БАЗОВАЯ СТАНЦИЯ, МОБИЛЬНАЯ СТАНЦИЯ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ ПЕРЕДАЧИ
BASIC STATION, MOBILE STATION AND METHOD TO CONTROL TRANSFER CAPACITY

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в целом относится к области радиосвязи. Более конкретно, настоящее изобретение относится к базовой станции, мобильной станции и способу управления мощностью передачи общего канала управления, используемого для связи с коммутацией пакетов.
Уровень техники
В системе мобильной связи, такой как IMT-2000, управление мощностью передачи производится в целях увеличения пропускной способности канала, экономии батареи мобильной станции и т.п. Например, измерение качества канала осуществляется на стороне приема, а код (ТРС, Transmission Power Code) управления мощностью передачи передается по обратному каналу (например, выделенному общему физическому каналу, DPCCH, Dedicated Physical Control Channel), так чтобы канал, прием которого производится в данный момент времени, отвечал требуемому качеству. В результате происходит обновление величины мощности передачи с шагом, например, 1дБ, а процедура измерения качества и передача/прием кода ТРС повторяются, так чтобы мощность передачи можно было постепенно изменять, устанавливая ее ближе к оптимальному значению. То есть в случае связи с коммутацией каналов индивидуальный канал назначают конкретно мобильной станции, а мощность передачи мобильной станции постепенно регулируют исходя из предыстории изменения мощности передачи на каком-то временном отрезке. Такое управление мощностью передачи описано, например, в непатентном документе 1.
[Непатентный документ 1] Keiji Tachikawa, "W-CDMA mobile communication scheme" («Технология мобильной связи W-CDMA»), MARUZEN, pp.126-128.
В перспективных системах мобильной связи вместо традиционной технологии связи с коммутацией каналов принята технология связи с коммутацией пакетов. Радиоресурсы в пакетной форме совместно используются множеством абонентов, а планирование доступа к указанным радиоресурсам надлежащим образом осуществляется в базовой станции. В такой системе мобильной связи не существует мобильной станции, для которой единственно в данный момент выделены радиоресурсы, или мобильной станции, которая ждет выделения ресурсов, но еще их не получила. Кроме того, такая ситуация возникает и в каналах как восходящей, так и нисходящей линии связи. Чтобы заставить мобильную станцию, попадающую в различные условия связи, действовать надлежащим образом, необходимо, чтобы передача общего канала управления происходила с постоянным качеством. Таким образом, необходимо надлежащим образом управлять мощностью передачи общего канала управления. Но вышеупомянутый способ управления мощностью передачи, применяемый при коммутации каналов, нельзя использовать в том виде, в каком он существует, а какой-либо пригодный способ еще не создан.
Задачей настоящего изобретения является создание базовой станции, мобильной станции и способа управления мощностью для управления мощностью передачи общего канала управления - способа, пригодного для связи с коммутацией пакетов.
Раскрытие изобретения
В соответствии с настоящим изобретением предлагается базовая станция, которая содержит средства определения мощности передачи мобильной станции на основе качества приема пилотного канала в восходящей линии связи; средства передачи на мобильную станцию информации относительно определенной мощности передачи; и средства приема канала управления, переданного мобильной станцией в соответствии с полученной информацией.
Согласно настоящему изобретению мощностью передачи общего канала управления можно управлять, пользуясь способом, пригодным для связи с коммутацией пакетов.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 изображена блок-схема базовой станции, соответствующей варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.2 изображена блок-схема мобильной станции, соответствующей варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.3 изображена диаграмма, иллюстрирующая способ управления мощностью передачи, соответствующий варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.4 представлена таблица, иллюстрирующая пример взаимного соответствия между CQI, номером MCS и мощностью передачи.
На фиг.5 представлена таблица, иллюстрирующая пример взаимного соответствия между CQI, номером MCS и мощностью передачи.
Фиг.6 представляет собой диаграмму, показывающую примеры отображения пилотного канала.
На фиг.7 изображена таблица, в которой показаны элементы информации, включенные в общий канал управления восходящей линии связи.
На фиг.8 изображена диаграмма, иллюстрирующая пример выделения ресурсов для общего канала данных восходящей линии связи.
На фиг.9A-9D показаны несколько кандидатов, которые рассматриваются при выделении полосы частот.
На фиг.10 приведена схема принципа работы АМС.
На фиг.11 изображена диаграмма, иллюстрирующая способ управления мощностью передачи, соответствующий варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.12 представлена таблица, иллюстрирующая пример взаимного соответствия качества приема и мощности передачи.
На фиг.13 изображена таблица, в которой показаны элементы информации, включенные в общий канал управления нисходящей линии связи.
На фиг.14 изображена таблица, содержащая пример управления мощностью, соответствующий варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.15 изображена диаграмма, иллюстрирующая радиочастотные ресурсы и блок кодирования.
Перечень ссылочных обозначений
11: блок модуляции и кодирования
12: блок мультиплексирования
13: радиочастотный блок
14: блок определения мощности передачи
21: радиочастотный блок
23: блок обработки пилотного канала
24: блок демодуляции и декодирования
Осуществление изобретения
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения относительная или абсолютная величина мощности, на которую мобильной станции требуется изменить мощность своей передачи, определяется на основе соотношения между качеством приема пилотного канала в восходящей линии связи и качеством приема, которому должен отвечать канал управления, или величиной мощности передачи пилотного канала. Полученное таким образом значение мощности передается на мобильную станцию, чтобы надлежащим образом управлять мощностью передачи в восходящей линии связи. Соответственно, не используя предысторию изменения мощности передачи за прошедший непрерывный отрезок времени, мобильная станция получает от базовой станции инструкцию по мощности передачи всякий раз, когда производит пересылку пакета, и таким образом способна регулировать мощность своей передачи.
