СОВМЕСТНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СХЕМ МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЯ С НЕСКОЛЬКИМИ НЕСУЩИМИ И С ОДНОЙ НЕСУЩЕЙ ДЛЯ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ
SHARED USE OF MULTI-CARRIER AND SINGLE-CARRIER MULTIPLEXING SCHEMES FOR WIRELESS COMMUNICATION

По данной заявке испрашивается приоритет, согласно 35 U.S.С.119, по дате подачи предварительной заявки на патент (США), порядковый номер 60/863885, озаглавленной "JOINT USE OF MULTI-CARRIER AND SINGLE-CARRIER MULTIPLEXING SCHEMES FOR WIRELESS COMMUNICATION", поданной 1 ноября 2006 года, которая в полном объеме содержится в данном документе посредством ссылки.
Уровень техники
Системы беспроводной связи широко развертываются для того, чтобы предоставлять различные типы связи, такие как речь, данные, видео и т.д. Эти системы могут быть системами множественного доступа, допускающими поддержку связи с несколькими терминалами доступа посредством совместного использования доступных системных ресурсов (к примеру, полосы пропускания и мощности передачи). Примеры таких систем множественного доступа включают в себя системы множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), системы множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA), системы множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA), системы множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (FDMA) или SC-FDM. Типично, система беспроводной связи содержит несколько базовых станций, при этом каждая базовая станция обменивается данными с мобильной станцией с помощью прямой линии связи, а каждая мобильная станция (или терминал доступа) обменивается данными с базовой станцией(ями) с помощью обратной линии связи.
Системы на основе CDMA, в общем, являются более отказоустойчивыми по сравнению с системами FDMA, поскольку они могут гибко увеличивать коды для кодирования с расширением спектра в каналах в соответствии с требованиями по полосе пропускания. Следовательно, в отличие от систем FDMA, они дают возможность многократного использования каналов для соседних сот/секторов. Тем не менее, такое многократное использование каналов может уменьшать пропускную способность систем помимо вызывания помех на границах сот/секторов, которые совместно используют каналы. Следовательно, хотя CDMA может эффективно доставлять множество сигналов на низкой скорости передачи данных, таких как мобильная речь, эта технология не может быть оптимальной для одновременной доставки высокоскоростных сигналов, таких как широкополосные данные.
Системы на основе OFDM являются более эффективными для обработки многолучевого распространения и частотно-избирательного затухания в широкополосном канале. Частотно-избирательный канал возникает, когда передаваемый сигнал испытывает окружение многолучевого распространения, где данный принимаемый символ потенциально может быть поврежден посредством ряда предыдущих символов. Это явление известно как межсимвольные помехи (ISI). OFDM основано на идее мультиплексирования с частотным разделением (FDM), которое влечет за собой отправку нескольких сигналов на различных частотах. OFDM-сигнал в полосе модулирующих частот - это сумма некоторого числа близко расположенных ортогональных поднесущих. Посредством использования ортогональных частот поднесущие в рамках OFDM-системы могут фактически перекрываться без создания помех друг другу, тем самым достигая большей спектральной эффективности по сравнению с FDM. Хотя OFDM-системы упрощают одновременное обслуживание нескольких пользователей посредством назначения различных наборов ортогональных поднесущих различным пользователям, они испытывают недостаток в виде высокого PAPR (отношения пиковой мощности к средней мощности), приводящего к более низкой отдаче мощности. Этот недостаток может быть преодолен посредством модифицированной версии OFDM для передач по восходящей линии связи в Долговременном развитии (LTE) сотовых систем, называемом FDM с одной несущей (SC-FDM).
SC-FDM-системы похожи на OFDM-системы, поскольку они используют различные ортогональные частоты (поднесущие) для того, чтобы передавать информационные символы. Тем не менее, в отличие от OFDM-систем, информационные символы сначала проходят через DFT-преобразование/кодирование с расширением спектра перед прохождением через тональное преобразование и IFFT. Эта операция уменьшает колебания во временной области и приводит к более низкому PAPR. В рамках SC-FDM-систем поднесущие могут быть распределены по терминалам в соответствии с различными способами. Один способ, известный как локализованное SC-FDM (LFDM), влечет за собой назначение смежного набора поднесущих для пользовательского оборудования (UE), чтобы передавать его символы. Другой способ известен как перемежаемое FDM (IFDM), где занятые поднесущие являются равноотстоящими друг от друга. Тем не менее, вследствие различных факторов SC-FDM может ограничивать операции, которые требуются для систем/способов связи, что позволяет предоставлять гибкость при оптимизации использования мощности.
Сущность изобретения
Далее представлена упрощенная сущность заявленного предмета изобретения, для того чтобы предоставить базовое понимание некоторых аспектов вариантов осуществления заявленного предмета изобретения. Эта сущность не является всесторонним обзором заявленного предмета изобретения. Она не имеет намерения ни определять ключевые или важнейшие элементы заявленного предмета изобретения, ни разграничивать объем заявленного предмета изобретения. Ее единственная цель - представить некоторые понятия заявленного предмета изобретения в упрощенной форме в качестве вступления в более подробное описание, которое представлено далее. Устройство, которое способствует гибкости в системах связи, раскрыто в соответствии с аспектом. Оно содержит процессор, ассоциативно связанный с узлом В, который указывает одному или более абонентских устройств (UE) работать в соответствии со схемой мультиплексирования с несколькими несущими или схемой мультиплексирования с одной несущей и выполнять обработку для передачи, принимаемой от UE, в соответствии с указанной схемой мультиплексирования. Одно или более передающих устройств передают, по меньшей мере, указание в одно или более UE. UE могут передавать свои атрибуты, например SNR, в узел В, который может использовать передаваемые атрибуты для того, чтобы определять соответствующую схему мультиплексирования для соответствующих UE.
Согласно дополнительным аспектам, UE с высокими SNR используют схему мультиплексирования с несколькими несущими, такую как OFDM, тогда как UE с низкими SNR используют схему мультиплексирования с одной несущей, такую как LFDM. В соответствии с дополнительным аспектом процессор, ассоциативно связанный с узлом В, выбирает схему мультиплексирования с одной несущей для режима с одним входом и многими выходами (SIMO) и схему мультиплексирования с несколькими несущими для режима со многими входами и многими выходами (MIMO).
Другой аспект ассоциативно связан с операциями планировщика. Как заявлено выше, хотя LFDM ассоциативно связано с низким PAPR, это ограничивает операции планировщика, поскольку он разрешает передачу данных только в смежных блоках ресурсов. Планировщик в соответствии с различными аспектами, раскрытыми в данном документе, полустатически выбирает схему мультиплексирования с одной несущей или схему мультиплексирования с несколькими несущими для UE. На основе, например, SNR, ассоциативно связанного с UE, планировщик может упрощать передачу либо в OFDM-режиме для UE с высоким SNR, либо в LFDM-режиме для UE с низким SNR. В соответствии с дополнительными аспектами UE может передавать несколько потоков данных. В этом случае планировщик упрощает передачу потоков данных с высоким SNR в схеме мультиплексирования с несколькими несущими, к примеру OFDM, и потоков данных с низким SNR в схеме мультиплексирования с одной несущей, к примеру, LFDM.
Таким образом, на основе выбора схемы мультиплексирования другие аспекты ассоциативно связаны с использованием DFT-модуля в модуляторе. Символы, ассоциативно связанные с LFDM-схемой, преобразуются с помощью DFT-модуля в модуляторе, тогда как DFT-модуль опускается при обработке символов в соответствии с OFDM-схемой. Дополнительно, UE диспетчеризовано так, чтобы передавать по непрерывным поднесущим для схемы мультиплексирования с одной несущей, при этом непрерывные или прерывистые поднесущие могут быть назначены для UE для передач, использующих схему мультиплексирования с несколькими несущими.
В соответствии с дополнительным аспектом планировщик также может динамически выбирать схему мультиплексирования с одной несущей или схему мультиплексирования с несколькими несущими для UE. Он отправляет указание относительно выбранной схемы через служебные сигналы в UE. Служебные сигналы могут содержать бит режима, имеющий первое значение, чтобы указывать выбор схемы мультиплексирования с несколькими несущими, или второе значение, чтобы указывать то, что схема мультиплексирования с одной несущей была выбрана.
Другой аспект относится к приему передач от UE через несколько антенн и выполнению обнаружения со многими входами и многими выходами (MIMO), чтобы пространственно разделять несколько потоков, отправляемых в передаче. Если несколько потоков данных принимаются в узле В от UE, процессор может обрабатывать потоки данных, модулируемые с помощью схемы мультиплексирования с одной несущей, как SIMO, а потоки, модулируемые с помощью схемы мультиплексирования с несколькими несущими, как MIMO.
