СИСТЕМА МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ, ПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ СВЯЗИ
MOBILE COMMUNICATION SYSTEM, TRANSMITTING DEVICE, RECEIVING DEVICE AND METHOD OF COMMUNICATION

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к технологиям мобильной связи. Более конкретно настоящее изобретение относится к системе мобильной связи, передающему устройству, приемному устройству и способу связи, использующим технологии мобильной связи следующего поколения.
Уровень техники
В области мобильной связи группа по стандартизации, называемая 3GPP, ведет обсуждение дальнейшего развития системы мобильной связи третьего поколения. Например, в качестве преемника системы мобильной связи W-CDMA, высокоскоростной передачи пакетных данных в нисходящей линии связи (HSDPA) и высокоскоростной передачи пакетных данных в восходящей линии связи (HSUPA) рассматривается система LTE (Long Term Evolution, «Долгосрочное развитие»). Обсуждается также и преемник системы мобильной связи LTE. В такой системе мобильной связи терминалам пользователя как для нисходящей связи, так и для восходящей связи выделяется по одному или более блоков ресурсов. Блоки ресурсов в системе совместно используются множеством терминалов пользователя. В каждом субкадре длительностью, например, 1 мс, базовая станция для выбора терминалов пользователя, которым надлежит выделить блоки ресурсов, выполняет операцию, называемую планированием. Субкадр также может называться временным интервалом передачи (TTI, transmission time interval).
В нисходящей линии связи разделяемый канал передается базовой станцией в терминалы пользователя, выбранные при планировании, с использованием одного или более блоков ресурсов. Данный нисходящий разделяемый канал может называться физическим нисходящим разделяемым каналом (PDSCH, physical downlink shared channel).
В восходящей линии связи разделяемый канал передается терминалами пользователя, выбранными при планировании, в базовую станцию с использованием одного или более блоков ресурсов. Данный восходящий разделяемый канал может называться физическим восходящим разделяемым каналом (PUSCH, physical uplink shared channel).
В системе связи, где осуществляется планирование радиочастотных ресурсов, практически для каждого субкадра существует необходимость сигнализации (сообщения) в терминалы пользователя информации о выделении ресурсов разделяемых каналов. В качестве нисходящего канала управления для такой сигнализации может использоваться физический нисходящий канал управления (PDCCH, physical downlink control channel) или нисходящий канал управления L1/L2. Канал PDCCH, например, содержит следующую информацию (см., например, 3GPP R1-070103, Downlink L1/L2 Control Signaling Channel Structure: Coding, January 15-19, 2007):
- информацию планирования нисходящей линии связи;
- грант планирования восходящей линии связи;
- информацию подтверждения/неподтверждения (ACK/NACK);
- бит команды управления мощностью передачи.
Информация планирования нисходящей линии связи может включать информацию, относящуюся к нисходящему разделяемому каналу, например, информацию о выделении блока ресурсов нисходящего канала, информацию идентификации терминалов пользователя (идентификаторы UE ID), количество потоков, информацию, относящуюся к векторам предварительного кодирования, размер данных, схемы модуляции и информацию, относящуюся к гибридному автоматическому запросу повторной передачи (HARQ).
Грант планирования восходящей линии связи включает восходящей линии связи, например, информацию для восходящего разделяемого канала, такую, как информация о выделении ресурса восходящей линии связи, информацию идентификации терминалов пользователя (идентификаторы UE ID), размеры данных, схемы модуляции, информацию о мощности передачи в восходящей линии связи и информацию, относящуюся к опорному сигналу для демодуляции, используемому в MIMO восходящей линии связи.
Информация подтверждения/неподтверждения (ACK/NACK) указывает на отсутствие необходимости либо на необходимость повторной передачи для канала PUSCH, передаваемого через восходящую линию связи.
В восходящей линии связи канал PUSCH используется для передачи данных пользователя, т.е. сигнала с обычными данными. Кроме того, отдельно от канала PUSCH может использоваться физический восходящий канал управления (PUCCH), например, для передачи информации о качестве нисходящей линии связи (индикатора качества нисходящей линии связи (CQI, channel quality indicator)) и информации подтверждения/неподтверждения (ACK/NACK) для канала PDSCH. Индикаторы CQI используются, например, при планировании и адаптивной модуляции и кодировании (АМС, adaptive modulation and coding) физического нисходящего разделяемого канала. В восходящей линии связи при необходимости может также передаваться канал произвольного доступа (RACH, random access channel) и сигналы, означающие запросы на выделение радиочастотных ресурсов восходящей и нисходящей линий связи.
Информация подтверждения/неподтверждения (ACK/NACK), которая, в сущности, может быть представлена всего лишь одним битом, играет наиболее важную роль в управлении повторной передачей и в значительной мере влияет на пропускную способность системы, из-за чего указанную информацию желательно передавать непосредственно после ее формирования. Кроме того, как сказано выше, важными для планирования, адаптивной модуляции и канального кодирования являются индикаторы CQI, указывающие на условия в нисходящей линии связи. Поскольку условия в канале непрерывно меняются, желательно передавать CQI в базовую станцию через короткие интервалы времени. Вышеперечисленную управляющую информацию можно быстро сообщать в базовую станцию с использованием блоков ресурсов, если указанные блоки ресурсов выделены для передачи восходящих данных, однако возможна ситуация, в которой CQI и информацию подтверждения/неподтверждения для нисходящего канала данных необходимо сообщать, даже если блоки ресурсов для передачи восходящих данных не выделены. В системе LTE возможность быстрого сообщения CQI и информации подтверждения/неподтверждения в базовую станцию даже в указанной ситуации обеспечивается использованием в восходящей линии связи схемы модуляции FDMA с одной несущей, но для дальнейшего повышения эффективности использования радиочастотных ресурсов и скорости передачи данных схема с несколькими несущими предпочтительнее, чем схема с одной несущей. Однако на дату подачи настоящей заявки обсуждение технологии эффективной передачи информации ACK/NACK и CQI в базовую станцию с использованием схемы с несколькими несущими не завершено.