Если мобильная станция еще не получила такую инструкцию, то передача пилотного канала в восходящей линии связи производится после выполнения некоторой процедуры. При такой процедуре мобильной станции по нисходящей линии связи сообщаются пилотный канал и некоторая мощность передачи, а мобильная станция определяет значение мощности своей передачи исходя из средней величины потерь распространения сигнала между мобильной станцией и базовой станцией. Передача пилотного канала в восходящей линии связи производится с использованием определенного значения мощности, и указанный канал принимается базовой станцией. Соответственно базовая станция на основе пилотного канала, переданного мобильной станцией, может надлежащим образом определить мощность передачи мобильной станции в следующий момент времени.
Потери распространения сигнала можно определить исходя из качества приема пилотного канала в нисходящей линии связи и значения мощности передачи.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения базовая станция производит прием обоих или одного из двух пилотных каналов:
первого пилотного канала, в котором структура внедрения символа постоянна, и второго пилотного канала, в котором структура внедрения символа переменна. Путем подготовки множества типов пилотных каналов в восходящей линии связи можно учесть как точность оценивания канала, так и эффективность передачи информации.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения мобильную станцию, которая осуществляет передачу полезных данных (в дальнейшем, «данных трафика»), вынуждают вести передачу канала управления с использованием значения мощности, которое получено исходя из пилотного канала в восходящей линии связи. Мобильную станцию, которая еще не передает данные трафика, вынуждают вести передачу канала управления с использованием мощности, полученной на основе средних потерь распространения сигнала. Поскольку число мобильных станций, которые ведут передачу данных трафика, сравнительно невелико, эффективность управления мощностью может быть увеличена за счет применения способа управления мощностью передачи на основе CQI только для данных мобильных станций.
Базовая станция может дополнительно содержать средства, которые определяют частотный блок, который может быть использован мобильной станцией для передачи данных трафика, а также определяют мощность передачи мобильной станции. Мощность передачи и частотный блок могут быть определены таким образом, чтобы мощность передачи превосходила заданное пороговое значение и чтобы использовалось возможно большее число частотных блоков. Соответственно легко и надлежащим образом могут быть назначены ресурсы общего канала данных.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения базовая станция содержит средства передачи общего пилотного канала (common pilot channel); средства определения множества значений мощности передачи общего канала управления (shared control channel) на основе качества приема общего пилотного канала множеством мобильных станций, информация о котором передается по восходящей линии связи; и средства передачи общего канала управления множеству мобильных станций с использованием определенных значений мощности передачи.
На мобильные станции, принимающие данные трафика, полученные значения мощности передачи могут быть переданы по отдельности. Соответственно можно вести управление мощностью передачи каждой мобильной станции. На мобильные станции, которые ведут прием данных трафика, может быть передано одно из полученных значений мощности передачи. Соответственно множеству мобильных станций может быть задано одно и то же значение мощности передачи. В качестве такого значения может выступать мощность передачи, соответствующая мобильной станции, которая показала наихудшую величину CQI среди множества мобильных станций.
Общий канал управления может быть передан на мобильную станцию, которая не ведет прием данных трафика, с использованием заранее заданного значения мощности передачи.
Соответственно управление мощностью передачи для общего канала управления может быть выполнено также для мобильных станций, которые хотят произвести только передачу данных трафика по восходящей линии связи.
Базовая станция может включать в себя кодер для кодирования данных для одной или нескольких мобильных станций как одного целого, при этом указанные данные для одной или нескольких мобильных станций можно передавать с использованием одного и того же значения мощности передачи. Путем согласования размера кодируемого блока данных с диапазоном данных, для которого выдерживается одна и та же мощность передачи, можно надлежащим образом сочетать способность системы к исправлению ошибок с избыточностью мощности передачи или ее нехваткой. Например, кодирование (декодирование) можно упростить и использовать при этом мощность не слишком высокого и не слишком низкого уровня, а с другой стороны мощность передачи можно увеличить и обеспечить при этом хорошую способность к исправлению ошибок.
Вариант 1
В нисходящей линии связи базовая станция передает всем абонентам общий пилотный канал, а мобильная станция, которая хочет вести обмен данными в нисходящей линии связи, сообщает базовой станции данные качества приема общего пилотного канала, так что можно рассчитывать, что базовая станция установит мощность передачи общего канала управления в нисходящей линии связи. Однако в восходящей линии связи общий пилотный канал не может быть использован. Данный вариант осуществления изобретения задуман как средство решения указанной проблемы. Далее, будет рассмотрен способ управления мощностью передачи для общего канала управления восходящей линии связи в системе мобильной связи с коммутацией пакетов.
На фиг.1 показана базовая станция, соответствующая варианту осуществления настоящего изобретения. Базовая станция содержит блок 11 модуляции и кодирования, который выполняет многоуровневую модуляцию передаваемых данных и канальное кодирование, блок 12 (MUX) мультиплексирования, который производит мультиплексирование модулированного сигнала и пилотного канала, и радиочастотный блок 13 (RF), который преобразует мультиплексированный сигнал в сигнал, имеющий формат, предназначенный для передачи с антенны; а также базовая станция дополнительно содержит блок 14 определения мощности передачи, который определяет мощность передачи мобильной станции на основе информации, полученной от старшего устройства базовой станции, или от другой мобильной станции, или на основе данных самой базовой станции.
