ПЕРЕДАЧА СИГНАЛИЗАЦИИ С ЛОКАЛИЗОВАННЫМ РАСШИРЕНИЕМ СПЕКТРА ДЛЯ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ
TRANSFER OF ALARM WITH LOCALISED SPECTRUM SPREADING FOR WIRELESS COMMUNICATION

Настоящая заявка притязает на приоритет Предварительной заявки с порядковым номером 60/843,366, озаглавленной "ACK Spreading Design", зарегистрированной 8 сентября 2006 г., назначенной правопреемнику этой заявки и включенной в этот документ путем отсылки.
Область техники
Настоящее раскрытие изобретения в целом относится к связи, а точнее говоря, к методикам для передачи сигнализации в системе беспроводной связи.
Уровень техники
Системы беспроводной связи широко применяются, чтобы предоставить различные услуги связи, такие как голосовые, видео, пакетные данные, обмен сообщениями, радиовещание и т.д. Эти системы могут быть системами коллективного доступа, допускающими поддержку связи для множества пользователей посредством совместного использования доступных системных ресурсов. Примеры таких систем коллективного доступа включают в себя системы коллективного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), системы коллективного доступа с временным разделением каналов (TDMA), системы коллективного доступа с частотным разделением каналов (FDMA), системы с ортогональным FDMA (OFDMA) и системы FDMA с одной несущей (SC-FDMA).
Система беспроводной связи может включать в себя любое количество базовых станций, которые могут поддерживать связь для любого количества терминалов. Каждая базовая станция может передавать данные и сигнализацию терминалам, обслуживаемым этой базовой станцией. Каждый терминал также может передавать данные и сигнализацию обслуживающей его базовой станции. Для передатчика может быть желательным передавать сигнализацию таким образом, чтобы она могла быть надежно принята заданным приемником. Это может быть достигнуто путем кодирования и/или повторения сигнализации и передачи кодированной и/или повторной сигнализации посредством радиоресурсов, предназначенных для сигнализации. Передача сигнализации таким образом может повысить эффективность обнаружения. Однако могут существовать некоторые случаи, в которых радиоресурсы, предназначенные для сигнализации, отмечают больше помех, чем обычно, и сигнализация может быть принята с ошибкой.
Поэтому в данной области техники имеется потребность в методиках для передачи сигнализации способом для достижения хорошей эффективности обнаружения при наличии колебаний помех.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В этом документе описываются методики для передачи сигнализации с локализованным расширением спектра для достижения хорошей эффективности обнаружения. В одном исполнении передатчик (например, базовая станция) может расширить множество символов сигнализации для получения множества наборов выходных символов. Множество символов сигнализации может содержать символы подтверждения приема (ACK) и/или другие типы символов сигнализации. Передатчик может получить каждый набор выходных символов путем расширения спектра у множества символов сигнализации с помощью матрицы расширения спектра. Передатчик затем может преобразовать множество наборов выходных символов в множество частотно-временных блоков, по одному набору выходных символов на каждый частотно-временной блок. Расширение спектра, соответственно, может быть локализовано до каждого частотно-временного блока. Приемник (например, терминал) может выполнить комплементарное сужение спектра, чтобы восстановить один или более интересующих символов сигнализации.
В другом исполнении передатчик может масштабировать множество символов сигнализации (которые могут быть заданы разным приемникам) с помощью множества коэффициентов усиления, определенных на основе мощности передачи для этих символов сигнализации. Передатчик может скремблировать каждый масштабированный символ сигнализации с помощью соответствующей последовательности скремблирования, чтобы получить множество скремблированных символов для этого символа сигнализации. Передатчик может сформировать множество наборов скремблированных символов, причем каждый набор включает в себя один скремблированный символ для каждого из множества символов сигнализации. Передатчик может расширить каждый набор скремблированных символов с помощью матрицы расширения спектра, чтобы получить соответствующий набор выходных символов. Передатчик затем может преобразовать каждый набор выходных символов в соответствующий частотно-временной блок. Приемник может выполнить комплементарное сужение спектра, чтобы восстановить один или более интересующих символов сигнализации.
Далее более подробно описываются различные особенности и признаки раскрытия изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 показывает систему беспроводной связи.
Фиг.2 показывает пример структуры передачи.
Фиг.3 показывает пример передачи четырех разрядов ACK.
Фиг.4 показывает локализованное расширение спектра каждого из множества фрагментов.
Фиг.5 показывает сужение спектра с локализованным расширением спектра каждого фрагмента.
Фиг.6 показывает передачу сигнализации ACK с локализованным расширением спектра.
Фиг.7 показывает преобразование выходных символов для сигнализации ACK в три фрагмента.
Фиг.8 показывает прием сигнализации ACK, отправленной с локализованным расширением спектра.
Фиг.9 и 10 показывают соответственно процесс и устройство для передачи сигнализации с локализованным расширением спектра.
Фиг.11 и 12 показывают соответственно другой процесс и другое устройство для передачи сигнализации с локализованным расширением спектра.
Фиг.13 и 14 показывают соответственно процесс и устройство для приема сигнализации, отправленной с локализованным расширением спектра.
Фиг.15 и 16 показывают соответственно другой процесс и другое устройство для приема сигнализации, отправленной с локализованным расширением спектра.