Раскрытие изобретения
Аспекты настоящего изобретения делают возможной эффективную передачу управляющей информации, в значительной мере влияющей на пропускную способность системы мобильной связи, использующей схему с несколькими несущими.
В аспекте настоящего изобретения предлагается передающее устройство для системы мобильной связи, использующей схему с несколькими несущими. Передающее устройство включает модуль отображения, выполненный с возможностью отображения управляющей информации на поднесущие в субкадре; модуль обратного преобразования Фурье, выполненный с возможностью совершения над сигналом отображенной управляющей информации обратного преобразования Фурье; и модуль передачи, выполненный с возможностью беспроводной передачи подлежащего передаче сигнала, включающего сигнал, подвергнутый обратному преобразованию Фурье, в приемное устройство.
Управляющая информация отображается на предназначенные для управления полосы частот, прерывисто расположенные в частотной области, которые в субкадре предусмотрены отдельно от полос частот для разделяемого канала данных. Отображение осуществляется таким образом, что управляющая информация для приемного устройства, отображаемая на одну из предназначенных для управления полос частот, передается одновременно с управляющей информацией или разделяемым каналом данных для приемного устройства, отображаемыми на другую полосу частот.
Отображение может осуществляться таким образом, что управляющая информация для приемного устройства, отображаемая на одну из предназначенных для управления полос частот, передается одновременно с управляющей информацией для приемного устройства, отображаемой на другую из числа предназначенных для управления полос частот.
Субкадр может включать несколько слотов. Кроме того, отображение может осуществляться таким образом, что первая управляющая информация и вторая управляющая информация для приемного устройства передаются в одном и том же слоте с использованием различных предназначенных для управления полос частот. Помимо того, отображение может осуществляться таким образом, что первая управляющая информация и вторая управляющая информация для приемного устройства передаются с использованием одной и той же предназначенной для управления полосы частот и с использованием различных кодов для мультиплексирования с кодовым разделением. Первая управляющая информация и вторая управляющая информация для приемного устройства могут передаваться в двух или большем количестве слотов. Например, в первом слоте первая управляющая информация может передаваться с использованием первой предназначенной для управления полосы частот, а вторая управляющая информация может передаваться с использованием второй предназначенной для управления полосы частот, тогда как во втором слоте первая управляющая информация может передаваться с использованием второй предназначенной для управления полосы частот, а вторая управляющая информация может передаваться с использованием первой предназначенной для управления полосы частот. Как вариант, в первом слоте первая управляющая информация для приемного устройства может передаваться с использованием одновременно первой и второй предназначенных для управления полос частот, и во втором слоте вторая управляющая информация для приемного устройства может передаваться с использованием одновременно первой и второй предназначенных для управления полос частот. Первая управляющая информация может представлять собой информацию подтверждения/неподтверждения для ранее принятого разделяемого канала данных. Вторая управляющая информация может указывать на качество принятого радиосигнала.
Передающее устройство может быть терминалом пользователя для системы мобильной связи.
В еще одном аспекте настоящего изобретения предлагается приемное устройство для системы мобильной связи, использующей схему с несколькими несущими. Приемное устройство включает модуль преобразования Фурье, выполненный с возможностью совершения над принятым сигналом преобразования Фурье; модуль обратного отображения, выполненный с возможностью выделения отображенного на поднесущие сигнала из сигнала, подвергнутого преобразованию Фурье; и модуль декодирования, выполненный с возможностью декодирования управляющей информации, выделенной модулем обратного отображения. Управляющая информация выделяется из предназначенных для управления полос частот, прерывисто расположенных в частотной области и предусмотренных в субкадре отдельно от полос частот для разделяемого канала данных. Управляющая информация для приемного устройства, отображаемая на одну из предназначенных для управления полос частот, и управляющая информация или разделяемый канал данных для приемного устройства, отображаемые на другую полосу частот, содержатся в одном и том же слоте в субкадре.
Аспекты настоящего изобретения делают возможной эффективную передачу управляющей информации, в значительной мере влияющей на пропускную способность системы мобильной связи, использующей схему с несколькими несущими.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой схему системы мобильной связи.
Фиг.2 представляет собой иллюстрацию способа (1) передачи управляющей информации.
Фиг.3 представляет собой иллюстрацию способа (2) передачи управляющей информации.
Фиг.4 представляет собой иллюстрацию способа (3) передачи управляющей информации.
Фиг.5 представляет собой иллюстрацию способа (4) передачи управляющей информации.
Фиг.6 представляет собой иллюстрацию способа (5) передачи управляющей информации.
Фиг.7 представляет собой иллюстрацию способа (6) передачи управляющей информации.
Фиг.8 представляет собой иллюстрацию способа (7) передачи управляющей информации.
Фиг.9 представляет собой иллюстрацию способа (8) передачи управляющей информации.
Фиг.10 представляет собой иллюстрацию способа (9) передачи управляющей информации.
Фиг.11 представляет собой иллюстрацию способа (10) передачи управляющей информации.
Фиг.12 представляет собой иллюстрацию способа (11) передачи управляющей информации.
Фиг.13 представляет собой иллюстрацию способа (12) передачи управляющей информации.
Фиг.14 представляет собой структурную схему терминала пользователя.
Фиг.15 представляет собой структурную схему базовой станции.