На фиг.2 показана мобильная станция, соответствующая варианту осуществления настоящего изобретения. Мобильная станция включает в себя радиочастотный блок 21 (RF), который выполняет преобразование сигнала того формата, который принимается антенной, блок 22 (DeMUX) демультиплексирования, который осуществляет демультиплексирование пилотного канала и другого канала в принимаемом сигнале, блок 23 обработки пилотного канала, который выполняет оценивание канала с использованием пилотного канала и производит измерение потерь при передаче и подобных параметров, а также блок 24 демодуляции и декодирования, который демодулирует принимаемые данные и выполняет декодирование с исправлением ошибок.
На фиг.3 представлена диаграмма, иллюстрирующая способ управления мощностью передачи в восходящей линии связи, соответствующий варианту осуществления настоящего изобретения. В рассматриваемом варианте осуществления производится подготовка общего канала управления с фиксированной скоростью передачи информации и общего канала данных с переменной скоростью передачи информации в качестве каналов восходящей линии связи. Способ управления мощностью передачи, который рассматривается ниже, может быть применен как для общего канала управления, так и для общего канала данных. Поскольку скорость передачи информации общего канала управления постоянна, важно управлять мощностью передачи мобильной станции, чтобы контролировать качество приема общего канала управления. С другой стороны, для управления качеством приема общего канала управления дополнительно к управлению мощностью передачи мобильной станции имеется возможность регулировать скорость передачи информации. Скорость передачи можно регулировать путем изменения числа уровней многоуровневой модуляции или путем изменения скорости кодирования данных. Кстати, несмотря на то что в данном варианте осуществления для упрощения изложения скорость передачи общего канала управления фиксирована на постоянном уровне, в ином варианте осуществления указанную скорость передачи информации в общем канале управления можно изменять.
t
На этапе 1 от базовой станции на мобильную станцию по нисходящей линии связи передается пилотный канал, и также через канал сигнализации (annunciation channel) или широковещательный канал (ВСН, broadcast channel) передаются данные значения мощности P передачи пилотного канала.
t
Как показано, на этапе 2 мобильная станция в течение некоторого времени принимает по нисходящей линии связи пилотный канал и значение мощности передачи, чтобы произвести вычисление средних потерь L распространения сигнала. Величина потерь L распространения сигнала главным образом определяется вариацией расстояния и затенением, и в общем случае, при усреднении за надлежащий интервал времени, нет сильного отличия между потерями L распространения в восходящей и нисходящей линиях связи. Например, путем усреднения данных качества приема за сравнительно продолжительный период времени, к примеру, за период одного кадра или нескольких кадров, устраняется влияние мгновенных изменений такого фактора, как замирания. На фиг.10 представлен пример зависимости между мгновенным значением SIR при приеме и средней величиной SIR при приеме. Несмотря на то что в рассматриваемом варианте осуществления качество приема измеряется величиной SINR, оно может измеряться и в виде величины SIR или другими величинами, показывающими качество. Целевое значение показателя качества, т.е. величину SIR, которую стремится получить базовая станция, когда ведет прием канала восходящей линии связи, можно представить следующим уравнением:
.
up
0
t
r
t
0
t
В данном выражении P представляет мощность (в данном случае - объект управления) передачи мобильной станции, I представляет мощность помехи канала восходящей линии связи, наблюдаемой на базовой станции. Потери L распространения представляют собой разность мощности P передачи базовой станции и мощности P приема мобильной станции. Канал сигнализации, передаваемый базовой станцией, содержит данные мощности P передачи базовой станции, мощности I помехи в восходящей линии связи и целевое значение показателя качества SIR.
На этапе 3 согласно фиг.3 от мобильной станции на базовую станцию передается пилотный канал. Мощность передачи в данный момент времени равна мощности, которая компенсирует потери распространения, вычисленные на этапе 2. Но эта мощность не компенсирует мгновенные замирания приема сигнала на трассе распространения в восходящей линии связи.
На этапе 4 базовая станция измеряет разность между показателем качества (SINR при приеме) пилотного канала, принимаемого по восходящей линии связи, и требуемым значением показателя качества (требуемым SINR), которое ожидается для пилотного канала. Мощность, которую представляет указанная разность (разность мощностей), является величиной мощности (относительной величиной мощности), на которую мобильной станции следует изменить мощность своей передачи от текущего значения, так чтобы качество канала, принимаемого базовой станцией, стало равным требуемому качеству приема. В процессе определения указанной разности мощностей, базовая станция может использовать таблицу, в которой содержится значение SIR при приеме, требуемое значение SIR, номер MCS и значение разности мощности, на которую следует изменить мощность от ее текущего значения. Номер MCS указывает комбинацию числа уровней многоуровневой модуляции и скорости кодирования. На фиг.4 приведен пример таблицы, устанавливающей взаимное соответствие между информацией о состоянии канала (показателем качества канала: CQI), которая передается от базовой станции к мобильной станции, номером MCS и мощностью передачи мобильной станции. Обычно информация о состоянии канала измеряется в виде величины SIR. В примере по фиг.4 номер MCS и мощность передачи могут быть получены исходя из показателя CQI (SIR), который измерен базовой станцией, и сообщение о котором передается с базовой станции. На фиг.5 показан пример таблицы, которая может быть использована в случае, когда с базовой станции на мобильную станцию вместо информации CQI передается номер MCS. На фиг.4 и 5 приведены просто примеры таблиц, используемых для определения мощности передачи, но мощность передачи может быть определена и из других соотношений соответствия.
