СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПРИ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ
METHOD AND DEVICE FOR HIGH-SPEED DATA TRANSMISSION IN WIRELESS COMMUNICATION

Настоящая заявка на патент испрашивает приоритет предварительной заявки 60/666,461, озаглавленной «METHOD AND APPARATUS FOR HIGH RATE DATA TRANSMISSION IN WIRELESS COMMUNICATIONS» («СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПРИ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ»), поданной 29 марта 2005 г., переуступленной правопреемнику настоящей заявки и явным образом включенной в настоящее описание посредством ссылки.
Область техники
Настоящее изобретение в целом относится к связи, более конкретно, к методам высокоскоростной передачи данных.
Уровень техники
Системы беспроводной связи широко используются для предоставления различных услуг связи, таких как речевые услуги, передача пакетных данных, широковещательная передача, обмен сообщениями и так далее. Эти системы могут быть системами множественного доступа, допускающими поддержку связи для множества пользователей посредством совместного использования имеющихся в распоряжении системных ресурсов. Примеры таких систем множественного доступа включают в себя системы множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), системы множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA), системы множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA) и системы множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA).
Загруженность данными для систем беспроводной связи непрерывно возрастает вследствие увеличения количества пользователей, а также появления новых приложений с более высокими требованиями к данным. Однако данная система в типовом случае обладает ограниченной пропускной способностью, которая определяется конструкцией системы. Существенное увеличение пропускной способности часто осуществляется посредством использования нового поколения или новой конструкции системы. Например, переход со второго поколения (2G) на третье поколение (3G) в сотовых системах дает существенные улучшения в скорости передачи и функциях. Однако развертывание новой системы является капиталоемким и, зачастую, сложным.
Поэтому в данной области техники есть потребность в методах улучшения пропускной способности системы беспроводной связи эффективным и экономичным образом.
Сущность изобретения
Представлены методы использования множества несущих в прямой и/или обратной линии связи для значительного улучшения пропускной способности. Эти методы могут использоваться для различных систем беспроводной связи, например, таких как система cdma2000. Эти методы могут предоставить различные преимущества при относительно незначительных изменениях в существующих структурах каналов, спроектированных для работы на одной несущей.
Согласно варианту осуществления изобретения описано устройство, которое включает в себя, по меньшей мере, один процессор и память. Процессор(ы) принимает(ют) назначение множества несущих прямой линии связи (FL) и, по меньшей мере, одной несущей обратной линии связи (RL). Процессор(ы), после этого, принимает(ют) передачу данных на одной или более из множества несущих FL.
Согласно еще одному варианту осуществления предложен способ, в котором принимается назначение множества несущих FL и, по меньшей мере, одной несущей RL. Передача данных, после этого, принимается на одной или более из множества несущих FL.
Согласно еще одному другому варианту осуществления описано устройство, которое включает в себя средство для приема назначения множества несущих FL и, по меньшей мере, одной несущей RL, и средство для приема передачи данных на одной или более из множества несущих FL.
Согласно еще одному другому варианту осуществления описано устройство, которое включает в себя, по меньшей мере, один процессор и память. Процессор(ы) получает подтверждения для пакетов, принятых по множеству каналов данных (например, F-PDCH (прямым каналам пакетных данных)), разделяет по каналам подтверждение для каждого канала данных с помощью ортогонального кода, назначенного каналу данных, чтобы сформировать последовательность символов для канала данных, и формирует символы модуляции для канала подтверждения (например, R-ACKCH (обратного канала подтверждения)) на основании последовательностей символов для множества каналов данных.
Согласно еще одному другому варианту осуществления предложен способ, в котором подтверждения получаются для пакетов, принятых по множеству каналов данных. Подтверждение для каждого канала данных разделяется по каналам с помощью ортогонального кода, назначенного каналу данных, чтобы сформировать последовательность символов для канала данных. Символы модуляции для канала подтверждения формируются на основании последовательностей символов для множества каналов данных.
Согласно еще одному другому варианту осуществления описано устройство, которое включает в себя средство для получения подтверждений для пакетов, принятых по множеству каналов данных, средство для разделения по каналам подтверждения для каждого канала данных с помощью ортогонального кода, назначенного каналу данных, чтобы сформировать последовательность символов для канала данных, и средство для формирования символов модуляции для канала подтверждения на основании последовательностей символов для множества каналов данных.
Согласно еще одному другому варианту осуществления описано устройство, которое включает в себя по, меньшей мере, один процессор и память. Процессор(ы) получает(ют) оповещения о полном индикаторе качества канала (CQI) для множества несущих FL, причем каждое оповещение о полном CQI указывает на качество принятого сигнала для одной несущей FL. Процессор(ы) отправляет(ют) оповещения о полном CQI для множества несущих FL в разных интервалах времени по каналу CQI (например, R-CQICH (обратному каналу индикатора качества канала).
Согласно еще одному другому варианту осуществления предложен способ, в котором получаются оповещения о полном CQI для множества несущих FL, причем каждое оповещение о полном CQI указывает на качество принятого сигнала для одной несущей FL. Оповещения о полном CQI для множества несущих FL отправляются в разных интервалах времени по каналу CQI.
Согласно еще одному другому варианту осуществления описано устройство, которое включает в себя средство для получения оповещений о полном CQI для множества несущих FL, причем каждое оповещение о полном CQI указывает на качество принятого сигнала для одной несущей FL, и средство для отправки оповещений о полном CQI для множества несущих FL в разных интервалах времени по каналу CQI.
Согласно еще одному другому варианту осуществления описано устройство, которое включает в себя, по меньшей мере, один процессор и память. Процессор(ы) работает(ют) в режиме поддержания управления, который предусматривает передачу пилот-сигнала стробирования, принимает(ют) канал данных (например, F-PDCH (прямого канала пакетных данных)), отправляемый по прямой линии связи, в то время как в режиме задерживания управления, передает стробированный пилот-сигнал по обратной лини связи, если никакие другие передачи не посылаются по обратной линии связи, и передает полный пилот-сигнал по обратной линии связи, если передача посылается по обратной линии связи.