Фиг.17 показывает блок-схему базовой станции и терминала.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Фиг.1 показывает систему 100 беспроводной связи с множеством базовых станций 110 и множеством терминалов 120. Базовая станция является станцией, которая взаимодействует с терминалами. Базовая станция также может называться точкой доступа, Узлом Б, усовершенствованным Узлом Б и т.д. Каждая базовая станция 110 обеспечивает зону радиосвязи для конкретной географической области 102. Термин "сота" может относиться к базовой станции и/или к ее зоне обслуживания в зависимости от контекста, в котором используется термин. Для повышения пропускной способности системы зона обслуживания базовой станции может разделяться на множество более мелких областей, например три небольшие области 104a, 104b и 104c. Каждая более мелкая область может обслуживаться соответствующей подсистемой базовой станции. Термин "сектор" может относиться к наименьшей зоне обслуживания базовой станции и/или подсистемы, обслуживающей эту зону обслуживания.
Терминалы 120 могут быть рассредоточены по всей системе, и каждый терминал может быть стационарным или мобильным. Терминал также может называться терминалом доступа, мобильной станцией, пользовательским оборудованием, абонентским модулем, станцией и т.д. Терминал может быть сотовым телефоном, персональным цифровым помощником (PDA), беспроводным устройством, беспроводным модемом, карманным устройством, переносным компьютером и т.д. Терминал может взаимодействовать с нулем, одной или множеством базовых станций по прямой и/или обратной линии связи в любой заданный момент. Прямая линия связи (или нисходящая линия связи) относится к линии связи от базовых станций к терминалам, а обратная линия связи (или восходящая линия связи) относится к линии связи от терминалов к базовым станциям. Термины "терминал" и "пользователь" используются в этом документе взаимозаменяемо.
Описываемые в этом документе методики могут использоваться для различных систем беспроводной связи, таких как системы CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA и SC-FDMA. Система CDMA использует мультиплексирование с кодовым разделением (CDM) и отправляет передачи с разными ортогональными кодами. Система TDMA использует мультиплексирование с временным разделением (TDM) и отправляет передачи в разных временных интервалах. Система FDMA использует мультиплексирование с частотным разделением (FDM) и отправляет передачи по разным поднесущим. Система OFDMA использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), а система SC-FDMA использует мультиплексирование с разделением каналов по частоте с единственной несущей (SC-FDM). OFDM и SC-FDM разделяют полосу пропускания системы на множество ортогональных поднесущих, которые также называются тонами, элементами дискретизации и т.д. Каждая поднесущая может модулироваться с данными. Вообще символы модуляции отправляются в частотной области с помощью OFDM, а во временной области с помощью SC-FDM. Методики также могут использоваться для систем беспроводной связи, которые используют сочетание схем мультиплексирования, например CDMA и OFDM, или OFDM и SC-FDM и т.д. Для ясности некоторые особенности методик описываются ниже для системы, использующей OFDM на прямой линии связи. Некоторые особенности методик также описываются подробно для системы, реализующей технологию радиосвязи Сверхширокополосной мобильной связи (UMB), описанную в 3GPP2 C.S0084-001-0, озаглавленном "Physical Layer for Ultra Mobile Broadband (UMB) Air Interface Specification", датированном 18 мая 2007 г., который является общедоступным.
Описываемые в этом документе методики также могут использоваться для различных типов сигнализации. Например, методики могут использоваться для подтверждений приема (ACK) и отсутствий подтверждений (NAK) для пакетов, команд управления мощностью и т.д. Для ясности, некоторые особенности методик описываются ниже для сигнализации ACK/NAK.
Фиг.2 показывает исполнение структуры 200 передачи, которая может использоваться для прямой линии связи. Временная шкала передачи может быть разделена на кадры, которые также могут называться кадрами физического уровня (PHY), временными интервалами и т.д. Каждый кадр может охватывать конкретную длительность времени, которая может быть фиксированной или конфигурируемой. Каждый кадр может охватывать T периодов символа, где обычно Т≥1 и в одном исполнении Т=8. Период символа является длительностью одного символа OFDM.
Полоса пропускания системы может быть разделена на множество (К) ортогональных поднесущих. Все К поднесущие могут быть используемыми для передачи. В качестве альтернативы, только подгруппа из всех К поднесущих может быть используемой для передачи, а оставшиеся поднесущие могут служить в качестве защитных поднесущих, чтобы дать системе возможность соответствовать требованиям спектральной маски. В одном исполнении расстояние между поднесущими является фиксированным, и число поднесущих (К) зависит от полосы пропускания системы. В одном исполнении К может быть равно 128, 256, 512, 1024 или 2048 для полосы пропускания системы в 1,25, 2,5, 5,0, 10 или 20 МГц соответственно.
Доступные временные и частотные ресурсы для прямой линии связи могут разделяться на фрагменты, которые также могут называться частотно-временными блоками, блоками ресурсов и т.д. Фрагмент может охватывать S поднесущих в Т периодах символа, где обычно S≥1 и Т≥1. В одном исполнении фрагмент охватывает 16 поднесущих в 8 периодах символа. Фрагмент также может иметь другие размеры S·T в других исполнениях. S поднесущих в фрагменте могут быть последовательными поднесущими или могут распределяться по полосе пропускания системы. Фрагмент включает в себя S·T единиц ресурсов, которые могут использоваться для отправки вплоть до S·T символов. Единица ресурсов является одной поднесущей в одном периоде символа и также может называться элементом ресурса, символом поднесущей и т.д. Для заданного фрагмента некоторые единицы ресурсов могут использоваться для контрольных символов, а оставшиеся единицы ресурсов могут использоваться для данных и/или символов сигнализации. При использовании в данном документе символ данных является символом для данных трафика, символ сигнализации является символом для сигнализации, контрольный символ является символом для контрольного сигнала, и символ является комплексным значением. Контрольный сигнал является данными, которые заранее известны как передатчику, так и приемнику.
