БАЗОВАЯ РАДИОСТАНЦИЯ, ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ В СИСТЕМЕ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ
RADIO BASE STATION, USER DEVICE AND METHOD USED IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в целом относится к базовой станции, пользовательскому устройству и способу, используемому в системе мобильной связи.
Уровень техники
В области мобильной связи с высокой скоростью ведутся исследования и разработки систем мобильной связи нового поколения. В таких системах мобильной связи сигналы передаются в пакетах с единичными периодами передачи, называемыми интервалами времени передачи (TTI, Transmission Time Interval). Интервалы времени передачи (TTI) также могут называться периодами времени или подкадрами. TTI используется как базовая единица при различных видах обработки сигналов, таких как выделение радиоресурса, канальное кодирование и повторная передача.
Между тем, период времени между моментом передачи канала данных, включающего данные пользователя, от передающей стороны к приемной стороне, где канал данных демодулируется и декодируется, и моментом получения передающей стороной подтверждения о доставке информации (сообщения о доставке или о недоставке) от принимающей стороны называется задержкой управления (control delay) или двусторонней задержкой (round-trip delay). Для приложений, работающих в режиме реального времени, или для увеличения пропускной способности протокола управления передачей (TCP, Transmission Control Protocol) предпочтительно использовать короткий TTI и таким образом снизить задержку управления.
С другой стороны, как описано ниже, для увеличения площади соты в системе мобильной связи, когда в восходящей линии связи базовая станция принимает сравнительно сильный сигнал от пользовательского устройства, расположенного вблизи базовой станции, и сравнительно слабый сигнал от пользовательского устройства, расположенного на границе соты, предпочтительно использовать длинный TTI.
Фиг.1 показывает пакеты с коротким и длинным TTI. Оба пакета TTI - короткий (слева) и длинный (справа) включают канал управления, обозначенный «Управление» на фиг.1. Короткий TTI также содержит канал данных, обозначенный «Данные». Длинный TTI также содержит каналы данных, обозначенные «Данные 1» и «Данные 2». Два фрагмента длинного пакета TTI, обозначенные «Управление», содержат один и тот же канал управления. Это означает, что длинный пакет TTI может использовать больший уровень мощности в канале управления, чем короткий пакет TTI. Соответственно, для увеличения площади соты предпочтительно использовать длинный TTI и таким образом повышать качество сигналов в восходящей линии связи (конкретно, каналов управления). Каналы данных «Данные 1» и «Данные 2» длинного пакета TTI содержат различную информацию, но кодируются по единой схеме кодирования, поскольку принадлежат одному TTI. В отличие от каналов данных, трудно повышать качество каналов управления с использованием таких способов, как управление повторной передачей (retransmission control) и адаптивная модуляция и кодирование (АМС, Adaptive Modulation and Coding). Поэтому мощность передачи и TTI являются важными параметрами для повышения качества каналов управления.
Таким образом, предпочтительно определять длительность TTI в зависимости от целей и коммуникационной обстановки. Например, в технических требованиях TR-25.896 V6.0.0 2004-03 "Feasibility Study for Enhanced Uplink for UTRA FDD" (Section 8.2) предлагается способ, в котором TTI выбирается из набора TTI различной длительности, заранее определенных в системе мобильной связи.
Как описано выше, длительность TTI является основным параметром при различных видах обработки сигналов. Поэтому при использовании нескольких TTI различной длительности, необходимо убедиться, что различные виды обработки сигналов могут правильно выполняться для каждого из нескольких TTI. Хотя это, в свою очередь, усложняет структуру устройств (конкретно, пользовательских устройств), обработку сигналов, а также усложняет процессы тестирования устройств.
Раскрытие изобретения
Одна из задач настоящего изобретения состоит в том, чтобы предотвратить или хотя бы уменьшить усложнение структуры устройств связи, обработки сигналов и процессов тестирования изделий, которые могут возникнуть вследствие использования нескольких TTI.
Один из аспектов настоящего изобретения предлагает базовую станцию для системы мобильной связи. Базовая станция включает планировщик, выполненный с возможностью выделения пользовательскому устройству одного или нескольких блоков ресурсов, определяемых заранее определенными значениями полосы частот и интервала времени передачи, и устройство отчета, выполненное с возможностью формирования информации отчета о планировании, указывающего радиоресурсы, выделенные пользовательскому устройству. Планировщик выполнен с возможностью формирования информации планирования о том, что каналы данных нисходящей линии связи передаются с использованием интервала времени передачи в качестве единицы передачи, а каналы управления восходящей линии связи передаются с использованием целого числа интервалов времени передачи в качестве единицы передачи.
Один из аспектов настоящего изобретения позволяет предотвратить или хотя бы уменьшить усложнение структуры устройств связи, обработки сигналов и процессов тестирования изделий, которые могут возникнуть вследствие использования нескольких TTI.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 показывает пакеты с коротким и длинным TTI.
Фиг.2 показывает систему мобильной связи в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.
Фиг.3 представляет собой функциональную блок-схему базовой станции в части планирования нисходящей линии связи в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.
Фиг.4 показывает пример выделения радиоресурса нисходящей линии связи.
Фиг.5 показывает другой пример выделения радиоресурса нисходящей линии связи.
Фиг.6 показывает еще один пример выделения радиоресурса нисходящей линии связи.
Фиг.7 представляет собой функциональную блок-схему базовой станции в части планирования восходящей линии связи в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.
Фиг.8 показывает пример выделения радиоресурса восходящей линии связи.
Фиг.9 представляет собой частичную блок-схему пользовательского устройства в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.
Фиг.10 показывает пример устройства управления циклом передачи.
Фиг.11 показывает другой пример устройства управления циклом передачи.
