СПОСОБ ОБРАТНОЙ ПЕРЕДАЧИ СОСТОЯНИЯ НИСХОДЯЩИХ ПРИЕМОВ
DOWNLINK RECEIVING STATUS FEEDBACK METHOD

Область техники
Настоящее изобретение относится к области радиосвязи, в частности к способу обратной передачи состояния нисходящих приемов.
Уровень техники
На Фиг.1 показана структура кадра при использовании TDD (Time Division Duplex) в системе LTE (Long Term Evolution, Долгосрочное развитие). Где радиокадр длительностью 10 мс разделен на два полукадра, каждый из которых разделен на 10 временных интервалов (time slots) с длительностью 0,5 мс, а каждые два временных интервала составляют подкадр длительностью 1 мс. Полукадр содержит 5 подкадров. В такой структуре кадра конфигурация подкадра обладает следующим чертами:
(1) подкадр 0 используется только для нисходящей передачи;
(2) подкадр 1 (ниже называется специальным подкадром) содержит 3 специальных временных интервалов, т.е. временной интервал DwPTS (Downlink Pilot Time Slot), защитный интервал GP (Guard Period) и временной интервал UpPTS (Uplink Pilot Time Slot), при этом:
DwPTS используется для нисходящей передачи и для передачи сигналов канала P-SCH (Primary-Synchronization Channel), PDSCH (Physical Downlink Share Channel) и др.;
GP представляет собой защитный интервал времени и не используется для передачи данных;
UpPTS используется для восходящей передачи и для передачи сигналов канала RACH (Random Access Channel), пилот-сигналов sounding и др.
(3) Подкадр 2 используется только для восходящей передачи. Данная структура кадра поддерживает различные конфигурации восходящей и нисходящей линий связи. В таблице 1 показаны 7 конфигураций восходящих/нисходящих подкадров при нынешней системе LTE TDD, где DL/D обозначает нисходящий подкадр, UL/U - восходящий подкадр, S - специальный подкадр. К примеру, когда конфигурация восходящих/нисходящих подкадров принимает 1, подкадры 2, 3, 7, 8 используются для восходящей передачи, а подкадры 0, 4, 5, 9 - для нисходящей передачи, в то же время часть символов DwPTS в специальных подкадрах 1, 6 так и используются для восходящей передачи.
Таблица 1
Конфигурация во сходящих/нисходящих подкадров
Периодичность точки переключения
Номер подкадра
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
5 мс
D
S
U
U
U
D
S
U
U
U
1
5 мс
D
S
U
U
D
D
S
U
U
D
2
5 мс
D
S
U
D
D
D
S
U
D
D
3
10 мс
D
S
U
U
U
D
D
D
D
D
4
10 мс
D
S
U
U
D
D
D
D
D
D
5
10 мс
D
S
U
D
D
D
D
D
D
D
6
10 мс
D
S
U
U
U
D
S
U
U
D
В связи с неизбежной задержкой обработки аппаратного обеспечения и особенностями режима временного дуплексного разделения каналов, требуется заранее конфигурировать точное время передачи состояния нисходящих приемов, как АСК (Acknowledgement, подтверждение), NACK (Negative-Acknowledgement, отрицательное подтверждение), обратно передаваемого при системе LTE TDD, или состояния прерываемой передачи (Discontinuous Transmission, DTX), порождаемого из-за потери нисходящего сигнала управления. Как в нынешней системе LTE TDD предусмотрено, что информация обратной передачи состояния нисходящих приемов ACK/NACK терминала, расположенного в канале PDSCH (Physical Downlink Share Channel) нисходящего подкадра n, должна обратно передаваться на восходящем подкадре n+k, где k>3. Значение величины k зависит от n и конфигурации нисходящих/восходящих подкадров, к примеру, в таблице 2 показаны значения k как индексов точного времени восходящей обратной связи, соответствующие нисходящему подкадру n при различных конфигурациях нисходящих/восходящих подкадров.
