КОНКУРЕНТНАЯ ПЕРЕДАЧА С БЕСКОНКУРЕНТНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ВРЕМЕНИ ОЖИДАНИЯ В СЕТЯХ С УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ LTE И УЛУЧШЕННЫМ ФИЗИЧЕСКИМ ВОСХОДЯЩИМ УПРАВЛЯЮЩИМ ПОТОКОМ (ФВУкан)
CONTENTION-BASED TRANSMISSION WITH CONTENTION-FREE FEEDBACK FOR REDUCING LATENCY IN LTE ADVANCED NETWORKS AND ENHANCED PHYSICAL UPLINK CONTROL CHANNEL

Область техники, к которой относится изобретение
Варианты осуществления относятся к беспроводной связи. Некоторые варианты осуществления относятся к стандарту, известному как «Усовершенствованное долгосрочное развитие сетей связи» (ДР) (LTE) и именуемому как УДР (LTE-A), на перспективную универсальную наземную сеть радиодоступа (E-UTRAN) по проекту партнерства третьего поколения (3GPP), выпуск 10.
Уровень техники
Одна проблема при передаче данных по беспроводной сети, такой как сеть 3GPP с УДР, состоит в наличии времени ожидания, связанного с доступом к восходящей линии связи. Когда AT имеет подлежащие отправке данные, этот AT может запрашивать выделение ресурса (т.е. полосы пропускания) на восходящем канале для передачи этих данных к расширенному узлу В (рУВ) (eNB) (т.е. к базовой станции с ДР). Конкуренция и конфликты в канале произвольного доступа (КанПД) (RACH), а также непроизводительные затраты, связанные с использованием традиционной процедуры КанПД, приводят к длительным задержкам для АО.
Таким образом, имеются общие потребности в способах снижения времени ожидания, связанного с традиционными запросами на выделение ресурса восходящего канала в сетях с ДР. Существуют также общие потребности в улучшенном восходящем управляющем канале.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 иллюстрирует рУВ и АО в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг.2 представляет собой блок-схему алгоритма для процедуры выделения ресурса со сниженным временем ожидания в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг.3 иллюстрирует структуру улучшенного физического восходящего управляющего канала (ФВУКан) (PUCCH) в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Подробное описание
Нижеследующее описание и чертежи в достаточной мере иллюстрируют конкретные варианты осуществления, чтобы дать возможность специалисту осуществить их на практике. Прочие варианты осуществления могут включать в себя конструктивные, логические, электрические, процедурные и иные изменения. Части и признаки некоторых вариантов осуществления могут быть включены в другие варианты осуществления или заменены в них. Изложенные в формуле изобретения варианты осуществления охватывают все доступные эквиваленты этой формулы изобретения.
Фиг.1 иллюстрирует рУВ и AT в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Расширенный узел В (рУВ) 102 и абонентский терминал (AT) 104 могут работать как часть сети с усовершенствованной ДР (УДР) и могут осуществлять связь друг с другом, используя множество каналов. Расширенный узел В (рУВ) 102 может осуществлять связь со множеством AT, в том числе с AT 104, с помощью метода множественного доступа с ортогональным разделением частот (МДОРЧ) (OFDMA) в нисходящей линии связи, a AT 104 может осуществлять связь с рУВ 102 с помощью метода множественного доступа с разделением частот и единственной несущей (МДРЧ-ЕН) (SC-FDMA) в восходящей линии связи. Нисходящие каналы могут включать в себя, среди прочих, физический нисходящий совместно используемый канал (ФНСИКан) (PDSCH) и физический широковещательный управляющий канал (ФШВУКан) (РВССН). Восходящие каналы могут включать в себя, среди прочих, канал произвольного доступа (КанПД) (RACH), физический восходящий управляющий канал (ФВУКан) (PUCCH) и физический восходящий совместно используемый канал (ФВСИКан) (PUSCH). ФВСИКан обычно используется совместно несколькими AT для передачи информационных данных к рУВ 102 в соответствии с методом МДЧР-ЕН.
В соответствии с вариантами осуществления, AT 104 может передавать состязательную последовательность на первом физическом восходящем канале к расширенному узлу В (рУВ) 102 и может передавать данные, запрашивающие восходящие ресурсы, на втором физическом восходящем канале к рУВ 102. Состязательная последовательность может передаваться на первом физическом восходящем канале в соответствии с форматом, который назначен расширенным узлом В 102. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления AT 104 может передавать состязательную последовательность на ФВУКан к рУВ 102 и передавать данные на ФВСИКан к рУВ 102. Состязательная последовательность может передаваться на ФВУКан в соответствии с форматом, который назначен расширенным узлом В 102. Состязательная последовательность может быть либо случайно выбранной абонентским терминалом 104, либо назначенной расширенным узлом В 102.