Другой аспект относится к способу беспроводной связи, который включает в себя: отправку указания в пользовательское оборудование (UE) работать в соответствии со схемой мультиплексирования с несколькими несущими или схемой мультиплексирования с одной несущей. Процессор в ассоциативно связанном узле В выполняет обработку для передачи, принимаемой от UE, в соответствии с указанной схемой мультиплексирования. Дополнительный аспект относится к приему атрибутов, например, значений SNR, ассоциативно связанных, с передачами от UE. Соответственно, различные аспекты методологии относятся к выбору схемы мультиплексирования с одной несущей для передач с низким отношением "сигнал-шум" (SNR) и выбору схемы мультиплексирования с несколькими несущими для передач с высоким SNR. Комбинация схем мультиплексирования с одной несущей и несколькими несущими, как пояснено выше, используется для передачи множества потоков данных с различными значениями SNR.
В другом аспекте раскрыта система, в которой процессор выполнен с возможностью принимать указание относительно того, должен ли он работать в соответствии со схемой мультиплексирования с несколькими несущими или схемой мультиплексирования с одной несущей. На основе указания он обрабатывает данные, которые должны быть переданы. Например, данные могут быть обработаны с помощью схемы мультиплексирования с несколькими несущими, такой как OFDM, в которой данные преобразуются в одну из непрерывных или прерывистых поднесущих, или схемы мультиплексирования с одной несущей, такой как LFDM, в которой данные могут преобразоваться в непрерывный набор поднесущих. UE может переключаться между двумя различными схемами полустатически или динамически на основе указания, принимаемого от ассоциативно связанного узла В. В дополнительном аспекте UE может использовать различные схемы мультиплексирования для различных уровней в MIMO-режиме, если оно передает множество потоков данных, имеющих различные значения SNR.
Другие аспекты относятся к формированию контрольных последовательностей в UE в зависимости от выбора схемы мультиплексирования. Если выбрана схема мультиплексирования с одной несущей, процессор может формировать первую контрольную последовательность на основе многофазной последовательности. Дополнительно, процессор отправляет контрольный сигнал без данных в символе с одной несущей, если выбрана схема мультиплексирования с одной несущей. Напротив, если выбрана схема мультиплексирования с несколькими несущими, данные могут быть мультиплексированы с контрольными символами в одном символе с несколькими несущими.
Последующее описание и прилагаемые чертежи подробно излагают определенные иллюстративные аспекты заявленного предмета изобретения. Эти аспекты, тем не менее, указывают только на некоторые из множества способов, в которых могут быть использованы принципы заявленного предмета изобретения, и заявленный предмет изобретения имеет намерение включать в себя все такие аспекты и их эквиваленты. Другие преимущества и отличительные признаки заявленного предмета изобретения должны стать очевидными из нижеследующего подробного описания заявленного предмета изобретения, рассматриваемого вместе с чертежами.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 показывает систему беспроводной связи с несколькими узлами В и несколькими абонентскими устройствами (UE).
Фиг.2А показывает структуру поднесущей, которая используется для OFDM согласно варианту осуществления.
Фиг.2В показывает структуру поднесущей, которая может использоваться для SC-FDM в соответствии с аспектом изобретения.
Фиг.3 показывает блок-схему одного узла В и двух UE и в системе.
Фиг.4А показывает блок-схему OFDM-модулятора, который используется в соответствии с аспектом.
Фиг.4В показывает блок-схему LFDM-модулятора, который также может использоваться в соответствии с другим аспектом.
Фиг.5А показывает блок-схему OFDM-демодулятора.
Фиг.5В иллюстрирует блок-схему LFDM-демодулятора.
Фиг.6 иллюстрирует аспект, который относится к полустатическому разделению, в котором UE выполнено с возможностью функционирования в OFDM-режиме или LFDM-режиме в соответствии с различными аспектами.
Фиг.7 является методологией связи, ассоциативно связанной с другим аспектом, который упоминается как динамическая диспетчеризация.
Фиг.8 является блок-схемой последовательности операций способа, которая поясняет работу планировщика в соответствии с аспектом.
Фиг.9 иллюстрирует схему дерева каналов, содержащего В=16 наборов поднесущих в первом ярусе, которые могут использоваться для того, чтобы назначать блоки ресурсов в соответствии с аспектом.
Фиг.10 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей методологию диспетчеризации использования подполос частот так, чтобы повышать производительность.
Фиг.11 является методологией связи, которая использует различные аспекты, описанные в данном документе, для того, чтобы реализовать OFDM/LFDM- схемы в рамках MU-MIMO-системы, чтобы воспользоваться преимуществом признаков в обеих системах.
Фиг.12 иллюстрирует другой аспект, который относится к включению преимуществ OFDM/LFDM-схем в систему связи.
Фиг.13 является методологией передачи, используемой посредством системы связи при передаче в LFDM-режиме в соответствии с различными аспектами, поясненными в данном документе.
Описание изобретения
Заявленный предмет изобретения далее описывается со ссылками на чертежи, на которых одинаковые позиции ссылок используются для того, чтобы ссылаться на одинаковые элементы. В последующем описании, для целей пояснения, многие конкретные детали изложены для того, чтобы обеспечить полное понимание заявленного предмета изобретения. Тем не менее, очевидно, что заявленный предмет изобретения может быть применен на практике без этих конкретных деталей. В иных случаях распространенные структуры и устройства показаны в форме блок-схем для того, чтобы упрощать описание заявленного предмета изобретения.
Далее описываются различные варианты осуществления со ссылками на чертежи, на которых одинаковые номера ссылок используются для того, чтобы ссылаться на одинаковые элементы. В последующем описании, для целей пояснения, многие конкретные детали пояснены для того, чтобы обеспечить полное понимание одного или более аспектов. Тем не менее, может быть очевидным, что эти варианты осуществления могут быть применены на практике без этих конкретных деталей. В других случаях распространенные структуры и устройства показаны в форме блок-схем для того, чтобы упрощать описание одного или более вариантов осуществления. При использовании в данной заявке термины "компонент", "модуль", "система" и т.п. имеют намерение ссылаться на связанный с компьютером объект, будь-то аппаратные средства, микропрограммное обеспечение, комбинация аппаратных средств и программного обеспечения, программное обеспечение или программное обеспечение в ходе исполнения. Например, компонент может быть, но не только, процессом, запущенным на процессоре, процессором, интегральной схемой, объектом, исполняемым файлом, потоком исполнения, программой и/или компьютером. В качестве иллюстрации, и приложение, запущенное на вычислительном устройстве, и вычислительное устройство могут быть компонентом. Один или более компонентов могут постоянно размещаться внутри процесса и/или потока исполнения, и компонент может быть локализован на компьютере и/или распределен между двумя и более компьютерами. Кроме того, эти компоненты могут приводиться в исполнение с различных машиночитаемых носителей, имеющих сохраненными различные структуры данных. Компоненты могут обмениваться данными посредством локальных и/или удаленных процессов, например, в соответствии с сигналом, имеющим один или более пакетов данных (к примеру, данных из одного компонента, взаимодействующего с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе и/или по сети, например по Интернету с другими системами посредством сигнала).
Различные варианты осуществления представляются относительно систем, которые могут включать в себя ряд устройств, компонентов, модулей и т.п. Следует понимать и принимать во внимание, что различные системы могут включать в себя дополнительные устройства, компоненты, модули и т.д. и/или могут не включать в себя все из устройств, компонентов, модулей и т.д., поясненных в связи с чертежами. Также может использоваться комбинация этих подходов.
Слово "примерный" используется в данном документе для того, чтобы обозначать "служащий в качестве примера, отдельного случая или иллюстрации". Любой вариант осуществления или проект, описанный в данном документе как "примерный", необязательно должен быть истолкован как предпочтительный или выгодный по сравнению с другими вариантами осуществления или проектами. Слово "прослушивание" используется в данном документе так, чтобы означать, что устройство получателя (точка доступа или терминал доступа) принимает и обрабатывает данные, принимаемые по данному каналу.
Различные аспекты могут содержать схемы и/или методики логического вывода в связи с переходом ресурсов связи. При использовании в данном документе термин "логический вывод", в общем, означает процесс рассуждения о или обозначения состояний системы, окружения и/или пользователя из набора данных наблюдения, полученных через события и/или данные. Логический вывод может быть использован для того, чтобы идентифицировать конкретный контекст или действие, либо может формировать распределение вероятностей, к примеру, по состояниям. Логический вывод может быть вероятностным, т.е. вычислением распределения вероятностей по интересующим состояниям на основе рассмотрения данных и событий, или теоретическим согласно теории принятия решений, полагаясь на вероятностный логический вывод и рассматривая отображаемые действия с самой высокой ожидаемой полезностью в контексте неопределенности целей и намерений пользователя. Логический вывод также может означать методики, используемые для компоновки высокоуровневых событий из набора событий и/или данных. Такой логический вывод приводит к составлению новых событий или действий из набора наблюдаемых событий и/или сохраненных данных событий, независимо от того, соотносятся ли события в тесной временной близости и исходят ли события и данные из одного или нескольких источников событий и данных.