Таблица 2
Конфигурация нисходящих/восходящих подкадров
Номер подкадра n
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
4
6
-
-
-
4
6
-
-
-
1
7
6
-
-
4
7
6
-
-
4
2
7
6
-
4
8
7
6
-
4
8
3
4
11
-
-
-
7
6
6
5
5
4
12
11
-
-
8
7
7
6
5
4
5
12
11
-
9
8
7
6
5
4
13
6
7
7
-
-
-
7
7
-
-
5
В системе LTE TDD, из таблицы 1 можно узнать, что при некоторых конфигурациях нисходящих/восходящих подкадров число нисходящих подкадров может быть больше числа восходящих подкадров. Это означает, что в восходящем подкадре следует обратно передавать сообщение ACK/NACK канала PDSCH многих нисходящих подкадров. В таблице 3 показано максимальное возможное число ACK/NACK нисходящего канала PDSCH, обратно передаваемые в каждом восходящем подкадре, когда конфигурация нисходящих/восходящих подкадров получается как в таблице 1.
Таблица 3
Конфигурация нисходящих/восходящих подкадров
Периодичность точки переключения
Номер подкадра
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
5 мс
-
-
1
0
1
-
-
1
0
1
1
5 мс
-
-
2
1
-
-
-
2
1
-
2
5 мс
-
-
4
-
-
-
-
4
-
-
3
10 мс
-
-
3
2
2
-
-
-
-
-
4
10 мс
-
-
4
4
-
-
-
-
-
-
5
10 мс
-
-
9
-
-
-
-
-
-
-
6
10 мс
-
-
1
1
1
-
-
1
1
-
Ввиду того, что при восходящей связи LTE необходимо удовлетворять характеристикам по одной поднесущей, проблема, которую необходимо решить, заключается в том, что при конфигурации, где число нисходящих подкадров больше числа восходящих подкадров, как обратно передавать сообщение ACK/NACK в канале PDSCH многих нисходящих подкадров на одном ресурсе канала PUCCH (Physical Uplink Control Channel, физический канал). В том числе ресурс канала PUCCH представляет собой минимальный физический ресурс для загрузки восходящего сигнала управления, т.е. блок ресурсов (Resource Block, RB), предусмотренный в текущей системе LTE. Кроме того, при системе LTE еще и предусмотрено, что когда ресурс PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) распределяется терминалу в подкадре обратной связи, состояние нисходящих приемов ACK/NACK передается именно в канале PUSCH. В свою очередь, в это время тоже следует рассматривать, как на ресурсе PUSCH терминала обратно передавать сообщение ACK/NACK в канале PDSCH многих нисходящих подкадров. Для решения вышеуказанной проблемы, где передача многих битов ACK/NACK проводится терминалом LTE TDD в одном подкадре, в нынешнюю систему LTE TDD введен режим пакетирования сообщения подтверждения (ACK/NACK bundling) многих нисходящих подкадров, т.е. по установленному отношению определения времени восходящей/нисходящей передачи проводится пакетирование сообщения состояния приема данных ACK/NACK в канале PDSCH многих нисходящих подкадров, которые следует обратно передавать терминалом в одинаковом восходящем подкадре, и по отношению к пространственному потоку кодовых слов (spatial codeword stream), с помощью операции логического «И» сообщения состояния приемов многих нисходящих подкадров образовывается пакетированный 1 бит ACK/NACK, в качестве обратной передачи состояния многих нисходящих приемов (в данном восходящем подкадре обратно передается максимально 1 бит ACK/NACK в качестве обратной передачи состояния многих нисходящих приемов). Как показано на Фиг.2, когда PDSCH ведет передачу с помощью потока единичных кодовых слов, тогда с помощью логического «И» биты ACK/NACK многих нисходящих подкадров образовывают 1 бит ACK/NACK для передачи. Если при применении канала PUCCH для передачи, тогда используется формат 1a (PUCCH format 1a), определенный в системе LTE. Как показано на Фиг.3, когда PDSCH ведет передачу с применением потока двух кодовых слов, в отношении к каждому потоку кодовых слов, с помощью операции логического «И» ACK/NACK многих нисходящих подкадров пакетированный бит ACK/NACK образовывается. Таким образом, при передаче канала PUCCH эти 2 бита, образованные с применением потока двоих кодовых слов, использует формат 1b (PUCCH format 1b).
