ПОВТОРНЫЕ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ В СИСТЕМАХ СВЯЗИ
SIGNAL RETRANSMISSION IN COMMUNICATION SYSTEMS

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение направлено, в общем, на системы беспроводной связи и, в частности, к системе связи множественного доступа с частотным разделением на одной несущей (SC-FDMA) и, кроме того, учитывается при разработке Долгосрочного Развития (LTE) Усовершенствованного Универсального Наземного Радиодоступа (E-UTRA) в рамках Проекта Партнерства третьего поколения (3GPP).
В частности, настоящее изобретение рассматривает передачу сигналов подтверждения приема или неподтверждения приема (ACK или NAK соответственно) за множественные временные интервалы передачи в системе связи SC-FDMA.
Описание уровня техники
Для надлежащего функционирования системы связи должна быть обеспечена поддержка нескольких типов сигналов. В дополнение к сигналам передачи данных, которые обеспечивают транспортировку информационного содержимого, также необходимо осуществлять передачу управляющих сигналов из пользовательских оборудований (UE) в обслуживающую их базовую станцию (или Узел B (Node B)) по восходящей линии (UL) связи системы связи и из обслуживающего Узла B в пользовательские оборудования UE по нисходящей линии (DL) связи системы связи для обеспечения возможности надлежащей обработки данных. UE, также обычно именуемое терминалом или подвижной станцией, может быть стационарным или подвижным и может быть беспроводным устройством, сотовым телефоном, персональным компьютерным устройством, платой беспроводного модема и т.д. Узел B обычно является стационарной станцией и может также именоваться Системой Базового Приемопередатчика (BTS), точкой доступа или каким-либо иным термином.
Сигнал подтверждения приема, то есть ACK или NAK, также известный как гибридный автоматический запрос на повторную передачу (HARQ) - ACK, является управляющим сигналом, связанным с применением HARQ, и сигналом в ответ на прием пакета данных. Если принят NAK, то повторно передают пакет данных, а если принят ACK, то может быть передан новый пакет данных.
Передачу сигналов, переносящих информационные данные из пользовательских оборудований (UE), предполагают выполнять по физическому совместно используемому каналу восходящей линии связи (PUSCH). Когда данные отсутствуют, то UE передает управляющие сигналы по физическому каналу управления восходящей линии связи (PUCCH). При наличии данных, UE передает управляющие сигналы по PUSCH для того, чтобы сохранить свойства одной несущей.
Предполагают, что Пользовательские Оборудования (UE) передают данные или управляющие сигналы за Временной Интервал Передачи (TTI), соответствующий субкадру. Фиг.1 иллюстрирует блок-схему структуры 110 субкадра. Субкадр включает в себя два слота. Каждый слот 120 дополнительно включает в себя семь символов, используемых для передачи данных или управляющих сигналов. Каждый символ 130 дополнительно включает в себя циклический префикс (CP) для того, чтобы ослаблять помехи вследствие влияния условий распространения на канал. Передача сигнала в первом слоте может производиться в той же самой части или в иной части рабочей полосы частот (BW), чем передача сигнала во втором слоте. В дополнение к символам, переносящих данные или управляющие сигналы, некоторые другие символы могут быть использованы для передачи опорных сигналов (RS), которые также именуют контрольными сигналами. RS может использоваться для нескольких функций приемника, в том числе, для оценки канала и когерентной демодуляции принимаемого сигнала.
Предполагают, что BW передачи включает в себя блоки частотных ресурсов, которые здесь именуют блоками ресурсов (RB). Кроме того, здесь предполагают, что каждый RB включает в себя 12 поднесущих и что пользовательским оборудованиям (UE) может быть предоставлено множество из  последовательных RB 140 для передачи по PUSCH и 1 RB для передачи по PUCCH. Тем не менее, вышеупомянутые значения являются лишь иллюстративными и не ограничивающими варианты осуществления изобретения.
Фиг.2 иллюстрирует структуру 210 PUCCH для передачи ACK/NAK в одном слоте субкадра. Предполагают, что передача в другом слоте, которая может производиться в иной части рабочей BW для разнесения по частотам, имеет ту же самую структуру.
Структура 210 передачи ACK/NAK в PUCCH включает в себя передачу сигналов ACK/NAK и RS. RS может использоваться для когерентной демодуляции сигналов ACK/NAK. Биты 220 ACK/NAK модулируют 230 последовательность 240 с постоянной амплитудой и нулевой автокорреляцией (CAZAC), например, путем модуляции способом двухпозиционной фазовой манипуляции (BPSK) или квадратурной фазовой манипуляции (QPSK), которую затем передают посредством UE после выполнения операции обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT), описание которой приведено ниже. Предполагают, что каждый RS 250 передают по одной и той же немодулированной CAZAC-последовательности.
Пример CAZAC-последовательностей описывается следующим уравнением (1):
<img file="00000002.tif" he="12" wi="52" img-content="undefined" img-format="tif" />.