UP
DOWN
Фиг.12 показывает взаимосвязь между единицей передачи канала управления восходящей линии связи T, единицей передачи канала данных нисходящей линии связи TTI и циклом передачи канала данных нисходящей линии связи T.
UP
DOWN
Фиг.13 показывает взаимосвязь между единицей передачи канала управления восходящей линии связи T, единицей передачи канала данных нисходящей линии связи TTI и циклом передачи канала данных нисходящей линии связи T.
UP
DOWN
Фиг.14 показывает взаимосвязь между единицей передачи канала управления восходящей линии связи T, единицей передачи канала данных нисходящей линии связи TTI и циклом передачи канала данных нисходящей линии связи T.
Фиг.15 показывает алгоритм процесса управления повторной передачей нисходящей линии связи.
Фиг.16 показывает алгоритм процесса управления повторной передачей в восходящей линии связи.
Фиг.17 показывает пример выделения радиоресурса в восходящей линии связи.
Перечень обозначений
32: устройство выделения ресурсов в нисходящей линии связи
34: устройство определения покрытия
36: устройство управления циклом передачи канала управления L1/L2 восходящей линии связи
38: устройство формирования сигнала нисходящей линии связи
382: устройство формирования общего канала данных
384: устройство формирования канала управления L1/L2
72: устройство выделения ресурсов в восходящей линии связи
722: устройство выделения канала управления L1/L2 в восходящей линии связи
724: устройство выделения канала данных в восходящей линии связи
74: устройство определения покрытия
91: устройство демодулирования канала управления L1/L2 нисходящей линии связи
92: устройство демодулирования сигнала старшего уровня нисходящей линии связи
93: устройство формирования канала управления L1/L2 восходящей линии связи
94: устройство измерения принимаемой мощности общего пилотного канала нисходящей линии связи
95: устройство оценки потерь на пути распространения
96: устройство определения желательного цикла передачи
97: устройство формирования общего канала данных восходящей линии связи
98: устройство мультиплексирования
Осуществление изобретения
Ниже описывается система мобильной связи в соответствии с осуществлением настоящего изобретения.
Фиг.2 показывает систему мобильной связи в соответствии с осуществлением настоящего изобретения. Система мобильной связи включает базовую станцию (BS) и пользовательские устройства (UE). В системе мобильной связи каналы управления восходящей линии связи передаются с использованием целого числа интервалов времени передачи (TTI×n) в качестве единицы передачи. Здесь n - целое, большее или равное 1. Другими словами, TTI×n используется в качестве единицы выделения ресурса. Каналы данных от пользовательских устройств в восходящей линии связи передаются с использованием одного TTI в качестве единицы передачи вне зависимости от того, насколько близко или далеко пользовательские устройства расположены от базовой станции.
Каналы данных нисходящей линии связи и каналы управления нисходящей линии связи передаются с использованием одного TTI в качестве единицы передачи вне зависимости от того, насколько близко или далеко пользовательские устройства расположены от базовой станции. Другими словами, один TTI используется в качестве единицы выделения ресурса. Но, поскольку каналы управления восходящей линии связи от далеко расположенных пользовательских устройств передаются с использованием двух TTI в качестве единицы передачи, каналы данных нисходящей линии связи для таких пользовательских устройств передаются в цикле передачи из двух TTI. Другими словами, цикл передачи каналов данных нисходящей линии связи устанавливается длинней цикла передачи каналов управления восходящей линии связи (сигналов ACK/NACK в ответ на каналы данных нисходящей линии связи).
Для повышения скорости передачи данных в каналах данных нисходящей линии связи предпочтительно выделять в одном TTI как можно больше блоков ресурсов для каналов данных нисходящей линии связи. Это вызвано тем, что ACK/NACK передаются на базовую станцию только один раз для каналов данных нисходящей линии связи, передаваемых в каждом TTI независимо от количества выделенных блоков ресурсов. Другими словами, даже при увеличении скорости передачи каналов данных нисходящей линии связи путем увеличения количества выделенных блоков ресурсов, нет необходимости менять цикл передачи каналов управления восходящей линии связи (ACK/NACK).
Между тем, каналы управления нисходящей линии связи для пользовательских устройств с плохими канальными условиями предпочтительно планировать так, чтобы количество мультиплексированных пользователей на частотной оси (количество мультиплексированных пользователей в одном TTI) было малым.
Первый вариант осуществления
Базовая станция - нисходящая линия связи
Фиг.3 представляет собой частичную блок-схему, иллюстрирующую функциональную конфигурацию базовой станции в соответствии с осуществлением настоящего изобретения. Фиг.3 в основном показывает функциональные элементы или сущности, относящиеся к планированию нисходящей линии связи. Как показано на рис.3, базовая станция включает буферы 1…N, устройство 32 выделения ресурсов в нисходящей линии связи, устройства 1…N вычисления мощности передачи канала управления L1/L2 нисходящей линии связи, устройство 34 определения покрытия, устройство 36 управления циклом передачи канала управления L1/L2 восходящей линии связи и устройство 38 формирования сигнала нисходящей линии связи, включающее устройство 382 формирования общего канала данных и устройство 384 формирования канала управления L1/L2.
Каждый из буферов 1…N временно хранит передаваемые данные (передаваемые данные нисходящей линии связи), предназначенные для передачи одному из терминалов 1…N соответственно, и подает информацию об объеме подлежащих передаче данных в буфере на устройство 32 выделения ресурсов в нисходящей линии связи. Здесь слово «терминалы» означает «пользовательские устройства» и подразумевает не только мобильные терминалы, но также и стационарные терминалы.