Могут быть определены один или более каналов сигнализации, и может быть распределено достаточное количество фрагментов. Например, может быть определен сегмент управления прямой линии связи (FLCS), и он может содержать некоторое количество каналов сигнализации/управления, таких как прямой канал подтверждения (F-ACKCH). FLCS могут быть распределенными фрагментами, рассредоточенными по времени и частоте, чтобы достичь разнесения. Другим каналам управления могут быть распределены распределенные другие единицы ресурсов во фрагментах, распределенных в FLCS. Сигнализация для каждого канала управления может отправляться посредством единиц ресурсов, распределенных этому каналу управления.
Канал управления, например F-ACKCH, может перемещать один символ сигнализации или один информационный бит (разряд) для пользователя в заданной передаче. Информационный разряд может иметь одно из двух возможных значений (например, 0 и 1), тогда как символ сигнализации может иметь одно из двух или более возможных вещественных или комплексных значений. Чтобы обеспечить разнесение и повысить надежность, символ сигнализации или информационный разряд может повторяться и отправляться посредством множества единиц ресурсов, которые могут быть рассредоточены по некоторому количеству поднесущих и/или периодов символа.
Фиг.2 показывает пример передачи разряда ACK для одного пользователя. В этом примере разряд ACK повторяется и отправляется посредством трех единиц ресурсов в трех фрагментах FLCS. Отправка разряда ACK по частоте может обеспечить частотное разнесение.
Единицы ресурсов, используемые для разряда ACK, могут наблюдать колебания помех внутри фрагмента, которые являются колебаниями в помехах в рамках фрагмента. Колебания помех внутри фрагмента могут соответствовать мощности помех символа пилот-сигнала (на контрольных символах) во фрагменте, не являющейся такой же, как мощность помех на других символах во фрагменте. Колебания помех внутри фрагмента могут происходить из-за каналов управления с высокой мощностью в соседних секторах и могут ухудшать эффективность.
Для смягчения колебаний помех внутри фрагмента разряд ACK может быть расширен и отправлен через большее количество единиц ресурсов, которое может обеспечить большее усреднение колебания помех. Для поддержания одинаковой служебной нагрузки (например, три единицы ресурсов на разряд ACK, например, показанный на фиг.2) множество разрядов ACK могут быть расширены одновременно с помощью матрицы расширения спектра, чтобы получить выходные символы, которые могут быть отправлены посредством единиц ресурсов.
Фиг.3 показывает исполнение передачи вектора из четырех разрядов ACK, который может предназначаться четырем разным пользователям или четырем пакетам от одного или более пользователей. В этом исполнении четыре разряда ACK могут быть расширены с помощью матрицы 12×4 расширения спектра для получения 12 выходных символов, которые могут быть отправлены посредством 12 единиц ресурсов. В показанном на фиг.3 исполнении первые четыре выходных символа могут быть отправлены посредством четырех единиц ресурсов в первом фрагменте, вторые четыре выходных символа могут быть отправлены во втором фрагменте, и последние четыре выходных символа могут быть отправлены в третьем фрагменте. Каждый разряд ACK затем может быть отправлен через 12 единиц ресурсов и соответственно может быть менее склонным к ухудшению эффективности вследствие колебаний помех внутри фрагмента.
Вообще, передатчик может расширить любое количество (L) символов сигнализации и получить любое количество (Q) выходных символов. В одном исполнении Q является целым кратным у L, или Q=L·M, так что L выходных символов могут быть отправлены на каждом из M фрагментов. Приемник может выполнить комплементарное сужение спектра, чтобы восстановить один или более интересующих символов сигнализации. Расширение спектра, выполненное передатчиком, и комплементарное сужение спектра, выполненное приемником, могут обеспечить усреднение колебаний помех во фрагменте. Поэтому влияние колебаний помех внутри фрагмента может быть смягчено.
Передатчик может выполнить расширения спектра таким способом, чтобы повысить эффективность обнаружения и упростить обработку приемником. Произвольная матрица Q×L расширения спектра может быть выбрана таким образом, что каждый символ сигнализации расширяется с помощью разной последовательности расширения спектра с длиной Q. В этом случае приемник может выполнить коррекцию по всем Q единицам ресурсов, используемым для отправки Q выходных символов, чтобы учесть колебания в характеристике канала по этим Q единицам ресурсов. Коррекция может быть основана на минимальной среднеквадратической ошибке (MMSE), методе наименьших квадратов (LS) или некоторых других методиках. В высокочастотно-селективном канале большие колебания в характеристике канала могут привести к большой потере ортогональности среди L последовательностей расширения спектра в матрице Q×L расширения спектра. Эта потеря ортогональности может привести к ухудшению эффективности даже при наличии коррекции.
В одном аспекте множество символов сигнализации могут быть расширены для борьбы с колебаниями помех. Расширение спектра может быть локализовано до каждого фрагмента, используемого для отправки символов сигнализации, чтобы смягчить ухудшение эффективности вследствие потерь при коррекции и упростить обработку в приемнике. В одном исполнении расширение спектра основано на матрице расширения спектра, состоящей из меньших обратимых матриц. В одном исполнении общая матрица S расширения спектра размером Q×L может быть образована путем объединения M меньших базовых матриц L×L расширения спектра. М наборов выходных символов могут быть получены с помощью М базовых матриц расширения спектра и могут быть отправлены посредством М разных фрагментов.
В одном исполнении используется один тип базовой матрицы расширения спектра, и общая матрица S расширения спектра состоит из М копий этой основной матрицы расширения спектра. Базовая матрица расширения спектра может быть матрицей дискретного преобразования Фурье (DFT), матрицей Уолша (которая также называется матрицей Адамара), унитарной матрицей и т.д. В другом исполнении общая матрица S расширения спектра может состоять из разных типов базовой матрицы расширения спектра. Например, L символов сигнализации могут быть расширены с помощью матрицы DFT и отправлены в одном фрагменте, и те же L символов сигнализации могут быть расширены с помощью матрицы Уолша и отправлены в другом фрагменте.