Однако при этом один из недостатков применения ACK/NACK bundling заключается в том, что такое применение приводит к большому количеству ненужных повторных передач, что сильно уменьшает пропускную способность системы. То есть, когда сообщение подтверждения, которому соответствует канал PDSCH хоть только одного нисходящего подкадра, является NACK, тогда результат получается как NACK, таким образом, базовая станция требует повторно передавать данные PDSCH всех нисходящих подкадров данного терминала; когда сообщение подтверждения, которому соответствует PDSCH всех нисходящих подкадров, является АСК, тогда результат получается как АСК, что означает успешное получение PDSCH всех нисходящих подкадров. Для того чтобы повышать пропускную способность системы с удовлетворением требований к эффективности использования частотного спектра, кроме ACK/NACK bundling имеется необходимость принимать во внимание режим мультиплексирования сообщения подтверждения (ACK/NACK multiplexing) многих нисходящих подкадров, т.е., когда терминалу требуется обратно передавать сообщение состояния приема ACK/NACK PDSCH многих подкадров в одном восходящем подкадре, биты ACK/NACK различных нисходящих подкадров передаются одновременно в восходящем подкадре с помощью определенного способа мультиплексирования; когда терминалу требуется обратно передавать состояние приемов PDSCH многих нисходящих подкадров в одинаковом восходящем подкадре, терминал не выполняет никакой операции логического «И» между состояниями приемов различных нисходящих подкадров, а в данном восходящем подкадре обратно передает вышесказанное состояние каждого нисходящего подкадра соответственно с помощью способа мультиплексирования. Как показано на Фиг.4, когда терминалу требуется обратно передавать ACK/NACK четырех нисходящих PDSCH в определенном восходящем подкадре, каждый нисходящий PDSCH может соответствовать одному биту ACK/NACK (при применении потока двоих кодовых слов можно обратно передавать только 1 бит, а при применения пространственного потока кодовых слов нужно пакетировать их сначала). Эти четыре бита ACK/NACK можно мультиплексировать с кодовым разделением в канале PUCCH или PUSCH.
Но недостатком ACK/NACK multiplexing является то, что покрытие на восходящем направлении ограничено при увеличении числа мультиплексированных в PUCCH битов ACK/NACK. Таким образом, с учетом покрытия на восходящем направлении и пропускной способности системы, мы полагаем, что система LTE TDD предпочтительно поддерживает два режима обратной передачи многих битов ACK/NACK, т.е. пакетирование сообщения подтверждения многих нисходящих подкадров (ACK/NACK bundling) и мультиплексирование сообщения подтверждения многих нисходящих подкадров (ACK/NACK multiplexing). А при каждом режиме требуется определять только один механизм обратной передачи для экономии расходов на сигнал управления, и система может выбирать и использовать один из двоих режимов. Из проведенного анализа видно, что если система LTE TDD поддерживает вышеуказанные два режима обратной передачи, тогда необходимо осуществить эффективный способ для конфигурации этих двоих режимов, с целью повышения характеристик и эффективности системы LTE TDD.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение пытается решить такую техническую проблему, как предоставлять способ обратной передачи состояния нисходящих приемов, что позволяет системе гибко конфигурировать подходящий режим для обратной передачи вышесказанного состояния.
Для решения вышеуказанной проблемы настоящее изобретение предлагает способ обратной передачи состояния нисходящих приемов. Данный способ содержит: параметр управления внесен в сигнал управления радиоресурсами (RRC), передаваемый базовой станцией к терминалу, и предназначен для указания режима обратной связи терминала при обратной передаче состояния нисходящих приемов; и в соответствии с конфигурацией восходящих и нисходящих подкадров и отношением определения времени восходящей обратной передачи, предусмотренным в системе, в одинаковом восходящем подкадре терминал обратно передает к базовой станции состояние приема данных, расположенное в канале PDSCH многих нисходящих подкадров, при вышесказанном режиме обратной связи.
Далее, вышесказанный режим обратной связи представляет собой режим пакетирования сообщения подтверждения многих нисходящих подкадров или режим мультиплексирования сообщения подтверждения многих нисходящих подкадров.