Согласно еще одному другому варианту осуществления предложен способ, в котором терминал эксплуатируется в режиме удерживания управления, который предусматривает передачу пилот-сигнала стробирования. Канал данных, передаваемый по прямой линии связи, принимается в режиме удерживания управления. Стробированный пилот-сигнал передается по обратной линии связи, если никакие другие передачи не посылаются по обратной линии связи. Полный пилот-сигнал передается по обратной линии связи, если передача посылается по обратной линии связи.
Согласно еще одному другому варианту осуществления описано устройство, которое включает в себя средство для работы в режиме удерживания управления, который предусматривает передачу стробированного пилот-сигнала, средство для приема канала данных, передаваемого по прямой линии связи в режиме удерживания управления, средство для передачи стробированного пилот-сигнала по обратной линии связи, если никакие другие передачи не посылаются по обратной линии связи, и средство для передачи полного пилот-сигнала по обратной линии связи, если передача посылается по обратной линии связи.
Различные аспекты и варианты осуществления изобретения ниже описаны более подробно.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 показывает систему беспроводной связи.
Фиг. 2 показывает примерную передачу данных по прямой линии связи в cdma2000.
Фиг. 3 показывает примерную структуру с множеством несущих.
Фиг. 4A показывает структуру R-ACKCH в модификации D cdma2000.
Фиг. 4B и 4C показывают новую структуру R-ACKCH, которая может поддерживать вплоть до трех и семи R-ACKCH, соответственно, для множества несущих FL.
Фиг. 5A показывает структуру R-CQICH в модификации D cdma2000.
Фиг. 5B показывает новую структуру R-CQICH, которая может поддерживать множество несущих FL.
Фиг. с 6A по 6E показывают примерные передачи по новому R-CQICH.
Фиг. 7 показывает передачу полного и стробированного пилот-сигналов по R-PICH.
Фиг. 8 показывает последовательность операций, выполняемую терминалом для работы на множестве несущих.
Фиг. 9 показывает последовательность операций для передачи подтверждений.
Фиг. 10 показывает последовательность операций для передачи оповещений о CQI.
Фиг. 11 показывает последовательность операций для сокращения служебных данных пилот-сигнала для работы на множестве несущих.
Фиг. 12 показывает структурную схему базовой станции и терминала.
Подробное описание
Термин «примерный» используется в материалах настоящей заявки, в смысле «служащий в качестве примера, отдельного случая или иллюстрации». Любой вариант осуществления, описанный в материалах настоящей заявки как «примерный», не обязательно должен истолковываться как предпочтительный или преимущественный над другими вариантами осуществления.
Фиг. 1 показывает систему 100 беспроводной связи с множеством базовых станций 110 и множеством терминалов 120. Базовая станция обычно является стационарной станцией, которая поддерживает связь с терминалами и также может упоминаться как узел доступа, узел B, подсистема базового приемопередатчика (BTS) и/или определяться некоторым другим термином. Каждая базовая станция 110 обеспечивает покрытие связью для конкретной географической зоны 102. Термин «сота» может ссылаться на базовую станцию и/или ее зону обслуживания в зависимости от контекста, в котором используется термин. Чтобы улучшить емкость системы, зона обслуживания базовой станции может быть разделена на множество меньших зон, например меньшие зоны 104a, 104b и 104c. Термин «сектор» может ссылаться на стационарную станцию, которая обслуживает меньшую зону и/или ее зону обслуживания в зависимости от контекста, в котором используется термин. Для разбитой на секторы соты, базовая станция обычно обслуживает все секторы соты. Технологии передачи, описанные в материалах настоящей заявки, могут использоваться для системы с разбитыми на секторы сотами, а также системы с несекторизованными сотами. Для простоты, в последующем описании, термин «базовая станция» используется для стационарной станции, которая обслуживает сектор, а также стационарной станции, которая обслуживает соту.
Терминалы 120 типично рассредоточены по всей системе, и каждый терминал может быть стационарным или мобильным. Терминал также может упоминаться как мобильная станция, пользовательское оборудование, или некоторой другой терминологией. Терминалом может быть сотовый телефон, персональный цифровой секретарь (PDA), беспроводное устройство, портативное устройство, беспроводной модем и так далее. Терминал может поддерживать связь с одной или множеством базовыми станциями или не осуществлять связь ни с одной из них, 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.
Системный контроллер 130 присоединен к базовым станциям 110 и предусматривает координирование и управление этими базовыми станциями. Системный контроллер 130 может быть одиночным сетевым объектом или набором сетевых объектов.
Методы передачи, описанные в материалах настоящей заявки, могут использоваться для различных систем беспроводной связи, таких как системы CDMA, TDMA, FDMA и OFDMA. Система CDMA может реализовывать один или более методов радиосвязи, таких как cdma2000, широкополосный CDMA (W-CDMA) и так далее. Стандарт cdma2000 включает в себя стандарты IS-2000, IS-856, IS-95 и другие. Система TDMA может реализовывать технологию радиосвязи, такую как глобальная система мобильной связи (GSM). Эти различные технологии и стандарты радиосвязи известны в данной области техники. W-CDMA и GSM описаны в документах консорциума, именуемого «Проект партнерства 3-его поколения» (3GPP). cdma2000 описан в документах консорциума, именуемого «Проект 2 партнерства 3-его поколения» (3GPP2). Документы 3GPP и 3GPP2 общедоступны. Для ясности, методы передачи более точно описаны ниже для системы cdma2000, которая может быть системой «CDMA 1x-EVDV» (высокоскоростного обмена пакетными данными и речью CDMA), «CDMA 1x» (высокоскоростного CDMA), «CDMA 1x-EVDO» (высокоскоростного обмена пакетными данными CDMA) и/или «1x» (с повышенной скоростью передачи).
cdma2000 определяет различные каналы данных и управления, которые поддерживают передачу данных по прямой и обратной линиям связи. Таблица 1 перечисляет некоторые каналы данных и управления для прямой и обратной линий связи и дает краткое описание для каждого канала. В описании, приведенном в материалах настоящей заявки, префикс «F-» обозначает канал для прямой линии связи, а префикс «R-» обозначает канал для обратной линии связи. Каналы подробно описаны в «TIA/EIA IS-2000.2 Physical Layer Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems, Release D» («Стандарт TIA/EIA IS-2000.2 физического уровня для систем cdma2000 с расширенным спектром, выпуск D») (в дальнейшем TIA/EIA IS-2000.2) и «TIA/EIA IS-2000.3 Medium Access Control (MAC) Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems, Release D» («Стандарт TIA/EIA IS-2000.3 управления доступом к среде передачи (MAC) для систем cdma2000 с расширенным спектром, выпуск D») (в дальнейшем, TIA/EIA IS-2000.3), оба от Ассоциации промышленности средств связи, датированные 2004 годом и находящиеся в свободном доступе. Модификация D cdma2000 также упоминается как модификация D IS-2000, или просто «модиф. D». Каналы данных и управления также описаны в других документах стандартов для cdma2000.