На этапе 5 базовая станция, используя канал управления нисходящей линии связи, сообщает мобильной станции данные разности мощности, на которую мобильной станции необходимо изменить мощность своей передачи от текущего значения.
На этапе 6 мобильная станция корректирует мощность своей передачи на основе инструкций, переданных по каналу управления. Величина, на которую производится коррекция, в данном случае отличается от аналогичного действия при управлении по коду ТРС (коррекция не производится шагами по 1 дБ вверх или вниз) - от текущего значения до целевого значения коррекция производится на некоторую величину за один прием.
На этапе 7 производится передача канала управления с использованием откорректированного значения мощности передачи. Данное значение мощности передачи представляет собой величину, которая компенсирует не только потери распространения сигнала, но также и такие мгновенные изменения, как замирания. Затем, если повторно выполнять процедуру от этапа 3 до этапа 7 или повторять процедуры этапов 7, 4 и 6 для каждого пакета, то можно надлежащим образом поддерживать на соответствующем уровне мощность передачи мобильной станции в восходящей линии связи. Однако на этапе 3 при его многократном использовании задействуется пилотный канал, который сопровождает канал управления восходящей линии связи.
Вариант 2
Во втором варианте осуществления настоящего изобретения процессы, происходящие на этапах 3, 4 и 5, отличаются от показанных на фиг.3. Поскольку процессы, происходящие на других этапах, идентичны уже описанным, их повторное описание далее не приводится.
На этапе 3 мобильная станция дополнительно к передаче пилотного канала на базовую станцию передает данные мощности передачи пилотного канала.
На этапе 4 базовая станция измеряет качество приема (величину SINR при приеме) принимаемого пилотного канала. Базовая станция производит сравнение качества приема с требуемым качеством и вычисляет значение мощности, характеризующее полученную разность. Сумма этого значения мощности и значения мощности передачи указывают абсолютное значение мощности, с которой мобильная станция должна осуществлять передачу канала, чтобы качество приема канала базовой станцией стало соответствовать требуемому качеству. Аналогично в первом варианте осуществления изобретения та мощность (разность мощностей), которая указывается как разность, характеризует величину мощности (относительную величину мощности), на которую мобильной станции необходимо изменить мощность своей передачи от текущего значения, чтобы качество приема канала базовой станцией стало соответствовать требуемому качеству.
На этапе 5 базовая станция по нисходящей линии связи передает мобильной станции данные по одной или обеим величинам: относительной величине мощности и абсолютной величине мощности.
На этапе 6 мобильная станция производит коррекцию мощности передачи соответственно инструкции, переданной по каналу управления.
На этапе 7 производится передача канала управления с использованием откорректированного значения мощности передачи. Затем, если повторно выполнять процедуру от этапа 3 до этапа 7 или повторять процедуры этапов 7, 4 и 6 для каждого пакета, то можно надлежащим образом поддерживать на соответствующем уровне мощность передачи мобильной станции в восходящей линии связи.
Вариант 3
Пилотный канал восходящей линии связи представляет собой отдельный пилотный канал, который различен для каждой мобильной станции и который используется для оценивания канала, измерения качества приема, захвата синхронизации и подобных операций в восходящей линии связи. В целях точного контроля состояния радиосвязи, которое изменяется в каждый момент времени, лучше производить передачу множества пилотных каналов. Однако, поскольку пилотный канал является известным сигналом, то, чем больше объем передачи пилотных каналов, тем в большей степени снижается эффективность передачи. Кроме того, не обязательно выполнять все операции: оценивание канала, измерение качества приема, захват синхронизации в восходящей линии связи на одной и той же частоте.
Исходя из этой точки зрения в третьем варианте осуществления настоящего изобретения производится подготовка двух видов пилотных каналов восходящей линии связи, из которых один является опорным пилотным каналом (reference pilot channel), который не обязательно сопровождает общий канал управления, а другой является пилотным каналом для оценивания канала, который сопровождает общий канал данных.
Опорный пилотный канал может быть использован для оценивания канала, получения данных измерения качества и захвата синхронизации для восходящей линии связи, и, в смысле задач применения, он аналогичен стандартному каналу. Однако он отличается от традиционного канала, по меньшей мере, тем, что его передача производится, несмотря на то что выполняется управление мощностью передачи в соответствии с первым и вторым вариантами осуществления изобретения, так что качество приема поддерживается. Кроме того, оценивание канала необходимо осуществлять, чтобы компенсировать потери на трассе распространения сигнала для демодуляции общего канала управления. С этой целью опорный пилотный канал передают, сопровождая общий канал управления. С другой стороны, для измерения качества приема в восходящей линии связи опорный пилотный канал можно передавать независимо, не сопровождая общий канал управления. Однако структуру внедрения символа фиксируют заранее как отличительный признак. На фиг.6(А) показана ситуация, при которой производится передача опорного пилотного канала, сопровождающего общий канал управления, и передача независимого опорного пилотного канала.