В этих вариантах осуществления AT 104 может передавать состязательную последовательность на ФВУКан к рУВ 102 и передавать данные на ФВСИКан к рУВ 102, когда AT 104 запрашивает выделение ресурсов (т.е. предоставление полосы пропускания или выделение ресурсов) для последующей восходящей передачи данных. В этих вариантах осуществления AT 104 может использовать ФВУкан и ФВСИКан для произвольного доступа. Передача данных на ФВСИКан может быть запросом на восходящую полосу пропускания для последующей восходящей передачи данных.
КанПД, ФВУКан и ФВСИКан определяются в значениях частотных и временных ресурсов. ФВУКан и ФВСИКан могут содержать один или более ресурсных блоков (РБ) (RB) и один или более временных сегментов или символов МДОРЧ. Каждый РБ может содержать заранее заданное число поднесущих (к примеру, двенадцать).
В некоторых вариантах осуществления перед передачей состязательной последовательности на ФВУКан и передачей данных на ФВСИКан AT 104 может принимать выделение ресурсов ФВУКан и ФВСИкан от рУВ 102 для использования ФВУКан и ФВСИКан для произвольного доступа (т.е. передачи состязательной последовательности на ФВУКан). Это выделение ресурсов может приниматься абонентским терминалом 104 в нисходящем управляющем канале от рУВ 102. Нисходящий управляющий канал может быть ФШВУКан (для широковещательных выделений) или ФНСИКан (для одноадресных выделений).
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления состязательная последовательность может передаваться на ФВУКан, а данные могут передаваться на ФВСИКан одновременно в одном и том же подкадре. Когда имеется ограничение на одновременную передачу абонентским терминалом 104 в одном и том же подкадре, состязательную последовательность можно передавать на ФВУКан, а данные можно передавать на ФВСИКан в разных подкадрах и с фиксированным временным сдвигом между ними.
В некоторых вариантах осуществления передачу данных на ФВСИКан можно выполнять без восходящего предоставления ресурсов абонентскому терминалу 104 расширенным узлом В 102. В этом случае можно достичь значительного сокращения времени ожидания. В некоторых вариантах осуществления рУВ 102 может выделять ресурсы на ФВУКан и ФВСИКан абонентскому терминалу 104 для передачи восходящего выделения ресурсов вместо восходящего графика данных. Данные, передаваемые абонентским терминалом 104 на ФВСИКан, могут передаваться в соответствии с форматом одноадресного предоставления ресурсов (т.е. типичная восходящая передача, как при одноадресном предоставлении ресурсов).
Данные, передаваемые абонентским терминалом 104 на ФВСИКан, могут включать в себя информацию идентификации (ID), уникальную для AT 104, которая была ранее выделена расширенным узлом В 102, чтобы дать возможность расширенному узлу В 102 однозначно идентифицировать конкретный AT 104, который передал данные на ФВСИКан. Данные могут также указывать, что AT 104 запрашивает восходящие канальные ресурсы для последующей передачи данных. Соответственно, рУВ 102 способен определить, какой AT послал данные на ФВСИКан.
В некоторых вариантах осуществления состязательная последовательность может считаться кодовым словом, уникальным для AT 104. Состязательная последовательность может также рассматриваться как состязательная преамбула.
Соотношение или отображение между данными, посланными на ФВСИКан (к примеру, ассоциация с конкретным AT), и последовательностью, посланной на ФВУКан, можно определить так, что рУВ 102 может связать состязательную последовательность, принятую в ФВУКан, и данные, принятые в ФВСИКан. Данные могут быть более чувствительными к столкновению и прочим канальным ухудшениям. В результате состязательная последовательность может быть обнаружена, но данные могут потеряться. В этих вариантах осуществления в качестве отступления может быть выполнена более традиционная процедура КанПД. Эти варианты осуществления описаны более подробно ниже.
Когда рУВ 102 неспособен обнаружить данные, переданные на ФВСИКан (к примеру, вследствие шума или вследствие столкновения), но способен обнаружить состязательную последовательность, этот рУВ 102 можно сконфигурировать так, чтобы он следовал более традиционной процедуре КанПД в качестве отступления, когда состязательная последовательность была произвольно выбрана абонентским терминалом 104 (т.е. не назначена расширенным узлом В 102). Когда рУВ 102 неспособен обнаружить данные, переданные на ФВСИКан, но способен обнаружить состязательную последовательность, рУВ 102 можно сконфигурировать так, чтобы он следовал более традиционной процедуре планирования запроса (SR) в качестве отступления, когда состязательная последовательность была назначена абонентскому терминалу 104.