Таблица 1
Линия связи
Канал
Описание
Прямая линия связи
F-PDCH
Прямой канал пакетных данных - используется для передачи пакетных данных на конкретные терминалы методом мультиплексирования с временным разделением (TDM).
F-PDCCH
Прямой канал управления пакетными данными - передает управляющие данные для связанного F-PDCH.
F-ACKCH
Прямой канал подтверждения - обеспечивает обратную связь для передач, принятых по R-PDCH.
F-GCH
Прямой канал предоставления - используется базовой станцией для предоставления терминалу разрешения передавать по R-PDCH.
Обратная линия связи
R-PDCH
Обратный канал пакетных данных - используется для передачи данных на базовую станцию.
R-ACKCH
Обратный канал подтверждения - обеспечивает обратную связь для передач, принятых по F-PDCH.
R-CQICH
Обратный канал индикатора качества канала - передает измерения качества канала для прямой линии связи.
R-PICH
Обратный канал пилот-сигнала - передает пилот-сигнал по обратной линии связи.
R-REQCH
Обратный канал запроса - используется терминалом для запрашивания более высокой скорости передачи данных для R-PDCH.
Вообще, F-PDCH, F-PDCCH, R-ACKCH и R-CQICH используются для передачи данных по прямой линии связи. R-PDCH, R-REQCH, R-PICH, F-ACKCH и F-GCH используются для передачи данных по обратной линии связи. В общем случае, каждый канал может нести управляющую информацию, данные, пилот-сигнал, другую передачу или любое их сочетание.
Фиг. 2 показывает примерную передачу данных по прямой линии связи в cdma2000. Базовая станция получает пакеты данных для посылки на терминал. Базовая станция обрабатывает каждый пакет данных, чтобы сформировать кодированный пакет и дополнительно разделяет кодированные пакеты на множество подпакетов. Каждый подпакет содержит в себе достаточную информацию, чтобы предоставить терминалу возможность декодировать и восстановить пакет при благоприятных канальных условиях.
1
2
3
4
5
6
Базовая станция передает первый подпакет A1 для пакета A по F-PDCH в двух временных интервалах, начиная с момента времени T. Временной интервал в cdma2000 имеет длительность в 1,25 миллисекунд (мс). Базовая станция также передает по F-PDCCH сообщение в 2 временных интервала, которое указывает, что передача по F-PDCH предназначена для терминала. Терминал принимает и декодирует подпакет A1, определяет, что пакет A декодирован с ошибкой и отправляет отрицательное подтверждение (NAK) по R-ACKCH в момент времени T. В этом примере задержка ACK составляет 1 временной интервал. Базовая станция передает первый подпакет B1 для пакета B по F-PDCH в четырех временных интервалах, начиная с момента времени T. Базовая станция также передает по F-PDCCH сообщение в 4 временных интервала, которое указывает, что передача по F-PDCH предназначена для терминала. Терминал принимает и декодирует подпакет B1, определяет, что пакет B декодирован безошибочно и отправляет подтверждение (ACK) по R-ACKCH в момент времени T. Базовая станция передает второй подпакет A2 для пакета A по F-PDCH в одном временном интервале, начиная с момента времени T. Терминал принимает подпакет A2, декодирует подпакеты A1 и A2, определяет, что пакет A декодирован с ошибкой и передает NAK по R-ACKCH в момент времени T.
Терминал также периодически измеряет качество канала для базовых станций, которые потенциально могут передавать данные на мобильный терминал. Терминал идентифицирует наилучшую базовую станцию и отправляет оповещения о полном или дифференциальном (дифф.) индикаторе качества канала (CQI) по R-CQICH, как описано ниже. Оповещения о CQI используются для выбора наиболее подходящей базовой станции для передачи данных на терминал, а также подходящей скорости передачи данных для передачи данных.
В cdma2000 базовая станция спектрально расширяет данные с помощью последовательности псевдослучайных чисел (PN) с частотой в 1,2288 миллионов символов псевдошумовой последовательности в секунду (Mcps). Базовая станция модулирует сигнал несущей частоты кодированными с расширением спектра данными и формирует модулированный радиочастный (РЧ, RF) сигнал, имеющий ширину полосы в 1,2288 МГц. Базовая станция затем передает модулированный РЧ-сигнал на определенной центральной частоте по прямой линии связи. Это упоминается как CDMA с одиночной несущей, поскольку одиночная несущая модулируется данными. Пропускная способность прямой линии связи определяется количеством битов данных, которые могут надежно отправляться при модулированном РЧ-сигнале при 1,2288 МГц. В обратной линии связи терминал также спектрально расширяет данные с помощью PN-последовательности при 1,2288 Mcps и передает кодированные с расширением спектра данные на определенной частоте несущей. Емкость обратной линии связи определяется количеством битов данных, которые могут надежно передаваться по каналу, назначенному терминалу.
В некотором аспекте, множество несущих используется в линии связи для достижения значительного улучшения емкости в такой линии связи. В варианте осуществления для каждой из множества несущих используется скорость передачи символов псевдошумовой последовательности 1,2288 Mcps, которая является идентичной скорости передачи символов псевдошумовой последовательности, используемой для CDMA с одной несущей. Это предоставляет аппаратным средствам, предназначенным для CDMA с одиночной несущей, возможность также поддерживать CDMA с множеством несущих.
Фиг. 3 показывает схему варианта осуществления структуры 300 с множеством несущих. В этом варианте осуществления, K несущих имеются в распоряжении в прямой линии связи, и M несущих имеются в распоряжении в обратной линии связи, где K>1, а M≥1. Несущей прямой линии связи (FL) является несущая в прямой линии связи, а несущей обратной линии связи (RL) является несущая в обратной линии связи. Несущая также может упоминаться как РЧ-канал, канал CDMA и так далее. K несущих FL и M несущих RL скомпонованы в G групп, где G≥1. Вообще, может быть сформировано любое количество групп несущих, и каждая группа может включать в себя любое количество несущих FL и любое количество несущих RL.