ПЕРЕЧЕНЬ ОБОЗНАЧЕНИЙ
50 сота;
1
2
3
100, 100, 100 терминал пользователя;
200 базовая станция;
300 старший узел;
400 опорная сеть;
14 модуль демодуляции сигнала OFDM;
16 модуль оценки CQI;
18 модуль декодирования нисходящего сигнала управления;
20 модуль определения подтверждения/неподтверждения;
22 блок обработки сигнала управления L1/L2;
24 модуль канального кодирования;
26 модуль модуляции данных;
28 модуль отображения на поднесущие;
30 модуль обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ);
32 модуль добавления защитных интервалов (СР);
34 блок обработки пилотного сигнала;
36 модуль формирования пилотной последовательности;
38 модуль отображения на поднесущие;
40 модуль обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ);
42 модуль добавления защитных интервалов;
44 модуль мультиплексирования;
15 модуль обнаружения синхронизации и оценки канала;
17 модуль удаления защитных интервалов;
19 модуль быстрого преобразования Фурье (БПФ);
21 модуль обратного отображения с поднесущих;
23 модуль демодуляции данных;
25 модуль декодирования данных;
27 модуль определения подтверждения/неподтверждения;
31 планировщик;
33 модуль формирования сигнала гранта планирования восходящей линии связи;
35 модуль формирования других нисходящих каналов;
37 модуль формирования сигнала OFDM.
Осуществление изобретения
Далее со ссылкой на сопровождающие чертежи описываются варианты осуществления настоящего изобретения. Хотя в нижеприведенных описаниях для облегчения понимания настоящего изобретения используются конкретные значения, указанные значения представляют собой лишь примеры, и, если не указано иное, также могут использоваться другие подходящие значения.
Первый вариант осуществления
А. Способ передачи управляющей информации
1
2
3
Фиг.1 представляет собой схему системы 1000 мобильной связи. Система 1000 мобильной связи включает соту 50; терминалы пользователя (UE, user equipment) 100, 100 и 100 (также могут обозначаться как терминал 100 пользователя и как терминалы 100 пользователя); базовую станцию 200, осуществляющую беспроводную связь с терминалами 100 пользователя, старший узел 300, соединенный с базовой станцией 200, и опорную сеть 400, соединенную со старшим узлом 300. Функции старшего узла 300 могут выполняться контроллером радиосети (RNC, radio network controller), шлюзом доступа (aGW, access gateway) или устройством управления мобильностью (ММЕ, mobility management entity).
В настоящем варианте осуществления изобретения предполагается, что в системе 1000 мобильной связи для восходящей линии связи и для нисходящей линии связи используется схема с несколькими несущими. Более конкретно, предполагается, что в системе 1000 мобильной связи для восходящей линии связи и для нисходящей линии связи используется мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM, orthogonal frequency division multiplexing). Также для наглядности предполагается, что терминал 100 пользователя передает управляющую информацию в базовую станцию 200 и что управляющая информация включает управляющую информацию восходящего канала L1/L2, информацию подтверждения/неподтверждения (ACK/NACK) для канала данных, передаваемого через нисходящую линию связи, и (или) индикатор качества канала (CQI), указывающий на условия в нисходящей линии связи. Тем не менее, управляющая информация, подлежащая передаче из терминала 100 пользователя, может включать любую другую подходящую информацию.
Далее описываются способы передачи управляющей информации в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Необходимо отметить, что описанные далее способы передачи управляющей информации являются примерами и не охватывают весь объем настоящего изобретения.
Способ 1
Фиг.2 представляет собой иллюстрацию способа 1 передачи управляющей информации. В данном примере предусматривают две узкие полосы частот у правой и левой границ полосы частот системы, включающие множество блоков (частотных) ресурсов. Полоса частот системы имеет ширину, например, 5 МГц, 10 МГц или 20 МГц. Две указанные полосы частот у правой и левой границ резервируют для передачи управляющей информации. В настоящем описании полоса частот у низкочастотной границы называется первой предназначенной для управления полосой частот, а полоса частот у высокочастотной границы называется второй предназначенной для управления полосой частот. Каждый блок ресурсов для передачи данных имеет ширину полосы частот, например, около 180 кГц; такую же ширину полосы частот около 180 кГц имеют и первая, и вторая предназначенные для управления полосы частот. Один кадр радиопередачи составляют, например, из заранее заданного числа (например, 10) субкадров длительностью 1 мс. Каждый субкадр включает два слота. Следует, однако, иметь в виду, что приведенные здесь значения представляют собой лишь примеры, и вместо них могут использоваться любые другие подходящие значения.
В примере, представленном на фиг.2, канал управления L1/L2 передается от пользователя А в базовую станцию в первом и втором слотах, следующих друг за другом. В первом слоте используется вторая предназначенная для управления полоса частот, а во втором слоте используется первая предназначенная для управления полоса частот. Таким образом, управляющая информация передается в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты с использованием полос частот, далеко отстоящих друг от друга в полосе частот системы. Данный способ позволяет достичь значительного эффекта разнесения по частоте и поэтому предпочтителен для повышения качества приема управляющей информации. В приведенном здесь примере скачкообразное изменение частоты осуществляется путем смены полосы частот в каждом слоте, однако полосу частот можно сменять менее часто (например, в каждом субкадре) или более часто (например, в каждом символе слота). Поскольку первая и вторая предназначенные для управления полосы частот не используются одновременно, рассмотренный способ также может быть применен в системе, использующей схему с одной несущей.
Способ 2
Фиг.3 представляет собой иллюстрацию способа 2 передачи управляющей информации. На фиг.3, аналогично фиг.2, канал управления L1/L2 передается от пользователя А в базовую станцию с использованием первой и второй предназначенных для управления полос частот, но в данном способе первая и вторая предназначенные для управления полосы частот одновременно используются в первом слоте. Данный способ применим только к системе, использующей схему с несколькими несущими. На фиг.3 используется первый слот, хотя вместо первого слота может быть использован и второй слот. Однако для более раннего завершения передачи канала управления предпочтительно использование именно первого слота.