Кроме того, различные аспекты описываются в данном документе в связи с абонентской станцией. Абонентскую станцию также можно называть системой, абонентским устройством, мобильной станцией, мобильным устройством, удаленной станцией, точкой доступа, удаленным терминалом, терминалом доступа, пользовательским терминалом, пользовательским агентом, пользовательским устройством, мобильным устройством, портативным устройством связи или пользовательским оборудованием. Абонентской станцией может быть сотовый телефон, беспроводной телефон, телефон по протоколу инициирования сеанса (SIP), станция беспроводного абонентского доступа (WLL), персональное цифровое устройство (PDA), "карманное" устройство с поддержкой беспроводных соединений или другое обрабатывающее устройство, подключенное к беспроводному модему.
Более того, различные аспекты или признаки, описанные в данном документе, могут быть реализованы как способ, устройство или изделие с помощью стандартных методик программирования и/или разработки. Термин "изделие" при использовании в данном документе имеет намерение содержать в себе вычислительную программу, доступную из любого машиночитаемого устройства, носителя или среды. Например, машиночитаемые носители могут включать в себя, но не только, магнитные устройства хранения (к примеру, жесткий диск, гибкий диск, магнитную ленту и т.д.), оптические диски (к примеру, компакт-диск (CD), универсальный цифровой диск (DVD) и т.д.), смарт-карты и устройства флэш-памяти (к примеру, EPROM, карточка, карта, флэш-диск и т.д.). Дополнительно, различные носители хранения, описанные в данном документе, могут представлять одно или более устройств и/или других машиночитаемых носителей для хранения информации. Термин "машиночитаемый носитель" может включать в себя, без ограничений, беспроводные каналы и различные другие носители, допускающие хранение, размещение и/или перенос команд(ы) и/или данных.
Сокращение PAPR является существенным фактором для передач по восходящей линии связи, где использование усилителя мощности должно быть оптимизировано для UE. Следовательно, LFDM выбирается как форма сигнала передачи для восходящих линий связи вследствие ее преимущества по низкому PAR в сравнении с формой сигнала OFDM в LTE. Тем не менее, чтобы поддерживать низкое PAR, каждый пользователь LFDM должен использовать смежную полосу частот, что налагает дополнительные потери и негибкость при операциях диспетчеризации. В сравнении другие схемы мультиплексирования с несколькими несущими, такие как OFDM, предоставляют гибкость, а также большую эффективность линии связи. Различные системы и способы связи раскрыты в данном документе, которые включают обе этих схемы так, чтобы UE мог воспользоваться преимуществом низкого PAPR, ассоциативно связанного с одной схемой, при этом извлекая пользу из гибкости, ассоциативно связанной с другой схемой. Хотя конкретные варианты осуществления описаны с LFDM в качестве схемы модуляции, можно принимать во внимание, что IFDM также может быть использована для модуляции сигналов, чтобы воспользоваться преимуществом различных аспектов, поясняемых в данном документе.
Фиг.1 иллюстрирует систему 100 беспроводной связи с несколькими узлами В 110 и несколькими абонентскими устройствами (UE) 120. Узел В - это, в общем, стационарная станция, которая обменивается данными с UE, и он также может упоминаться как усовершенствованный узел В (eNode В), базовая станция, точка доступа и т.д. Каждый узел В 110 предоставляет покрытие связи для конкретной географической области. Термин "сота" может относиться к узлу В и/или его зоне покрытия, в зависимости от контекста, в котором используется термин. Чтобы повысить пропускную способность системы, зона покрытия узла В может быть секционирована на несколько (к примеру, три) меньших зон. Каждая меньшая зона может обслуживаться посредством соответствующей базовой приемо-передающей подсистемы (BTS). Термин "сектор" может относиться к BTS и/или ее зоне покрытия, в зависимости от контекста, в котором используется термин. Для секторизованной соты BTS для всех секторов этой соты типично совместно расположены в рамках узла В соты.
UE 120 могут быть распределены по системе. UE может быть стационарным или мобильным, и также может упоминаться как мобильная станция (MS), мобильное оборудование (ME), терминал, терминал доступа (AT), станция (STA) и т.д. UE может быть сотовым телефоном, персональным цифровым устройством (PDA), устройством беспроводной связи, карманным устройством, абонентским устройством, беспроводным модемом, дорожным компьютером и т.д. UE может обмениваться данными с нулем, одним или несколькими узлами В в нисходящей линии связи и/или восходящей линии связи в любой данный момент. Нисходящая линия связи (или прямая линия связи) относится к линии связи от узлов В к UE, а восходящая линия связи (или обратная линия связи) относится к линии связи от UE к узлам В. В последующем описании термины "UE" и "пользователь" используются взаимозаменяемо.
Системный контроллер 130 может подключаться к узлам В 110 и предоставлять координацию и управление для этих узлов В. Системный контроллер 130 может быть одним сетевым объектом или набором сетевых объектов. В распределенной архитектуре узлы В могут обмениваться данными друг с другом по мере необходимости. В некоторых аспектах система может поддерживать несколько протоколов, такие как CDMA и OFDMA, которые могут использоваться поочередно для передачи по RL и FL или для только одного или другого. Помимо этого, в системе связи OFDMA один или более AT могут поддерживать обратную линию связи CDMA, наряду или вместо обратной линии связи OFDM.
Методики, описанные в данном документе, могут использоваться для различных систем беспроводной связи, таких как системы связи с множественным доступом, широковещательные системы, беспроводные локальные вычислительные сети (WLAN) и т.д. Термины "системы" и "сети" зачастую используются взаимозаменяемо. Система множественного доступа может использовать схему множественного доступа, такую как множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA), множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA), множественный доступ с частотным разделением каналов (FDMA), ортогональный FDMA (OFDMA), FDMA с одной несущей (SC-FDMA) и т.д. Система множественного доступа также может использовать комбинацию схем множественного доступа, к примеру одну или более схем множественного доступа для нисходящей линии связи и одну или более схем множественного доступа для восходящей линии связи.
Фиг.2А показывает структуру 200 поднесушей, которая может использоваться для OFDM. Полоса пропускания системы секционируется на всего К поднесущих, которым могут быть назначены индексы 1-К. В общем, К может быть любым целочисленным значением, но типично является степенью двух для того, чтобы упрощать вычисление. К также упоминается как размер быстрого преобразования Фурье (FFT). Только поднабор из всего К поднесущих может быть подходящим для использования при передаче, а оставшиеся поднесущие могут быть защитными поднесущими без передачи. В качестве конкретного примера К может быть равно 512, и 300 поднесущих могут быть подходящими для использования при передаче. Для простоты последующее описание предполагает, что все из всего К поднесущих являются подходящими для использования при передаче. В общем, любое число поднесущих и любые из всего К поднесущих могут быть назначены для UE и использованы для передачи OFDM.
Все К поднесущих могут быть скомпонованы в Q подполос частот, где Q может быть любым значением. Каждая подполоса частот может включать в себя Р непрерывных/последовательных поднесущих, где P×Q≤K. Например, подполоса 1 частот может включать в себя поднесущие от 1 до Р, подполоса 2 частот может включать в себя поднесущие от Р+1 до 2Р и т.д., и подполоса частот Q может включать в себя поднесущие от К-Р+1 до К.
Фиг.2 В показывает структуру 210 поднесущей, которая может использоваться для SC-FDM. Все К поднесущих могут быть скомпонованы в В блоков ресурсов (RB). Каждый блок ресурсов может включать в себя N непрерывных поднесущих, и блок ресурсов b может включать в себя поднесущие от (b-1)×М+1 до b×N, для b=1, 2, …, В. В общем, N и В могут быть любым целочисленным значением. В качестве конкретного примера N может быть равно 12, а В может быть равно 25, когда 300 подходящих для использования поднесущих доступно. Блок ресурсов может быть наименьшей единицей поднесущих, которые могут быть выделены для UE. В этом случае UE может быть выделено целое число блоков ресурсов. В общем, любое число непрерывных поднесущих может быть назначено для UE и использовано для передачи LFDM, при этом равномерно разделенные поднесущие могут быть назначены ассоциативно связанному UE при IFDM-схеме. Различным UE может быть назначено различное число поднесущих.