1
1
1
2
M
1
M
m
m
...
В варианте осуществления показанном на фиг. 3, каждая группа несущих включает в себя, по меньшей мере, одну несущую FL и одну несущую RL, так что G=M и K≥M. Как показано на фиг. 3, группа 1 несущих включает в себя несущие с 1 по N FL и несущую 1 RL, группа 2 несущих включает в себя несущие с N+1 по N+N FL и несущую 2 RL, и так далее, и группа M несущих включает в себя несущие с K-N+1 по K FL и несущую M RL. Вообще, с N по N могут быть одинаковыми или разными. В варианте осуществления, N≤4, для =1,, M, и вплоть до четырех несущих FL могут быть связаны с одиночной несущей RL в каждой группе несущих.
Структура 300 с множеством несущих поддерживает различные конфигурации системы. Конфигурация с множеством несущих FL и множеством несущих RL может использоваться для высокоскоростной передачи данных по обеим, прямой и обратной, линиям связи. Конфигурация с множеством несущих FL и одиночной несущей RL может использоваться для высокоскоростной передачи данных по прямой линии связи. Конфигурация с одиночной несущей FL и множеством несущих RL может использоваться для высокоскоростной передачи данных по обратной линии связи. Подходящая конфигурация может выбираться для терминала на основании различных факторов, таких как имеющиеся в распоряжении системные ресурсы, требования к данным, канальные условия и так далее.
В варианте осуществления несущие FL и RL имеют разное назначение. Для каждой группы, одна (например, первая) несущая FL в группе определена в качестве основной в FL группе, а каждая оставшаяся несущая FL (если имеет место) в группе определена в качестве вспомогательной в FL группе. Одна (например, первая) несущая FL из числа K несущих FL назначена в качестве основной несущей FL. Подобным образом, одна (например, первая) несущая RL из числа M несущих RL определена в качестве основной несущей RL.
Терминалу может быть назначено любое количество несущих FL, одна из которых определена в качестве основной несущей FL для такого терминала. Терминалу также может быть назначено любое количество несущих RL, одна из которых определена в качестве основной несущей RL для такого терминала. Разным терминалам могут назначаться разные наборы несущих FL и RL. Более того, заданному терминалу могут назначаться разные наборы несущих FL и RL во времени на основании различных факторов, таких как отмеченные выше.
В варианте осуществления, терминал использует основные несущие FL и RL для следующих функций:
инициирование вызова на основной несущей RL,
прием сигнализации во время установления соединения вызова на основной несущей FL,
выполнение процедуры передачи обслуживания сигнализации уровня 3 на основной несущей FL, и
выбор обслуживающей базовой станции для передачи FL на основании основной несущей FL.
В варианте осуществления, основная в FL группе в каждой группе несущих управляет несущей RL в такой группе. Основная в FL группе может использоваться для следующих функций:
передачи команд регулирования мощности для R-PICH,
передачи команд регулирования скорости передачи для R-PDCH,
передача подтверждений (по F-ACKCH) для передач обратной линии связи,
передача сообщений управления MAC (по F-PDCCH) на терминал, и
передача прямых сообщений предоставления (по F-GCH) на терминал.
Каналы данных и управления в модификации D cdma2000 предназначены для передачи данных на одиночной несущей. Некоторые из каналов управления могут модифицироваться для поддержки передачи данных на множестве несущих. Модификации могут происходить из условия чтобы (1) модифицированные каналы управления были обратно совместимы с каналами управления в модификации D cdma2000, и (2) новые изменения могли быть легко реализованы, например, в программном обеспечении и/или аппаратно реализованном программном обеспечении, которые могут снижать воздействие на конструкцию аппаратных средств.
Базовая станция может передавать данные по прямой линии связи, на любом количестве несущих FL в любом количестве групп несущих, на терминал. В варианте осуществления, несущая RL в каждой группе несет R-ACKCH и R-CQICH, которые поддерживают все несущие FL в такой группе. В этом варианте осуществления, R-ACKCH несет подтверждения для пакетов, принятых по F-PDCH для всех несущих FL в группе. R-CQICH обеспечивает обратную связь CQI для всех несущих FL в группе.
1. R-ACKCH
В еще одном аспекте описана новая структура R-ACKCH, которая может поддерживать передачу данных на множестве несущих FL. Терминал может отслеживать множество несущих FL в заданной группе наряду с передачей на одиночной несущей RL, как показано на фиг. 3. Терминал может принимать множество пакетов по множеству F-PDCH, переданных на этом множестве несущих FL. Терминал может квитировать это множество пакетов через одиночный R-ACKCH, передаваемый одиночной несущей RL. R-ACKCH может быть спроектирован с возможностью передачи подтверждений для одного или множества пакетов, в зависимости от количества передаваемых несущих FL.
Фиг. 4A показывает блок-схему структуры 410 R-ACKCH, используемой в модификации D cdma2000. Бит R-ACKCH формируется в каждом кадре в 1,25 мс, которым является один временной интервал. Этим битом R-ACKCH может быть (1) ACK, если пакет декодирован безошибочно, (2) NAK, если пакет декодирован с ошибкой, или (3) нулевой бит, если нет пакета для подтверждения. Бит R-ACKCH повторяется 24 раза блоком 412 повторения символа, чтобы формировать 24 идентичных символа модуляции, которые дополнительно обрабатываются и передаются по R-ACKCH.
Фиг. 4B показывает блок-схему варианта осуществления новой структуры 420 R-ACKCH, которая может поддерживать вплоть до четырех R-ACKCH для вплоть до четырех несущих FL. Четыре R-ACKCH также могут рассматриваться в качестве четырех подканалов одиночного R-ACKCH и могут называться обратными подканалами подтверждения (R-ACKSCH). В последующем описании канал подтверждения для каждой несущей FL упоминается как R-ACKCH вместо R-ACKSCH.
Фиг. 4B показывает случай, в котором три R-ACKCH используются для трех несущих FL, которые упоминаются как каналы 0, 1 и 2 CDMA. R-ACKCH для каждого канала CDMA реализован с помощью соответствующего набора блока 422 точечного отображения сигнала, блока 424 покрытия Уолша и блока 426 повторения. Каналам 0, 1 и 2 CDMA назначены коды Уолша в 4 символа псевдошумовой последовательности,  и  соответственно. Коды Уолша также упоминаются как функции Уолша или последовательности Уолша и определены в TIA/EIA IS-2000.2.