Способ 3
Фиг.4 представляет собой иллюстрацию способа 3 передачи управляющей информации. На фиг.4, аналогично фиг.2, канал управления L1/L2 передается от пользователя А в базовую станцию с использованием в первом слоте второй предназначенной для управления полосы частот и с использованием во втором слоте первой предназначенной для управления полосы частот. Однако в примере, представленном на фиг.4, также передается канал данных пользователя А. Соответственно, в первом слоте одновременно используются полоса частот (блок или блоки ресурсов) для указанного канала данных и вторая предназначенная для управления полоса частот, а во втором слоте одновременно используются полоса частот для канала данных и первая предназначенная для управления полоса частот. Иными словами, канал управления L1/L2 передается с использованием первой и второй предназначенных для управления полос частот, а канал данных передается с использованием блока (блоков) ресурсов, назначенных указанному каналу данных. Поскольку канал управления L1/L2 не включается в канал данных, данный способ предпочтителен для повышения пропускной способности канала данных.
Способ 4
Фиг.5 представляет собой иллюстрацию способа 4 передачи управляющей информации. На фиг.5, аналогично фиг.3, в первом слоте одновременно используются первая и вторая предназначенные для управления полосы частот, и, аналогично фиг.4, передается канал данных пользователя А. Таким образом, в данном способе в первом слоте одновременно используются как полоса частот для канала данных, так и первая и вторая предназначенные для управления полосы частот, тогда как во втором слоте передается только канал данных.
Способ 5
Фиг.6 представляет собой иллюстрацию способа 5 передачи управляющей информации. В данном способе управляющая информация передается по-разному в зависимости от того, выделены ли блоки ресурсов для передачи каналов данных. Если для передачи каналов данных не выделен ни один блок ресурсов, то каналы управления L1/L2 (#0, #1, #2 и #3) передают из терминалов пользователя в базовую станцию аналогично фиг.4 с использованием первой и второй предназначенных для управления полос частот в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты. Если же блоки ресурсов для передачи каналов данных выделены, то управляющую информацию передают с использованием выделенных блоков ресурсов, В этом случае управляющую информацию и каналы данных мультиплексируют с разделением по времени.
В примере, представленном на фиг.6, терминалам UE11-UE15 пользователя выделены блоки ресурсов, и указанные терминалы пользователя передают свои каналы данных и управляющую информацию с использованием выделенных блоков ресурсов.
Способ 6
Фиг.7 представляет собой иллюстрацию способа 6 передачи управляющей информации. На фиг.7, аналогично фиг.3, канал управления L1/L2 передается от пользователя А в базовую станцию с одновременным использованием первой и второй предназначенных для управления полос частот, но в данном способе первая и вторая предназначенные для управления полосы частот используются во всем субкадре (то есть в обоих слотах). Данный способ является предпочтительным при большом количестве битов управляющей информации каждого пользователя, а также при плохих условиях распространения радиоволн. При плохих условиях распространения радиоволн данный способ предпочтителен потому, что для достижения в указанных условиях необходимого качества приходится увеличивать размер данных информации с заданным количеством битов.
Способ 7
Фиг.8 представляет собой иллюстрацию способа 7 передачи управляющей информации. Фиг.8 аналогична фиг.7 в том, что один и тот же пользователь использует первую и вторую предназначенные для управления полосы частот как в первом, так и во втором слотах. В данном способе, однако, в первом слоте первая предназначенная для управления полоса частот используется для передачи индикатора качества канала (CQ1), а вторая предназначенная для управления полоса частот используется для передачи информации подтверждения/неподтверждения (ACK/NACK), или наоборот. При этом во втором слоте вторая предназначенная для управления полоса частот используется для передачи CQI, а первая предназначенная для управления полоса частот используется для передачи ACK/NACK, или наоборот. Поскольку в данном способе информация ACK/NACK и индикаторы CQI передаются раздельно, нет необходимости предусматривать транспортный формат для мультиплексирования ACK/NACK и CQI.
Данный способ предпочтителен, например, для улучшения точности обнаружения информации ACK/NACK и, тем самым, для снижения объема обработки при «слепом» обнаружении.
Способ 8
Фиг.9 представляет собой иллюстрацию способа 8 передачи управляющей информации. На фиг.9, аналогично фиг.8, ACK/NACK и CQI передаются раздельно, но в данном способе в первом слоте как первая, так и вторая предназначенные для управления полосы частот используются для передачи информации подтверждения/неподтверждения (ACK/NACK), а во втором слоте как первая, так и вторая предназначенные для управления полосы частот используются для передачи индикатора качества канала (CQI). ACK/NACK и CQI могут передаваться в обратном порядке. Кроме того, в данном способе нет необходимости предусматривать транспортный формат для мультиплексирования ACK/NACK и CQI.
Способ 9
Фиг.10 представляет собой иллюстрацию способа 9 передачи управляющей информации. На фиг.10, аналогично фиг.2, канал управления L1/L2 передается от пользователя А в базовую станцию в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты с использованием различных полос частот. В данном способе, однако, в дополнение к первой и второй предназначенным для управления полосам частот используются третья и четвертая предназначенные для управления полосы частот. Подобно способу, иллюстрируемому фиг.7, данный способ является предпочтительным при большом количестве мультиплексируемых пользователей, при большом количестве битов управляющей информации каждого пользователя и при плохих условиях распространения радиоволн.