T
m
Фиг.4 показывает исполнение передачи сигнализации с локализованным расширением спектра для каждого фрагмента. Вектор из L символов сигнализации, , может быть передан М устройствам 410a-410m расширения, где "" обозначает транспозицию. Каждое устройство 410 расширения может расширить L символов сигнализации с помощью соответствующей базовой матрицы S расширения спектра и предоставить вектор из L выходных символов, , где . L выходных символов из каждого устройства 410 расширения могут быть преобразованы в L единиц ресурсов в соответствующем фрагменте. Каждый символ сигнализации может соответственно отправляться посредством M·L единиц ресурсов в M фрагментах. Каждый символ сигнализации может быть расширен на L единиц ресурсов в каждом фрагменте на основе последовательности расширения спектра для символа сигнализации для этого фрагмента.
Расширение спектра для вектора из L символов сигнализации может быть выражено в виде:
<img file="00000004.tif" he="26" wi="25" img-content="undefined" img-format="tif" />,
Ур. (1)
m
где S для  - базовая матрица расширения спектра для фрагмента m, и
m
m
z для  - вектор из выходных символов для фрагмента .
Базовая матрица расширения спектра для каждого фрагмента m может быть унитарной матрицей, имеющий следующее свойство:
<img file="00000005.tif" he="6" wi="32" img-content="undefined" img-format="tif" />,
Ур. (2)
H
где "" обозначает сопряженную транспозицию и I - единичная матрица. Уравнение (2) указывает, что столбцы базовой матрицы расширения спектра ортогональны друг другу, и каждый столбец обладает единичной мощностью.
Расширение спектра для каждого фрагмента m может быть выражено в виде:
<img file="00000006.tif" he="6" wi="17" img-content="undefined" img-format="tif" />,
для <img file="00000003.tif" he="5" wi="26" img-content="undefined" img-format="tif" />.
Ур. (3)
Уравнение (3) может быть раскрыто следующим образом:
<img file="00000007.tif" he="26" wi="66" img-content="undefined" img-format="tif" />,
Ур. (4)
A
l
где  для  - l-й символ сигнализации в векторе a,
kℓm
m
S - элемент в k-й строке и l-м столбце матрицы S расширения спектра, и
km
Z для  - выходной символ для k-й единицы ресурсов во фрагменте m.
С помощью локализованного расширения спектра приемник может получить L суженных символов для каждого фрагмента путем инвертирования базовой матрицы расширения спектра для этого фрагмента. Суженные символы являются исходными оценками символов сигнализации. Для каждого символа сигнализации могут быть получены M суженных символов из M фрагментов и объединены для получения итоговой оценки этого символа сигнализации. С другой стороны, приемник может выполнять коррекцию, например на основе MMSE или LS. В этом случае потери из-за коррекции могут зависеть от величины колебаний канала в каждом фрагменте вместо колебаний по всем M фрагментам. Поэтому потери при коррекции могут быть меньше с локализованным расширением спектра, чем для случая, в котором расширение спектра выполняется по всем M фрагментам.
1
M
m
m
m
1
M
Фиг.5 показывает исполнение приема сигнализации, отправленной с локализованным расширением спектра для каждого фрагмента. Вектор из L принятых символов, , может быть получен из каждого фрагмента, использованного для отправки L символов сигнализации. M принятых векторов r-r символов могут быть получены из M фрагментов и предоставлены M устройствам 510a-510m сужения соответственно. Каждое устройство 510 сужения может сузить принятый вектор r символа на основе соответствующей базовой матрицы S расширения спектра и предоставить вектор b из L суженных символов. Объединитель 520 может принять M суженных векторов b-b символов от устройств 510a-510m сужения соответственно. Объединитель 520 может масштабировать и объединить эти M суженных векторов символов, чтобы получить вектор из L оценок символов сигнализации, .
Сужение спектра для каждого фрагмента m может быть выражено в виде:
<img file="00000012.tif" he="6" wi="20" img-content="undefined" img-format="tif" />,
Ур. (5)
-1
m
m
где S  - матрица сужения спектра для фрагмента m, который является противоположностью S.
A
l
Приемник может быть заинтересован только в подмножестве из L символов сигнализации, отправленных передатчиком. Приемник тогда может выполнить сужение спектра для заданного символа сигнализации для каждого фрагмента m следующим образом:
<img file="00000013.tif" he="26" wi="55" img-content="undefined" img-format="tif" />,
Ур. (6)
km
m
где R - k-й принятый символ в векторе r,
kℓm
m
-1
S'- элемент в m-й строке и l-м столбце матрицы S  сужения спектра, и
ℓm
m
l
A
В- l-й суженный символ в векторе b, который является суженным символом из фрагмента m для символа  сигнализации.
A
l
Приемник может выполнить объединение символов по M фрагментам для символа  сигнализации следующим образом:
<img file="00000014.tif" he="11" wi="29" img-content="undefined" img-format="tif" />,
Ур. (7)
ℓm
l
A
где W - вес для фрагмента m для символа  сигнализации, и
ℓ
l
A
В - итоговая оценка символа  сигнализации.
ℓm
Вес W для каждого фрагмента может быть определен на основе качества принятого сигнала для этого фрагмента. Качество принятого сигнала может быть измерено отношением сигнал-шум (SNR) или каким-нибудь другим показателем. Больший вес может быть отдан суженным символам из фрагментов с более высоким качеством принятого сигнала. В качестве альтернативы одинаковый вес может быть применен к суженным символам из всех M фрагментов.