Бит R-ACKCH формируется в каждом кадре (или временном интервале) длительностью 1,25 мс для каждого канала CDMA. Для канала 0 CDMA, блок 422a точечного отображения сигнала отображает бит R-ACKCH для канала 0 CDMA в значение +1, -1 или 0 в зависимости от того, является ли битом R-ACKCH, соответственно, ACK, NAK или нулевой бит. Блок 424a покрытия Уолша покрывает отображенное значение кодом  Уолша в 4 символа псевдошумовой последовательности, назначенным каналу 0 CDMA. Покрытие Уолша реализуется (1) повторением отображенного значения четыре раза и (2) умножением четырех идентичных значений на четыре символа псевдошумовой последовательности кода  Уолша для формирования последовательности из четырех символов. Блок 426a повторения повторяет 4-х символьную последовательность 6 раз и формирует последовательность из 24 символов для канала 0 CDMA. Обработка для каналов 1 и 2 CDMA выполняется подобным образом, как у канала 0 CDMA.
В каждом временном интервале, блок 428 суммирования суммирует три 24-символьные последовательности из блоков 426a, 426b и 426c повторения для каналов 0, 1 и 2 соответственно, и выдает 24 символа модуляции для временного интервала. Эти символы модуляции дополнительно обрабатываются и передаются. Базовая станция обеспечивает восстановление бита R-ACKCH для каждого канала CDMA посредством выполнения комплементарного удаления покрытия кодом Уолша, назначенным такому каналу CDMA.
Фиг. 4C показывает блок-схему варианта осуществления новой структуры 430 R-ACKCH, которая может поддерживать вплоть до восьми R-ACKCH для вплоть до восьми несущих FL. Фиг. 4C показывает случай, в котором семь R-ACKCH используются для семи несущих FL, которые упоминаются как каналы с 0 по 6 CDMA. R-ACKCH для каждого канала CDMA реализован с помощью соответствующего набора блока 432 точечного отображения сигнала, блока 434 покрытия Уолша и блока 436 повторения. Каналам с по 6 CDMA назначены коды Уолша в 8 символов псевдошумовой последовательности, с по  соответственно, которые определены в TIA/EIA IS-2000.2.
Для каждого канала CDMA, блок 432 точечного отображения сигнала отображает бит R-ACKCH для каждого канала CDMA в значение +1, -1 или 0. Блок 424 покрытия Уолша покрывает отображенное значение кодом Уолша в 8 символов псевдошумовой последовательности, назначенным такому каналу CDMA и выдает последовательность в восемь символов. Блок 426 повторения повторяет 8-и символьную последовательность три раза и формирует последовательность из 24 символов для канала CDMA. В каждом временном интервале блок 438 суммирования суммирует семь 24-символьных последовательностей из блоков с 436a по 426g повторения для каналов с 0 по 6 соответственно, и выдает 24 символа модуляции для временного интервала. Эти символы модуляции дополнительно обрабатываются и передаются.
Фиг. 4B и 4C показывают примерные структуры 420 и 430 R-ACKCH, которые поддерживают множество R-ACKCH и являются обратно совместимыми с текущей структурой 410 R-ACKCH, показанной на фиг. 4A. Если принимается только один канал CDMA, то биты R-ACKCH для этого канала CDMA могут обрабатываться кодом  или  Уолша, а биты R-ACKCH для других каналов CDMA могут устанавливаться в нулевые биты. Выходной сигнал блока 428 или 438 суммирования, в таком случае, был бы идентичным выходному сигналу блока 412 повторения на фиг. 4A. Дополнительные каналы CDMA могут поддерживаться посредством передачи битов R-ACKCH для этих дополнительных каналов CDMA с использованием других кодов Уолша. Коэффициент повторения снижается с 24 до 6 либо 3 в зависимости от длины кода Уолша.
Структуры R-ACKCH, показанные на фиг. 4B и 4C, предусматривают восстановление битов R-ACKCH с использованием аппаратных средств, предназначенных для структуры R-ACKCH, показанной на фиг. 4A. Аппаратные средства формируют 24 принятых символа для R-ACKCH в каждом временном интервале. Удаление покрытия этих 24 принятых символов кодами Уолша может выполняться программным обеспечением и/или аппаратно реализованным программным обеспечением, что может снижать влияние модернизации базовой станции для поддержки работы на многих несущих.
Множество R-ACKCH также могут быть реализованы с помощью других структур, что также входит в объем настоящего изобретения. Например, множество R-ACKCH могут мультиплексироваться с временным разделением и передаваться в разных промежутках заданного временного интервала.
2. R-CQICH
В еще одном другом аспекте описана новая структура R-CQICH, которая может поддерживать обратную связь CQI для множества несущих FL. Терминал может отслеживать множество несущих FL в данной группе наряду с передачей на одиночной несущей RL, как показано на фиг. 3. Это множество несущих FL могут испытывать разные канальные условия (например, разные характеристики замирания) и могут обеспечивать разные качества принятого сигнала в терминале. Терминалу желательно обеспечивать обратную связь CQI для как можно большего количества назначенных несущих FL, с тем чтобы система могла выбирать надлежащую несущую(ие) FL для передачи данных, а также подходящую скорость передачи для каждой выбранной несущей FL. Если конфигурация системы включает в себя одиночную несущую RL, то терминал может передавать обратную связь CQI для всех несущих FL по одиночному R-CQICH посредством одиночной несущей RL. R-CQICH может быть спроектирован с возможностью передачи обратной связи CQI для одной или множества несущих FL.
В модификации D cdma2000, R-CQICH может работать в одном из двух режимов, полном режиме или дифференциальном режиме в каждом кадре (или временном интервале) длительностью 1,25 мс. В полном режиме оповещение о полном CQI, состоящее из 4-битного значения, передается по R-CQICH. Это 4-битное значение CQI передает качество принятого сигнала для одного канала CDMA. В дифференциальном режиме оповещение о дифференциальном CQI, состоящее из 1-битного значения, передается по R-CQICH. Это 1-битное значение CQI передает разницу в качестве принятого сигнала между текущим и предыдущим временным интервалами для одного канала CDMA. Оповещения о полном и дифференциальном CQI могут формироваться как описано в IS-2000.2 TIA/EIA.