Пилотный канал, предназначенный для оценивания канала, сопровождает общий канал данных и используется для оценивания канала. Варианты (В)-(D) на фиг.6 иллюстрируют примеры внедрения пилотного канала, предназначенного для оценивания канала. Поскольку мобильная станция может перемещаться с различной скоростью, как высокой, так и низкой, то может возникать ситуация, при которой изменение состояния канала во времени будет в большой степени зависеть от мобильной станции. В этом случае, как показано на фиг.6 (С) и (D), в отличие от фиг.6 (В) в целях оценивания канала вдоль оси времени внедряют множество пилотных каналов, предназначенных для оценивания канала, так что точность оценивания канала для абонента, перемещающегося с высокой скоростью, может быть увеличена. Для мобильной станции, которая не перемещается с высокой скоростью, за счет возможно более редкого внедрения пилотного канала, предназначенного для оценивания канала, можно увеличить эффективность передачи информации. Поскольку пилотный канал, предназначенный для оценивания канала, либо передается, либо не передается, то его можно назвать пилотным каналом для захвата опорного пилотного канала, передача которого производится всегда. В соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления изобретения, предусматривая множество видов пилотных каналов и внедряя их адаптивным образом соответственно задаче применения или ситуации радиосвязи, можно увеличить точность оценивания канала и повысить эффективность передачи информации.
Вариант 4
Как говорилось выше, в системе мобильной связи имеется не только мобильная станция, которой фактически выделены радиоресурсы, но также и мобильная станция, которая желает, чтобы ей были выделены радиоресурсы, но которой радиоресурсы еще не выделены. Такая ситуация возникает в каналах как восходящей линии связи, так и нисходящей линии связи. Поэтому общий канал управления включает в себя информацию по этим различным состояниям.
На фиг.7 представлены элементы информации, которые могут быть включены в общий канал управления восходящей линии связи. Среди управляющей информации, приведенной в строках (1)-(4), в строках (1) и (2) указана информация по передаче данных общим каналом данных нисходящей линии связи, а в строках (3) и (4) - информация по передаче данных общим каналом данных восходящей линии связи.
В строке (1) указана информация ответа, передаваемого мобильной станцией, когда мобильная станция, для которой в данное время фактически ведется передача данных трафика по нисходящей линии связи, принимает по нисходящей линии связи общий канал данных. Когда мобильная станция может нормально принять по нисходящей линии связи общий канал данных, она отправляет на базовую станцию подтверждение (АСК), а когда мобильная станция общий канал данных по нисходящей линии связи нормально принять не может, она возвращает на базовую станцию отрицательное подтверждение (NACK).
В строке (2) указана информация CQI, передаваемая на базовую станцию мобильной станцией, которая в данное время не производит передачи данных трафика по восходящей линии связи, но которая хочет произвести передачу данных в будущем. Мобильная станция, которая хочет произвести передачу данных по восходящей линии связи, измеряет качество приема пилотного канала, включенного в состав канала сигнализации, и сообщает базовой станции результаты измерения качества приема в виде CQI для запроса планирования на следующий раз.
В строке (3) указана информация, сопровождающая общий канал данных восходящей линии связи, передаваемый мобильной станцией, которая в данное время фактически производит передачу данных трафика по восходящей линии связи. Данная сопровождающая информация используется, например, для демодуляции общего канала данных на базовой станции. Более конкретно, сопровождающая информация может включать в себя схему модуляции, размер передаваемого блока, информацию управления повторной передачей, идентификатор мобильной станции и т.п. Схема модуляции представляет собой информацию для указания схемы, например, QPSK, 16QAM и т.п., и она может быть представлена в виде числа уровней многоуровневой модуляции. Информация управления повторной передачей может включать в себя номер операции для указания положения пакета при гибридной ARQ (HARQ), формат избыточности повторно передаваемого кода, индикатор новых данных, указывающий, является ли пакет новыми данными или повторно передаваемым пакетом, и аналогичную информацию.
В строке (4) указана информация, передаваемая на базовую станцию мобильной станцией, которая в данное время не производит передачи данных трафика, но которая хочет произвести передачу данных в будущем. Рассматриваемая информация может содержать данные мощности передачи или состояния буфера мобильной станции. Например, данные мощности передачи могут включать в себя информацию, указывающую величину мощности, посредством которой мобильная станция осуществляет передачу общего канала управления, информацию о максимальной мощности передачи, указывающую, насколько велика максимальная мощность, с которой мобильная станция может вести передачу, и т.п. Состояние буфера может быть представлено объемом данных, который хранится в буфере передачи мобильной станции (коэффициентом заполнения буфера). Например, чем больше этот объем данных, тем выше может быть задан приоритет при планировании.
В данном варианте осуществления изобретения базовая станция определяет, который из элементов (1)-(4) соответствует содержанию, передаваемому по общему каналу управления. В результате, что касается мобильной станции ((1), (3)), которая фактически производит передачу данных трафика, управление мощностью передачи общего канала управления восходящей линии связи осуществляется способом, описанным в первом или втором вариантах осуществления. То есть базовая станция измеряет качество приема пилотного канала, полученного от мобильной станции, и в соответствии с этим качеством определяет и передает на мобильную станцию данные мощности передачи для мобильной станции, так чтобы мобильная станция производила передачу общего канала управления восходящей линии связи соответственно полученной информации (для удобства такой способ управления мощностью передачи можно назвать «управлением мощностью передачи по CQI»).
С другой стороны, что касается мобильной станции ((2), (4)), которая в данный момент не производит передачи данных трафика по восходящей линии связи, но желает произвести передачу данных в будущем, управление мощностью передачи общего канала управления в восходящей линии связи осуществляется способом, который описан для этапов 2 и 3 фиг.3. То есть мобильная станция в течение некоторого времени выполняет прием пилотного канала и канала сигнализации, так чтобы рассчитать средние потери распространения сигнала и затем передавать общий канал управления в восходящей линии связи так, чтобы компенсировать потери распространения и компенсировать мощность помех в месте нахождения базовой станции (для удобства такой способ управления мощностью передачи можно назвать «медленным управлением мощностью передачи»).