RB
RB
Устройство 32 выделения ресурсов в нисходящей линии связи на основе различных критериев определяет блоки ресурсов (RB), выделяемые пользовательским устройствам, применяемые схемы модуляции и кодовые скорости каналов и уровни мощности передачи. Полученные результаты в качестве информации о планировании нисходящей линии связи подаются на устройство 38 формирования сигнала нисходящей линии связи и включаются в каналы управления. Блоки ресурсов определяются заранее определенными значениями полосы частот T и интервала времени передачи T. Пользовательские устройства выбираются, прежде всего, на основе индикаторов качества канала (CQI, Channel Quality Indicator), передаваемых пользовательскими устройствами. При выборе пользовательских устройств возможно использование любых известных алгоритмов планирования, таких как метод максимальной гарантированной скорости передачи (maximum CIR (Committed Information Rate) method) или метод пропорциональной доступности (proportional fairness method). Кроме того, для обеспечения равнодоступности для пользовательских устройств могут приниматься во внимание другие факторы, такие как объем данных в буферах передачи.
Устройства 1…N вычисления мощности передачи канала управления L1/L2 нисходящей линии связи вычисляют мощность передачи каналов управления L1/L2 нисходящей линии связи, предназначенных для следующей передачи, на основе CQI, передаваемых терминалами 1…N соответственно. Устройства 1…N вычисления мощности передачи канала управления L1/L2 нисходящей линии связи могут также иметь возможность изменения схем модуляции и кодовых скоростей каналов управления.
Устройство 34 определения покрытия определяет способ, которым должны передаваться каналы управления L1/L2 нисходящей линии связи, и направляет полученные результаты на устройство 32 выделения ресурсов в нисходящей линии связи. Подробности об устройстве 34 определения покрытия и его функционировании описаны позже.
UP
UP
DOWN
UP
Устройство 36 управления циклом передачи канала управления L1/L2 восходящей линии связи определяет или подтверждает циклы передачи T каналов управления L1/L2 восходящей линии связи и направляет циклы передачи T на устройство 32 выделения ресурсов в нисходящей линии связи. Информация планирования формируется таким способом, что каналы управления нисходящей линии связи передаются в циклах передачи T, длительность которых равна или больше длительности соответствующих циклов передачи T.
Устройство 38 формирования сигнала нисходящей линии связи формирует сигнал нисходящей линии связи в соответствии с информацией о планировании. Например, при использовании схемы мультиплексирования с ортогональным разделением по частоте (OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing) устройство 38 формирования сигнала нисходящей линии связи формирует передаваемые символы, предназначенные для передачи по схеме OFDM.
Устройство 382 формирования общего канала данных формирует каналы данных (общие каналы данных), подлежащие включению в передаваемые символы, в соответствии с информацией о планировании.
Устройство 384 формирования канала управления L1/L2 формирует каналы управления (каналы управления L1/L2), подлежащие включению в передаваемые символы. Обычно канал управления L1/L2 содержит информацию, необходимую для восстановления канала данных нисходящей линии связи (например, информацию о схеме модуляции и канальной кодовой скорости канала данных нисходящей линии связи). Канал управления L1/L2 также может содержать информацию, предназначенную для передачи независимо от наличия или отсутствия канала данных нисходящей линии связи (например, информация подтверждения о доставке ACK/NACK для канала данных восходящей линии связи).
Далее описан типовой процесс планирования нисходящей линии связи. Как описано выше, устройство 32 выделения ресурсов в нисходящей линии связи выделяет один или несколько блоков ресурсов одному или нескольким из выбранных пользовательских устройств на основе CQI, передаваемых пользовательскими устройствами. В этом процессе устройство 32 выделения ресурсов в нисходящей линии связи определяет выделение ресурсов в соответствии с информацией от устройства 34 определения покрытия.
Устройство 34 определения покрытия определяет, возможно ли достижение желательного качества каналов управления L1/L2 нисходящей линии связи, предназначенных для следующей передачи на терминалы, с уровнями мощности, вычисленными устройствами 1…N вычисления мощности передачи, и без изменения количества выделенных блоков ресурсов. Если достижение желательного качества возможно, то установленное выделение ресурсов используется при передаче в нисходящей линии связи без изменения. Если достижение желательного качества затруднительно, устройство 34 определения покрытия определяет наличие свободных радиоресурсов (мощности передачи и символов) и блоков ресурсов, доступных для каналов управления L1/L2 нисходящей линии связи. Результат вычисления подается на устройство 32 выделения ресурсов в нисходящей линии связи. При наличии свободных мощности передачи и радиоресурсов устройство 32 выделения ресурсов в нисходящей линии связи изменяет выделение ресурсов для увеличения количества символов для каждого из каналов управления L1/L2 нисходящей линии связи. Другими словами, планирование осуществляется так, чтобы два или более блоков ресурсов, содержащих один и тот же канал управления L1/L2 нисходящей линии связи, передавались в одном интервале времени передачи (TTI). При отсутствии свободных мощности передачи или блока ресурсов каналы управления L1/L2 нисходящей линии связи передаются с уровнями мощности, вычисленными устройствами 1…N вычисления мощности передачи, и без изменения количества блоков ресурсов.
Фиг.4 показывает пример выделения ресурсов, где каналы управления L1/L2 нисходящей линии связи передаются с уровнями мощности, вычисленными устройствами 1…N вычисления мощности передачи, и без изменения количества блоков ресурсов. На фиг.4 для краткости показаны каналы только для двух пользовательских устройств. В действительности, планировщик выделяет ресурсы большому количеству пользовательских устройств. Здесь предполагается, что пользовательские устройства, расположенные вблизи базовой станции, и пользовательские устройства с хорошими канальными условиями могут принимать каналы управления нисходящей линии связи с желаемым качеством при минимуме ресурсов, как показано на фиг.4.