Фиг. 5A показывает блок-схему структуры 510 R-CQICH, используемой в модификации D cdma2000. 4-битное или 1-битное значение CQI может формироваться в каждом кадре (или временном интервале) длительностью 1,25 мс для канала CDMA в зависимости от того, выбран полный или дифференциальный режим. 4-битное значение CQI также упоминается как символ значения CQI. 1-битное значение CQI также упоминается как символ дифференциального CQI. 4-битное значение CQI кодируется блочным кодом (12, 4) блочным кодировщиком 512, чтобы сформировать кодовое слово с 12 символами. 1-битное значение CQI повторяется 12 раз блоком 514 повторения символа, чтобы сформировать 12 символов. Переключатель 516 выбирает либо выходной сигнал блочного кодировщика 512 для полного режима, либо выходной сигнал блока 514 повторения для дифференциального режима.
Оповещение о CQI может передаваться на определенную базовую станцию посредством покрытия оповещения кодом Уолша, назначенным такой базовой станции. Блок 518 покрытия Уолша принимает 3-битный код Уолша для базовой станции, выбранной для обслуживания терминала, и формирует соответствующую последовательность Уолша из 8 символов псевдошумовой последовательности. Блок 518 также повторяет последовательность Уолша из 8 символов псевдошумовой последовательности 12 раз и выдает 96 символов псевдошумовой последовательности Уолша в каждом временном интервале. Сумматор 520 по модулю 2 суммирует символы с переключателя 516 с выходным сигналом блока 518 покрытия Уолша и выдает 96 символов модуляции в каждом временном интервале. Блок 518 покрытия Уолша и сумматор 520 эффективно покрывают каждый символ с переключателя 516 3-битным кодом Уолша для выбранной базовой станции. Блок 522 точечного отображения сигнала отображает каждый символ модуляции в значение +1 или -1. Блок 524 покрытия Уолша покрывает каждое отображенное значение из блока 522 кодом Уолша и выдает выходные символы, которые дополнительно обрабатываются и передаются по R-CQICH.
Новая структура R-CQICH может поддерживать полный и дифференциальный режим для одной или множества несущих FL. В варианте осуществления оповещения о полном CQI для разных несущих FL в группе передаются в разных временных интервалах TDM-способом. В варианте осуществления, оповещения о дифференциальном CQI для всех несущих FL в группе для заданного временного интервала кодируются совместно и вместе отправляются во временном интервале. Совместное кодирование оповещений о дифференциальном CQI является более эффективным, чем раздельное кодирование отдельных оповещений о дифференциальном CQI. Повторение в блоке 514 заменено более эффективным кодированием.
Фиг. 5B показывает блок-схему варианта осуществления новой структуры 530 R-CQICH, которая может обеспечивать обратную связь CQI для множества каналов CDMA. В этом варианте осуществления 4-битное значение CQI для канала CDMA кодируется блочным кодом (12, 4) блочным кодером 532, чтобы сформировать кодовое слово с 12 символами. N 1-битных значений CQI для N каналов CDMA совместно кодируются блочным кодом (12, N) блочным кодером 534, чтобы сформировать кодовое слово с 12 символами. Скорость (R) блочного кода равна количеству входных битов на количество выходных битов, или R=4/12 для блочного кода (12, 4) и R=N/12 для блочного кода (12, N). Разные скорости кода формируют разные величины избыточности и требуют разных качеств принятого сигнала для надежного приема. Отсюда, разные значения мощности передачи могут использоваться для кодового слова из блочного кодера 534 в зависимости от количества каналов N CDMA.
Переключатель 536 выбирает либо выходной сигнал блочного кодера 532 для полного режима, либо выходной сигнал блочного кодера 534 для дифференциального режима. Символы с переключателя 536 обрабатываются узлом 536 покрытия Уолша, сумматором 540, блоком 542 точечного отображения сигнала и блоком 544 покрытия Уолша тем же самым образом, описанным выше для блоков 518, 520, 522 и 524 соответственно на фиг. 5A. Блок 544 покрытия Уолша выдает выходные символы, которые дополнительно обрабатываются и передаются по R-CQICH.
Блочное кодирование кодером 534 может быть выражено в матричной форме, как изложено ниже:
u
u
0
1
k-1
0
где =[u u... u] - вектор-строка 1·k для последовательности 1-битных значений CQI, с u, являющимся первым входным битом в векторе ,
y
y
G
0
1
k-1
0
= [y y... y] - вектор-строка 1·n для выходного кодового слова кодера, с y, являющимся первым выходным битом в векторе , а  - порождающая матрица k·n для блочного кодирования.
Блочные коды типично задаются в показателях своих порождающих матриц. Разные блочные коды могут быть определены для разных значений N, с 2 по 7, чтобы поддерживать вплоть до 7 каналов CDMA. Блочный код для каждого значения N может выбираться для достижения хороших эксплуатационных качеств, которые могут количественно определяться минимальным расстоянием между кодовыми словами. Таблица 2 перечисляет примерные блочные коды для N = с 2 по 7. Блочные коды в таблице 2 имеют наибольшее возможное минимальное расстояние между кодовыми словами для линейных блочных кодов.
Таблица 2
Блочный код
Порождающая матрица
Блочный код
Порождающая матрица
(12, 2)
<b><u>G</u></b> = <img file="00000012.tif" he="12" wi="11" img-content="undefined" img-format="tif" />
(12, 3)
<b><u>G</u></b> = <img file="00000013.tif" he="19" wi="36" img-content="undefined" img-format="tif" />
(12, 4)
<b><u>G</u></b> = <img file="00000014.tif" he="25" wi="36" img-content="undefined" img-format="tif" />
(12, 5)
<b><u>G</u></b> = <img file="00000015.tif" he="31" wi="36" img-content="undefined" img-format="tif" />
(12, 6)
<b><u>G</u></b> = <img file="00000016.tif" he="38" wi="36" img-content="undefined" img-format="tif" />
(12, 7)
<b><u>G</u></b> = <img file="00000017.tif" he="44" wi="36" img-content="undefined" img-format="tif" />
Блочное кодирование для N=1 может соответствовать битовому повторению 12·, выполняемому блоком 514 на фиг. 5A. В варианте осуществления, показанном на фиг. 2, блочный код (12, 2) состоит из блочного кода (3, 2), сопровождаемого повторением 4· последовательности. Порождающая матрица для блочного кода (12, 4) в кодере 534 является такой же, как порождающая матрица для блочного кода (12, 4) в кодерах 512 и 532. Блочные коды (12, 2), (12, 3), (12, 4), (12, 5), (12, 6) и (12, 7) в таблице 2 имеют минимальные расстояния 8, 6, 6, 4, 4 и 4, соответственно. Другие порождающие матрицы также могут определяться и использоваться для блочных кодов для оповещений о дифференциальном CQI.