Далее, по качеству восходящих сигналов от терминала базовая станция определяет применяемый режим обратной связи при обратной передаче состояния нисходящих приемов, если качество восходящих сигналов меньше заданного порога, тогда с помощью вышеуказанного параметра управления базовая станция указывает то, что терминал использует режим пакетирования сообщения подтверждения многих нисходящих подкадров при обратной передаче состояния нисходящих приемов; если вышеупомянутое качество больше или равно заданному порогу, тогда с помощью параметра управления базовая станция указывает то, что терминал использует режим мультиплексирования сообщения подтверждения многих нисходящих подкадров при обратной передаче состояния нисходящих приемов.
Далее, вышесказанное качество восходящих сигналов обозначается интенсивностью данных сигналов.
Далее, получая параметр управления, указывающий режим пакетирования сообщения подтверждения многих нисходящих подкадров, в соответствии с конфигурацией восходящих и нисходящих подкадров, терминал обнаруживает восходящий подкадр для обратной связи в таблице отношений определения времени обратной передачи, предварительно сконфигурированной в системе. С помощью операции логического «И» терминал ведет пакетирование сообщения подтверждения состояния приема данных в PDSCH многих нисходящих подкадров как сообщение подтверждения размером 1 бит, потом в соответствующем восходящем подкадре передает его к базовой станции.
Далее, получая параметр управления, указывающий режим мультиплексирования сообщения подтверждения многих нисходящих подкадров, в соответствии с конфигурацией восходящих и нисходящих подкадров, терминал обнаруживает восходящий подкадр для обратной связи в таблице отношений определения времени обратной передачи, предварительно сконфигурированной в системе. С помощью способа мультиплексирования терминал передает к базовой станции сообщение подтверждения состояния приема данных, расположенное в PDSCH многих нисходящих подкадров, в соответствующем восходящем подкадре.
Далее, вышеуказанный сигнал RRC содержит сообщение с переконфигурацией соединений RRC и сообщение с установкой соединений RRC.
Далее, вышесказанный параметр управления внесен в специальный элемент информации конфигурации канала PUCCH, где расположено сообщение с переконфигурацией соединений RRC или сообщение с установкой соединений RRC.
Далее, вышесказанная базовая станция устанавливает параметр управления размером 1 бит и принимает два значения для указания применяемого режима обратной связи при обратной передачи состояния нисходящих приемов соответственно.
Далее, вышеуказанный способ обратной передачи состояния нисходящих приемов применяется в режиме временного дуплексного разделения (TDD) системы долгосрочной эволюции, где число нисходящих подкадров больше числа восходящих подкадров.
По сравнению с текущей техникой, настоящее изобретение позволяет системе гибко конфигурировать подходящий режим для обратной передачи состояния нисходящих приемов, к тому же базовая станция может конфигурировать режим ACK/NACK bundling или режим ACK/NACK multiplexing для любого абонентского оборудования (UE) в ячейке, и по своим критериям определения для абонентского оборудования, расположенного на границе ячейки или имеющего слабые сигналы обратной связи, базовая станция указывает, что данное абонентское оборудование применяет режим ACK/NACK bundling с целью обеспечения характеристик получения восходящих сигналов при обратной передаче состояния нисходящих приемов; в свою очередь, для абонентского оборудования, расположенного в центре ячейки или имеющего хорошие сигналы, базовая станция указывает, что данное абонентское оборудование применяет режим ACK/NACK multiplexing для повышения пропускной способности.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 является схемой структуры кадра в системе LTE TDD по текущей технике;
Фиг.2 является диаграммой реализации обратной передачи битов ACK/NACK с помощью режима ACK/NACK bundling при применении потока единичных кодовых слов;
Фиг.3 является диаграммой реализации обратной передачи битов ACK/NACK с помощью режима ACK/NACK bundling при применении потока двоих кодовых слов;
Фиг.4 является диаграммой для режима ACK/NACK multiplexing при применении потока двоих кодовых слов;
Фиг.5 является диаграммой для сигнала, с применением которого базовая станция конфигурирует режим обратной передачи состояния нисходящих приемов для терминала по варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.6 является диаграммой для примера применения настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Для преодоления недостатков в традиционном техническом решении, в настоящем изобретении проведено дальнейшее описание способа обратной передачи состояния нисходящих приемов со ссылкой следующего варианта осуществления. Ниже подробно описывается конкретный вариант осуществления, но не используется для ограничения настоящего изобретения.