Поскольку при управлении мощностью передачи по CQI в каждый момент времени производится адаптивное изменение мощности, вычислительная нагрузка, связанная с определением мощности, велика. Поэтому, если управление мощностью передачи общего канала управления в восходящей линии связи для всех мобильных станций осуществляется на основе CQI, есть опасение, что вычислительная нагрузка и задержка в базовой станции станут очень большими. С другой стороны, что касается общего канала управления в восходящей линии связи для мобильной станции, соответствующей строкам (2) и (4), т.е. станции, еще не производящей передачи данных трафика, то важность упомянутых факторов оказывается ниже, чем для мобильной станции, соответствующей строкам (1) и 3). Например, при ошибочном определении подтверждения (АСК) для управления повторной передачей объем бесполезного трафика увеличивается, оказывая отрицательное влияние на систему. Но, даже если будет ошибочно определено состояние буфера мобильной станции, сильных отрицательных последствий не возникнет. Кроме того, есть вероятность, что число мобильных станций, относящихся к строкам (2) и (4), станет значительно больше числа мобильных станций, соответствующих строкам (1) и (3). Исходя из этого в данном варианте осуществления изобретения управление мощностью передачи по CQI выполняется для мобильных станций, соответствующих строкам (1) и (3), так чтобы производить точное управление мощностью передачи, при котором можно реагировать на мгновенные изменения замираний. Затем для мобильных станций, соответствующих строкам (2) и (4), выполняется медленное управление мощностью передачи, при котором не происходит компенсации мгновенных изменений замираний, и медленное управление мощностью передачи осуществляется так, чтобы качество сигнала поддерживать в среднем. Соответственно управление мощностью передачи по CQI, описанное в первом и втором вариантах осуществления изобретения, может быть использовано эффективным образом.
Вариант 5
На фиг.8 приведен пример выделения радиоресурсов для общего канала данных восходящей линии связи в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения. Каждая процедура, показанная на фиг.8, осуществляется в базовой станции. Согласно настоящему изобретению имеется мобильная станция, которая в данный момент времени фактически ведет передачу данных трафика, используя общий канал данных восходящей линии связи. Эта мобильная станция производит передачу общего канала управления восходящей линии связи или пилотного канала или аналогичного канала, включающего элемент (3) информации, который показан на фиг.7 в четвертом варианте осуществления варианта. Базовая станция принимает пилотный канал, передаваемый мобильной станцией, и последовательность действий, которая показана на фиг.8, приходит к этапу 10.
На этапе 10 производится измерение качества приема в виде информации CQI.
На этапе 12, на основе данных измерения CQI и информации о мощности передачи, полученной от мобильной станции, определяется полоса частот общего канала данных восходящей линии связи для мобильной станции. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения полезная полоса частот разделяется на множество частотных блоков (frequency block или frequency chunk), каждый из которых включает одну или несколько поднесущих. В основном, настоящее изобретение предназначено для применения в системе радиосвязи, в которой используется технология мультиплексирования с ортогональным делением частот (OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Один или несколько частотных блоков могут составлять единицу (блок) выделяемых ресурсов (unit of resource assignment), блок повторной передачи (unit of retransmission) или блок кодирования (unit of coding). В настоящем изобретении в качестве единицы выделяемых ресурсов задается один частотный блок.
th
th
На фиг.9A-9D представлены несколько кандидатов, которые рассматриваются при выделении полосы частот. В каждом случае горизонтальная ось соответствует частотам f, а вертикальная ось соответствует мощности Р. Как показано на фиг.9А, полоса 10 МГц разделена на четыре частотных блока по 2,5 МГц. На этапе 12 фиг.8 определение ресурсов производится так, чтобы мощность была больше пороговой мощности P, полученной на основе информации, поступившей от мобильной станции, и полоса частот поддерживалась как можно более широкой (полосу частот определяют таким образом, чтобы мощность передачи, приходящаяся на один частотный блок, равнялась или была больше пороговой мощности, и полоса при передаче занимала возможно более широкий частотный интервал). Например, что касается данных мощности передачи мобильной станции, полученной от самой мобильной станции, то предположим, что соотношение между пороговой мощностью P и частотными блоками таково, как показано на фиг.9. В этом случае при выделении ресурсов соответствующем фиг.9А и 9В, поскольку мощность меньше пороговой мощности, то данные два кандидата исключаются. Несмотря на то что в каждом из случаев фиг.9С и 9D мощность превосходит пороговое значение ввиду того, что на фиг.9С занята более широкая полоса частот, именно этот способ определяется как оптимальный при выделении ресурсов.
На этапе 14 фиг.8 производится выбор номера MCS в соответствии с мощностью, которая определена на этапе 12.
На этапе 16 по общему каналу управления нисходящей линии связи на мобильную станцию передается номер MCS, полученный на этапе 14, полоса (информация для задания частотного блока), установленная на этапе 12, мощность передачи и подобные данные. Соответственно мобильная станция может надлежащим образом произвести передачу общего канала данных в восходящей линии связи. В соответствии с настоящим изобретением, как показано на фиг.10, для учета мгновенных замираний принимается некоторая схема адаптивной модуляции и кодирования (АМС, Adaptive Modulation and Coding), а номер MCS адаптивным образом обновляется для каждого TTI, что и показано в примере фиг.10. За счет применения АМС дополнительно к медленному управлению мощностью с целью приведения средней величины SIR при приеме как можно ближе к целевому значению можно поднять качество передачи общего канала данных восходящей линии связи.