Более традиционная процедура КанПД может включать в себя передачу с рУВ 102 отклика с произвольной выборкой (ОПВ) (RAR) на ФНСИКан, который включает в себя обозначение обнаруженной последовательности вместе с информацией тактирования.
Предоставление восходящих ресурсов может быть выполнено, если последовательность в ОПВ соответствует состязательной последовательности, переданной абонентским терминалом 104, и AT 104 подтверждает прием ОПВ. Когда последовательность в ОПВ не соответствует состязательной последовательности, переданной абонентским терминалом 104, AT 104 воздерживается от подтверждения ОПВ (т.е. прерывистая передача (DTX)). Аналогично, когда AT 104 не принимает или неспособен декодировать ОПВ, никакой отклик не посылается абонентским терминалом 104 (также DTX).
В обсужденных выше вариантах осуществления может использоваться существующий физический уровень (PHY), выполненный в соответствии с ДР, однако возможность, подобная ФВУКан, и возможность, подобная ФВСИКан, могут быть предусмотрены совместно. В других вариантах осуществления, обсуждаемых ниже, предлагается расширенный физический уровень с ДР. В этих вариантах осуществления AT 104 может быть выполнен для передачи состязательной последовательности в участке опорного сигнала в ФВУКан и для передачи данных в участке регулярных данных в ФВУКан. Данные можно посылать в одном или нескольких РБ в участке данных ФВУКан, и два символа МДОРЧ могут выделяться для опорного сигнала.
В некоторых вариантах осуществления участок опорного сигнала ФВУКан может быть участком, выделенным для передачи демодуляционной опорной последовательности (ДОП) (DMRS). Участок опорного сигнала может быть мультиплексирован по времени с символами данных. Эти варианты осуществления обсуждаются ниже более подробно.
В этих вариантах осуществления состязательная последовательность может передаваться в соответствии с форматом, который назначен расширенным узлом В 102. Эта состязательная последовательность может быть либо выбрана случайным образом абонентским терминалом 104, либо назначена расширенным узлом В 102. Данные, передающие данные на ФВУКан, могут включать в себя идентификационную информацию, уникальную для AT 104, которая ранее назначена расширенным узлом В 102, чтобы дать возможность рУВ 102 однозначно идентифицировать AT 104, который передал данные на ФВУКан. Данные, передающие данные на ФВУКан, могут также указывать, что AT 104 запрашивает восходящие канальные ресурсы для последующей восходящей передачи данных. В некоторых вариантах осуществления для передачи данных вместо ФВУКан можно использовать ФВСИКан.
В некоторых вариантах осуществления эта передача может наблюдаться как разделенная передача ALOHA и может обеспечивать минимальное время ожидания доступа для последующей передачи информации. В некоторых вариантах осуществления рУВ 102 может быть выполнен для обнаружения двух или более состязательных последовательностей одновременно, когда связанным AT назначаются особым образом выполненные опорные сигналы.
В соответствии с вариантами осуществления рУВ 102 может использовать две или более антенн и AT 104 может использовать две или более антенн, чтобы обеспечить соединения от множества входов ко множеству выходов (МВх-МВых) (MIMO). В некоторых вариантах осуществления рУВ 102 может использовать до восьми или более антенн и может быть выполнен для осуществления многопользовательских соединений МВх-МВых, в которых символы для каждого AT могут быть особым образом предварительно закодированы для каждого AT перед нисходящей передачей на ФНСИКан.
Расширенный узел В 102 и абонентский терминал 104 могут включать в себя несколько раздельных функциональных элементов, причем один или несколько функциональных элементов могут комбинироваться и могут воплощаться комбинацией программно конфигурируемых элементов, таких как элементы обработки, включающие в себя цифровые сигнальные процессоры (ЦСП) (DSP) и (или) иные аппаратные элементы. Например, некоторые элементы могут содержать один или несколько микропроцессоров, ЦСП, специализированных интегральных микросхем (СИМС) (ASIC), высокочастотных интегральных микросхем (ВЧИС) (RFIC) и комбинации разнообразных аппаратных и логических схем для выполнения по меньшей мере описанных здесь функций. В некоторых вариантах осуществления функциональные элементы могут включать в себя одну или несколько процедур, осуществляемых на одном или нескольких обрабатывающих элементах. Помимо этого рУВ 102 и AT 104 могут каждый включать в себя схему физического уровня для передачи и приема высокочастотных сигналов и схемы уровня управления доступом к среде (УДС) (MAC) для управления доступом к беспроводной среде.