Настоящее изобретение применяется при случае, когда число нисходящих подкадров больше числа восходящих подкадров в конфигурации нисходящих и восходящих подкадров системы LTE TDD, иными словам, в восходящем подкадре требуется обратно передавать состояние нисходящих приемов многих нисходящих подкадров, то есть вышеупомянутая конфигурация системы LTE TDD получается как 1-5 (см. таблицу 1).
Прежде всего, система устанавливает, что параметр управления внесен в сигнал RRC (например, сообщение RRC Connection Reconfiguration, сообщение RRC Connection Setup), с целью извещения терминалу о применяемом режиме обратной связи при обратной передаче состояния нисходящих приемов, когда базовая станция отправляет нисходящие данные к терминалу.
В соответствии с качеством восходящих сигналов терминала, базовая станция определяет применяемый режим обратной связи при обратной передаче состояния нисходящих приемов, в частности, качество восходящих сигналов получается по существующему способу, например по интенсивности восходящих сигналов.
Для абонентского оборудования, расположенного на границе ячейки или имеющего слабые восходящие сигналы (качество восходящих сигналов меньше заданного порога), с помощью параметра управления базовая станция указывает, что данное абонентское оборудование применяет режим ACK/NACK bundling с целью обеспечения характеристик получения восходящих сигналов при обратной передаче состояния нисходящих приемов; в свою очередь, для абонентского оборудования, расположенного в центре ячейки или имеющего хорошие сигналы (качество восходящих сигналов больше или равно заданному порогу), с помощью параметра управления базовая станция указывает, что данное абонентское оборудование применяет режим ACK/NACK multiplexing для повышения пропускной способности.
В конкретной реализации параметр управления внесен в элемент информации конфигурации PUCCH среди существующей структуры сообщения RRC Connection Reconfiguration или сообщения RRC Connection Setup; в том числе, вышесказанный элемент является специальным элементом информации (Information Element), конфигурированным для терминала.
Например, данный параметр установлен как 1 бит, и 0 обозначает ACK/NACK bundling, а 1 - ACK/NACK multiplexing; в свою очередь, 0 может и обозначать ACK/NACK multiplexing, а 1 - ACK/NACK bundling. Способы получения значения параметра управления режима обратной связи не используются для ограничения настоящего изобретения. В описании следующего варианта осуществления применяется первый способ получения значения: 0 обозначает ACK/NACK bundling, а 1 - ACK/NACK multiplexing.
На Фиг.5 показана диаграмма для сигнала режима обратной передачи состояния нисходящих приемов, сконфигурированного базовой станцией для терминала, в варианте осуществления настоящего изобретения. Когда базовая станция в определенной ячейке регулирует PDSCH многих нисходящих подкадров для абонентского оборудования, посредством получения и прочтения параметра управления в сигнале RRC (например, сообщение с переконфигурацией соединений RRC, сообщение с установкой соединений RRC и т.д.) от базовой станции, данное оборудование получает собственный применяемый режим обратной связи, затем в соответствии с отношением определения времени восходящей обратной связи (как показано в таблицах 2 и 3) и полученным режимом обратной связи ведет обратную передачу в заданном восходящем подкадре.
Ниже приведен конкретный пример применения для объяснения. В системе LTE TDD отношение определения времени восходящей обратной связи заранее конфигурировано (см. таблицу 2), и по системной информации от базовой станции абонентское оборудование получает конфигурацию восходящих и нисходящих подкадров (см. таблицу 1, возьмем конфигурацию 4 в таблице 1 к примеру).