OFDM имеет определенные требуемые характеристики, в том числе возможность противостоять эффектам многолучевого распространения, которые преобладают в наземной системе связи. Тем не менее, главным недостатком OFDM является высокое отношение пиковой мощности к средней мощности (PAPR) для формы сигнала OFDM, т.е. отношение пиковой мощности к средней мощности для формы сигнала OFDM может быть высоким. Высокое PAPR вытекает из возможного синфазного (или когерентного) суммирования всех поднесущих, когда они независимо модулируются с помощью данных. Высокое PAPR для формы сигнала OFDM нежелательно и может ухудшать производительность. Например, большие пики в форме сигнала OFDM могут приводить к тому, что усилитель мощности работает в области высокой нелинейности или, возможно, отсекается, что затем может вызывать интермодуляционное искажение и другие артефакты, которые могут ухудшать качество сигнала. Чтобы не допустить нелинейности, усилитель мощности может управляться со снижением среднего уровня выходной мощности, который является более низким, чем уровень пиковой мощности. Посредством управления усилителем мощности со снижением выходной мощности от пиковой мощности, где снижение выходной мощности может колебаться от 4 до 7 дБ, усилитель мощности может обрабатывать большие пики в форме сигнала без формирования чрезмерного искажения.
Как указано выше, SC-FDM (к примеру, LFDM или IFDM) имеет определенные требуемые характеристики, такие как устойчивость к эффектам многолучевого распространения, аналогичные OFDM. Кроме того, SC-FDM не имеет высокое PAPR, поскольку символы модуляции отправляются во временной области для SC-FDM. PAPR формы сигнала SC-FDM является функцией от сигнального созвездия, выбранного для использования (к примеру, M-PSK - М-ричная фазовая манипуляция, M-QAM - многоуровневая квадратурная амплитудная модуляция и т.д.). Тем не менее, символы модуляции временной области в SC-FDM имеют предрасположенность к межсимвольным помехам, обусловленную неплоским каналом связи. Частотная коррекция может быть выполнена для принимаемых символов, чтобы уменьшать отрицательные воздействия межсимвольных помех.
В аспекте OFDM и SC-FDM (к примеру, LFDM) могут использоваться для передачи по данной линии связи (например, восходящей линии связи). В общем, эффективность линии связи для формы сигнала OFDM превышает эффективность для формы сигнала SC-FDM. Более высокая эффективность линии связи OFDM компенсируется большими потерями выходной мощности усилителя мощности для OFDM, чем для SC-FDM. SC-FDM, таким образом, имеет преимущество низкого PAPR в сравнении с OFDM. Для UE с высоким соотношением "сигнал-шум" (SNR) усиление уровня линии связи в OFDM может превышать преимущество по PAPR в SC-FDM. При использовании и OFDM, и SC-FDM система может извлекать выгоду из более высокой эффективности линии связи OFDM для сценариев с высоким SNR, a также преимущество по PAPR в SC-FDM для сценариев с низким SNR.
В общем, любая SC-FDM-схема может использоваться совместно с OFDM. Кроме того, OFDM и SC-FDM могут совместно использоваться для восходящей линии связи или нисходящей линии связи, или и восходящей линии связи, и нисходящей линии связи. Для ясности, большая часть последующего описания посвящена совместному использованию OFDM и LFDM в восходящей линии связи.
Фиг.3 показывает блок-схему одного узла В 110 и двух UE 120х и 120у в системе 100. Узел В 110 оснащен несколькими (Т>1) антеннами 326a-326t. UE 120х оснащено одной (R=1) антенной 352х. UE 120у оснащено несколькими (R>1) антеннами 352а-352r. Каждая антенна может быть физической антенной или антенной решеткой.
В узле В 110 процессор 320 данных передачи (ТХ) принимает данные графика для обслуживаемых UE из источника 312 данных и служебные сигналы из контроллера/процессора 340. ТХ-процессор 320 обрабатывает (к примеру, форматирует, кодирует, перемежает и выполняет символьное преобразование) данные графика и служебные сигналы и формирует символы данных. ТХ-процессор 320 также формирует и мультиплексирует контрольные символы с символами данных. При использовании в данном документе символ данных - это символ для данных или служебных сигналов, контрольный символ - это символ для контрольных сигналов, и символ типично является комплексным значением. Символы данных и контрольные символы могут быть символами модуляции из такой схемы модуляции, как PSK (фазовая манипуляция) или QAM (квадратурная амплитудная модуляция). Контрольные символы также могут быть сформированы другими способами. Контрольные сигналы - это данные, которые известны заранее и узлу В, и UE.
ТХ MIMO-процессор 322 выполняет пространственную обработку передающего устройства для данных и контрольных символов. Процессор 322 может выполнять прямое преобразование MIMO, предварительное кодирование, формирование диаграммы направленности и т.д. Символ данных может быть отправлен из одной антенны для прямого преобразования MIMO или из нескольких антенн для предварительного кодирования и формирования диаграммы направленности. Процессор 322 предоставляет Т выходных потоков символов в Т модуляторов (MOD) 324a-324t. Каждый модулятор 324 выполняет модуляцию (к примеру, для OFDM, LFDM и т.д.) своих выходных символов, чтобы получать выходные выборки. Каждый модулятор 324 дополнительно обрабатывает (к примеру, преобразует в налоговую форму, фильтрует, усиливает и преобразует с повышением частоты) свои выходные выборки и формирует сигнал нисходящей линии связи. Т сигналов нисходящей линии связи из модуляторов 324a-324t передаются из Т антенн 326a-326t, соответственно.
В каждом UE 120 одна или несколько антенн 352 принимают сигналы нисходящей линии связи от узла В 110. Каждая антенна 352 предоставляет принимаемый сигнал в соответствующий демодулятор (DEMOD) 354. Каждый демодулятор 354 обрабатывает (к примеру, фильтрует, усиливает, преобразует с понижением частоты и оцифровывает) свой принимаемый сигнал, чтобы получать принимаемые выборки. Каждый демодулятор 354 дополнительно выполняет демодуляцию (к примеру, для OFDM, LFDM и т.д.) принимаемых выборок, чтобы получать принимаемые символы.
В UE 120х с одной антенной детектор 360х данных выполняет обнаружение данных (к примеру, согласованную фильтрацию или частотную коррекцию) для принимаемых символов и предоставляет оценки символов данных. Процессор данных 362х приема (RX) затем обрабатывает (к примеру, выполняет обратное символьное преобразование, выполняет обратное перемежение и декодирует) оценки символов данных и предоставляет декодированные данные в приемник 364х данных и служебные сигналы в контроллер/процессор 380х. В UE 120у с несколькими антеннами MIMO-детектор 360у выполняет MIMO-обнаружение для принимаемых символов и предоставляет оценки символов данных. Процессор RX-данных 362у затем обрабатывает оценки символов данных и предоставляет декодированные данные в приемник 364у данных и служебные сигналы в контроллер/процессор 380у.
UE 120х и 120у могут передавать данные графика, служебные сигналы и/или контрольные сигналы по восходящей линии связи в узел В 110. Служебные сигналы могут включать в себя информацию обратной связи, используемую для передачи данных по нисходящей линии связи. Информация обратной связи может включать в себя, к примеру, матрицу предварительного кодирования, выбранную из набора матриц предварительного кодирования, один или более столбцов выбранной матрицы предварительного кодирования, оценку SNR или скорость для каждого потока данных и т.д. Узел В может использовать информацию обратной связи для того, чтобы диспетчеризовать и передавать данные в UE.
В каждом UE 120 данные графика из источника 372 данных и служебные сигналы из контроллера/процессора 380 обрабатываются посредством процессора 374 ТХ-данных, дополнительно обрабатываются посредством ТХ MIMO-процессора 376 (если применим), модулируются (к примеру, для OFDM, LFDM и т.д.) и приводятся к требуемым параметрам посредством одного или более модуляторов 378 и передаются через одну или более антенн 352. В узле В 110 сигналы восходящей линии связи из UE 120х и 120у принимаются посредством антенн 326a-326t, обрабатываются (к примеру, для OFDM, LFDM и т.д.) посредством демодуляторов 328а-328t и дополнительно обрабатываются посредством MIMO-детектора 330 и процессора RX2 данных 332, чтобы восстанавливать данные графика и служебные сигналы, отправленные посредством UE. Восстановленные данные затем предоставляются в приемник 334 данных.
Контроллеры/процессоры 340, 380х и 380у могут управлять работой различных процессоров в узле В 110 и UE 120х и 120у, соответственно. Запоминающие устройства 342, 1772х и 1772у сохраняют данные и программные коды для узла В 110 и UE 120х и 120у, соответственно. Планировщик 344 диспетчеризует UE для передачи по нисходящей линии связи и/или восходящей линии связи, к примеру, на основе информации обратной связи, принимаемой от UE.