Фиг.5 показывает пример выделения ресурсов, использованный при наличии у базовой станции свободных мощности передачи и блоков ресурсов и при затруднительности достижения желательного качества с распределением ресурсов, показанным на фиг.4. На фиг.5 один дополнительный блок ресурсов выделен пользовательскому устройству UE1, так что всего два блока ресурсов выделены пользовательскому устройству UE1. Каналы управления обоих блоков ресурсов содержат одинаковую информацию. При таком выделении ресурсов пользовательское устройство UE1 может принимать канал управления с более высоким качеством, чем при распределении ресурсов, показанном на фиг.4. Подобным образом, при выделении ресурсов, показанном на фиг.5, пользовательское устройство UE2 также может принимать канал управления с высоким качеством.
В другом примере выделение ресурсов, показанное на фиг.6, также можно использовать для достижения желательного качества приема в пользовательских устройствах каналов управления L1/L2 нисходящей линии связи. На фиг.6 два блока ресурсов для пользовательского устройства UE1 распределены по временной оси. Вместе с тем, при таком распределении ресурсов пользовательское устройство UE1 не может начать обработку сигнала до окончания периода времени, равного ТТI×2, и в результате задержка управления (двусторонняя задержка) увеличивается. В то же время, при выделении ресурсов, показанном на фиг.5, задержка управления не возникает, поскольку два блока ресурсов пользовательского устройства UE1 передаются в одном подкадре. Соответственно, каналы управления нисходящей линии связи для пользователей с плохими канальными условиями предпочтительно планировать так, чтобы количество мультиплексированных пользователей на частотной оси (количество мультиплексированных пользователей в одном TTI) было малым.
Базовая станция - восходящая линия связи
Фиг.7 представляет собой частичную блок-схему, иллюстрирующую функциональную конфигурацию базовой станции в соответствии с осуществлением настоящего изобретения. Фиг.7 в основном показывает сущности, относящиеся к планированию восходящей линии связи. Как показано на рис.7, базовая станция включает устройство 32 выделения ресурсов в нисходящей линии связи, устройство 72 выделения ресурсов в восходящей линии связи, включая устройство 722 выделения канала управления L1/L2 в восходящей линии связи и устройство 724 выделения канала данных в восходящей линии связи, устройства 1…N оценки CQI в восходящей линии связи, устройство 74 определения покрытия, устройство 36 управления циклом передачи канала управления L1/L2 восходящей линии связи и устройство 38 формирования сигнала нисходящей линии связи, включающее устройство 382 формирования общего канала данных и устройство 384 формирования канала управления L1/L2.
Устройство 32 выделения ресурсов в нисходящей линии связи, устройство 36 управления циклом передачи канала управления L1/L2 восходящей линии связи и устройство 38 формирования сигнала нисходящей линии связи, устройство 382 формирования общего канала данных и устройство 384 формирования канала управления L1/L2 уже описаны выше и поэтому их совпадающие описания здесь опущены. В данном осуществлении функциональные элементы базовой станции, имеющие отношение к планированию нисходящей линии связи и к планированию восходящей линии связи, показаны раздельно на фиг.3 и 7. Тем не менее, реализация этих функциональных элементов в виде отдельных устройств не является существенной. Один или более функциональных элементов, показанных на фиг.3 и 7 могут быть реализованы аппаратно, программно или сочетанием программных и аппаратных средств в одном блоке обработки.
DOWN
Устройство 32 выделения ресурсов в нисходящей линии связи выполняет описанные выше функции и дополнительно подает информацию о планировании нисходящей линии связи на устройство 72 выделения ресурсов в восходящей линии связи. Информация о планировании нисходящей линии связи включает информацию о выделении канала данных нисходящей линии связи (конкретно, информация, указывающая цикл передачи канала данных нисходящей линии связи T).
Устройство 72 выделения ресурсов в восходящей линии связи на основе различных критериев определяет блоки ресурсов (RB), выделяемые устройствам пользователей, применяемые схемы модуляции и кодовые скорости каналов и уровни мощности передачи. Полученные результаты в качестве информации о планировании подаются на устройство 38 формирования сигнала нисходящей линии связи и включаются в каналы управления. Пользовательские устройства выбираются, прежде всего, на основе CQI восходящей линии связи пользовательских устройств. При выборе пользовательских устройств возможно использование любых известных алгоритмов планирования, таких как метод максимальной CIR, или метод пропорциональной доступности. Кроме того, для обеспечения равнодоступности для пользовательских устройств могут приниматься во внимание другие факторы, такие как объем данных в буферах передачи.
Устройство 722 выделения канала управления L1/L2 в восходящей линии связи определяет выделение ресурсов для каналов управления L1/L2 восходящей линии. Устройство 724 выделения канала данных в восходящей линии связи определяет выделение ресурсов для каналов данных восходящей линии связи.
Канал управления L1/L2 восходящей линии связи может содержать первую информацию управления (существенную информацию управления), которая всегда передается совместно с каналом данных восходящей линии связи, и/или вторую информацию управления, передаваемую независимо от наличия или отсутствия канала данных восходящей линии связи. Первая информация управления включает такую информацию, как схема модуляции и кодовая скорость канала в восходящей линии связи, которая существенна для демодуляции канала данных восходящей линии связи. Вторая информация управления включает CQI нисходящей линии связи и информацию о подтверждении доставки (ACK/NACK) для нисходящей линии связи. Пользовательское устройство может включать в канал управления восходящей линии связи первую информацию управления, вторую информацию управления или и ту и другую вместе.