В примере, представленном на фиг.10, третья и четвертая предназначенные для управления полосы частот имеют такую же ширину, как и первая и вторая предназначенные для управления полосы частот. Как вариант, третья и четвертая предназначенные для управления полосы частот могут быть получены делением каждой из первой и второй предназначенных для управления полос частот, например, на две полосы частот.
Способ 10
фиг.11 представляет собой иллюстрацию способа 10 передачи управляющей информации. На фиг.11, аналогично фиг.10, в дополнение к первой и второй предназначенным для управления полосам частот используются третья и четвертая предназначенные для управления полосы частот. В данном способе, однако, информация ACK/NACK в первом слоте передается с использованием второй предназначенной для управления полосы частот, а во втором слоте передается с использованием третьей предназначенной для управления полосы частот. Сходным образом, CQI в первом слоте передается с использованием четвертой предназначенной для управления полосы частот, а во втором слоте передается с использованием первой предназначенной для управления полосы частот. Третья и четвертая предназначенные для управления полосы частот могут быть получены делением каждой из первой и второй предназначенных для управления полос частот, например, на две полосы частот.
Способ 11
Фиг.12 представляет собой иллюстрацию способа 11 передачи управляющей информации. На фиг.12, аналогично фиг.2, канал управления L1/L2 передается от пользователя А в базовую станцию в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты с использованием различных полос частот. Однако в данном способе множество наборов управляющей информации одного пользователя мультиплексируется с кодовым разделением в первой и второй предназначенных для управления полосах частот. Подобно способу, иллюстрируемому фиг.7, данный способ является предпочтительным при большом количестве мультиплексируемых пользователей, при большом количестве битов управляющей информации каждого пользователя и при плохих условиях распространения радиоволн.
Способ 12
Фиг.13 представляет собой иллюстрацию способа 12 передачи управляющей информации. На фиг.13, аналогично фиг.12, множество наборов управляющей информации одного пользователя мультиплексируется с кодовым разделением в первой и второй предназначенных для управления полосах частот. Однако в данном способе ACK/NACK и CQI в первом слоте мультиплексируются с кодовым разделением во второй предназначенной для управления полосе частот, а во втором слоте мультиплексируются с кодовым разделением в первой предназначенной для управления полосе частот.
На фигурах с 10 (способ 9) по 13 (способ 12) скачкообразное изменение частоты осуществляется путем смены полосы частот в каждом слоте. Однако способы 9-12 также могут применяться в показанном на фиг.7 (способ 6) случае передачи управляющей информации с одновременным использованием первой и второй предназначенных для управления полос частот.
В. Терминал пользователя
Фиг.14 представляет собой структурную схему терминала 100 пользователя. Как показано на фиг.14, терминал 100 пользователя включает модуль 14 демодуляции сигнала OFDM; модуль 16 оценки CQI; модуль 18 декодирования нисходящего сигнала управления; модуль 20 определения подтверждения/неподтверждения; блок 22 обработки сигнала управления L1/L2, включающий модуль 24 канального кодирования, модуль 26 модуляции данных, модуль 28 отображения на поднесущие, модуль 30 обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ) и модуль 32 добавления защитного интервала (СР); блок 34 обработки пилотного сигнала, включающий модуль 36 формирования пилотной последовательности, модуль 38 отображения на поднесущие, модуль 40 обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ) и модуль 42 добавления защитного интервала; а также модуль 44 мультиплексирования.
Модуль 14 демодуляции сигнала OFDM демодулирует принятый сигнал, модулированный в соответствии со схемой OFDM, и тем самым выделяет низкочастотный сигнал. В целом, модуль 14 демодуляции сигнала OFDM выполняет над принятым сигналом такую обработку, как удаление защитных интервалов, преобразование Фурье, обратное отображение поднесущих и демодуляцию данных, и выделяет нисходящий пилотный канал, нисходящий канал управления (и (или) широковещательный канал) и нисходящий канал данных.
0
Модуль 16 оценки CQI на основании качества приема нисходящего пилотного канала формирует индикатор качества канала (CQI), указывающий на условия в нисходящей линии связи. Качество приема нисходящего пилотного канала может быть представлено любым подходящим показателем, например, отношением мощности сигнала к мощности помех (SIR, signal-to-interference power ratio), отношением мощности сигнала к сумме мощностей помех и шума (SINR, signal-to-interference plus noise power ratio) или отношением энергии, приходящейся на один бит, к спектральной плотности шума (Eb/N). Индикатор CQI может быть получен путем соответствующего квантования показателя качества приема, подразделенного на множество уровней. Например, показатель качества приема может быть представлен 32 уровнями, а индикатор CQI может быть представлен пятью битами. Пилотный канал представляет собой сигнал, известный как передающей, так и приемной сторонам, и также может называться опорным сигналом или обучающим сигналом.
Модуль 18 декодирования нисходящего сигнала управления декодирует нисходящий канал управления и тем самым выделяет нисходящий сигнал управления. Нисходящим каналом управления может быть нисходящий канал управления L1/L2 либо широковещательный канал (ВСН, broadcast channel). В настоящем варианте осуществления изобретения нисходящий сигнал управления может включать номер кодовой последовательности пилотного канала, используемый для осуществления связи, и информацию планирования (номера блоков ресурсов, транспортные форматы, информацию идентификации пользователя и т.п.) для нисходящей линии связи и (или) восходящей линии связи.
Модуль 20 определения подтверждения/неподтверждения путем, например, обнаружения ошибок определяет, был ли должным образом принят нисходящий канал данных. Обнаружение ошибок может осуществляться например, с помощью контроля циклическим избыточным кодом (CRC, cyclic redundancy check).
Блок 22 обработки сигнала управления L1/L2 формирует канал управления L1/L2, подлежащий передаче через восходящую линию связи.