Фиг.4А показывает блок-схему 400 OFDM-модулятора, который может использоваться для каждого из модуляторов 324 и 378 на фиг.3. В OFDM-модуляторе 400 преобразователь 410 из последовательной формы в параллельную принимает выходные символы из процессора ТХ-данных или ТХ MIMO-процессора и предоставляет эти выходные символы в параллельной форме. Модуль 414 преобразования символов в поднесущие преобразует выходные символы в N' поднесущих, назначенных для передачи, и преобразует нулевые символы с нулевым значением сигнала в оставшиеся K-N' поднесущих. Преобразованные символы обозначаются как V(k), где k - это индекс для поднесущих. Модуль 416 обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT) принимает К символов для всего К поднесущих в один период OFDM-символа, преобразует К символов во временную область с помощью К-точечного обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT) и предоставляет преобразованный символ, содержащий К выборок временной области. Каждая выборка временной области является комплексным значением, которое должно быть отправлено в одном периоде выборки. Преобразователь 418 из параллельной формы в последовательную преобразует в последовательную форму К выборок преобразованного символа. Формирователь 420 циклического префикса циклически/циркулярно повторяет часть (или С выборок) преобразованного символа для того, чтобы формировать OFDM-символ, содержащий К+С выборок. Повторяемая часть упоминается как циклический префикс или защитный интервал, а С - это длина циклического префикса. Циклический префикс используется для того, чтобы противостоять межсимвольным помехам (ISI), которые вызываются посредством частотно-избирательного затухания, которое является частотной характеристикой, которая варьируется по полосе пропускания системы.
Фиг.4 В показывает блок-схему 402 LFDM-модулятора, который также может использоваться для каждого из модуляторов 324 и 378 на фиг.3. В LFDM-модуляторе 402 преобразователь 410 из последовательной формы в параллельную принимает выходные символы и предоставляет эти выходные символы в параллельной форме. Модуль 412 дискретного преобразования Фурье (DFT) принимает N' выходных символов в течение одного периода LFDM-символа, преобразует N' выходных символов из временной области с помощью N'-точечного DFT или быстрого преобразования Фурье (FFT) и предоставляет N' символов частотной области. Модуль 414 преобразования символов в поднесущие преобразует N' символов частотной области в N поднесущих, назначенных для передачи, и преобразует нулевые символы в оставшиеся K-N' поднесущих. Модуль 416 IDFT преобразует К символов во временную область с помощью К-точечного IDFT/IFFT и предоставляет преобразованный символ, содержащий К выборок временной области. Преобразователь 418 из параллельной формы в последовательную преобразует в последовательную форму К выборок преобразованного символа. Формирователь 420 циклического префикса циклически повторяет С выборок преобразованного символа, чтобы формировать LFDM-символ, содержащий К+С выборок.
Как показано на фиг.4А и 4В, OFDM и LFDM могут поддерживаться с помощью модулей 410-420 на фиг.4В. Все модули используются для LFDM, тогда как DFT-модуль 412 опускается для OFDM. Например, в соответствии с определенными аспектами, которые подробно описаны ниже, узел В может указывать для UE режим работы, и на основе этих указаний UE может использовать или не использовать DFT-модули 412, как описано в данном документе. Как заявлено выше, хотя варианты осуществления на фиг.4А и 4В описаны относительно LFDM, можно принимать во внимание, что другая форма SC-FDM, известная как IFDM, также может быть использована в качестве схемы модуляции, при этом различные UE преобразуются в равноотстоящие поднесущие.
Фиг.5А показывает блок-схему 500 OFDM-демодулятора, который может использоваться для каждого из демодуляторов 328 и 354 на фиг.3. В OFDM-демодуляторе 500 модуль 510 удаления циклического префикса получает К+С принимаемых выборок в один период OFDM-символа, удаляет С выборок для циклического префикса и предоставляет К принимаемых выборок. Преобразователь 512 из последовательной формы в параллельную предоставляет К принимаемых выборок в параллельной форме. FFT-модуль 514 преобразует К принимаемых выборок в частотную область с помощью К-точечного FFT и предоставляет К принимаемых символов для всего К поднесущих. Модуль 516 обратного преобразования символов в поднесущие получает К принимаемых символов и предоставляет N' принимаемых символов из N поднесущих, назначенных для передачи. Преобразователь 520 из параллельной формы в последовательную преобразует в последовательную форму N' принимаемых символов из модуля 516.
Фиг.5 В показывает блок-схему 502 LFDM-демодулятора, который также может использоваться для каждого из демодуляторов 328 и 354 на фиг.3. В LFDM-демодуляторе 502 модуль 510 удаления циклического префикса получает К+С принимаемых выборок в один период LFDM-символа, удаляет С выборок для циклического префикса и предоставляет К принимаемых выборок. Преобразователь 512 из последовательной формы в параллельную предоставляет К принимаемых выборок в параллельной форме. FFT-модуль 514 преобразует К принимаемых выборок с помощью К-точечного FFT и предоставляет К символов частотной области для всего К поднесущих. Модуль 516 обратного преобразования символов в поднесущие получает К символов частотной области и предоставляет N' символов частотной области из N' поднесущих, назначенных для передачи, в компенсатор 518. IFFT-модуль 520 преобразует N' символов частотной области во временную область с помощью N'-точечного IFFT/IDFT и предоставляет N' принимаемых символов. Преобразователь 522 из параллельной формы в последовательную преобразует в последовательную форму N' принимаемых символов.
Как показано на фиг.5А и 5В, OFDM и LFDM могут поддерживаться с помощью модулей 510-522 на фиг.5В. Все модули используются для LFDM, тогда как IDFT/IFFT-модуль 520 опускается для OFDM.
Ввиду примерных аспектов, описанных в данном документе, поясняются методологии, которые могут быть реализованы в соответствии с раскрытым предметом изобретения. Хотя, в целях упрощения, методологии показаны и описаны как последовательность этапов, необходимо понимать и принимать во внимание, что заявленный предмет изобретения не ограничен числом или порядком этапов, поскольку некоторые этапы могут осуществляться в другом порядке и/или параллельно с этапами, отличными от этапов, показанных и описанных в данном документе. Кроме того, не все проиллюстрированные этапы могут потребоваться для того, чтобы реализовать соответствующие методологии. Следует принимать во внимание, что функциональность, ассоциативно связанная с этапами, может быть реализована посредством программного обеспечения, аппаратных средств, их комбинации или любых других подходящих средств (к примеру, устройства, системы, процесса, компонента). Дополнительно, следует принимать во внимание, что некоторые методологии, раскрываемые далее и по всему данному описанию изобретения, допускают сохранение в изделии, чтобы упрощать перенос и передачу этих методологий в различные устройства. Специалисты в данной области техники должны понимать и принимать во внимание, что методологии альтернативно могут быть представлены как последовательности взаимосвязанных состояний или событий, к примеру, на диаграмме состояний.
Совместная работа OFDM и LFDM/IFDM может поддерживаться по-разному. В одной схеме UE может быть выполнено с возможностью работать в OFDM-режиме или LFDM/IFDM-режиме, которые могут рассматриваться как различные режимы передачи. В OFDM-режиме UE передает по восходящей линии связи с помощью OFDM. В LFDM/IFDM-режиме UE передает по восходящей линии связи с помощью LFDM или IFDM, соответственно. OFDM UE или OFDM-пользователь - это UE, выполненное с возможностью работать в OFDM-режиме. LFDM или IFDM UE или LFDM/IFDM-пользователь - это UE, выполненное с возможностью работать в LFDM-режиме.
Фиг.6 иллюстрирует методологию 600 связи в соответствии с аспектом, в котором UE выполнено с возможностью функционирования в OFDM-режиме или LFDM-режиме полустатическим способом. Выбор режима может быть основан на различных критериях, и UE передает в соответствии с выбранным режимом в течение конкретного интервала времени, который может быть заранее определенным, или режим может изменяться с изменениями в атрибутах UE, как дополнительно поясняется ниже. Например, UE с низкими SNR или низкой геометрией могут быть выполнены с возможностью для LFDM. Эти UE могут управлять своими усилителями мощности в районе 100%-ного использования, чтобы соответствовать бюджету линии связи. LFDM может быть более эффективной, чем OFDM, для этих UE. UE с более высокими SNR или высокой геометрией могут быть выполнены с возможностью для OFDM. Эти UE могут регулировать свою мощность передачи посредством индикаторов нагрузки от других сот и могут не быть ограничены потерями выходной мощности усилителя мощности. OFDM может предоставлять более высокую эффективность линии связи для этих UE.