Фиг.6 показывает блок-схему исполнения процессора 600 передачи (TX) сигнализации для отправки сигнализации ACK с локализованным расширением спектра. В этом исполнении четыре символа ACK могут быть расширены и отправлены в трех фрагментах с локализованным в каждом фрагменте расширением спектра.
В одном исполнении, символ ACK может иметь одно из четырех возможных значений, которые могут задаваться в виде:
<img file="00000015.tif" he="25" wi="67" img-content="undefined" img-format="tif" />
Ур. (8)
Значение ACK, равное 0, может соответствовать NAK, которое может быть отправлено для пакета, декодированного с ошибкой. Значение ACK, равное 1, может указывать, что пакет декодирован правильно, и может дополнительно информировать пользователя о сохранении текущего выделения ресурсов. Значение ACK, равное 2, может указывать, что пакет декодирован правильно, и может дополнительно информировать пользователя об освобождении текущего выделения ресурсов. Значение ACK, равное 3, может информировать пользователя об освобождении текущего выделения ресурсов. Символ ACK также может быть задан имеющим одно из двух возможных значений (например, 0 и 1), или на основе каких-либо других наборов возможных значений.
0
3
Блок 610 масштабирования может принять и масштабировать четыре символа ACK. Символы ACK могут быть отправлены разным пользователям, имеющим разные геометрии или SNR. Символ ACK для каждого пользователя может быть масштабирован с подходящим коэффициентом усиления для достижения необходимого SNR для символа ACK. Блок 610 масштабирования может предоставить четыре масштабированных символа А'-А' ACK четырем скремблерам 612a-612d соответственно.
ℓ
ℓ0
ℓ1
ℓ2
l
A
Каждый скремблер 612 может скремблировать масштабированный символ A' ACK с помощью трех значений Υ, Υ и Υ скремблирования из последовательности скремблирования для пользователя, которому отправляется символ  ACK. Разным пользователям могут быть назначены разные последовательности скремблирования, которые могут формироваться на основе таких параметров, как ID MAC для пользователя, ID сектора для сектора передачи и т.д. Скремблирование может использоваться для различения сигналов из разных секторов для разных пользователей с разными ID MAC. Каждый скремблер 612 может предоставить три скремблированных символа трем устройствам 614a, 614b и 614c расширения.
Каждое устройство 614 расширения может принимать четыре скремблированных символа для четырех символов ACK от четырех скремблеров 612a-612d. Каждое устройство 614 расширения может расширить четыре скремблированных символа с помощью матрицы расширения спектра (например, матрицы 4×4 DFT) и предоставить четыре выходных символа. Устройства 614a, 614b и 614c расширения может предоставить его выходные символы преобразователям 616a, 616b и 616c символов в поднесущие соответственно.
Каждый преобразователь 616 может преобразовать его четыре выходных символа в четыре единицы ресурсов в ассоциированном фрагменте. Преобразователь 616a может преобразовать его выходные символы во фрагмент 1, преобразователь 616b может преобразовать его выходные символы во фрагмент 2, и преобразователь 616c может преобразовать его выходные символы во фрагмент 3.
Обработка в передатчике для каждого фрагмента может быть выражена в виде:
<img file="00000016.tif" he="6" wi="26" img-content="undefined" img-format="tif" />,
Ур. (9)
0
1
2
3
Т
где а=[А А А А] - вектор 4×1 из четырех символов ACK,
G - диагональная матрица 4×4 с четырьмя коэффициентами усиления по диагонали для четырех символов ACK и нулями в других местах,
m
Y - диагональная матрица 4×4 с четырьмя значениями скремблирования по диагонали для четырех символов ACK для фрагмента m,
D - матрица 4×4 DFT, используемая для расширения спектра для одного фрагмента, и
- вектор 4×1 из выходных символов для фрагмента m.
A
l
Обработка для каждого символа  ACK может быть выражена в виде:
Z<sub>kℓm</sub>=D<sub>kℓ</sub>Υ<sub>ℓm</sub>G<sub>ℓ</sub>A<sub>ℓ</sub>, для k=0,…,3 и m=0,…,2
Ур.(10)
TXℓ
l
A
где  - коэффициент усиления и P - мощность передачи для символа  ACK,
ℓm
l
A
Υ - значение скремблирования для символа  ACK для фрагмента m,
kℓ
k
D - элемент в -й строке и l-м столбце матрицы D DFT, и
kℓm
l
A
Z - выходной символ для символа  ACK для k-й единицы ресурсов во фрагменте m.
A
G
A
A
l
l
l
l
Уравнение (10) указывает, что символ  ACK может быть масштабирован с коэффициентом  усиления для достижения необходимой мощности передачи для символа  ACK. Масштабированный символ ACK может затем скремблироваться с помощью трех значений скремблирования, чтобы получить три скремблированных символа. Каждый скремблированный символ может быть расширен с помощью четырех элементов в столбце матрицы DFT, чтобы получить четыре выходных символа, которые нужно отправить в одном фрагменте для этого скремблированного символа. Для символа  ACK может быть получено всего 12 выходных символов.
Выходные символы для всех четырех символов ACK могут быть объединены следующим образом:
<img file="00000019.tif" he="11" wi="25" img-content="undefined" img-format="tif" />,
Ур. (11)
km
где Z - выходной символ, который нужно отправить посредством k-й единицы ресурсов во фрагменте m.