При выделении блока (или нескольких блоков) ресурсов (радиоресурсов) для передачи канала данных восходящей линии связи первая информация управления (и вторая информация управления при необходимости) передается от пользовательского устройства с использованием того же блока ресурсов. Если блок ресурсов не выделен для передачи канала данных восходящей линии связи (или передача каналов данных восходящей линии связи не запрашивается), вторая информация управления передается от пользовательского устройства с использованием выделенного ресурсного блока (выделенной полосы частот).
Устройства 1…N оценки CQI восходящей линии связи измеряют качество пилотных каналов, принимаемых от соответствующих терминалов (пользовательских устройств) 1…N и вычисляют значения индикаторов качества канала (CQI) восходящей линии связи. CQI восходящей линии связи подаются на устройство 72 выделения ресурсов в восходящей линии связи.
Устройство 74 определения покрытия определяет способ, которым должны передаваться каналы управления L1/L2 восходящей линии связи и подает полученный результат на устройство 72 выделения ресурсов в восходящей линии связи. Устройство 74 определения покрытия определяет, возможно ли достижение желательного качества каналов управления L1/L2 восходящей линии связи, предназначенных для следующей передачи на терминалы, на основе CQI восходящей линии связи от устройств 1…N оценки CQI восходящей линии связи. Если достижение желательного качества возможно, то информация о планировании восходящей линии связи формируется на основе предыдущего выделения ресурсов.
Если достижение желательного качества затруднительно, устройство 74 определения покрытия определяет наличие свободных блоков и подает полученный результат на устройство 72 выделения ресурсов в восходящей линии связи. При наличии свободных блоков ресурсов устройство 72 выделения ресурсов в восходящей линии связи изменяет выделение ресурсов для увеличения количества блоков ресурсов для соответствующих каналов управления L1/L2 восходящей линии связи. В данном случае планирование осуществляется так, чтобы два или более блоков ресурсов, содержащих один и тот же канал управления L1/L2 восходящей линии связи, передавались в разных интервалах времени передачи (TTI). Это отличается от планирования нисходящей линии связи, где два или более блоков ресурсов канала управления L1/L2 нисходящей линии связи передаются в одном интервале времени передачи. При отсутствии свободного ресурсного блока информация о планировании восходящей линии связи формируется на основе предыдущего выделения ресурсов.
RB1
RB
RB2
RB
Фиг.8 показывает пример выделения радиоресурса в восходящей линии связи. На фиг.8 показаны блоки ресурсов двух размеров (большие блоки ресурсов и малые блоки ресурсов). Большие блоки ресурсов имеют, например, полосу частот F, равную 1,25 МГц, и период времени T, равный 0,5 мс. Малые блоки ресурсов имеют, например, полосу частот F, равную 375 кГц, и период времени T, равный 0,5 мс. Как указывалось выше, период времени также называется единичным периодом передачи, интервалом времени передачи (TTI) или подкадром. Один период времени может соответствовать длительности пакета беспроводной связи. В этом примере шесть блоков ресурсов распределены по частотной оси и малые блоки ресурсов располагаются с левой и правой стороны. Для распределения блоков ресурсов можно использовать различные модели, если они известны передающей и приемной сторонам.
В типовом примере планирования восходящей линии связи на фиг.8 передача каналов управления (первых каналов управления), сопутствующих каналам данных восходящей линии связи, и вторых каналов управления (при необходимости) занимает часть периодов времени больших блоков ресурсов (второго, третьего, четвертого и пятого блоков ресурсов). Другими словами, каналы управления и каналы данных подвергаются мультиплексированию с временным разделением. Доля канала управления в одном или нескольких блоках ресурсов, выделенная для передачи канала управления восходящей линии связи, может гибко определяться в соответствии с канальными условиями пользовательского устройства. В этом примере по два блока ресурсов выделены для передачи канала данных пользовательских устройств UE1, UE2 и UE4 и пользовательское устройство UE1 использует для передачи канала управления восходящей линии связи больше ресурсов (больший период времени), чем пользовательские устройства UE2 и UE4. В целом, при хороших канальных условиях каналу управления выделяется меньшая доля в блоках ресурсов, а при плохих канальных условиях каналу управления выделяется большая доля в блоках ресурсов. В данном типовом примере планирования восходящей линии связи малые блоки ресурсов (первый и шестой блоки ресурсов) выделены каналам управления (вторым каналам управления), передаваемым независимо от наличия или отсутствия каналов данных восходящей линии связи. Другими словами, полосы частот, соответствующие первому и шестому блокам ресурсов, выделены для передачи вторых каналов управления.
RB
На фиг.8 период времени (подкадр) T каждого из малых блоков ресурсов (первого и шестого блоков ресурсов) делится на два подпериода. Например, второй канал управления пользовательского устройства передается с использованием первого блока ресурсов в течение первого подпериода (первой половины) первого подкадра и шестого блока ресурсов в течение второго подпериода (второй половины) первого подкадра, как обозначено литерой А на фиг.8. Подобным образом, второй канал управления другого пользовательского устройства передается с использованием шестого блока ресурсов в течение первого подпериода первого подкадра и первого блока ресурсов в течение второго подпериода первого подкадра, как обозначено литерой В на фиг.8. Таким образом, второй канал управления передается с использованием нескольких частот и временных интервалов (т.е. второй канал управления скачкообразно изменяет частоту и временной интервал). Этот способ позволяет получить выигрыш от частотного разнесения и таким образом достичь желательного качества вторых каналов управления. Передача каналов управления восходящей линии связи пользовательских устройств с использованием ресурсов А и В осуществляется в пределах одного подкадра. Такой способ выделения ресурсов можно использовать для пользовательских устройств при отсутствии передачи канала данных восходящей линии связи, если устройство 74 определения покрытия, показанное на фиг.7, определяет, что следующие каналы управления L1/L2 восходящей линии связи пользовательских устройств могут быть переданы с желаемым качеством. Если у пользовательского устройства (в данном примере любое из пользовательских устройств UE1-UE4) есть канал управления восходящей линии связи, которому выделены блоки ресурсов (один или несколько из блоков ресурсов с первого по пятый), то первый и второй каналы управления передаются с использованием этих выделенных блоков ресурсов.