В соответствии с аспектом, описанным на фиг.6, узел В/точка доступа может непрерывно отслеживать атрибуты одного или более UE в рамках его ассоциативно связанной соты на этапе 602. Например, UE после начального вхождения в соту может иметь низкое SNR, поскольку он находится на границах соты. Соответственно, узел В, ассоциативно связанный с сотой, может первоначально задавать UE так, чтобы передавать в LFDM-режиме. При дальнейшем продвижении в соту SNR для UE может постепенно улучшаться. В обратном сценарии UE могут первоначально находиться близко к узлу В и иметь высокое SNR, но он может перемещаться дальше от узла В и, как результат, его SNR может постепенно ухудшаться. Любые такие изменения в наблюдаемых атрибутах UE обнаруживаются посредством узла В на этапе 604. Если нет изменений атрибутов наблюдаемого UE, он поддерживает свой текущий режим передачи, как указано на этапе 606. Тем не менее, если изменения обнаружены на этапе 604, то они сравниваются с заранее определенным пороговым значением, чтобы определять то, должно ли быть соответствующее изменение в режиме передачи UE на этапе 608. Если изменения находятся в пределах заранее определенных пороговых значений, UE может поддерживать текущий режим передачи, как указано на этапе 606. Тем не менее, если изменение атрибутов, такое как условия SNR для наблюдаемого UE, варьируется за пределами порогового значения, узел В в таком случае инициирует соответствующее изменение своего режима передачи, как указано на этапе 610. В соответствии с аспектом узел В может инициировать изменение посредством передачи служебного бита, который имеет конкретные значения для каждого из режимов передачи. Например, относительно сценариев, описанных выше, UE, который перемещается ближе к узлу В, может переключаться из начального режима передачи LFDM в режим передачи OFDM, тем самым получая преимущества, ассоциативно связанные с OFDM-схемой. Аналогично, UE, отдаляющийся от узла В, может переключать свой начальный режим передачи OFDM на режим передачи LFDM на основе сигнала/бита режима, принимаемого от соответствующего узла В. Узел В может отправлять служебные сигналы с тем, чтобы сообщать UE использовать OFDM или LFDM.
Фиг.7 является методологией 700 связи, ассоциативно связанной с другим аспектом, который упоминается как динамическая диспетчеризация. В соответствии с этим аспектом UE может быть выполнено с возможностью функционирования в OFDM-режиме или LFDM-режиме динамическим способом, к примеру, в каждом интервале диспетчеризации или некоторой другой длительности. Узел В может отправлять служебные сигналы, чтобы сообщать UE использовать OFDM или LFDM. Соответственно, на этапе 702 UE работает в первоначальном режиме, который, возможно, определен на основе его условий SNR и т.д. На этапе 704 оно принимает передачу по нисходящей линии связи от обслуживающего узла В, которая может содержать бит режима, как указано выше, чтобы указывать режим передачи, в котором должен работать UE. Следовательно, на этапе 706 изучается бит режима для того, чтобы определять, требуется ли изменение в режиме передачи. Например, служебные сигналы могут содержать один бит режима в управляющем сообщении нисходящей линии связи, чтобы указывать конкретный режим передачи, чтобы использовать для передачи по восходящей линии связи. Этот бит режима может быть задан, к примеру, (а) равным 0, чтобы указывать LFDM-режим, или (b) равным 1, чтобы указывать OFDM-режим. Соответственно, если конкретное UE принимает бит, указывающий определенный режим, который является таким же, как его текущий режим, он продолжает поддерживать свой текущий режим, как показано на этапе 708. Если бит указывает режим, отличный от его текущего режима, то UE должен переключать свой режим передачи на основе значения бита, принятого так, как указано на этапе 710. Следует принимать во внимание, что переключение режимов в соответствии с динамической диспетчеризацией осуществляется с намного более высокой скоростью в сравнении с полустатическим разделением UE, описанным относительно фиг.6. Дополнительно, можно принимать во внимание, что UE может быть сконфигурировано посредством узла В так, чтобы переключать режимы на основе различных аспектов, содержащих доступность смежных ресурсов, запас мощности усилителя мощности или SNR, как пояснено выше. Например, если UE первоначально выполнен с возможностью передавать в LFDM-режиме и есть нехватка смежных поднесущих, узел В в таком случае может направлять UE передавать в OFDM-режиме на основе доступности прерывистых поднесущих. Таким образом, система может воспользоваться преимуществом различных аспектов, ассоциативно связанных с SC-FDM, а также OFDM-схемами.
Фиг.8 является блок-схемой 800 последовательности операций способа, которая поясняет работу планировщика в соответствии с аспектом. При работе согласно полустатическому разделению или динамической диспетчеризации планировщик (к примеру, планировщик 344 на фиг.3) может назначать непрерывные поднесущие для UE, работающего в LFDM-режиме, или равноотстоящие тона для UE в IFDM-режиме, чтобы поддерживать низкое PAPR, и может назначать непрерывные или прерывистые поднесущие для UE, работающего в OFDM-режиме. Планировщик имеет полную гибкость в назначении блока ресурсов для OFDM-режима. В соответствии с различными аспектами планировщик может диспетчеризовать UE для передачи различными способами. В соответствии с аспектом, иллюстрированным на фиг.8, планировщик выбирает один UE за раз для назначения ресурсов передачи на основе своих приоритетов убывающим способом. Следовательно, UE с самым высоким приоритетом выбирается для диспетчеризации на этапе 802. На этапе 804 планировщик определяет, что режим передачи UE - это LFDM или OFDM. Как проиллюстрировано на этапе 806, если режим передачи - это LFDM, то только непрерывные RB должны быть выделены ему. Если режим передачи - не LFDM, на этапе 824 снова определяется то, находится ли UE в IFDM-режиме. Если оно находится в режиме передачи IFDM, то прерывистые, но равноотстоящие блоки ресурсов назначаются ему, как показано на этапе 826, и процесс заканчивается выбором посредством планировщика следующего UE на этапе 814. Если UE не находится в IFDM-режиме, на этапе 810 принимается решение, что режим передачи - это OFDM, и поэтому планировщик может выделять непрерывные или прерывистые блоки ресурсов для UE, как показано на этапе 808. Впоследствии на этапе 814 планировщик выбирает следующее UE, которому должны быть назначены ресурсы передачи. Тем не менее, если определено на этапе 806, что UE находится в режиме передачи LFDM, планировщик снова определяет, есть ли смежные RB, доступные для того, чтобы назначать для UE, на этапе 810. Если они доступны, UE назначается этим ресурсам на этапе 812, и процесс заканчивается на этапе 814, где планировщик выбирает диспетчеризацию следующего UE. Тем не менее, если на этапе 810 принимается решение, что нет непрерывных RB, доступных для диспетчеризации, то дополнительно определяется то, находится ли UE в режиме динамической диспетчеризации, как показано на этапе 816. Если UE не находится в режиме динамической диспетчеризации, то принимается решение, что UE находится в статическом режиме диспетчеризации, на этапе 822, и поэтому режим UE может не быть изменен. Следовательно, процесс завершается на этапе 814, на котором следующее UE выбирается для диспетчеризации. Тем не менее, если UE находится в режиме динамической диспетчеризации, режим передачи UE изменяется на режим передачи OFDM, как показано на этапе 818. Как заявлено выше, режим может быть изменен на OFDM, чтобы лучше использовать прерывистые ресурсы. Соответственно, прерывистые блоки ресурсов, которые могут быть доступными, назначаются для UE на этапе 820, и процесс заканчивается на этапе 814 выбором посредством планировщика следующего UE, чтобы назначать ресурсы передачи.
Планировщик может использовать дерево каналов с преобразованием непрерывных блоков ресурсов для LFDM. Планировщик может использовать другое дерево каналов для того, чтобы выделять несвязные блоки ресурсов для OFDM. Это позволяет предоставлять планировщику большую гибкость в том, чтобы выделять блоки ресурсов, чтобы эффективно использовать всю полосу пропускания системы. В общем, планировщик может использовать любое число деревьев каналов, и каждое дерево каналов может иметь любое преобразование блоков ресурсов в узлы. Планировщик может использовать одинаковые или различные деревья каналов для OFDM и LFDM.
Фиг.9 является схемой дерева 900 каналов, которая может использоваться посредством планировщика для того, чтобы назначать блоки ресурсов в соответствии с аспектом, содержащим В=16 наборов поднесущих в первом ярусе. Набор каналов графика может быть задан этими В наборами поднесущих. Каждому каналу графика назначается уникальный идентификатор канала, и он преобразуется в один или более наборов поднесущих в каждом интервале времени. Например, канал графика может быть задан для каждого узла в дереве 900 каналов. Каналы графика могут быть последовательно пронумерованы снизу вверх и слева направо для каждого яруса. Наибольшему каналу графика, соответствующему самому верхнему узлу, назначается идентификатор канала 2 В-1, и он преобразуется во все В наборов поднесущих. В каналов графика в нижнем ярусе 1 имеют идентификаторы канала 1-В и называются базовыми каналами графика. Каждый базовый канал графика преобразуется в один набор поднесущих. Древовидная структура, как показано в данном документе, устанавливает определенные ограничения на использование каналов графика для ортогональной системы. Для каждого канала графика, который назначается, ограничиваются все каналы графика, которые являются поднаборами (или потомками) назначаемого канала графика, и все каналы графика, для которых назначаемый канал графика является поднабором. Ограниченные каналы графика не используются одновременно с назначенным каналом графика, с тем чтобы никакие два канала графика не использовали один и тот же набор поднесущих одновременно.