0m
1m
2m
3m
Фиг.7 показывает исполнение передачи 12 выходных символов для четырех символов ACK в трех фрагментах. В этом исполнении каждый фрагмент охватывает 16 поднесущих в 8 периодах символа. В каждом фрагменте резервируются 18 единиц ресурсов для контрольных символов, а оставшиеся единицы ресурсов могут использоваться для отправки других символов. В одном исполнении четыре выходных символа Z, Z, Z и Z преобразуются в кластер из четырех соседних единиц ресурсов во фрагменте m. Отправка четырех выходных символов близко друг к другу по частоте и времени может привести к тому, что эти выходные символы наблюдают меньше колебаний канала, что в свою очередь может привести к меньшим потерям ортогональности. Выходные символы могут быть преобразованы к разным периодам символа в трех фрагментах, как показано на фиг.7. Это может позволить лучшее совместное использование мощности передачи среди символов, отправленных на разных поднесущих. Передача выходных символов на множестве кластеров в одной паре периодов символа может привести к слишком большой мощности передачи, используемой для этих выходных символов, и меньшей мощности передачи, доступной для оставшихся символов в этой паре периодов символа. Выходные символы также могут преобразовываться в единицы ресурсов другими способами.
A
l
Фиг.8 показывает блок-схему исполнения процессора 800 приема (RX) сигнализации для приема сигнализации ACK, отправленной с локализованным расширением спектра. Для ясности, фиг.8 показывает обработку для восстановления одного символа  ACK.
A
A
A
l
ℓ0
ℓ1
ℓ2
ℓ0
ℓ1
ℓ2
l
ℓ
l
Обратные преобразователи 810a, 810b и 810c символов в поднесущие могут получить принятые символы из трех фрагментов, использованных для отправки сигнализации ACK. Каждый обратный преобразователь 810 может предоставить четыре принятых символа из четырех единиц ресурсов, использованных для отправки сигнализации ACK в ассоциированном фрагменте. Устройства 812a, 812b и 812c сужения могут получить принятые символы от обратных преобразователей 810a, 810b и 810c соответственно. Четыре символа ACK могут быть расширены с помощью четырех столбцов матрицы DFT. Каждое устройство 812 сужения может затем сузить свои принятые четыре символа с помощью четырех элементов в l-м столбце матрицы обратного DFT (IDFT), который соответствует l-му столбцу матрицы DFT, использованной для расширения восстанавливаемого символа  ACK. Дескремблер 814 может принять три суженных символа В, В и В от устройств 812a, 812b и 812c сужения соответственно. Дескремблер 814 может умножить три суженных символа на три значения Y, Y, и Y скремблирования для символа  ACK и предоставить три дескремблированных символа. Объединитель 816 может масштабировать три дескремблированных символа с помощью трех весов, выведенных для трех фрагментов, и может затем объединить три масштабированных символа, как показано в уравнении (7), чтобы получить оценку В символа ACK. Обработка на приемнике может повторяться для каждого интересующего символа ACK. Символ  ACK также может быть восстановлен путем выполнения коррекции (например, на основе MMSE или LS) и дескремблирования.
G
A
l
l
Вообще, любое значение  коэффициента усиления может использоваться для каждого символа  ACK. Для канала с плавным замиранием четыре расширенных символа ACK остаются ортогональными в приемнике, и каждый символ ACK может быть восстановлен путем сужения спектра у принятых символов. Для частотно-селективного канала колебания канала могут привести к потере ортогональности, что может затем привести к тому, что каждый символ ACK вызывает помехи для оставшихся символов ACK. Символ ACK, переданный с высокой мощностью, может вызвать чрезмерные помехи для символа ACK, переданного с низкой мощностью, что может потом ухудшить эффективность обнаружения для маломощного символа ACK. Для смягчения этого эффекта отношение самого большого коэффициента усиления к самому малому коэффициенту усиления среди четырех коэффициентов усиления для четырех символов ACK может быть ограничено пороговым значением или ниже. Тогда это может обеспечить, что символ ACK с наибольшей мощностью не вызовет чрезмерных помех для символа ACK с наименьшей мощностью. Пороговое значение может выбираться на основе различных факторов, таких как ожидаемая максимальная величина потери ортогональности из-за колебаний канала, необходимая эффективность обнаружения и т.д. Символы ACK для разных пользователей также могут быть организованы в группы такие, чтобы каждая группа включала в себя символы ACK с аналогичной мощностью передачи.
Показанная на фиг.6 и 8 обработка также может выполняться другими способами или в других порядках. Например, скремблирование может выполняться перед расширением спектра (как показано на фиг.6) или после расширения спектра. Масштабирование может выполняться первым (как показано на фиг.6), или после скремблирования, или в некоторый другой момент. Масштабирование и/или скремблирование также могут пропускаться.
Для ясности, использование данных методик для сигнализации ACK описано выше. Методики также могут использоваться для других типов сигнализации. Например, методики могут использоваться для команд управления мощностью, указаний помех других секторов (OSI), предоставлений доступа, выделений ресурсов, контрольных индикаторов качества, начала пакетов индикаций, обратных разрядов активности и т.д.
Фиг.9 показывает исполнение процесса 900 для передачи сигнализации с локализованным распределением. Процесс 900 может выполняться передатчиком, например базовой станцией и т.д. Множество символов сигнализации может быть расширено для получения множества наборов выходных символов, причем каждый набор выходных символов получается путем расширения спектра у множества символов сигнализации с помощью матрицы расширения спектра, например матрицы DFT или матрицы Уолша (этап 912). Множество наборов выходных символов может быть преобразовано в множество частотно-временных блоков или фрагментов (этап 914). Например, каждый набор выходных символов может быть преобразован в кластер из соседних единиц ресурсов в одном частотно-временном блоке. Множество символов сигнализации может содержать символы ACK и/или другие типы символов сигнализации.
Фиг.10 показывает исполнение устройства 1000 для передачи сигнализации с локализованным расширением спектра. Устройство 1000 включает в себя средство для расширения спектра у множества символов сигнализации для получения множества наборов выходных символов, причем каждый набор выходных символов получается путем расширения спектра у множества символов сигнализации с помощью матрицы расширения спектра (модуль 1012), и средство для преобразования множества наборов выходных символов в множество частотно-временных блоков (модуль 1014).