(1)
В уравнении (1) L - длина CAZAC-последовательности, n - индекс элемента последовательности  и k - индекс самой последовательности. Для данной длины L, если L является первичной длиной, существует L-1 отдельная последовательность. Следовательно, все семейство последовательностей задано как k в диапазоне . Однако следует отметить, что генерация CAZAC-последовательностей, используемых для передачи ACK/NAK и RS, не нуждается в использовании точно такого же приведенного выше выражения, как дополнительно описано ниже.
Для CAZAC-последовательностей первичной длины L, количество последовательностей равно L-1. Поскольку предполагают, что блоки ресурсов (RB) включают в себя четное количество поднесущих, причем 1 RB включает в себя 12 поднесущих, то могут быть сгенерированы последовательности, используемые для передачи ACK/NAK и RS, в частотной или временной области либо путем усечения более длинной CAZAC-последовательности первичной длины (такой как длины 13), либо путем удлинения более короткой CAZAC-последовательности первичной длины (такой как длины 11) путем повторения ее первого элемента (первых элементов) в конце (циклическое удлинение), хотя полученные в результате этого последовательности не удовлетворяют техническому заданию CAZAC-последовательности. В альтернативном варианте CAZAC-последовательности четной длины могут быть непосредственно сгенерированы через автоматизированный поиск последовательностей, удовлетворяющих свойствам CAZAC-последовательности.
Фиг.3 иллюстрирует структуру передатчика для последовательности, основанной на CAZAC-последовательности, которая может использоваться как в качестве RS, так и в качестве носителя битов информации ACK/NAK после ее модуляции ими с использованием модуляции способом BPSK (1 бит ACK/NAK) или QPSK (2 бита ACK/NAK), как проиллюстрировано на фиг.2. CAZAC-последовательность 310 сгенерирована по одному из вышеописанных способов, например, является модулированной для передачи битов ACK/NAK, немодулированной для передачи RS. После этого производят ее циклический сдвиг 320, описание которого приведено ниже. Затем получают 330 дискретное преобразование Фурье (DFT) результирующей последовательности. Выбирают 350 поднесущие 340, соответствующие предоставленной BW передаче, и выполняют 360 IFFT. В заключение, к передаваемому сигналу применяют циклический префикс (CP) 370 и фильтрацию 380. Предполагают, что упомянутое UE выполняет дополнение нулями в поднесущих, используемых для передачи сигналов другим UE, и в защитных поднесущих (не показаны). Кроме того, для краткости на фиг.3 не проиллюстрированы дополнительные схемы передатчика, такие как цифроаналоговый преобразователь, аналоговые фильтры, усилители и антенны передатчика, и т.д.
В приемнике выполняют функции, обратные функциям передатчика (взаимодополняющие их). Это концептуально проиллюстрировано на фиг.4, где применяют операции, обратные операциям, показанным на фиг.3. Как известно в уровне техники (для краткости не показано), антенна принимает аналоговый радиочастотный (RF) сигнал, и после прохождения через блоки дальнейшей обработки, такие как фильтры, усилители, преобразователи с понижением частоты и аналого-цифровые преобразователи, цифровой принимаемый сигнал 410 проходит через блок 420 обработки методом временного окна, и производят удаление 430 СР. После этого блок приемника применяет быстрое преобразование Фурье (FFT 440), выбирает 450 поднесущие 460, использованные передатчиком, применяет обратное DFT (IDFT) 470, демультиплексирует (по времени) сигнал 480 RS или ACK/NAK, и после получения оценки канала на основе RS (не показано) извлекает биты 490 ACK/NAK. Что касается передатчика, хорошо известные в уровне техники функции приемника, такие как оценка канала и демодуляция, не показаны для краткости.
Фиг.5 иллюстрирует альтернативный способ генерации передаваемой CAZAC-последовательности, осуществляемой в частотной области. Генерацию передаваемой CAZAC-последовательности выполняют по тем же самым этапам, что и во временной области, только с двумя исключениями. Используют 510 версию CAZAC-последовательности в частотной области, то есть DFT CAZAC-последовательности является заранее вычисленным и не включено в состав цепи передачи, и после IFFT 540 применяют циклический сдвиг (CS) 550. Выбор 520 поднесущих 530, соответствующих предоставленной BW передаче, и применение СР 560 и фильтрации 570 для передаваемого сигнала 580, а также другие обычные функции (не показаны), являются теми же самыми, что и описанные выше на фиг.3.
На фиг.6, для приема последовательности, основанной на CAZAC-последовательности, передаваемой как на фиг.5, снова выполняют обратные функции. Принимаемый сигнал 610 проходит через блок 620 обработки методом временного окна, и выполняют удаление 630 CP. После этого восстанавливают 640 CS, применяют FFT 650 и выбирают 665 передаваемые поднесущие 660. Фиг.6 также иллюстрирует последующую корреляцию 670 с копией 680 последовательности, основанной на CAZAC-последовательности. В конце концов, получают выходной сигнал 690, который может быть затем передан в блок оценки канала, например, в частотно-временной интерполятор, в случае RS, или может использоваться для детектирования передаваемой информации в том случае, когда последовательность, основанная на CAZAC-последовательности, промодулирована битами информации об ACK/NAK.