Модуль 24 канального кодирования выполняет канальное кодирование управляющей информации, подлежащий передаче через восходящую линию связи, с заданной кодовой скоростью. В рассматриваемом примере управляющая информация передается через канал управления L1/L2. В настоящем варианте осуществления изобретения управляющая информация включает по меньшей мере один из следующих элементов: информацию подтверждения/неподтверждения (ACK/NACK) для нисходящего канала данных и индикатор CQI, указывающий на условия в нисходящей линии связи.
Модуль 26 модуляции данных выполняет модуляцию данными управляющей информации с использованием такой схемы модуляции, как фазовая манипуляция (например, BPSK, QPSK или 8PSK) или квадратурная амплитудная модуляция (QAM).
Модуль 28 отображения на поднесущие отображает управляющую информацию на поднесущие, находящиеся в пределах полосы частот системы и разрешенные для использования терминалом 100 пользователя. Более конкретно, управляющая информация может отображаться либо на первую и вторую предназначенные для управления полосы частот, как показано на фиг.2, либо на блоки ресурсов, выделенные восходящему каналу данных, как показано на фиг.6.
Модуль 30 обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ) выполняет над сигналом, включающим управляющую информацию, отображенную на поднесущие, обратное быстрое преобразование Фурье, тем самым преобразуя сигнал в частотной области в сигнал во временной области.
Модуль 32 добавления защитного интервала (СР) добавляет к преобразованному сигналу защитные интервалы, которые могут формироваться с использованием схемы циклического префикса (СР, cyclic prefix).
Блок 34 обработки пилотного сигнала формирует пилотный канал, подлежащий передаче через восходящую линию связи.
Модуль 36 формирования пилотной последовательности формирует кодовую последовательность, представляющую пилотный канал, на основании номера кодовой последовательности указанного пилотного канала, используемого для осуществления связи. Для пилотного канала может использоваться любая подходящая кодовая последовательность, например, последовательность CAZAC. Модуль 38 отображения на поднесущие отображает пилотный канал на соответствующие поднесущие.
Модуль 40 обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ) выполняет над сигналом, включающим отображенный на поднесущие пилотный канал, обратное быстрое преобразование Фурье, преобразуя сигнал в частотной области в сигнал во временной области.
Модуль 42 добавления защитных интервалов добавляет к преобразованному сигналу защитные интервалы.
Модуль 44 мультиплексирования мультиплексирует канал управления L1/L2 и пилотный канал. Модуль 44 мультиплексирования может мультиплексировать указанные каналы или простым добавлением, или с использованием какой-либо схемы мультиплексирования, например, мультиплексирования с временным разделением. Подлежащий передаче сигнал, включающий мультиплексированный сигнал, подается в модуль радиопередачи (не показан), откуда посредством беспроводной связи передается через восходящую линию связи.
С.Базовая станция
Фиг.15 представляет собой структурную схему базовой станции 200. Как показано на фиг.15, базовая станция 200 включает модуль 15 обнаружения синхронизации и оценки канала, модуль 17 удаления защитного интервала, модуль 19 быстрого преобразования Фурье (БПФ), модуль 21 обратного отображения с поднесущих, модуль 23 демодуляции данных, модуль 25 декодирования данных, модуль 27 определения подтверждения/неподтверждения, планировщик 31, модуль 33 формирования сигнала гранта планирования восходящей линии связи, модуль 35 формирования других нисходящих каналов и модуль 37 формирования сигнала OFDM.
Модуль 15 обнаружения синхронизации и оценки канала выполняет обнаружение синхронизации и оценку канала на основании пилотного канала, принятого через восходящую линию связи.
Модуль 17 удаления защитных интервалов удаляет защитные интервалы из принятого сигнала в соответствии с синхронизацией принятого сигнала.
Модуль 19 быстрого преобразования Фурье (БПФ) совершает над принятым сигналом быстрое преобразование Фурье, тем самым преобразуя сигнал во временной области в сигнал в частотной области.
Модуль 21 обратного отображения с поднесущих выделяет сигнал, отображенный на поднесущие. Данный сигнал может включать только канал управления либо и канал управления, и канал данных.
Модуль 23 демодуляции данных выполняет демодуляцию данных из принятого сигнала.
Модуль 25 декодирования данных выполняет декодирование данных в сигнале, прошедшем демодуляцию.
Демодуляция данных и декодирование данных выполняются для канала управления и для канала данных раздельно, но для упрощения на фиг.15 эти операции показаны без разделения.
Модуль 27 определения подтверждения/неподтверждения путем, например, обнаружения ошибок определяет, был ли должным образом принят восходящий канал данных. Обнаружение ошибок может осуществляться например, с помощью контроля циклическим избыточным кодом (CRC).
Планировщик 31 выполняет планирование для выделения радиочастотных ресурсов. Планирование может осуществляться, например, на основании условий распространения радиоволн, требуемого качества (QoS) и необходимости повторной передачи. Для планирования может применяться любой подходящий алгоритм, например, способ MAX-C/I или способ пропорциональной объективности. Условия распространения радиоволн в нисходящей линии связи могут оцениваться на основании индикаторов CQI, сообщенных из терминалов пользователя, а условия распространения радиоволн в восходящей линии связи могут оцениваться на основании принятых значений SINR. Требуемое качество (QoS) может быть представлено, например, как скорость передачи данных, частота появления ошибок и (или) допустимая задержка. Необходимость повторной передачи может определяться на основании информации подтверждения/неподтверждения (ACK/NACK).
Модуль 33 формирования сигнала гранта планирования восходящей линии связи формирует управляющую информацию, включающую информацию планирования (грант планирования восходящей линии связи), разрешающую передачу канала данных через восходящую линию связи. Информация планирования включает выделенные блоки ресурсов и транспортные форматы.