Вариант 6
Управление мощностью передачи в восходящей линии связи рассмотрено в вариантах осуществления изобретения с первого по пятый, а способ управления мощностью передачи для нисходящей линии связи рассматривается в шестом варианте осуществления настоящего изобретения. На фиг.11 изображена схема алгоритма операций, демонстрирующая способ управления мощностью передачи, соответствующий рассматриваемому варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано, на этапе 112 базовая станция передает общий пилотный канал мобильным станциям, которые работают с данной базовой станцией. Указанный общий пилотный канал отличается от пилотного канала, передаваемого каждой мобильной станцией по восходящей линии связи, в том отношении, что общий пилотный канал единообразно передается всем мобильным станциям. На этапе 114, на основе принимаемого общего пилотного канала, мобильная станция производит измерение качества приема в виде величины CQI. Мобильная станция, участвующая в процессе передачи данных по нисходящей линии связи, на этапе 116 сообщает данные измеренного значения CQI на базовую станцию, используя общий канал управления восходящей линии связи. На этапе 118 базовая станция на основе полученной информации CQI определяет мощность передачи общего канала управления нисходящей линии связи. Взаимное соответствие между данными CQI и мощностью передачи, показанное на фиг.12, готовится заранее. На этапе 120 базовая станция производит передачу общего канала управления по нисходящей линии связи, используя величину мощности, которая была определена на этапе 118. Соответственно мощность передачи общего канала управления в нисходящей линии связи может быть определена на основе величины CQI, измеренной мобильной станцией (для удобства данный способ можно назвать «управлением мощностью передачи в нисходящей линии связи по CQI»).
На фиг.13 показаны элементы информации, которые могут быть включены в общий канал управления нисходящей линии связи. Эти элементы можно в основном разделить на управляющую информацию для нисходящей линии связи (левый столбец) и управляющую информацию для восходящей линии связи (правый столбец). Кроме того, как показано с левой стороны таблицы, управляющая информация в целом подразделяется на информацию физического уровня (верхняя строка) и информацию уровня 2 (L2) (нижняя строка). Управляющая информация нисходящей линии связи может включать в себя информацию для демодуляции, информацию планирования и управляющую информацию повторной передачи (HARQ). Информация для демодуляции может включать в себя информацию по выделению частотных блоков, информацию по модуляции данных и информацию по размеру передаваемого блока. Информация по выделению частотных блоков представляет собой информацию для указания частотного блока, выделяемого мобильной станции для общего канала данных нисходящей линии связи. Информация по модуляции данных представляет собой информацию для указания схемы модуляции, примененной в общем канале данных, и она может быть указана в виде номера MCS. Информация по размеру передаваемого блока указывает число передаваемых битов; она может быть связана со скоростью кодирования и также может быть указана в виде номера MCS. Информация по планированию может включать в себя данные идентификации для распознавания мобильной станции. Управляющая информация повторной передачи может включать в себя номер операции для передаваемого пакета, информацию, указывающую формат избыточности и указатель новых данных. Указатель новых данных представляет собой признак, который указывает, является ли пакет новым пакетом или пакетом, передаваемым повторно.
Управляющая информация восходящей линии связи может включать в себя код управления мощностью передачи, код управления синхронизацией передачи, код ответа канала свободного доступа (contention-based channel), информацию планирования, информацию управления повторной передачей (HARQ) и аналогичную информацию. Код управления мощностью передачи и код управления синхронизацией передачи указывают мощность передачи и время передачи при осуществлении передачи по восходящей линии связи общего канала данных, причем указанные величины определяются базовой станцией в процессе планирования и передаются на мобильную станцию. Канал свободного доступа представляет собой канал, который может передаваться с мобильной станции на базовую станцию без осуществления планирования, и это канал, который может вызывать конкуренцию между данной мобильной станцией и другой мобильной станцией. Канал свободного доступа может представлять собой канал быстрого доступа или аналогичный канал, который включает пакет резервирования для запроса планирования общего канала данных, данные трафика небольшого объема или данные управления. Управляющая информация включает в себя ответную информацию (ACK/NACK), содержание которой указывает, был ли базовой станцией надлежащим образом принят канал свободного доступа, переданный с мобильной станции. Информация планирования может включать в себя информацию опознавания мобильной станции, информацию по выделению частотных блоков, информацию по модуляции данных, размеру передаваемого блока и аналогичную информацию. Эти элементы информации аналогичны тем, что были рассмотрены для нисходящей линии связи, но отличаются тем, что предназначены для восходящей линии связи. Информация управления повторной передачей (HARQ) включает в себя информацию (ACK/NACK), которая указывает, была ли базовой станцией надлежащим образом принята информация, переданная для нее мобильной станцией.