Различные CS одной и той же CAZAC-последовательности обеспечивают ортогональные CAZAC-последовательности. Следовательно, различные CS одной и той же CAZAC-последовательности могут быть предоставлены различным пользовательским оборудованиям (UE) в одном и том же RB для передачи их RS или ACK/NAK и для обеспечения ортогонального мультиплексирования UE. Этот принцип проиллюстрирован на фиг.7.
S
S
Со ссылкой на фиг.7, для того, чтобы множественные CAZAC-последовательности 710, 730, 750, 770, сгенерированные соответственно из множественных CS 720, 740, 760, 780 одной и той же корневой CAZAC-последовательности были ортогональными, значение 790 CS должно превышать разброс D канальной задержки при распространении (включая погрешность неопределенности времени и побочные эффекты, связанные с фильтрами). Если T является длительностью символа, то количество CS равно математическому минимальному уровню отношения T/D. Для длительности символа, приблизительно, 66 микросекунд (14 символов в субкадре длительностью 1 миллисекунда), разнесение во времени, приблизительно, на 5,5 микросекунд между последовательными CS приводит к 12 значениям CS. Если необходима лучшая защита от многолучевого распространения, то может использоваться только каждый второй (6 из 12) CS для обеспечения разнесения во времени, приблизительно, на 11 микросекунд.
Ортогональное мультиплексирование для сигналов из различных пользовательских оборудований (UE) в одном и том же RB может быть реализовано не только посредством различных значений CS CAZAC-последовательности, как описано на фиг.7, но также и с использованием различных ортогональных временных покрытий. Символы ACK/NAK и RS соответственно умножают на первый и второй ортогональные коды. Фиг.8, которая идентична фиг.2, за исключением того, что она содержит ортогональное временное покрытие, дополнительно иллюстрирует эту концепцию.
Со ссылкой на фиг.8, для ACK/NAK ортогональным кодом является код Уолша-Адамара (WH) длиной 4 (используется код 810 ). Для RS ортогональным кодом является код  Фурье, где  (на фиг.8 использовано  820), или любой другой ортогональный код длиной 3. Функциональные возможности мультиплексирования PUCCH при использовании ортогонального временного покрытия увеличиваются в 3 раза, поскольку ограничением является ортогональный код RS меньшей длины.
В приемнике единственной дополнительной операцией, которая необходима по сравнению с операциями, описанными на фиг.4 и фиг.6, является обращение ортогонального временного покрытия. Например, для структуры, проиллюстрированной на фиг.8, для принимаемых символов ACK/NAK и RS необходимо выполнить умножение, соответственно, на код WH  и на код Фурье  с .
Передачи по PUSCH могут быть запланированы Узлом B через предоставление планирования (SA) по восходящей линии связи с использованием физического канала управления нисходящей линии связи (PDCCH), или же оно может быть предварительно сконфигурированным. Используя PDCCH, передача PUSCH из UE может обычно происходить в любом субкадре, который решит планировщик Узла B. Такое планирование PUSCH именуют динамическим. Во избежание чрезмерных служебных сигналов по PDCCH, некоторые передачи по PUSCH могут быть предварительно сконфигурированы таким образом, что происходят периодически в заранее определенных частях рабочей BW до тех пор, пока не будет произведена реконфигурация. Такое планирование передачи по PUSCH именуют полупостоянным.
Фиг.9 иллюстрирует концепцию полупостоянного планирования (SPS), которое применимо как для нисходящей линии (DL) связи, так и для восходящей линии (UL) связи. SPS обычно используют для тех услуг связи, которые имеют относительно небольшие требования к BW для каждого субкадра, но которые должны быть предоставлены для многих пользовательских оборудований (UE). Одним типичным примером таких услуг является услуга речевой связи по протоколу IP (VoIP), где первоначальные передачи 910 пакетов являются периодическими за заранее определенные промежутки 920 времени. Вследствие большого количества пользовательских оборудований (UE), потенциально передающих пакеты VoIP в субкадре, динамическое планирование по PDCCH является высоко неэффективным, и вместо него может быть использован SPS.
Узел B передает пакеты данных в запланированные пользовательские оборудования (UE) по физическому совместно используемому каналу нисходящей линии связи (PDSCH). Подобно PUSCH, PDSCH может совместно использоваться в течение одного и того же субкадра множественными пользовательскими оборудованиями (UE) для приема их пакетов из одного и того же обслуживающего Узла B, при этом каждое UE использует различную часть рабочей BW во избежание возникновения взаимных помех. Передачи по PDSCH также могут быть запланированы Узлом B через PDCCH (динамическое планирование) или могут быть предварительно сконфигурированными (SPS).
Поскольку рассматривают связь по UL, то основное внимание будет сосредоточено на сигналах ACK/NAK, передаваемых пользовательскими оборудованиями (UE) в ответ на передачу по PDSCH. Поскольку планирование по PDSCH может быть динамическим или полупостоянным, то передача сигналов ACK/NAK является соответственно динамической или полупостоянной (периодической). К тому же, поскольку периодические передачи ACK/NAK заранее определены таким образом, что происходят в конкретных субкадрах, то соответствующие ресурсы (RB, CS CAZAC-последовательности, ортогональный код) также могут быть заранее определенными и предоставляться посредством SPS UE на полупостоянной основе. Для динамических передач ACK/NAK такое предварительное предоставление невозможно, и соответствующие ресурсы должны быть определены динамически в каждом субкадре.