Фиг. 5B и 4C показывают примерную структуру 530 R-CQICH, которая поддерживает множество каналов CDMA и является обратно совместимой с текущей структурой 510 R-CQICH, показанной на фиг. 5A. Если принимается только один канал CDMA, то оповещения о полном CQI для этого канала CDMA могут обрабатываться блочным кодом (12, 4), оповещения о дифференциальном CQI могут обрабатываться битовым повторением 12·, а выходной сигнал блока 544 покрытия Уолша был бы идентичным выходному сигналу блока 524 покрытия Уолша на фиг. 5A. Дополнительные каналы CDMA могут поддерживаться (1) передачей оповещений о полном CQI для каналов CDMA в разных временных интервалах и (2) совместной передачей оповещений о дифференциальном CQI для каналов CDMA в одном и том же временном интервале.
Структура R-CQICH, показанная на фиг. 5B предусматривает восстановление оповещений о полном и дифференциальном CQI для множества каналов CDMA с минимальными изменениями в отношении структуры R-CQICH, показанной на фиг. 5A. Аппаратные средства для физического уровня могут выполнять блочное декодирование для оповещений о полном CQI. Демультиплексирование оповещений о полном CQI для разных каналов CDMA может выполняться на уровне управления доступом к среде передачи (MAC). Блочное декодирование для оповещений о дифференциальном CQI может выполняться на физическом уровне или уровне MAC.
R-CQICH для множества каналов CDMA также может быть реализован с помощью других структур, что также входит в объем настоящего изобретения. Например, оповещения о полном CQI для множества каналов CDMA могут декодироваться блочным кодом и передаваться в одном и том же временном интервале. В качестве еще одного примера, оповещения о дифференциальном CQI для подмножества каналов CDMA могут отправляться во временном интервале.
Терминалу может быть назначено множество групп несущих FL и RL, как показано на фиг. 3. Для каждой группы несущих, R-CQICH, передаваемый на несущей RL в группе, может переносить оповещения о CQI для несущих FL в группе, как описано выше для фиг. 5B. Оповещения о CQI могут передаваться различными способами.
Фиг. с 6A по 6E показывают некоторые примерные передачи по R-CQICH. На этих чертежах оповещение о полном CQI представлено более высоким прямоугольником, а оповещение о дифференциальном CQI представлено более коротким прямоугольником. Высота прямоугольника грубо указывает величину мощности передачи, используемой для передачи оповещения о CQI. Номер(а) внутри каждого прямоугольника указывает несущую(ие) FL, сообщенную оповещением о CQI, переданным в таком прямоугольнике.
Фиг. 6A показывает передачу оповещений о полном и дифференциальном CQI для двух несущих 1 и 2 FL по R-CQICH. В этом примере оповещение о полном CQI для несущей 1 FL передается во временном интервале, затем оповещения о дифференциальном CQI для несущих 1 и 2 FL передаются в некотором количестве временных интервалов, затем оповещение о полном CQI для несущей 2 FL передается во временном интервале, затем оповещения о дифференциальном CQI для несущих 1 и 2 FL передаются в некотором количестве временных интервалов, затем оповещение о полном CQI для несущей 1 FL передается во временном интервале и так далее. Вообще, оповещения о полном CQI для каждой несущей FL могут передаваться с любой частотой, и одинаковые или разные частоты оповещения могут использоваться для несущих FL. В варианте осуществления, оповещение о полном CQI передается в одном (например, первом) временном интервале каждого кадра в 20 мс, а оповещения о дифференциальном CQI передаются в 15 оставшихся временных интервалах в кадре. Оповещения о полном CQI для несущих 1 и 2 FL могут перемежаться, как показано на фиг. 6A или могут мультиплексироваться другими способами.
Фиг. 6B показывает передачу оповещений о полном CQI для двух несущих 1 и 2 FL по R-CQICH. В этом примере оповещение о полном CQI для несущей 1 FL передается во временном интервале, затем оповещение о полном CQI для несущей 2 FL передается в следующем временном интервале, затем оповещение о полном CQI для несущей 1 FL передается в следующем временном интервале и так далее.
Фиг. 6C показывает передачу оповещений о полном и дифференциальном CQI для трех несущих 1, 2 и 3 FL по R-CQICH с коэффициентом повторения два, или REP=2. В этом примере оповещение о полном CQI для несущей 1 FL передается в первых двух временных интервалах кадра в 20 мс, затем оповещения о дифференциальном CQI для несущих 1, 2 и 3 FL передаются в каждом оставшемся временном интервале в кадре, затем оповещение о полном CQI для несущей 2 FL передается в первых двух временных интервалах следующего кадра в 20 мс, затем оповещения о дифференциальном CQI для несущих 1, 2 и 3 FL передаются в каждом оставшемся временном интервале в кадре, затем, оповещение о полном CQI для несущей 3 FL передается в первых двух временных интервалах следующего кадра в 20 мс, затем оповещения о дифференциальном CQI для несущих 1, 2 и 3 FL передаются в каждом оставшемся временном интервале в кадре, затем оповещение о полном CQI для несущей 1 FL передается в первых двух временных интервалах следующего кадра в 20 мс и так далее. Оповещение о дифференциальном CQI может передаваться в двух следующих друг за другом временных интервалах подобно оповещению о полном CQI или может передаваться в одиночном временном интервале.
Фиг. 6D показывает передачу оповещений о полном CQI для трех несущих 1, 2 и 3 FL по R-CQICH с коэффициентом повторения два. В этом примере, оповещение о полном CQI для несущей 1 FL передается в двух временных интервалах, затем оповещение о полном CQI для несущей 2 FL передается в следующих двух временных интервалах, затем оповещение о полном CQI для несущей 3 FL передается в следующих двух временных интервалах, затем оповещение о полном CQI для несущей 1 FL передается в следующих двух временных интервалах и так далее.