Как заявлено выше, одно или более деревьев каналов могут быть заданы и использованы для выделения ресурсов. Дерево каналов преобразует конкретные доступные блоки ресурсов в узлы дерева каналов. Например, двоичное дерево каналов может быть задано, в котором блоки 1-В ресурсов могут преобразовываться в узлы 1-В, соответственно, в первом ярусе дерева каналов. Во втором ярусе блоки 1 и 2 ресурсов могут преобразовываться в узлы В+1 и т.д. и блоки ресурсов, В-1 и В могут преобразовываться в узел В+В/2. В третьем ярусе блоки 1-4 ресурсов могут преобразовываться в узлы В+В/2+1 и т.д., и блоки от В-3 до В ресурсов могут преобразовываться в узел В+ЗВ/4. UE может быть назначен конкретный узел в дереве каналов, и оно может использовать все блоки ресурсов, преобразованных в назначенный узел. Дерево каналов предоставляет удобный механизм для назначения ресурсов и передачи в служебных сигналах назначенных ресурсов.
Фиг.10 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей методологию 1000 диспетчеризации с помощью подполос частот, чтобы повышать производительность в системах связи. В соответствии с этим аспектом UE может выбирать подполосы частот с лучшими SNR, которые должны диспетчеризоваться посредством планировщика в ассоциативно связанном узле В. Первоначально, на этапе 1002, UE, обслуживаемое посредством планировщика, оценивает SNR для различных подполос частот для связи. На этапе 1004 идентифицируются одна или более подполос частот с оптимальными SNR. На этапе 1006 UE выбирает эти подполосы частот и сообщает о них планировщику. На этапе 1008 планировщик принимает эти сообщения от UE и может попытаться диспетчеризовать UE на основе их соответствующих выборов. После определения режима передачи UE на этапе 1010 планировщик может диспетчеризовать UE в смежных подполосах частот, если он находится в LFDM-режиме, как показано на этапе 1012. Если UE находится в OFDM-режиме, оно может быть диспетчеризовано в нескольких несвязных подполосах частот, как отмечено на этапе 1014. Таким образом, при работе в OFDM-режиме UE может достигать полного усиления диспетчеризации подполос частот.
В соответствии с различными другими аспектами система может поддерживать режим с одним входом и одним выходом (SISO), с одним входом и многими выходами (SIMO), со многими входами и одним выходом (MISO) и/или со многими входами и многими выходами (MIMO). С одним входом означает одну передающую антенну, а со многими входами означает несколько передающих антенн для передачи данных. С одним выходом означает одну приемную антенну, а со многими выходами означает несколько приемных антенн для приема данных. В нисходящей линии связи несколько передающих антенн находятся в узле В, несколько приемных антенн могут быть в одном или более UE. В восходящей линии связи несколько передающих антенн могут быть в одном или более UE, а несколько приемных антенн находятся в узле В. Система также может поддерживать однопользовательский MIMO (SU-MIMO) и многопользовательский MIMO (MU-MIMO). SU-MIMO упоминается как передача MIMO в/из одного UE. MU-MIMO упоминается как передача MIMO в/из множества UE, к примеру, по одному набору поднесущих. MU-MIMO также упоминается как множественный доступ с пространственным разделением каналов (SDMA). SU-MIMO и/или MU-MIMO могут поддерживаться в нисходящей линии связи и/или восходящей линии связи.
Фиг.11 является методологией 1100 связи, которая использует различные аспекты, описанные в данном документе, для того, чтобы реализовать OFDM/LFDM-схемы в рамках MU-MIMO-системы, чтобы воспользоваться преимуществом признаков в обеих схемах.
Первоначально, на этапе 1102, приемные устройства в узле В принимают SNR, ассоциативно связанные с различными UE, работающими в рамках соты. Ассоциативно связанный процессор (к примеру, процессор 340 на фиг.3) может проанализировать SNR, чтобы определять режим работы для передающих UE на этапе 1104. Соответственно, UE может быть разрешено работать в OFDM/LFDM-режимах полустатически или динамически, как пояснено выше. На этапе 1106 узел В также принимает широкополосный зондирующий сигнал из UE и осуществляет выбор подполос частот из ассоциативно связанных UE. На основе принимаемых выборов и/или режимов работы UE узел В определяет диспетчеризацию подполос частот и тем самым выделяет смежные RB или несвязные RB из различных деревьев каналов и передает эти выделения в UE, как отмечено на этапе 1108. На этапе 1110 узел В может дополнительно принимать данные и/или управлять передачами из UE на назначенных ресурсах. Эти передачи могут быть приняты через множество приемных антенн. На этапе 1112 передачи, таким образом принимаемые от UE, пространственно разделяются с помощью MIMO-методик, таких как обнаружение MMSE (минимальная среднеквадратическая ошибка), которое может использоваться с последовательным подавлением помех (SIC). В соответствии с дополнительными аспектами, как пояснено ниже, данное UE может использовать режимы передачи OFDM и LFDM одновременно для двух различных потоков данных на основе различных критериев, таких как SNR, ассоциативно связанные с соответствующими потоками данных. Соответственно различные режимы могут быть приспособлены посредством данного UE для обмена данными, такие как SIMO/OFDM, SIMO/LFDM, MIMO/OFDM, MIMO/LFDM, SDMA/LFDM/OFDM или комбинации вышеозначенного.
Другой аспект, который относится к включению преимуществ OFDM/LFDM-схем в систему связи, раскрыт на блок-схеме 1200 последовательности операций способа, проиллюстрированной на фиг.12. Раскрывается процедура связи, в которой обслуживающий узел В первоначально принимает передачу, переносящую SNR от одного UE, как показано на этапе 1202. В соответствии с дополнительным аспектом UE может быть выполнено с возможностью передавать множество потоков данных, которые могут иметь различные ассоциативно связанные значения SNR. Соответственно, на этапе 1204 выполняется определение в отношении того в узле В, являются ли SNR, принимаемые от UE, ассоциативно связанными с несколькими потоками данных. Если SNR ассоциативно связан только с одной передачей потока данных, то на этапе 1206 узел В должен определять схему передачи для UE на основе принимаемого SNR, как описано выше. Таким образом, если поток данных имеет высокий SNR, то узел В конфигурирует UE так, чтобы передавать поток данных как форму сигнала OFDM, тогда как, если поток данных имеет низкий SNR, UE должен быть выполнен с возможностью передавать его как форму сигнала LFDM. Следует отметить, что планировщик в узле В может работать в полустатическом режиме разделения, как пояснено выше. На этапе 1208 узел В обменивается данными с информацией, касающейся схемы, которая должна быть использована для передачи в UE, и процесс заканчивается на конечном этапе. Тем не менее, если определено на этапе 1204, что SNR, принимаемые от UE, ассоциативно связаны с различными потоками данных, то SNR каждого потока данных, который должен передаваться посредством UE, определенного на этапе 1210. На этапе 1212 SNR из этапа 1210 анализируются, с тем чтобы определять, имеют ли различные потоки данных ассоциативно связанные различные SNR. Если все потоки данных имеют аналогичные значения SNR, то узел В конфигурирует UE так, чтобы работать в соответствии с одной из схем передачи. Следовательно, процесс может возвратиться к этапу 1206. Тем не менее, если различные потоки данных имеют различные значения SNR, UE выполнено с возможностью передачи MIMO на этапе 1214, при этом различные потоки данных имеют различные режимы передачи в зависимости от соответствующих значений SNR. Например, UE может использовать OFDM для потоков с высокими SNR и может использовать LFDM для потоков с низкими SNR, к примеру схему кодирования с модуляцией (MCS) с QPSK. Это обеспечивает гибкость в использовании LFDM и/или OFDM для различных уровней/UE.
Более высокая пропускная способность или спектральная эффективность могут быть достигнуты с помощью MIMO при определенных характеристиках канала, к примеру высоких SNR, меньшей корреляцией между передающими и приемными антеннами и т.д. Повышенная надежность может быть достигнута с помощью SIMO при других характеристиках канала, к примеру низких SNR. MIMO или SIMO могут быть выбраны на основе одного или более критериев, к примеру, SNR. В соответствии с дополнительным аспектом, чтобы упрощать работу, OFDM используется с MIMO (который может быть выбран, когда высокие SNR наблюдаются), а LFDM используется с SIMO.