Фиг.2 является процедурой выделения ресурсов с сокращенным временем ожидания в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Процедуру 200 может выполнять рУВ, такой как рУВ 102 (фиг.1) и AT, такой как AT 104 (фиг.1).
В операции 202 AT 104 может передавать как состязательную последовательность, так и данные. Состязательную последовательность можно передавать на ФВУКан к рУВ 102, а данные можно передавать на ФВСИКан к рУВ 102. Состязательная последовательность может передаваться в соответствии с форматом, назначенным расширенным узлом В 102, и может либо выбираться случайно абонентским терминалом 104, либо назначаться расширенным узлом В 102. Данные могут включать в себя идентификационную информацию, уникальную для AT 104, и могут указывать, что AT 104 запрашивает восходящие канальные ресурсы для последующей восходящей передачи данных.
В операции 204 AT 104 может определять, когда рУВ 102 принимает данные от AT 104 (т.е. без состязания). Когда данные успешно принимаются расширенным узлом В 102, AT 104 может принимать выделение восходящих ресурсов, и можно выполнять операцию 206. В операции 206 AT 104 может передавать информацию к рУВ 102 в соответствии с назначенными восходящими ресурсами, обеспечивая быстрый доступ.
Когда данные, передаваемые в операции 202, не принимаются успешно расширенным узлом В 102, в операции 208 рУВ 102 может определять, успешно ли принята расширенным узлом В 102 состязательная последовательность, переданная в операции 202. Когда состязательная последовательность принята успешно, рУВ 102 может передавать ОПВ (как описано выше) как часть процедуры КанПД в операции 210.
Когда состязательная последовательность, переданная в операции 202, не принята успешно расширенным узлом В 102 в операции 208, AT 104 не принимает ОПВ, идентифицирующее состязательную последовательность, и может повторно передавать состязательную последовательность и данные к рУВ 102 в операции 202.
В качестве части процедуры КанПД в операции 210 AT 104 может принимать предоставление КанПД в восходящих ресурсах. В операции 212 AT 104 может передавать восходящую информацию в соответствии с предоставлением КанПД (к примеру, на восходящие ресурсы, выделенные этому AT 104 на ФВСИкан).
Фиг.3 иллюстрирует структуру улучшенного ФВУКан в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Улучшенный ФВУКан 300 можно рассматривать как расширение ФВУКан по выпуску 8 ДР, сконфигурированное в формате 1/1a/1b. Улучшенный ФВУКан может использоваться абонентским терминалом для запрашивания восходящих ресурсов в соответствии с операцией 202 (фиг.2) в процедуре 200 (фиг.2). Когда данные, передаваемые на улучшенном ФВУКан 300 приняты, может достигаться быстрый доступ, и AT 104 может принимать запланированное восходящее выделение ресурсов отрУВ 102 (фиг.1) с сокращенным временем ожидания.
Улучшенный ФВУКан 300 может занимать один РБ и может содержать два временных сегмента (к примеру, сегмент 301 и сегмент 302). РБ может иметь, например, длительность в одну миллисекунду (мс) во временной области и может, например, занимать 180 кГц в частотной области. Каждый временной сегмент 301, 302 может иметь длительность, например, пять миллисекунд, а поднесущие могут располагаться на противоположных концах частотной полосы (т.е. на краях полосы), чтобы максимизировать разнос по частоте. Каждый сегмент 301 и 302 может включать в себя три демодуляционных опорных символа 303 (ДОП) и четыре символа 304 данных. Каждый символ может использовать набор поднесущих. В данном примере иллюстрируются двенадцать поднесущих на символ.