Между тем, если устройство 74 определения покрытия определяет, что достичь желательного качества канала управления восходящей линии связи затруднительно и при наличии свободных блоков ресурсов в восходящей линии связи количество блоков ресурсов для канала управления восходящей линии связи пользовательского устройства увеличивается. Например, при затруднительности достижения желательного качества при распределении ресурсов, обозначенном литерой А, второй канал управления пользовательского устройства передается с использованием первого блока ресурсов в первом подкадре и шестого блока ресурсов во втором подкадре, как обозначено литерой С на фиг.8. Подобным образом, второй канал управления для другого пользовательского устройства передается с использованием шестого блока ресурсов в первом подкадре и первого блока ресурсов во втором подкадре. Таким образом, второй канал управления передается с использованием нескольких частот и временных интервалов (т.е. второй канал управления скачкообразно изменяет частоту и временной интервал). Как и описанный выше способ распределения ресурсов, этот способ позволяет получить выигрыш от частотного разнесения. Кроме того, при этом способе канал управления восходящей линии связи передается в течение длительного периода времени. В свою очередь, это позволяет повысить качество приема канала управления восходящей линии связи в базовой станции. Для пользовательского устройства с каналом управления восходящей линии связи, которому выделен один или несколько блоков ресурсов из числа блоков ресурсов со второго по пятый, планирование осуществляется так, что тот же канал управления передается с использованием той же полосы частот, что и в канале данных восходящей линии связи, в нескольких непрерывно следующих друг за другом подкадрах (каналы данных, передаваемые в этих подкадрах, могут быть различными). В случае пользовательского устройства UE2 на фиг.8, каналы управления передаются вместе с каналами данных с использованием четвертого и пятого блоков ресурсов в первом подкадре и пятого блока ресурсов во втором подкадре. Каналы управления, выделенные жирной линией, одинаковы.
В приведенном выше примере период передачи канала управления восходящей линии связи (второго канала управления) увеличен с одного до двух подкадров. Период передачи второго канала управления может быть увеличен до любого целого количества подкадров.
В приведенных выше примерах, канал управления восходящей линии связи передается с использованием двух подкадров (TTI×n) в качестве единицы передачи и канал данных восходящей линии связи передается с использованием одного подкадра в качестве единицы передачи. Однако это не означает, что канал данных восходящей линии связи не может передаваться с использованием двух подкадров в качестве единицы передачи. Например, данные, передаваемые пользовательским устройством UE2 в первом подкадре, могут быть теми же, что и данные, передаваемые пользовательским устройством UE2 во втором подкадре. Удвоение периода передачи канала данных восходящей линии связи позволяет повысить качество приема канала данных восходящей линии связи в базовой станции. Но для этого необходимо сделать базовую станцию способной корректно принимать и обрабатывать сигналы с использованием двух типов TTI с разной длительностью (длинные и короткие). Это, в свою очередь, усложняет конфигурацию и обработку сигналов в базовой станции. Но, поскольку TTI сигналов, принимаемых пользовательскими устройствами, постоянен, описанные выше способы не усложняют конфигурации пользовательских устройств, обработки сигналов в пользовательских устройствах или тестирования пользовательских устройств. Кроме того, для сокращения издержек, таких как использование кода CRC, сопровождающего каналы данных восходящей линии связи, предпочтительно использовать длинный TTI.
Пользовательское устройство
Фиг.9 представляет собой частичную блок-схему пользовательского устройства в соответствии с осуществлением настоящего изобретения. Как показано на фиг.9, пользовательское устройство содержит устройство 91 демодуляции канала управления L1/L2 нисходящей линии связи, устройство 92 демодуляции сигнала старшего уровня нисходящей линии связи, устройство 93 формирования канала управления L1/L2 восходящей линии связи, устройство 94 измерения принимаемой мощности общего пилотного канала нисходящей линии связи, устройство 95 оценки потерь на пути распространения, устройство 96 определения желательного цикла передачи, устройство 97 формирования общего канала данных восходящей линии связи и устройство 98 мультиплексирования.
Устройство 91 демодуляции канала управления L1/L2 нисходящей линии связи извлекает канал управления L1/L2 из принятого сигнала нисходящей линии связи, демодулирует и декодирует извлеченный канал управления L1/L2. Канал управления L1/L2 может являться каналом управления, сопровождающим канал данных нисходящей линии связи, содержать информацию о планировании каналов данных восходящей линии связи и/или каналов управления восходящей линии связи или являться каналом управления, передаваемым независимо от наличия или отсутствия канала данных нисходящей линии связи.
Устройство 92 демодуляции сигнала старшего уровня в нисходящей линии связи демодулирует и декодирует сигнал старшего уровня в нисходящей линии связи (сигнал уровня выше, чем L1 и L2). Сигнал старшего уровня в нисходящей линии связи может включать информацию, указывающую цикл передачи каналов L1/L2 управления восходящей линии связи.
Устройство 93 формирования канала управления L1/L2 восходящей линии связи формирует каналы управления L1/L2 восходящей линии связи на основе информации о кодировании (например, информации о выделении блока ресурсов) от устройства 91 демодуляции канала управления L1/L2 нисходящей линии связи и цикла передачи, определенного базовой станцией.