Существует несколько способов, которые UE может использовать для установления соответствия ресурсам для осуществляемой им динамической передачи ACK/NAK. Например, предоставление планирования по нисходящей линии связи (DL SA) может содержать несколько битов, указывающих эти ресурсы в явном виде. В альтернативном варианте может быть применено неявное установление соответствия на основе ресурсов PDCCH, используемых для передачи DL SA. Изобретение будет описано с использованием последнего варианта.
DL SA включает в себя элементы канала управления (CCEs). Скорость кодирования, применяемая для передачи DL SA в UE, зависит от отношения принимаемого сигнала к шуму и помехе (SINR), которое наблюдается в UE. Например, высокая или низкая скорость кодирования может быть, соответственно, применена для DL SA для UE, имеющего высокое или низкое SINR. Поскольку содержимое DL SA является неизменным, то различные скорости кодирования приводят к различному количеству CCE. Для передачи DL SA с высокой скоростью кодирования, такой как 2/3, может потребоваться 1 CCE, в то время как для передачи DL SA с низкой скоростью кодирования, такой как 1/6, может потребоваться 4 CCE. Предполагают, что ресурсы UL для последующей передачи ACK/NAK получены, исходя из количества наименьших CCE соответствующего DL SA.
Фиг.10 дополнительно иллюстрирует концепцию установления соответствия ресурсов ACK/NAK по UL наименьшему количеству CCE, используемому для передачи предыдущего DL SA в рассматриваемое UE. DL SA 1 1010, который передают в UE 1, поставлено в соответствие 4 CCE 1011, 1012, 1013 и 1014, DL SA 2 1020, который передают в UE 2, поставлено в соответствие 2 CCE 1021 и 1022, и DL SA 3 1030, который передают в UE 3, поставлен в соответствие 1 CCE 1031. Ресурсы для последующей передачи ACK/NAK по UL определяют из наименьшего количества CCE соответствующих DL SA, и UE 1 использует ресурс ACK/NAK (A/N) 1 1040, UE 2 использует ресурс A/N 5 1044, и UE 3 использует ресурс A/N 7 1046. Ресурсы A/N 2 1041, A/N 3 1042, A/N 4 1043 и A/N 6 1045 не используются ни для какой динамической передачи ACK/NAK. Передача предоставлений планирования по восходящей линии связи (UL SA) также может быть основана на концепции CCE, но она не показана для краткости изложения.
В дополнение к периодическим и динамическим сигналам ACK/NAK, другим периодическим управляющим сигналом, который может передавать UE, является Индикатор качества канала (CQI), который информирует обслуживающий Узел B о состояниях канала, наблюдаемых UE в DL системы связи, которое обычно представлено отношением SINR. Другими периодическими управляющими сигналами являются, в том числе, запрос на обслуживание (SR), указывающий необходимость планирования, или индикатор ранга (RI), указывающий факт поддержки пространственного мультиплексирования в том случае, если обслуживающий Узел B имеет 2 или более антенн передатчика. Следовательно, предполагают, что UL поддерживает динамические и полупостоянные передачи по PUSCH, динамические передачи ACK/NAK, периодические передачи ACK/NAK и другие периодические управляющие сигналы. Все каналы управления совместно именуют как PUCCH.
Передача сигналов ACK/NAK является основополагающим механизмом для обмена информацией о результате приема предыдущей передачи пакета данных между UE и обслуживающим его Узлом B. Следовательно, надежность приема ACK/NAK, обычно оцениваемая по частоте появления ошибочных битов (BER), является существенным фактором для правильного функционирования системы связи. Например, неправильная интерпретация NAK как ACK вызывает то, что повторная передача неправильно принятого пакета не будет произведена, что в свою очередь может привести к сбою остального сеанса связи до тех пор, пока ошибка не будет исправлена более высокими уровнями.
Поскольку несколько пользовательских оборудований (UE) могут работать при низких SINR в UL или могут находиться в местоположениях с ограничениями по зоне уверенного приема, номинальная передача ACK/NAK за один субкадр часто может не быть достаточной для обеспечения требуемой надежности приема. Для таких пользовательских оборудований (UE) необходимо продление их интервалов передачи ACK/NAK. Более длинный интервал передачи обеспечивает большее количество символов ACK/NAK, которые могут быть объединены в приемнике Узла B для фактического увеличения общего принимаемого SINR.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Соответственно, настоящее изобретение было создано для решения, по меньшей мере, вышеупомянутых проблем, которые имеют место на известном уровне техники, и настоящее изобретение предоставляет способы и устройство для обеспечения возможности повторных передач динамических или периодических сигналов ACK/NAK из пользовательских оборудований (UE).
Кроме того, настоящее изобретение предоставляет способы и устройство для повторных передач ACK/NAK из пользовательских оборудований (UE) за множественные субкадры.
