например N битов информации.
Например, в случае, когда коэффициент расширения спектра равен четырем и передаваемая информация содержит четыре бита, эти четыре бита могут передаваться в четырех длинных блоках, что, по существу, то же самое, как и передача одного бита информации в одном длинном блоке. Тем не менее, в случае, когда коэффициент расширения спектра равен четырем, а передаваемая информация содержит 12 битов, эти 12 битов могут передаваться в четырех длинных блоках, что, по существу, означает передачу трех битов информации в одном длинном блоке.
Фиг.18 иллюстрирует базовую станцию, использующую блочные коды расширения спектра в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения. Представленная базовая станция почти идентична базовой станции на фиг.12 и отличается тем, что в базовой станции на фиг.18 не требуется устанавливать номер последовательности, указывающий кодовую последовательность CAZAC, и величину циклического сдвига. В базовой станции на фиг.18 модуль 724 установки информации о коде задает информацию (информацию о коде), указывающую доступную полосу частот и используемый блочный код расширения спектра.
Кроме того, в данном варианте осуществления блочный код расширения спектра может использоваться для различения пользовательских устройств. Например, если длина ортогонального кода расширения спектра равна четырем, то четыре коэффициента перемножаются с каждыми четырьмя длинными блоками. Например, при кодовом мультиплексировании четырех пользовательских устройств используются четыре ортогональных кода (+1, +1, +1, +1), (+1, -1, +1, -1), (+1, +1, -1, -1) и (+1, -1, -1, +1). Длина кода не ограничивается четырьмя, и могут применяться ортогональные коды любой другой подходящей длины. Например, длина кода может определяться в базовой станции в зависимости от количества пользовательских устройств, полос частот и/или других данных.
Следует заметить, что могут быть использованы любые подходящие ортогональные коды. Как показано, элементы кода могут принимать значения "+1" и "-1" или представляться в виде фазового множителя, такого как (1, 1, 1), (1, exp(j2π/3), exp(j4π/3)) и (1, exp(j4π/3), exp(j2π/3)).
В соответствии с данным вариантом осуществления блочные коды расширения спектра используются для ортогональной CDM передачи, и поэтому возможно передавать большее количество битов, нежели чем в первом и втором вариантах осуществления при использовании величин циклического сдвига последовательностей CAZAC.
Кроме того, пользовательские устройства возможно различать путем перемножения ортогональных кодов (блочных кодов расширения спектра) с длинными блоками.
Кроме того, ортогональная схема CDM реализуется применением блочного расширения спектра для других последовательностей, где применимо блочное расширение спектра, например для других последовательностей, формируемых циклическим сдвигом последовательностей CAZAC, как упоминалось в связи со вторым вариантом осуществления.
Для удобства настоящее изобретение описано со ссылкой на отдельные различные варианты осуществления, но разделение вариантов осуществлений несущественно для настоящего изобретения, и при необходимости могут быть совместно использованы два или большее количество вариантов осуществлений. Для облегчения понимания настоящего изобретения было использовано несколько определенных числовых значений, но эти числовые значения носят лишь иллюстративный характер, и могут быть использованы любые другие подходящие значения, если не указано иначе.
Настоящее изобретение описано со ссылкой на конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, но эти варианты осуществления носят лишь иллюстративный характер, и специалистам в данной области техники будут очевидны различные возможные вариации, модификации, изменения и замены. Устройства согласно вариантам осуществления настоящего изобретения для удобства объяснения описаны со ссылкой на функциональные блок-схемы, но эти устройства могут быть реализованы аппаратными средствами, программными средствами или их комбинацией. Настоящее изобретение не ограничено вышеописанными вариантами осуществления, и специалистами в данной области могут быть выполнены вариации, модификации, изменения и замены без отклонения от сути настоящего изобретения.
Настоящая заявка основана на приоритетных заявках Японии №2006-272352, поданной 03 октября 2006 года, №2006-298313, поданной 01 ноября 2006 года, и №2007-001855, поданной 09 января 2007 года, содержание которых целиком включено в настоящий документ посредством ссылки.