Мобильная станция, которая принимает управляющую информацию по нисходящей линии связи (левый столбец), фактически принимает данные трафика, используя общий канал данных нисходящей линии связи. Следовательно, поскольку число мобильных станций такого вида равно максимальному числу абонентов, которому могут быть выделены ресурсы, число таких мобильных станций не может быть очень большим. Поэтому управление мощностью общего канала управления нисходящей линии связи можно осуществлять по CQI для каждой мобильной станции. Как вариант, к иным мобильным станциям может быть применен способ «управления мощностью в нисходящей линии связи по CQI» для мобильной станции, соответствующей наихудшему показателю CQI среди множества мобильных станций. С другой стороны, в число мобильных станций, которые ведут прием управляющей информации по нисходящей линии связи, входят мобильные станции, которые хотят передать данные трафика по общему каналу данных восходящей линии связи в данный момент времени или в будущем (правый столбец). В отношении таких мобильных станций, т.е. станций, принимающих управляющую информацию по нисходящей линии связи, способ управления мощностью передачи в нисходящей линии связи по CQI можно осуществлять для каждой мобильной станции, или же к иным мобильным станциям можно аналогичным образом применить способ «управления мощностью по CQI» для мобильной станции, соответствующей низкому показателю CQI. Однако может существовать множество мобильных станций (включая мобильные станции, которые хотят только передать данные по восходящей линии связи), которые в данный момент не ведут прием данных трафика по нисходящей линии связи и не будут вести такой прием в будущем. Кроме того, поскольку такие мобильные станции не обязаны передавать на базовую станцию данные качества приема пилотного канала в качестве информации CQI, то осуществление управления мощностью в нисходящей линии связи по CQI затруднительно. Что касается такой мобильной станции, то в данном варианте осуществления изобретения передача общего канала управления производится с мощностью, которая фиксирована на постоянном уровне.
1
2
3
fix
На фиг.14 показан пример управления мощностью, соответствующий настоящему изобретению. В данном примере среди пяти абонентов абоненты #1 - #3 ведут прием данных трафика по нисходящей линии связи. Поэтому контроль общего канала управления нисходящей линии связи для абонента #1 можно осуществлять, управляя мощностью передачи в нисходящей линии связи на основе данных CQI; здесь сама мощность передачи обозначена P. Для абонентов #2 и #3, таким же образом, контроль можно осуществлять раздельно, управляя мощностью передачи в нисходящей линии связи на основе данных CQI; мощности передачи обозначены соответственно Р. и Р. Как вариант, управление мощностью передачи мобильной станции, которая свидетельствует о наихудшем CQI среди указанных трех абонентов, может быть применено к остальным мобильным станциям. Мощность Рα передачи (где α=1, 2 или 3) в этом случае устанавливается общей для абонентов #1 - #3. Кроме того, в примере, приведенном на фиг.14, оставшиеся из пяти абонентов абоненты #4 и #5 не ведут прием данных трафика по нисходящей линии связи, так что передача общего канала управления нисходящей линии связи для этих мобильных станций осуществляется с использованием фиксированного уровня мощности P.
При этом данные, передаваемые с передатчика, подвергнуты кодированию, модуляции, отображены на радиочастотные ресурсы, преобразованы в передаваемый символ (например, в символ OFDM) и отправлены в эфир. Кодирование осуществляется для обеспечения возможности исправления ошибок. Может выполняться сверточное кодирование, турбокодирование или подобные им операции. В качестве единичного элемента для осуществления кодирования может выступать один частотный блок, или можно кодировать как одно целое данные множества частотных блоков. Что касается рассматриваемого варианта осуществления изобретения, то желательно производить кодирование данных такими блоками, в пределах каждого из которых задается одна и та же мощность передачи. Например, когда управление мощностью передачи выполняется для каждого абонента, желательно, чтобы кодирование выполнялось также для каждого абонента. Когда управление мощностью передачи выполняется для трех абонентов в целом, желательно, чтобы кодирование производилось для трех абонентов как единого целого.
1
2
3
Например, для ситуации, описанной в отношении фиг.14, предположим, что ресурсы трем абонентам #1, #2, #3 выделены, как показано на фиг.15 (1). Один частотный блок выделен абоненту #1, три частотных блока выделены абоненту #2 и четыре частотных блока выделены абоненту #3. Кодирование выполняется для каждого абонента, и каждый из трех диапазонов данных, обведенных утолщенной линией, кодируется отдельно. Что касается указанных фрагментов данных, то контроль трех абонентов производится раздельно, способом «управления мощностью передачи по CQI», а сами величины мощности передачи соответственно обозначены, как P, P и Р. На фиг.15(2) также представлена ситуация, при которой кодирование и управление мощностью производится отдельно для каждого абонента, но выделение частот другое. В примере, показанном на фиг.15(3), данные трех абонентов кодируются как одно целое, а способ управления (управление мощностью передачи в нисходящей линии связи по CQI), принятый для одного абонента, применен к остальным абонентам. Мощность передачи обозначена Рα (где α=1, 2 или 3) и является величиной мощности передачи для абонента, который свидетельствует о наихудшем значении CQI. Кстати, номера абонентов и блоки единого кодирования приведены просто в качестве примеров и могут быть приняты различные номера и величины. В общем случае, чем крупнее блок для кодирования, тем выше способность к исправлению ошибок, но тем больше вычислительная нагрузка. Поэтому в примере фиг.15(1) вычислительная нагрузка при кодировании и декодировании невелика, и управление мощностью передачи осуществляется оптимальным образом без излишнего ее превышения или нехватки. С другой стороны, в примере, приведенном на фиг.15(3), хотя вычислительная нагрузка при кодировании и декодировании становится большой, можно ожидать и повышенной способности к исправлению ошибок, а также дополнительно, поскольку для двух абонентов из трех мощность становится больше, чем необходима, можно ожидать улучшения передачи данных. С точки зрения упрощения процессов и улучшения качества желательно для данных, включенных в один блок кодирования, при управлении устанавливать одну и ту же мощность, как это принято в рассматриваемом варианте осуществления изобретения.
Данная патентная заявка испрашивает приоритет по заявке Японии 2005-174395, поданной в патентное ведомство Японии 14 июня 2005 года, а также по заявке Японии 2005-241902, поданной в патентное ведомство Японии 23 августа 2005 года, содержание которых целиком включено в состав настоящего описания посредством ссылки.