Настоящее изобретение также предоставляет способы и устройство для обеспечения отдельных механизмов для повторных передач динамических ACK/NAK и передач периодических ACK/NAK.
Кроме того, настоящее изобретение определяет характер поведения UE относительно передач других сигналов, управляющих или передачи данных, передача которых может потребоваться в тех же самых субкадрах, что и передача ACK/NAK с повторениями.
Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает возможность определения ресурсов PUCCH для повторных передач динамических или периодических ACK/NAK для предотвращения взаимных помех с другим сигналом, передаваемым другими пользовательскими оборудованиями (UE) в тот же самый обслуживающий Узел B.
Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает возможность повторной передачи ACK/NAK пользовательским оборудованием (UE) для завершения передачи, гарантируя при этом строго определенную и устойчивую работу системы.
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, предоставляется устройство и способ определения пользовательским оборудованием (UE), выполняющим повторные передачи сигнала ACK/NAK в ответ на пакет данных, передаваемый в него обслуживающим Узлом B, с использованием соответствующего SA, ресурсов для передачи сигнала ACK/NAK, по меньшей мере, в двух субкадрах.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, предоставляется устройство и способ определения пользовательским оборудованием (UE), выполняющим передачу сигнала ACK/NAK в ответ на пакет данных, передаваемый в него обслуживающим Узлом B полупостоянным способом без SA, ресурсов для передачи сигнала ACK/NAK, по меньшей мере, в двух субкадрах.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, предоставляется способ определения характера поведения UE относительно передачи дополнительных сигналов управления или сигналов передачи данных, когда UE передает сигнал ACK/NAK с повторениями.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеупомянутые и другие объекты, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из приведенного ниже подробного описания при его рассмотрении совместно с сопроводительными чертежами, на которых:
Фиг.1 является схемой, иллюстрирующей структуру слота для системы связи SC-FDMA;
Фиг.2 является схемой, иллюстрирующей разбиение структуры первого слота для передачи сигналов ACK/NAK и RS;
Фиг.3 является блок-схемой, иллюстрирующей первый передатчик SC-FDMA для передачи сигнала ACK/NAK или опорного сигнала с использованием последовательности, основанной на CAZAC-последовательности, во временной области;
Фиг.4 является блок-схемой, иллюстрирующей первый приемник SC-FDMA для приема сигнала ACK/NAK или опорного сигнала с использованием последовательности, основанной на CAZAC-последовательности, во временной области;
Фиг.5 является блок-схемой, иллюстрирующей второй передатчик SC-FDMA для передачи сигнала ACK/NAK или опорного сигнала с использованием последовательности, основанной на CAZAC-последовательности, в частотной области;
Фиг.6 является блок-схемой, иллюстрирующей второй приемник SC-FDMA для приема сигнала ACK/NAK или опорного сигнала с использованием последовательности, основанной на CAZAC-последовательности, в частотной области;
Фиг.7 является блок-схемой, иллюстрирующей построение ортогональных последовательностей, основанных на CAZAC-последовательностях, путем применения различных циклических сдвигов к корневой последовательности, основанной на CAZAC-последовательности;
Фиг.8 является схемой, иллюстрирующей применение ортогонального покрытия поверх структуры слота для передачи сигнала ACK/NAK или опорного сигнала;
Фиг.9 является схемой, иллюстрирующей полупостоянные передачи пакета данных;
Фиг.10 является схемой, иллюстрирующей соответствие между ресурсом UL, используемым для передачи ACK/NAK, и элементом канала управления, используемым для SA, для приема соответствующего пакета данных;
Фиг.11 является схемой, иллюстрирующей разбиение блоков RB для CQI, полупостоянных и динамических ACK/NAK, и полупостоянных и динамических передач сигналов передачи данных;
Фиг.12 является схемой, иллюстрирующей использование дополнительных блоков RB для поддержки повторных передач ACK/NAK в соответствующих дополнительных субкадрах;
Фиг.13 является схемой, иллюстрирующей фрагментацию BW, которая может происходить в том случае, если для каждой повторной передачи ACK/NAK используется отдельный RB;
Фиг.14 является схемой, иллюстрирующей ограничение повторных передач ACK/NAK в пределах ресурсов в одном RB; и
Фиг.15 является схемой, иллюстрирующей приостановку передачи пользовательским оборудованием (UE) других данных или управляющих сигналов в течение тех субкадров, в которых повторяют передачу ACK/NAK.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Теперь будет приведено более полное описание настоящего изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи. Однако это изобретение может быть осуществлено во многих различных вариантах, и его не следует истолковывать как ограниченное изложенными здесь вариантами его осуществления. Наоборот, эти варианты осуществления приведены здесь для того, чтобы это раскрытие сущности изобретения было исчерпывающим и полным и полностью отражало объем патентных притязаний настоящего изобретения для специалистов в данной области техники.
Кроме того, несмотря на то что настоящее изобретение описано применительно к системе связи множественного доступа с частотным разделением на одной несущей (SC-FDMA), оно также применимо, в общем случае, ко всем системам FDM и, в частности, к системам множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA), OFDM, FDMA, OFDM с расширенным спектром DFT, OFDMA с расширенным спектром посредством дискретного преобразования Фурье (DFT), OFDMA на одной несущей (SC-OFDMA) SC-OFDM.