Устройство 94 измерения принимаемой мощности общего пилотного канала нисходящей линии связи измеряет качество приема общего пилотного канала, передаваемого от базовой станции. Качество приема может быть представлено любым подходящим индикатором, таким как SIR или SINR.
Устройство 95 оценки потерь на пути распространения принимает общие пилотные каналы нисходящей линии связи и сигналы, указывающие уровни мощности передачи общих пилотных каналов в нисходящей линии связи для заранее определенного периода времени, и вычисляет среднее значение потерь на пути распространения L. Потери на пути распространения L изменяются, в основном, из-за изменения расстояния и затенения. Влияние мгновенных изменений, таких как замирание, на потери на пути распространения можно снизить усреднением значений качества приема в течение сравнительно длинного периода времени, охватывающего, например, один или более кадров.
Устройство 96 определения желательного цикла передачи вычисляет желательное значение цикла передачи (желательный цикл передачи) каналов управления L1/L2 восходящей линии связи. Значение желательного цикла передачи (т.е. целого числа подкадров) устанавливается подходящим для достижения желательного качества каналов управления L1/L2 восходящей линии связи при состоянии канала, выраженного текущими потерями на пути распространения и при ограничении максимальной мощности передачи пользовательского устройства.
Устройство 97 формирования общего канала данных восходящей линии связи формирует каналы данных восходящей линии связи. Канал данных может содержать данные пользователя и желательный цикл передачи, описанный выше.
Устройство 98 мультиплексирования мультиплексирует каналы управления восходящей линии связи и каналы данных восходящей линии связи и таким образом формирует сигнал передачи в восходящей линии связи.
Обновление цикла передачи каналов управления восходящей линии связи
UP
UP
Как описано выше, цикл передачи T каналов управления восходящей линии связи определяется или подтверждается устройством 36 управления циклом передачи, показанным на фиг.3 (и фиг.7). Цикл передачи T может 1) определяться базовой станцией с учетом желательного цикла передачи, передаваемого от пользовательского устройства, или 2) определяться базовой станцией в одностороннем порядке.
Фиг.10 показывает устройство 36 управления циклом передачи с фиг.3, используемое в упомянутом случае 1). В этом случае устройство 36 управления циклом передачи устанавливает цикл передачи, в основном, равным значению (желаемому значению), запрошенному соответствующим терминалом (пользовательским устройством). Тем не менее, устройство 36 управления циклом передачи может устанавливать значение цикла передачи, отличное от желательного значения, в соответствии с коммуникационными условиями. Например, при перегрузке соты устройство 36 управления циклом передачи может устанавливать значение цикла передачи (TTI×n) больше желательного значения, переданного от пользовательского устройства, и назначать пользовательскому устройству низкую мощность передачи для снижения помех, наблюдаемых в базовой станции. Частота передачи желаемых значений на базовую станцию для обновления цикла передачи может быть сравнительно низкой и поэтому желаемые значения можно передавать как сигналы старшего уровня. Например, цикл передачи можно обновлять с низкой частотой - один раз в 100 мс.
Фиг.11 показывает устройство 36 управления циклом передачи с фиг.3, используемое в упомянутом случае 2). В этом случае устройство 36 управления циклом передачи меняет цикл передачи в зависимости от того, выше качество (SIR, SINR или CQI) сигнала, принимаемого от соответствующего терминала (пользовательского устройства), чем заранее определенный уровень, или нет. Для этой цели можно использовать пилотный канал восходящей линии связи или канал управления восходящей линии связи. Когда цикл передачи определяется базовой станцией в одностороннем порядке без учета желательного значения от пользовательского устройства, устройство 96 определения желательного цикла передачи, показанное на фиг.9, можно исключить.
После обновления цикла передачи базовая станция передает результат (обновленное значение цикла передачи каналов управления L1/L2 восходящей линии связи) на пользовательское устройство, например, через сигнал старшего уровня.
UP
DOWM
Взаимосвязь между T и T
UP
DOWN
UP
DOWN
UP
Как описано выше, в данном осуществлении каналы данных нисходящей линии связи и каналы управления нисходящей линии связи передаются с использованием интервала времени передачи (TTI) в качестве единицы передачи. Между тем, каналы управления восходящей линии связи передаются с использованием целого числа интервалов времени передачи (T=TTI×n) в качестве единицы передачи. В то же время значение цикла передачи T каналов данных нисходящей линии связи устанавливается большим или равным единице передачи Т каналов управления восходящей линии связи (T≥T). Это происходит, поскольку пользовательское устройство возвращает сигналы подтверждения доставки (ACK/NACK) через каналы управления в ответ на каналы данных нисходящей линии связи.
UP
DOWN
Фиг.12 показывает пример, когда T=T=1TTI (один подкадр). В этом примере каналы данных нисходящей линии связи передаются (вместе с каналами управления нисходящей линии связи) каждый TTI и сигналы подтверждения доставки (ACK/NACK) для каналов данных нисходящей линии связи передаются каждый TTI через каналы управления восходящей линии связи. Каналы управления восходящей линии связи передаются независимо от наличия или отсутствия каналов данных восходящей линии связи. В четырех подкадрах (втором, шестом, седьмом и десятом подкадрах, считая слева), показанных на фиг.12, передаются только каналы управления восходящей линии связи (вторые каналы управления).