Фиг.11 показывает исполнение процесса 1100 для передачи сигнализации с локализованным расширением спектра. Процесс 1100 может выполняться передатчиком, например базовой станцией и т.д. Множество символов сигнализации (например, символов ACK) может быть масштабировано с помощью множества коэффициентов усиления, определенных на основе мощности передачи для этих символов сигнализации (этап 1112). Отношение наибольшего коэффициента усиления к наименьшему коэффициенту усиления может быть ограничено значением, меньшим заранее установленного. Каждый из множества масштабированных символов сигнализации может быть скремблирован с помощью соответствующей последовательности скремблирования, чтобы получить множество скремблированных символов для этого символа сигнализации (этап 1114). Может быть сформировано множество наборов скремблированных символов, причем каждый набор включает в себя один скремблированный символ для каждого из множества символов сигнализации (этап 1116). Множество наборов скремблированных символов может быть распределено (например, с помощью матрицы DFT или матрицы Уолша) для получения множества наборов выходных символов, по одному набору выходных символов для каждого набора скремблированных символов (этап 1118). Множество наборов выходных символов может быть преобразовано во множество частотно-временных блоков, по одному набору выходных символов на каждый частотно-временной блок (этап 1120). Каждый набор выходных символов может быть преобразован в кластер из соседних единиц ресурсов в одном частотно-временном блоке.
Обработка на фиг.11 также может выполняться в других порядках. Часть обработки (например, масштабирование и/или скремблирование) может быть пропущена. Также может выполняться другая обработка над символами сигнализации.
Фиг.12 показывает исполнение устройства 1200 для передачи сигнализации с локализованным расширением спектра. Устройство 1200 включает в себя средство для масштабирования множества символов сигнализации с помощью множества коэффициентов усиления, определенных на основе мощности передачи для этих символов сигнализации (модуль 1212), средство для скремблирования каждого из множества масштабированных символов сигнализации с помощью соответствующей последовательности скремблирования для получения множества скремблированных символов для этого символа сигнализации (модуль 1214), средство для формирования множества наборов скремблированных символов, причем каждый набор включает в себя один скремблированный символ для каждого из множества символов сигнализации (модуль 1216), средство для расширения спектра у множества наборов скремблированных символов для получения множества наборов выходных символов, по одному набору выходных символов для каждого набора скремблированных символов (модуль 1218), и средство для преобразования множества наборов выходных символов в множество частотно-временных блоков, по одному набору выходных символов на каждый частотно-временной блок (модуль 1220).
Фиг.13 показывает исполнение процесса 1300 для приема сигнализации. Процесс 1300 может выполняться приемником, например терминалом и т.д. Множество наборов принятых символов могут быть получены из множества частотно-временных блоков, использованных для отправки множества символов сигнализации (например, символов ACK) с расширением спектра (этап 1312). Множество наборов принятых символов может быть сужено (например, на основе матрицы сужения спектра, такой как матрица IDFT или матрица Уолша) для получения множества суженных символов (этап 1314). Оценка символа сигнализации для одного из множества символов сигнализации может быть выведена на основе множества суженных символов (этап 1316). Обработка может повторяться для каждого интересующего символа сигнализации.
Фиг.14 показывает исполнение устройства 1400 для приема сигнализации, отправленной с расширением спектра. Устройство 1400 включает в себя средство для получения множества наборов принятых символов из множества частотно-временных блоков, использованных для отправки множества символов сигнализации с расширением спектра (модуль 1412), средство для сужения спектра у множества наборов принятых символов для получения множества суженных символов (модуль 1414), и средство для выведения оценки символа сигнализации для одного из множества символов сигнализации на основе множества суженных символов (модуль 1416).
Фиг.15 показывает исполнение процесса 1500 для приема сигнализации. Процесс 1500 может выполняться приемником, например терминалом и т.д. Множество наборов принятых символов может быть получено из множества частотно-временных блоков, по одному набору принятых символов из каждого частотно-временного блока (этап 1512). Каждый набор принятых символов может быть сужен на основе матрицы сужения спектра для получения суженного символа (этап 1514). Множество суженных символов может быть получено для множества наборов принятых символов и может быть дескремблировано, чтобы получить множество дескремблированных символов (этап 1516). Множество дескремблированных символов может быть объединено для получения оценки символа сигнализации для одного из множества символов сигнализации (этап 1518). Для этапа 1518 может определяться множество весов для множества частотно-временных блоков, например на основе качеств принятых сигналов для этих частотно-временных блоков. Множество дескремблированных символов может быть масштабировано с помощью множества весов для получения множества масштабированных символов. Множество масштабированных символов затем может быть объединено для получения оценки символа сигнализации. Обработка приемником может зависеть от обработки передатчиком.
Фиг.16 показывает исполнение устройства 1600 для приема сигнализации, отправленной с локализованным расширением спектра. Устройство 1600 включает в себя средство для получения множества наборов принятых символов из множества частотно-временных блоков, по одному набору принятых символов из каждого частотно-временного блока (модуль 1612), средство для сужения спектра у каждого набора принятых символов на основе матрицы сужения спектра для получения суженного символа (модуль 1614), средство для дескремблирования множества суженных символов для получения множества дескремблированных символов (модуль 1616), и средство для объединения множества дескремблированных символов, чтобы получить оценку символа сигнализации для одного из множества символов сигнализации (модуль 1618).
Модули на фиг.10, 12, 14 и 16 могут содержать процессоры, электронные устройства, аппаратные устройства, электронные компоненты, логические схемы, запоминающие устройства и т.д., или любое их сочетание.