Система и способы вариантов осуществления настоящего изобретения связаны с необходимостью динамической или периодической передачи пользовательским оборудованием (UE) сигнала ACK/NAK более чем за один субкадр (повторной передачи сигнала ACK/NAK), не вызывая помех для передачи сигналов другими пользовательскими оборудованиями (UE) в тот же самый обслуживающий Узел B, и с предоставлением возможности завершения передач сигнала ACK/NAK более чем за один субкадр, обеспечивая при этом строго определенную и устойчивую работу системы.
Существует несколько возможных вариантов разбиения для блоков RB, используемых для динамических и полупостоянных передач PUSCH, для динамических и периодических передач ACK/NAK, и для периодической передачи CQI или других управляющих сигналов в PUCCH. Фиг.11 иллюстрирует пример такого разбиения.
Со ссылкой на фиг.11, блоки RB для периодических передач, такие как CQI 1110A и 1110B, полупостоянных передач ACK/NAK 1120A и 1120B или полупостоянных передач по PUSCH 1130A и 1130B, расположены ближе к краю рабочей BW во избежание фрагментации BW. Они также расположены с внешней стороны блоков ресурсов RB для динамических передач 1140A и 1140B ACK/NAK, которые опять-таки расположены рядом с блоками RB для динамических передач 1150A и 1150B по PUSCH и с внешней стороны относительно них.
Причина разбиения блоков RB на фиг.11 состоит в том, что блоки RB для динамических ACK/NAK могут изменяться между субкадрами не заранее определенным образом (блоки RB для периодического PUCCH, и полупостоянного PUSCH также могут изменяться между субкадрами, но это происходит заранее определенным образом). Размещение блоков RB для динамических ACK/NAK рядом с блоками RB для динамического PUSCH обеспечивает возможность включения в состав последних любого измененного количества блоков RB для динамических ACK/NAK, поскольку свойство передач сигнала по UL на одной несущей требует, чтобы предоставленные блоки RB были смежными. Соответственно, если бы блоки RB для динамических ACK/NAK не были расположены рядом с блоками RB для динамического PUSCH, то произошла бы фрагментация BW.
Структура на фиг.11 обеспечивает возможность повторений ACK/NAK путем распространения передач ACK/NAK на блоки RB в области динамического PUSCH. Для неявного установления соответствия ресурсов на основе CCE, которое используют для динамических передач ACK/NAK, пользовательские оборудования (UE) должны иметь сведения о том, какое количество блоков RB предоставлено в каждом субкадре для периодических передач, для определения RB для первых динамических передач ACK/NAK. Эта информация может быть предоставлена обслуживающим Узлом B по широковещательному каналу, поскольку изменение блоков RB, используемых для периодических передач, происходит в течение намного более длительных периодов времени, чем сотни субкадров.
Повторные передачи ACK/NAK, как предполагают, являются специфическими для конкретного UE, то есть дополнительные передачи одного и того же сигнала ACK/NAK за большее количество субкадров (пользовательские оборудования (UE) с ограничениями по зоне уверенного приема) выполняют только те пользовательские оборудования (UE), для которых желательная BER в ACK/NAK не может быть достигнута путем передачи за один субкадр. Предполагают неявное установление соответствия ресурсов ACK/NAK, и UE не может автоматически использовать те же самые ресурсы в следующем субкадре для повторной передачи своего ACK/NAK, поскольку они могут использоваться другим UE.
Для полупостоянного планирования по PDSCH, Узел B имеет сведения о требованиях к передаче ACK/NAK из запланированных на полупостоянной основе пользовательских оборудований (UE), и может конфигурировать каждое такое UE таким образом, чтобы использовать отдельный набор ресурсов (например, ортогональное покрытие, циклический сдвиг и RB) для каждого повторения.
Остальная часть этого раскрытия относится к повторным передачам ACK/NAK, связанным с динамическим планированием по PDSCH. Предполагают, что ресурсы, которые каждое UE использует для передачи своего ACK/NAK, определены в неявном виде из соответствующего DL SA, как описано на фиг.10.
Первая структура передачи ACK/NAK проиллюстрирована фиг.12. Для простоты проиллюстрирована только верхняя половина BW, соответствующая верхней половине, показанной на фиг.11, поскольку в нижней части BW применяется та же самая структура. Для первого сигнала ACK/NAK, A/N 1 1210, предполагается передача в 2 дополнительных субкадрах. Для второго и третьего сигналов ACK/NAK, A/N 2 1220 и A/N 3 1230, предполагается передача за 1 дополнительный субкадр. Для четвертого и пятого сигналов ACK/NAK, A/N 4 1240 и A/N 5 1250, не предполагается какая-либо дополнительная передача помимо передачи в первоначальном субкадре. Хотя в структуре передачи, проиллюстрированной на фиг.12, не продемонстрированы какие-либо иные конкретные результаты, кроме дополнительных служебных сигналов, связанных с RB, это является следствием предполагаемых требований к повторениям ACK/NAK.