В соответствии с вариантами осуществления улучшенный ФВУКан 300 может использовать семьдесят две поднесущих, чтобы переносить ДОП в качестве преамбулы (к примеру, двенадцать поднесущих × три символа на сегмент × два сегмента). В этих вариантах осуществления можно определить тридцать шесть преамбульных последовательностей с помощью двумерного расширения. Можно использовать двумерное расширение ДР по выпуску 8, например. В этих вариантах осуществления для переноса набора информационных битов можно использовать девяносто шесть поднесущих данных (двенадцать поднесущих × четыре символа данных на сегмент × два сегмента) (иллюстрируются как d(0)-d(95) на фиг.3). ДОП сегмента 301 может быть той же самой, что и ДОП сегмента 302. Информационные биты могут сначала кодироваться в помощью циклического сверточного кода 1/4 (ЦСК) (ТВСС) и могут модулироваться посредством квадратурной фазовой манипуляции (КФМн) (QPSK) на девяносто шесть символов данных и отображаться на девяносто шесть поднесущих, используемых символами 304 улучшенного ФВУКан 300. После того как рУВ 102 обнаружит преамбульную последовательность, он будет использовать эту преамбульную последовательность в качестве ДОП 303 для когерентного обнаружения информационных битов в участке данных улучшенного ФВУКан 300. Когда в одно и то же время обнаруживаются две или более преамбульных последовательностей, рУВ 102 может использовать методы обработки сигналов МВх-МВых (MIMO), такие как обнаружение максимального правдоподобия (ML), чтобы декодировать информационные биты двух или более AT в одно и то же время.
Часть данных в улучшенном ФВУКан 300 может включать в себя все символы 304 данных. В примере по фиг.3 участок данных включает в себя восемь символов 304 данных (к примеру, четыре на сегмент), использующих девяносто шесть поднесущих. Например, когда используется всего девяносто шесть поднесущих для переноса сорока информационных битов, эти сорок информационных битов могут быть сначала соединены с восемью битами CRC (циклического избыточного кода), а затем сорок восемь битов могут кодироваться с помощью ЦСК 1/4 в 192 кодированных бита. Далее эти 192 кодированных бита моделируются посредством КФМн в девяносто шесть символов данных. Эти девяносто шесть символов данных будут отображаться в девяносто шесть поднесущих в участке данных улучшенного ФВУКан 300. Расширенный узел В 102 может использовать преамбульную последовательность в качестве ДОП для когерентного обнаружения 40 информационных битов в участке данных улучшенного ФВУКан 300.
В этих вариантах осуществления тридцать шесть преамбульных последовательностей в ДОП 303 могут выбираться для переноса пяти битов за счет функций псевдослучайного выбора последовательностей. В этих вариантах осуществления один РБ может переносить до сорока пяти информационных битов. В некоторых вариантах осуществления некоторые из информационных битов можно использовать для переноса радиосетевого временного идентификатора (РСВИ) (RNTI) для AT 104, а остальные биты можно использовать для переноса битов сигнализации.
В некоторых вариантах осуществления для ДОП для одного символа МДОРЧ можно использовать циклически сдвинутую на длину двенадцать последовательность Задова-Чу (ZC). Во временной области ортогональное покрытие длиной три можно использовать для расширения ДОП длины двенадцать в три символа ДОП длиной двенадцать для отображения трех символов МДОРЧ ДОП. Как иллюстрируется на фиг.3, эту последовательность можно индексировать в терминах v(n) для каждой поднесущей из двенадцати поднесущих и Q(n) для каждого из трех символов в ДОП 303.
Для участка данных улучшенного ФВУКан 300 один бит информации будет модулироваться и расширяться по времени с помощью ортогонального покрытия длиной четыре и дальше расширяться в частотной области с помощью одной циклически сдвинутой последовательности ZC, чтобы стать четырьмя столбцами данных длины двенадцать, которые можно отобразить в четыре символа МДОРЧ данных в каждом временном сегменте.
Варианты осуществления могут быть реализованы в одном из или в комбинации аппаратного, программно-аппаратного или программного обеспечения. Варианты осуществления могут реализовываться как команды, хранящиеся на машиночитаемом запоминающем устройстве, которые можно считывать и исполнять по меньшей мере одним процессором для выполнения описанных здесь операций. Машиночитаемое запоминающее устройство может включать в себя энергонезависимый механизм для хранения информации в виде, считываемом машиной (к примеру, компьютером). Например, машиночитаемое запоминающее устройство может включать в себя постоянно запоминающее устройство (ПЗУ) (ROM), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) (RAM), запоминающие носители на магнитном диске, оптические запоминающие носители, устройства флэш-памяти и иные запоминающие устройства и носители. В некоторых вариантах осуществления рУВ 102 или AT 104 могут включать в себя один или несколько процессоров могут быть выполнены с командами, хранящимися на машиночитаемом запоминающем устройстве.
Реферат предоставлен для соответствия секции 1.72(b) в 37 C.F.R., требующей реферата, который позволит читателю выяснить природу и сущность технического решения. Предлагается и понимается, что он не используется для ограничения или интерпретации объема или смысла формулы изобретения. Нижеследующая формула изобретения включена в подробное описание, причем каждый ее пункт является сам по себе как отдельный вариант осуществления.