Модуль 35 формирования других нисходящих каналов формирует нисходящие сигналы (например, канал данных, широковещательный канал, канал синхронизации, пилотный канал и другие каналы управления), отличные от информации планирования.
Модуль 37 формирования сигнала OFDM использует сигналы, включающие различные элементы нисходящей информации, для модуляции в соответствии со схемой OFDM и формирования тем самым сигнала, подлежащего передаче в нисходящей линии связи. В целом, модуль 37 формирования сигнала OFDM выполняет такую обработку, как канальное кодирование, модуляция данных, отображение поднесущих, ОБПФ и добавление защитных интервалов. Подлежащий передаче нисходящий сигнал подается в модуль радиопередачи (не показан), откуда посредством беспроводной связи передается через нисходящий канал.
D. Разновидности
Восходящая линия связи/нисходящая линия связи
В вышеприведенных вариантах осуществления в основном рассматривалось использование OFDM в восходящей линии связи. Тем не менее, настоящее изобретение может использоваться и в нисходящей линии связи. Иными словами, настоящее изобретение может широко использоваться в системах, где управляющая информация повторной передачей и индикаторы качества канала передаются с использованием схемы с несколькими несущими.
Количество слотов, ширина полос частот, количество полос частот
В вышеприведенных вариантах осуществления предполагается, что каждый из субкадров, которые образуют кадр радиопередачи, содержит два слота. Тем не менее, количество слотов может быть равно одному или быть большим двух.
Кроме того, в вышеприведенных вариантах осуществления на каждой из границ полосы частот системы предусматривают одну полосу частот (первую или вторую предназначенную для управления полосу частот), выделенную специально для передачи управляющей информации. Тем не менее, в полосе частот системы в любых позициях может быть предусмотрено любое количество предназначенных для управления полос частот. При этом с целью повышения выигрыша от разнесения, возникающего при использовании скачкообразного изменения частоты, предназначенные для управления полосы частот желательно располагать на оси частот возможно дальше друг от друга.
В вышеприведенных вариантах осуществления скачкообразное изменение частоты выполняют путем смены полосы частот в каждом слоте. Как вариант, скачкообразное изменение частоты можно выполнять путем смены полосы частот в каждом субкадре, в каждом символе слота либо через некоторое количество символов слота, большее одного (например, в каждом символе OFDM либо через некоторое количество символов OFDM, большее одного).
Для снижения непроизводительных затрат при передаче через радиотракт желательно делать предназначенную для управления полосу частот возможно более узкой. Кроме того, ширину предназначенной для управления полосы частот можно задавать, исходя из ширины полосы частот системы.
Управляющая информация, отличная от ACK/NACK и CQI
В вышеприведенных вариантах осуществления в качестве примеров управляющей информации, подлежащей передаче с использованием предназначенных для управления полос частот, предусматриваемых на границах полосы частот системы, используются информация подтверждения/неподтверждения (ACK/NACK) и индикатор качества канала (CQI). Однако с использованием указанных предназначенных для управления полос частот можно передавать и другую управляющую информацию, например, управляющую информацию повторной передачей, включающую номер пакета, шаблон прореживания и информацию идентификации пользователя для пакета, для которого возвращена информация ACK/NACK. Тем не менее, для частого сообщения управляющей информации в приемную сторону с одновременным снижением непроизводительных затрат желательно делать количество бит информации, подлежащей передаче через специально предназначенные для управления полосы частот, небольшим, ограничиваясь при выборе типов управляющей информации информацией ACK/NACK и (или) индикатором CQI.
Объединение схемы с одной несущей и схемы с несколькими несущими
В вышеприведенном варианте осуществления для наглядности предполагается, что система мобильной связи как в восходящей линии связи, так и в нисходящей линии связи использует схему OFDM, что, однако, не означает, что в системе мобильной связи должна использоваться только схема OFDM. В системе мобильной связи совместно могут использоваться как схема с одной несущей, так и схема с несколькими несущими, и для схемы с несколькими несущими может использоваться один из способов, описанных в вышеприведенных вариантах осуществления. Например, схема OFDM вместе с одним из способов, описанных в вышеприведенных вариантах осуществления, может использоваться в зоне с хорошими условиями распространения радиоволн (например, в зоне около базовой станции), а схема с одной несущей может использоваться в зоне с плохими условиями распространения радиоволн (например, в зоне около границы соты).
При совместном использовании схемы с одной несущей и схемы с несколькими несущими в одной системе желательно использовать общий для обеих схем способ радиопередачи, например, один из способов передачи, представленных на фиг.2, 6, 10-13. В указанных способах прерывисто расположенные на частотной оси полосы частот не используются одновременно (т.е. используется только полоса частот, непрерывная на частотной оси), и поэтому указанные способы могут применяться и для схемы с одной несущей. Кроме того, способы передачи, представленные на фиг.2-13, могут применяться для мультиплексирования ресурсов управления, даже когда в системе используются и схема с одной несущей, и схема с несколькими несущими (т.е. терминал пользователя, использующий схему с одной несущей, применяет один из способов передачи, представленных на фиг.2, 6, 10-13, а терминал пользователя, использующий схему с несколькими несущими, применяет один из способов передачи, представленных на фиг.2-13).
Извещение о ресурсах, используемых для передачи информации ACK/NACK
При приеме канала управления либо канала данных приемной стороне должны быть известны радиочастотные ресурсы, используемые для передачи указанного канала, и то, как указанные радиочастотные ресурсы используются. Соответственно, при передаче информации ACK/NACK или индикатора CQI необходимо извещать приемную сторону о том, как используются радиочастотные ресурсы. Однако использование радиочастотных ресурсов лишь для такого извещения может увеличивать непроизводительные затраты, поэтому для эффективного использования ресурсов необходимо предложить эффективный способ извещения.