Фрагментация BW может часто происходить в том случае, если общее количество передач ACK/NAK является большим, чем два, как проиллюстрировано на фиг.13. Для первого сигнала ACK/NAK, A/N 1 1310, предполагается передача в 2 дополнительных субкадрах. Для третьего сигнала ACK/NAK, A/N 3 1330, предполагается передача за 1 дополнительный субкадр. Для второго, четвертого и пятого сигналов ACK/NAK, A/N 1 1320, A/N 4 1340 и A/N 5 1350, не предполагается какая-либо дополнительная передача помимо передачи в первоначальном субкадре. Количество фрагментированных блоков RB может быть столь же большим, как и максимальное количество общих передач ACK/NAK минус два. Например, для общего количества передач ACK/NAK, равного 4, максимальное количество фрагментированных блоков RB равно 2.
Одной из проблем, связанных с применением непосредственного расширения RB для поддержки повторных передач ACK/NAK, является рост соответствующих непроизводительных издержек на передачу служебной информации, в особенности, для меньших BW. Например, для рабочей BW с 6 блоками RB использование расширения RB для поддержки 3 или более передач одних и тех же сигналов ACK/NAK приводит к увеличению непроизводительных издержек на передачу служебной информации по PUCCH в некоторых субкадрах на 50% или более, что обычно является слишком большой величиной. Следовательно, требуется альтернативный подход.
Установление соответствия ресурсов ACK/NAK по UL в неявном виде на основе элементов CCE, используемых для передачи соответствующего DL SA, приводит к наличию нескольких неиспользуемых ресурсов ACK/NAK. Например, для рабочей BW из 6 блоков RB установление соответствия в неявном виде максимальное количество расходуемых ресурсов может составлять 6 ресурсов ACK/NAK по UL. Рассматривая функциональные возможности структуры мультиплексирования ACK/NAK, проиллюстрированной на фиг.8, количество ресурсов ACK/NAK равно 18 (6 от CS, умноженное на 3 от ортогональных покрытий), и, следовательно, для передачи ACK/NAK после первой передачи остаются доступными 12 ресурсов. В этом случае UE может разместить до двух дополнительных повторных передач ACK/NAK в одном и том же RB просто путем добавления 6 к номеру ресурса, используемого для его первоначальной передачи ACK/NAK или для его первого повторения, если должно быть выполнено более одного повторения.
Вышеупомянутый способ проиллюстрирован на фиг.14, на которой предполагают наличие тех же самых условий, что и на фиг.13, но теперь повторения ACK/NAK ограничены тем же самым RB, что и первоначальная передача (предполагают, что в 1 RB содержится 18 ресурсов для передачи ACK/NAK). Для передачи ACK/NAK A/N 1 1410 из UE 1 используют первый ресурс 1411 ACK/NAK по UL в первом субкадре и используют седьмой 1412 и тринадцатый 1413 ресурсы ACK/NAK по UL для передачи того же самого сигнала ACK/NAK соответственно во втором субкадре и в третьем субкадре. Для передачи ACK/NAK A/N 3 1430 из UE 3 используют третий ресурс 1431 ACK/NAK по UL в первом субкадре и используют девятый 1432 ресурс ACK/NAK по UL для передачи того же самого сигнала ACK/NAK во втором субкадре. Передачи ACK/NAK A/N 2 1420, A/N 4 1440 и A/N 5 1450 являются передачами только в одном субкадре (без повторений).
Использование одного и того же RB для многократных повторных передач ACK/NAK в последующих субкадрах на фиг.14 может быть распространено на любой сценарий, для которого заранее известно, что максимальное количество ресурсов, требуемых для первых передач ACK/NAK в субкадре, всегда является меньшим, чем функциональные возможности мультиплексирования ACK/NAK в одном RB. В общем случае, если для первоначальных передач ACK/NAK из всех пользовательских оборудований (UE) требуется максимальное количество ресурсов, равное М, тогда как в одном RB являются доступными J ресурсов, где M<J, то первая повторная передача ACK/NAK из UE в следующем субкадре может произойти в том же самом RB, что и первоначального ACK/NAK, если UE использует ресурс k ACK/NAK для первоначальной передачи ACK/NAK в первом субкадре, где k≤J-M. Затем UE использует М+k ресурсов для повторной передачи своего ACK/NAK во втором субкадре. Те же самые принципы могут быть распространены на многократные повторения.
Другой проблемой, связанной с передачей ACK/NAK более чем за один субкадр, является последующее планирование по PDSCH. Предполагая, что модуляцию либо BPSK, либо QPSK выполняют для ACK/NAK и что субкадры DL и UL имеют одинаковую длительность, UE, требующее в общей сложности N субкадров UL для передачи ACK/NAK, может быть снова запланирован раньше N-1 субкадров DL только в том случае, если имеется 1-битовый ACK/NAK, поскольку в одной передаче (QPSK) может содержаться не более 2 бит ACK/NAK. В настоящем изобретении также полагают, что UE, сконфигурированное более высокими уровнями для передачи сигнала ACK/NAK за N субкадров (N>1), в неявном виде сконфигурировано для передачи двухбитового ACK/NAK за 2N субкадра. Передача однобитового или двухбитового ACK/NAK происходит, соответственно, тогда, когда UE принимает пакет данных, включающий в себя 1 или 2 кодовых слова.