UP
DOWN
UP
UP
Фиг.13 показывает пример, когда T=T=2TTI. В этом примере единица передачи T увеличена до двух TTI для достижения желательного качества каналов управления восходящей линии связи. Каналы данных восходящей линии связи по-прежнему передаются с использованием одного TTI в качестве единицы передачи. Следовательно, в пределах одной единицы передачи T=2TTI один и тот же канал управления передается дважды и два разных канала данных передаются по одному разу. Другими словами, два канала управления в каждом цикле передачи содержат одну и ту же информацию, а два канала данных в каждом цикле передачи содержат разную информацию и кодируются разным способом. Поскольку цикл передачи каналов управления восходящей линии связи увеличен до двух TTI, цикл передачи каналов данных нисходящей линии связи также увеличен до двух TTI. В этом случае сигналы подтверждения доставки (ACK/NACK) для каналов данных нисходящей линии связи передаются через каждые два TTI через каналы управления восходящей линии связи.
UP
DOWN
UP
Фиг.14 показывает другой пример, когда T=T=2TTI. В этом примере единица передачи Т также увеличена до двух TTI для достижения желательного качества каналов управления восходящей линии связи, но каналы данных восходящей линии связи не передаются. Предположим, что блоки ресурсов выделяются для передачи каналов данных, когда устройством 74 определения покрытия, показанным на фиг.7, определяется, что при этом трудно обеспечить желаемое качество каналов управления восходящей линии связи. В этом случае каналы данных восходящей линии связи и каналы управления восходящей линии связи передаются с использованием показанных на фиг.8 блоков ресурсов со второго по пятый. Тем не менее, если каналы управления восходящей линии связи передаются с использованием широких полос частот (со второго по пятый блоки ресурсов) и при этом трудно обеспечить желаемое качество даже в узких полосах частот (первый и шестой блоки ресурсов), выделенных для каналов управления восходящей линии связи, то качество каналов управления восходящей линии связи может снизиться еще больше. Следовательно, в таком случае предпочтительно не выделять блоки ресурсов для каналов данных восходящей линии связи, как показано на фиг.14.
HARQ
Фиг.15 представляет собой диаграмму процесса управления повторной передачей в нисходящей линии связи. Как описано выше, каналы данных нисходящей линии связи передаются с использованием одного TTI в качестве единицы передачи, а каналы управления восходящей линии связи, включая сигналы подтверждения доставки (ACK/NACK) для каналов данных нисходящей линии связи передаются с использованием целого числа TTI в качестве единицы передачи. Когда сигнал подтверждения доставки показывает NACK, соответствующий канал данных нисходящей линии связи передается повторно. Хотя единица передачи, обозначаемая целым числом TTI, не изменяется часто, она не является фиксированной величиной. Следовательно, невозможно предсказать все моменты времени, когда пакеты следует передать повторно. По этой причине для управления повторной передачей в нисходящей линии связи предпочтительно использовать асинхронный гибридный автоматический запрос на повторение (HARQ).
Фиг.16 представляет собой диаграмму процесса управления повторной передачей в восходящей линии связи. Как описано выше, каналы данных восходящей линии связи, в основном, передаются с использованием одного TTI в качестве единицы передачи и каналы управления нисходящей линии, включая сигналы подтверждения доставки (ACK/NACK) для каналов данных восходящей линии связи, также передаются с использованием одного TTI в качестве единицы передачи. Поскольку TTI имеет фиксированное значение в системе, возможно предсказать все моменты времени, когда пакеты передаются повторно. Поэтому для управления повторной передачей в восходящей линии связи предпочтительно использовать синхронный гибридный автоматический запрос на повторение (HARQ).
Второй вариант осуществления
Как описано выше, использование TTI различной длины может усложнить обработку сигналов. Тем не менее, эта проблема может быть уменьшена соответствующим планированием пакетов с различными TTI.
Фиг.17 представляет собой иллюстрацию примера выделения радиоресурсов в восходящей линии связи. На фиг.17 показаны первый блок ресурсов, использующий длинный TTI (2 мс) и имеющий узкую полосу частот, и второй блок ресурсов, использующий короткий TTI (0,5 мс) и имеющий широкую полосу частот. Например, первый блок ресурсов выделен пользовательскому устройству, канальные условия которого предполагаются сравнительно плохими, а второй блок ресурсов выделен пользовательскому устройству, канальные условия которого предполагаются сравнительно хорошими. Канальные условия пользовательских устройств оцениваются в базовой станции на основе, например, CQI восходящей линии связи и потерь на пути распространения. CQI может выражаться качеством приема опорного сигнала (пилотного канала), принимаемого базовой станцией.
В этом примере первый блок ресурсов с узкой полосой частот и второй блок ресурсов с широкой полосой частот мультиплексируются с частотным разделением в один интервал времени передачи (длинный TTI). Интервал времени передачи (2,0 мс) первого блока ресурсов составляет целое число интервалов времени передачи (0,5 мс) второго блока ресурсов. Другими словами, несколько (четыре) вторых блоков ресурсов мультиплексируются с временным разделением в один интервал времени передачи (длинный TTI). Такой способ планирования позволяет использовать для пакетов TTI разной длительности, избежав при этом усложнения обработки сигналов.
Настоящее изобретение не ограничено явно описанными осуществлениями и включает изменения и модификации, не выходящие за пределы настоящего изобретения. Хотя для облегчения понимания настоящего изобретения в приведенных выше описаниях использованы определенные числовые значения, они приведены исключительно для примера и также могут быть использованы другие значения, если иное не указано особо. Отличия между осуществлениями не являются существенными для настоящего изобретения и осуществления могут использоваться по отдельности или совместно. Хотя для удобства объяснения устройства в соответствии с реализациями настоящего изобретения объясняются с использованием функциональных блок-схем, такие устройства могут быть реализованы аппаратно, программно или комбинацией программно-аппаратных средств. Настоящая заявка основана на приоритетной заявке Японии №2006-225926, поданной 22 августа 2006 года, содержание которой целиком включено в настоящий документ посредством ссылки.