Фиг.17 показывает блок-схему исполнения базовой станции 110 и терминала 120, которые являются одной из базовых станций и одним из терминалов на фиг.1. На базовой станции 110 процессор 1710 передаваемых данных и сигнализации может принимать данные трафика от источника данных (не показан) и/или сигнализацию от контроллера/процессора 1740. Процессор 1710 может обрабатывать (например, форматировать, кодировать, перемежать и посимвольно преобразовывать) данные трафика и сигнализацию и предоставлять символы данных и сигнализации. Процессор 1710 также может формировать контрольные символы. Модулятор (MOD) 1720 может обрабатывать данные, сигнализацию и контрольные символы (например, для OFDM) и предоставлять выходные элементарные посылки (чипы). Передатчик (TMTR) 1722 может обрабатывать (например, преобразовывать в аналоговую форму, усиливать, фильтровать и преобразовывать с повышением частоты) выходные чипы и формировать сигнал прямой линии связи, который может быть передан через антенну 1724.
На терминале 120, антенна 1752 может принимать сигналы прямой линии связи от базовой станции 110 и других базовых станций и может предоставлять принятый сигнал приемнику (RCVR) 1754. Приемник 1754 может обрабатывать (например, фильтровать, усиливать, преобразовывать с понижением частоты и оцифровывать) принятый сигнал и предоставлять принятые выборки. Демодулятор 1760 может выполнять демодуляцию над принятыми выборками (например, для OFDM) и предоставлять принятые символы. Процессор 1770 принимаемых данных и сигнализации может обрабатывать (например, посимвольно восстанавливать, обратно перемежать и декодировать) принятые символы для получения декодированных данных и сигнализации, отправленных терминалу 120.
На обратной линии связи в терминале 120 данные трафика и сигнализация, которые необходимо отправить с помощью терминала 120, могут быть обработаны процессором 1790 передаваемых данных и сигнализации, модулированы модулятором 1792, обработаны передатчиком 1794 и переданы через антенну 1752. На базовой станции 110 сигналы обратной линии связи от терминала 120 и возможно от других терминалов могут быть приняты антенной 1724, обработаны приемником 1730, демодулированы демодулятором 1732 и обработаны процессором 1734 принимаемых данных и сигнализации, чтобы восстановить данные трафика и сигнализацию, отправленные терминалами. Обработка для передачи по обратной линии связи может быть аналогична или отличаться от обработки для передачи по прямой линии связи.
Контроллеры/процессоры 1740 и 1780 могут руководить работой на базовой станции 110 и терминале 120 соответственно. Запоминающие устройства 1742 и 1782 могут хранить данные и программные коды для базовой станции 110 и терминала 120 соответственно. Планировщик 1744 может планировать терминалы для передачи по прямой и/или обратной линии связи и может предоставлять выделения ресурсов (например, фрагменты) для запланированных UE.
Для передачи сигнализации процессор 1710 и/или 1790 может выполнять обработку, показанную на фиг.4 или 6, процесс 900 на фиг.9, процесс 1100 на фиг.11 и/или другие процессы для методик, описываемых в этом документе. Для приема сигнализации процессор 1734 и/или 1770 может выполнять обработку, показанную на фиг.5 или 8, процесс 1300 на фиг.13, процесс 1500 на фиг.15 и/или другие процессы для методик, описываемых в этом документе.
Описанные в этом документе методики могут реализовываться различными средствами. Например, эти методики могут реализовываться в аппаратных средствах, микропрограммном обеспечении, программном обеспечении либо их сочетании. Для аппаратной реализации модули обработки, используемые для выполнения методик на объекте (например, базовой станции или терминале), могут реализовываться в одной или нескольких специализированных интегральных схемах (ASIC), цифровых процессорах сигналов (DSP), устройствах цифровой обработки сигналов (DSPD), программируемых логических устройствах (PLD), программируемых пользователем вентильных матрицах (FPGA), процессорах, контроллерах, микроконтроллерах, микропроцессорах, электронных устройствах, других электронных модулях, спроектированных для выполнения описанных здесь функций, компьютере или их сочетании.
Для микропрограммной и/или программной реализации методики могут реализовываться с помощью модулей (например, процедур, функций и т.д.), которые выполняют описанные в этом документе функции. Микропрограммные и/или программные команды/коды могут храниться в запоминающем устройстве (например, запоминающем устройстве 1742 или 1782 на фиг.17) и выполняться процессором (например, процессором 1740 или 1780). Запоминающее устройство может реализовываться внутри процессора или вне процессора. Микропрограммное обеспечение и/или программные команды/код также могут храниться на читаемом компьютером/процессором носителе, таком как оперативное запоминающее устройство (RAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), энергонезависимое оперативное запоминающее устройство (NVRAM), программируемое постоянное запоминающее устройство (PROM), электрически стираемое PROM (EEPROM), флэш-память, гибкий диск, компакт-диск (CD), универсальный цифровой диск (DVD), магнитное или оптическое устройство хранения данных и т.д. Команды/код могут быть исполняемыми одним или более процессорами и могут заставить процессор(ы) выполнять некоторые особенности функциональных возможностей, описываемых в этом документе.
Предшествующее описание раскрытия изобретения предоставляется, чтобы дать возможность любому специалисту в данной области техники создать или использовать раскрытие изобретения. Различные модификации к этому раскрытию изобретения будут полностью очевидны специалистам в данной области техники, а общие принципы, определенные в этом документе, могут быть применены к другим вариациям без отклонения от сущности или объема раскрытия изобретения. Таким образом, данное раскрытие изобретение не предназначено, чтобы ограничиваться описанными в этом документе примерами и исполнениями, а должно соответствовать самому широкому объему, согласующемуся с принципами и новыми признаками, раскрытыми в этом документе.