UE не должен находиться в режиме ожидания до передачи второго бита ACK/NAK, поскольку его ресурсы получены в неявном виде для каждого субкадра из DL SA. Соответственно, передача ACK/NAK с задержкой может мешать передаче из другого UE. Следовательно, даже для 1-битового ACK/NAK может иметь место только одна такая передача в течение следующих -1 субкадров, поскольку наличие UE с ограничениями по зоне уверенного приема для 1-битового ACK/NAK, вследствие чего происходит возврат к передаче двухбитового ACK/NAK, просто увеличивает количество субкадров, необходимых для завершения передачи обоих битов ACK/NAK. Общее количество требуемых субкадров будет тем же самым, что и для отдельных передач ACK/NAK. К тому же, потребуются дополнительные ресурсы, поскольку передача второго бита ACK/NAK продолжается дольше, чем одиночная передача 1 бита.
Существуют два возможных варианта решения вышеупомянутой проблемы. Первым вариантом является предотвращение планирования UE для следующих N-1 субкадров DL после его последнего планирования по PDSCH. UE, сконфигурированное для передачи ACK/NAK за N субкадров (N>1), принимает DL SA в субкадре n и не принимает DL SA в предыдущих n-N+1 субкадрах (субкадрах с номерами n-1,..., n-N+1 субкадров), не передает сигналов ACK/NAK в ответ на множественные DL SA за следующие n+N-1 субкадров (номерами n+1,..., n+N-1 субкадров). Вторым вариантом является разрешение планирования UE после M субкадров DL, где M<N, но предотвращение планирования UE для следующих 2×(N-M) субкадров DL.
Что касается передачи сигнала ACK/NAK по PUSCH, требующей передачи более чем за один субкадр в PUCCH, то следует учитывать соответствующую BER. С учетом того, что для передачи ACK/NAK в PUSCH предоставленные ресурсы совместно используются с другими сигналами, такими как, например, сигнал передачи данных или возможные периодические управляющие сигналы (такие как CQI), ACK/NAK BER в PUSCH может стать существенно худшей, чем таковая в PUCCH. Следовательно, наличие передачи ACK/NAK в PUSCH только продлевает завершение передачи этого ACK/NAK и увеличивает время задержки передачи информации. Это также усложняет управление ресурсами ACK/NAK и может привести к росту необходимых непроизводительных издержек на передачу служебной информации для обеспечения поддержки повторных передач ACK/NAK. Кроме того, ухудшается пропускная способность для данных или для других управляющих сигналов в PUSCH.
Во избежание вышеупомянутых сложностей и для сохранения простого решения для обеспечения поддержки повторных передач ACK/NAK, UE, для которого требуются повторные передачи ACK/NAK, не должно производить каких-либо передач по PUSCH до того, как оно завершит передачу ACK/NAK. Например, UE может не предпринимать попытку детектирования множественных SA, приводящую к таким передачам по PUSCH, или может игнорировать такие множественные SA при их детектировании. Следовательно, UE, сконфигурированное для передачи сигнала ACK/NAK за N субкадров (N>1), принимает DL SA в субкадре номер n и не принимает DL SA в предыдущих n-N+1 субкадрах (в субкадрах с номерами n-1,..., n-N+1 субкадров), не должно передавать в PUSCH в течение тех субкадров, за которые оно передает сигнал ACK/NAK в ответ на DL SA, принимаемый в субкадре n.
Следуя тем же самым рассуждениям, которые были изложены выше, UE, сконфигурированное для повторных передач ACK/NAK, не должно передавать сигналы CQI и RI тогда, когда оно передает ACK/NAK (в PUCCH). Следует отметить, что без повторных передач ACK/NAK во множественных субкадрах не применяется ни одно из предыдущих ограничений, связанных с любой из вышеупомянутых передач сигнала.
Фиг.15 иллюстрирует вышеизложенные концепции для того случая, когда UE не передает в PUSCH (например, либо игнорируя множественные UL SA, либо не отвечая на них), и требуется одна повторная передача его ACK/NAK. Эта концепция может быть легко обобщена на более чем одно повторение.
Со ссылкой на фиг.15, после того, как UE принимает DL SA в субкадре n 1510, оно передает соответствующий ACK/NAK (и одну повторную передачу) в субкадрах n+Q 1520 UL и n+Q+1 1530. В течение этих субкадров UL, UE не посылает ответы ни на один из предыдущих UL SA, приводящие к передаче по PUSCH (или к передаче по любому каналу UL), и передает только лишь сигнал ACK/NAK до тех пор, пока оно не завершит заранее определенное количество повторений.
Несмотря на то что настоящее изобретение было показано и описано со ссылкой на определенные предпочтительные варианты его осуществления, для специалистов в данной области техники понятно, что могут быть произведены различные изменения, касающиеся формы и подробностей, не выходя за пределы сущности и объема настоящего изобретения, которые определяются прилагаемой формулой изобретения.