Способ 1 извещения
CCH_MAX
CCH_MAX
Примерный способ 1 извещения основан на том, каким образом информация планирования включается в нисходящий канал управления (т.е. на использовании позиций, на которые отображается информация планирования). Нисходящий канал управления L1/L2 включает множество наборов информации планирования для пользователей, подлежащих мультиплексированию. В данном способе предполагается, что в соответствии с наибольшим количеством мультиплексируемых пользователей N зарезервированы ресурсы управляющей информации (ресурсы, используемые для управляющей информации). Терминал пользователя принимает нисходящий канал управления L1/L2 и выделяет из указанного канала предназначенную для названного терминала информацию планирования. В данном случае терминал пользователя может определить, включена ли предназначенная для указанного терминала информация планирования в нисходящий канал управления L1/L2, повторяя операцию декодирования вплоть до наибольшего количества мультиплексируемых пользователей N. Предположим, что терминал UE пользователя обнаружил предназначенную для указанного терминала информацию планирования нисходящей линии связи при выполнении операции декодирования с номером x (т.е. в позиции с номером x). Терминал UE пользователя принимает нисходящий канал данных через блоки ресурсов, указанные в данной нисходящей информация планирования, и формирует информацию ACK/NACK для нисходящего канала данных. Затем терминал UE пользователя сообщает информацию ACK/NACK в базовую станцию с использованием ресурса управляющей информации, взаимно-однозначно соответствующего позиции x. В то же время, если при выполнении операции декодирования с номером x (т.е. в позиции с номером x) терминал UE пользователя обнаруживает информацию планирования восходящей линии связи, предназначенную для указанного терминала, то терминал UE пользователя передает восходящий канал данных с использованием блоков ресурсов, указанных в данной восходящей информации планирования. Приняв восходящий канал данных, базовая станция формирует информацию ACK/NACK и затем записывает указанную информацию ACK/NACK в позицию с номером x в нисходящем канале управления L1/L2. Терминал UE пользователя считывает информацию ACK/NACK в позиции с номером x нисходящего канала управления L1/L2 и определяет необходимость повторной передачи. Здесь предполагается, что временные параметры передачи канала данных и информации ACK/NACK известны базовой станции и терминалу пользователя.
Используя вышеописанную заранее определенную позиционную взаимосвязь между информацией планирования и управляющей информацией, терминал пользователя и базовая станция могут определять необходимость повторной передачи, не сообщая всякий раз информацию идентификации пользователя и информацию о ресурсах.
Способ 2 извещения
RB_MAX
В описанном выше способе 1 извещения используются позиции отображения канала управления, вместо которых в примерном способе 2 извещения используются позиции блоков ресурсов. В данном способе резервируют ресурсы управляющей информации в соответствии с общим количеством блоков ресурсов N. Предположим, что блок RB_x ресурсов в положении с номером x выделен терминалу UE пользователя для нисходящей передачи. Терминал UE пользователя декодирует канал данных в блоке RB_x ресурсов и формирует информацию ACK/NACK для канала данных. Затем терминал UE пользователя сообщает информацию ACK/NACK в базовую станцию с использованием ресурса управляющей информации, взаимно-однозначно соответствующего позиции x. В то же время, если блок RB_x ресурсов в положении с номером x выделен терминалу UE пользователя для восходящей передачи, то терминал UE пользователя передает восходящий канал данных через блок RB_x ресурсов.
Приняв восходящий канал данных, базовая станция формирует информацию ACK/NACK и затем записывает указанную информацию ACK/NACK в позицию с номером x в нисходящем канале управления L1/L2. Терминал UE пользователя считывает информацию ACK/NACK в позиции с номером x нисходящего канала управления L1/L2 и определяет необходимость повторной передачи. В данном способе снова предполагается, что временные параметры передачи канала данных и информации ACK/NACK известны базовой станции и терминалу пользователя.
Таким образом, предварительное задание позиционной взаимосвязи между выделенными блоками ресурсов и управляющей информацией дает терминалу пользователя и базовой станции возможность эффективно определять необходимость повторной передачи. Поскольку индикаторы CQI, как правило, сообщаются через заранее заданные интервалы времени, необходимая для передачи CQI информация (например, номер ресурса передачи, интервал передачи и период передачи) может сигнализироваться (передаваться) только один раз при первой передаче CQI либо может заранее сигнализироваться (передаваться) только один раз через широковещательный канал. Данный способ позволяет сообщать CQI во второй раз и далее на основании уже переданной информации, давая тем самым возможность снизить объем служебных данных.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение может применяться в любой подходящей системе мобильной связи, где управляющая информация передается с использованием схемы с несколькими несущими.
Настоящее изобретение не ограничивается конкретно раскрытыми вариантами осуществления и без выхода за пределы объема настоящего изобретения могут быть осуществлены разновидности и модификации. Хотя в вышеприведенных описаниях для облегчения понимания настоящего изобретения используются конкретные значения, указанные значения представляют собой лишь примеры и, если не указано иное, также могут использоваться другие значения. Различия между вариантами осуществления несущественны для настоящего изобретения и варианты осуществления могут использоваться по отдельности или в сочетании друг с другом. Объект изобретения, описанный в одном варианте осуществления, может быть применен к объекту изобретения в другом варианте осуществления, если указанные объекты изобретения не противоречат друг другу. Несмотря на то, что вышеприведенные варианты осуществления иллюстрированы структурными схемами устройств, указанные устройства могут быть реализованы аппаратно, программно либо сочетанием указанных способов.
По настоящей заявке испрашивается приоритет по заявке Японии №2008-055580, поданной 5 марта 2008 года, все содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.