И для OFDM, и для LFDM UE может передавать контрольный сигнал по восходящей линии связи, чтобы помогать узлу В с обнаружением. В общем, одинаковые или различные контрольные сигналы могут использоваться для OFDM и LFDM. В одной схеме контрольный сигнал для LFDM формируется на основе многофазной последовательности, которая является последовательностью, имеющей хорошие временные характеристики (к примеру, постоянную огибающую временной области) и хорошие спектральные характеристики (к примеру, плоский частотный спектр). Например, контрольные символы могут быть сформированы следующим образом:
В уравнении (5) F и L являются относительно простыми. Уравнение (2) служит для последовательности Голомба, уравнение (3) служит для последовательности Р3, уравнение (4) служит для последовательности Р4, а уравнение (5) служит для последовательности Чу. Последовательности Р3, Р4 и Чу могут иметь любую произвольную длину. Контрольные символы также могут быть сформированы на основе последовательности Франка, последовательности Р1, последовательности Рх или некоторой другой многофазной последовательности. Использование многофазной последовательности может иметь результатом низкое PAPR для контрольных сигналов.
Контрольные сигналы для LFDM и OFDM также могут быть сформированы с помощью символов модуляции из любой схемы модуляции (к примеру, QPSK), что позволяет упрощать обработку контрольных сигналов. Различные последовательности контрольных символов могут использоваться для OFDM и LFDM, чтобы упрощать сетевое планирование.
Контрольные сигналы могут передаваться по-разному для OFDM и LFDM. В одной схеме контрольный сигнал и данные передаются в режиме мультиплексирования с временным разделением каналов (TDM). Например, данные могут быть переданы в одном или более OFDM/LFDM-символов, затем контрольный сигнал может быть передан в одном или более OFDM/LFDM-символов, после этого данные могут быть переданы в одном или более OFDM/LFDM-символов и т.д. Контрольный сигнал также может быть передан с помощью коротких символов, сформированных с меньшим размером FFT (к примеру, К/2). Например, передача может включать в себя два коротких символа для контрольного сигнала и шесть обычных символов для данных. Для LFDM контрольные сигналы и данные типично не передаются в одном LFDM-символе. Для OFDM контрольные сигналы и данные могут отправляться в одном OFDM-символе по различным поднесущим. Мультиплексирование данных и контрольных сигналов в одном OFDM-символе позволяет сокращать контрольную служебную информацию. С помощью OFDM можно эффективно выделять частотные ресурсы между данными и контрольными сигналами в зависимости от числа блоков ресурсов, выделяемых для UE, поскольку он может использовать несвязные RB, которые назначаются ему даже из различных деревьев каналов.
Фиг.13 является методологией 1300 передачи, используемой посредством системы связи при передаче в LFDM-режиме в соответствии с различными аспектами, поясненными выше. На этапе 1302 первоначально определяется посредством UE то, что оно должно передавать в LFDM-режиме на основе служебных сигналов из ассоциативно связанного узла В. На этапе 1304 определяется, имеются ли пользовательские данные, которые должны быть переданы. Если нет пользовательских данных из передачи, UE может использовать назначенные RB, для того чтобы отправлять служебные сигналы, как показано на этапе 1306. Тем не менее, UE также может статически назначаться небольшое количество поднесущих рядом с одной границей полосы частот для канала управления. Таким образом, UE может отправлять служебные сигналы по указанным поднесущим для канала управления, когда нет данных для отправки. Указанные поднесущие могут не быть смежными с динамически выделяемыми блоками ресурсов. Когда это имеет место, UE может не иметь возможности использовать указанные поднесущие наряду с выделяемыми блоками ресурсов. Если есть пользовательские данные, которые должны быть переданы, на этапе 1308 пользовательские данные мультиплексируются со служебными сигналами для передачи. Мультиплексированные данные преобразуются в указанные поднесущие на этапе 1310, чтобы сформировать форму сигнала LFDM. Преобразованные символы затем преобразуются во временную область, например, посредством использования DFT-модуля на этапе 1312. На этапе 1314 символы передаются по ресурсам, назначенным в соответствии с режимами, как описано, например, полустатически или динамически. Тем не менее, как заявлено выше, хотя LFDM имеет преимущество низкого PAPR, она требует того, чтобы смежные RB назначались для того, чтобы передавать пользовательские данные, тем самым приводя к ограничениям при операциях планировщика.
Для UE, использующего OFDM, способ передачи аналогичен способу, поясненному выше относительно LFDM, за исключением того, что преобразование Фурье символов на этапе 1312 опускается. Хотя OFDM имеет высокое PAPR, она дает возможность несвязным поднесущим быть использованными для того, чтобы отправлять данные и/или служебные сигналы. Служебные сигналы могут отправляться по любым выделяемым поднесущим. UE может отправлять служебные сигналы по указанным поднесущим, когда нет данных, чтобы отправлять, и может использовать эти поднесущие для данных и/или служебных сигналов, когда есть данные, чтобы отправлять. Следовательно, указанные поднесущие могут быть полностью использованы при OFDM, и потери полосы пропускания не наблюдается.
Совместная работа OFDM и LFDM предоставляет возможность динамического перехода между этими двумя схемами мультиплексирования, с тем чтобы получать преимущества обеих схем, таких как:
- Предоставление возможности лучшего использования полосы пропускания системы,
Достижение более высокого выигрыша от многопользовательской диспетчеризации,
Достижение более высокого выигрыша от диспетчеризации подполос частот,
Предоставление усиления уровня линии связи для пользователей с высоким SNR,
- Предоставление большей гибкости в SIMO/MIMO-режимах,
Предоставление большей свободы в выборе контрольной последовательности и упрощение сетевого планирования,
- Предоставление большей гибкости в регулировании процента контрольной служебной информации,
- Снижение потерь полосы пропускания, ассоциативно связанных с каналом управления LFDM,
- Предоставление усиления уровня линии связи в сравнении с LFDM, и
Предоставление более низкой сложности реализации по сравнению с LFDM.
Описанные в данном документе методики могут быть реализованы различными средствами. Например, эти методики могут быть реализованы в аппаратных средствах, микропрограммном обеспечении, программном обеспечении или их комбинации. При реализации в аппаратных средствах модули обработки в узле В или UE могут быть реализованы в одной или нескольких специализированных интегральных схемах (ASIC), процессорах цифровых сигналов (DSP), устройствах цифровой обработки сигналов (DSPD), программируемых логических устройствах (PLD), программируемых пользователем матричных БИС (FPGA), процессорах, контроллерах, микроконтроллерах, микропроцессорах, электронных устройствах, других электронных модулях, предназначенных для того, чтобы выполнять описанные в данном документе функции, или в комбинации вышеозначенного.
При реализации в микропрограммном обеспечении и/или программном обеспечении методики могут быть реализованы с помощью модулей (к примеру, процедур, функций и т.п.), которые выполняют описанные в данном документе функции. Микропрограммные и/или программные коды могут быть сохранены в запоминающем устройстве и выполнены посредством процессора. Запоминающее устройство может быть реализовано в процессоре или внешне по отношению к процессору.
Предшествующее описание раскрытых вариантов осуществления предоставлено для того, чтобы дать возможность любому специалисту в данной области техники создавать или использовать изобретение. Различные модификации в этих вариантах осуществления должны быть очевидными для специалистов в данной области техники, а описанные в данном документе общие принципы могут быть применены к другим вариантам осуществления без отступления от сущности и объема раскрытия сущности. Таким образом, раскрытие сущности не имеет намерения быть ограниченным показанными в данном документе вариантами осуществления, а должно удовлетворять самой широкой области применения, согласованной с принципами и новыми функциями, раскрытыми в данном документе.
Описанное выше включает в себя примеры различных вариантов осуществления. Конечно невозможно описать каждую вероятную комбинацию компонентов или методологий в целях описания вариантов осуществления, но специалисты в данной области техники могут признавать, что многие дополнительные комбинации и перестановки допустимы. Следовательно, подробное описание предназначено для охвата всех подобных преобразований, модификаций и разновидностей, которые подпадают под сущность и объем прилагаемой формулы изобретения.
В частности, и относительно различных функций, выполняемых посредством вышеописанных компонентов, устройств, каналов, систем и т.п., термины (в том числе ссылка на "средство"), используемые для того, чтобы описывать эти компоненты, имеют намерение соответствовать (если не указано иное) любому компоненту, который выполняет указанную функцию описанного компонента (к примеру, функциональному эквиваленту), даже если он не эквивалентен структурно раскрытой структуре, которая выполняет функцию в проиллюстрированных в данном документе примерных аспектах вариантов осуществления. В этом смысле также следует принимать во внимание, что различные варианты осуществления включают в себя систему, а также машиночитаемый носитель, имеющий машиноисполняемые инструкции для выполнения действий и/или событий различных способов.
Помимо этого, хотя конкретный признак изобретения, возможно, раскрыт относительно только одной из нескольких реализаций, этот признак может быть комбинирован с одним или более признаков других реализаций, что может быть требуемо и предпочтительно для любого данного или конкретного варианта применения. Более того, в тех рамках, в которых термины "включает в себя" и "включающий в себя" и их варианты используются либо в подробном описании, либо в формуле изобретения, эти термины должны быть аналогичны термину "содержащий".