Как показано на Фиг.6 (для облегчения интерпретации, в данной диаграмме подкадры двоих радиокадров нумерованы, т.е. всего 20 подкадров, нумерованные от 1 до 19), предположено, что в PDSCH нисходящих подкадров 0, 1, 4, 5 регулируется передача данных абонентского оборудования 1 (UE1) и применяется поток единичных кодовых слов, а в PDSCH нисходящих подкадров 6, 7, 8, 9 регулируется передача данных абонентского оборудования 2 (UE2) и применяется поток единичных кодовых слов, тогда в соответствии с состоянием приема PDSCH каждого нисходящего подкадра, абонентское оборудование порождает сообщение подтверждения состояния нисходящих приемов ACK/NACK в 1 бит.
Посредством получения и прочтения параметра управления в сообщении RRC Connection Reconfiguration абонентское оборудование 1 узнает, что значение параметра управления режимом обратной связи принимает 0, т.е. применяется режим bundling, потом в соответствии с предусмотренным системой отношением определения времени обратной связи (см. содержание конструкции нисходящих и восходящих подкадров 4 в таблице 2, n+К подкадров 0, 1, 4, 5 равно 12), с помощью операции логического «И» в нисходящем подкадре 12 абонентское оборудование 1 должно пакетировать сообщение подтверждения состояния нисходящих приемов ACK/NACK 4 бита как ACK/NACK 1 бит для обратной передачи. В том числе, состояние приема одного из нисходящих подкадров получается как NACK, таким образом, с помощью операции логического «И» данное оборудование обратно передает NACK 1 бит, и базовая станция выполняет повторную передачу отправленных данных в вышеупомянутых 4 нисходящих подкадрах. Очевидно, что данный режим может приводить к ненужной повторной передаче с уменьшением пропускной способности и используется для абонентов на границе ячейки.
Посредством получения и прочтения параметра управления в сообщении RRC Connection Reconfiguration абонентское оборудование 2 узнает, что значение параметра управления режимом обратной связи принимает 1, т.е. применяется режим multiplexing, потом в соответствии с отношением определения времени обратной связи (см. содержание конструкции нисходящих и восходящих подкадров 4 в таблице 2, n+K подкадров 6, 7, 8, 9 равно 13), заранее сконфигурированным системой. С помощью существующего способа мультиплексирования (например, мультиплексирование с временным разделением, мультиплексирование с пространственным разделением и т.д.) абонентское оборудование 2 должно обратно передавать сообщение подтверждения состояния нисходящих приемов ACK/NACK 4 бита. В то же время, если состояние приема нисходящего подкадра 6 получается как NACK, тогда повторно передаются данные в нисходящем подкадре 6, что не влияет на нисходящие подкадры 7, 8, 9. Очевидно, что данный режим не ясно уменьшает пропускную способность, но мультиплексирование многих битов ACK/NACK сокращает восходящее покрытие.
В связи с этим посредством добавления параметра управления режимом обратной связи в специальном сигнале RRC, что приводит к тому, что управление режимом обратной связи может быть специальным способом для абонентского оборудования (UE-Specific), таким образом, базовая станция может гибко конфигурировать режим обратной связи каждого абонентского оборудования в ячейке, с целью получения оптимального баланса между пропускной способностью и способностью покрытия системы.
Приведенные выше описания представляют собой лишь предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения и не используются для ограничения настоящего изобретения. Специалист в данной области может сделать множество модификаций и изменений в настоящем изобретении. Любые модификации, эквивалентные замены, усовершенствования и т.д., выполненные без отклонения от сути и принципов настоящего изобретения, входят в объем правовой охраны настоящего изобретения.
Промышленная пригодность
Способ обратной передачи состояния нисходящих приемов по настоящему изобретению позволяет системе гибко конфигурировать подходящий режим для обратной передачи состояния нисходящих приемов. С помощью настоящего способа, система LTE TDD поддерживает режим пакетирования сообщения подтверждения многих нисходящих подкадров и режим мультиплексирования сообщения подтверждения многих нисходящих подкадров, к тому же при каждом режиме только требуется определять один механизм обратной связи для экономии расходов на сигнал управления, что приводит к повышению характеристик и эффективности системы LTE TDD, избегая ненужной повторной передачи, и к увеличению пропускной способности.