Фиг. 6E показывает передачу оповещений о полном CQI для трех несущих 1, 2 и 3 FL по R-CQICH с коэффициентом повторения два и двумя временными интервалами переключения. В этом примере оповещения о полном CQI для несущих 1, 2 и 3 FL передаются способом, описанным выше для фиг. 6D. Однако, последние четыре временных интервала в кадре в 20 мс используются для отправки шаблона временных интервалов переключения (обозначенного «s» на фиг. 6E), который является сообщением для переключения на новую обслуживающую базовую станцию.
Как показано на фиг. с 6A по 6E, мультиплексирование с временным разделением оповещений о полном CQI для всех несущих FL приводит к получению частоты оповещений для оповещений о полном CQI для заданной несущей FL, уменьшающейся по мере того, как увеличивается количество несущих FL в группе. Например, если группа включает в себя 7 несущих FL, то оповещение о полном CQI может передаваться с частотой один раз каждые 7·20 мс = 140 мс для каждой несущей FL. Совместное кодирование оповещений о дифференциальном CQI для всех несущих FL приводит к получению частоты оповещений для оповещений о дифференциальном CQI, являющейся независимой не подверженной влиянию количества несущих FL в группе. При переключении на новую соту шаблон временных интервалов переключения «прореживает» (или замещает) оповещения о полном CQI. Прореживание может не воздействовать одинаковым образом на все несущие FL. В примере, показанном на фиг. 6E, шаблон временного интервала переключения оказывает воздействие на несущие 1 и 2 FL, но не на несущую 3 FL.
В варианте осуществления терминал выбирает единственную базовую станцию для передачи данных по прямой линии связи. Эта единственная базовая станция может выбираться на основании качеств принятых сигналов, измеренных в терминале для основной несущей FL, всех назначенных несущих FL или подмножества назначенных несущих FL. R-CQICH для всех несущих RL используют покрытие Уолша для выбранной базовой станции, а следовательно, ориентированы на одну и ту же соту. Выбор единственной базовой станции устраняет внеочередные передачи по прямой линии связи и их потенциальное отрицательное влияние на протокол радиосвязи (RLP). В прямом направлении кадры RLP типично предварительно компонуются в контроллере базовой станции (BSC), а затем пересылаются на базовую станцию для передачи на терминал. Таким образом, внеочередной передачи кадров RLP можно избежать посредством передачи с единственной базовой станции.
В еще одном варианте осуществления терминал может выбирать множество базовых станций для передачи данных по прямой линии связи. Поскольку характеристики замирания могут быть разными для разных несущих FL, как отмечено выше, этот вариант осуществления предоставляет терминалу возможность выбирать подходящую базовую станцию для каждой несущей FL или каждой группы несущих FL, что может улучшить общую пропускную способность.
3. R-PICH
Желательно уменьшать служебные данные обратной линии связи для передачи данных по прямой линии связи. Это может быть реализовано наделением терминала одиночной группой несущих, состоящей из множества несущих FL и одиночной несущей RL. Данные могут передаваться на множестве несущих FL, а подтверждения и обратная связь CQI могут эффективно передаваться на одиночной несущей RL.
В определенных случаях может использоваться множество несущих RL. Например, базовая станция может не поддерживать новые структуры R-ACKCH и R-CQICH, описанные выше. В этом случае каждая несущая FL может быть связана с одной несущей RL, которая поддерживает R-ACKCH и R-CQICH для такой несущей FL.
В модификации D cdma2000 терминал передает пилот-сигнал по R-PICH, чтобы содействовать базовой станции в детектировании передачи обратной линии связи. Если назначена одиночная несущая RL, то служебные данные пилот-сигнала совместно используются среди всех несущих FL, связанных с этой несущей RL. Однако если назначено множество несущих RL и если R-PICH передается на каждой несущей RL для поддержки R-ACKCH и R-CQICH, то служебные данные пилот-сигнала могут быть значительными для такой низкой скорости передачи данных по обратной линии связи. Сокращение служебных данных пилот-сигнала может быть реализовано с использованием режима удерживания управления.
Фиг. 7 показывает передачу полного и стробированного пилот-сигналов по R-PICH. Полным пилот-сигналом является передача пилот-сигнала в каждом временном интервале, которая определяется как частота 1 стробирования пилот-сигнала. Режим удерживания управления, определенный в модификации D cdma2000 (или просто «режим удерживания управления модиф. D»), поддерживает частоты стробирования пилот-сигнала 1/2 и 1/4. Как показано на фиг. 7, стробированным пилот-сигналом является передача пилот-сигнала в некоторых из временных интервалов или, более точно, в каждом втором временном интервале для частоты стробирования пилот-сигнала 1/2 и в каждом четвертом временном интервале для частоты стробирования пилот-сигнала 1/4.
В модификации D cdma2000 базовая станция переводит терминал в режим удерживания управления передачей сообщения уровня 3, обычно, после истечения таймера удерживания управления. Например, если базовая станция не принимает никаких данных от терминала и не передает никаких данных на терминал в течение конкретного периода времени, то базовая станция может передавать сообщение уровня 3 на терминал, чтобы переводить его в режим удерживания управления. Поступление новых данных на базовую станцию либо на терминал инициирует переход из режима задерживания управления. Если новые данные прибывают на терминал, то терминал автономно переходит из режима удерживания управления и начинает передачу полного пилот-сигнала наряду с данными по обратной линии связи. Базовая станция обнаруживает переход терминала из режима удерживания передачи и декодирует данные, переданные с полным пилот-сигналом. Если новые данные поступают на базовую станцию, то базовая станция сначала активизирует терминал отправкой сообщения MAC по F-PDCCH. В то время как в режиме удерживания управления терминал не обрабатывает F-PDCH для сбережения энергии.
Многие применения характеризуются ассиметричным трафиком данных, и множество F-PDCH на множестве несущих FL могут быть желательными для этих применений. Как следствие, может понадобиться передать множество обратных полот-сигналов на множестве несущих RL для поддержания множества F-PDCH. Кроме обратных полот-сигналов, трафик на вспомогательных несущих может состоять только из оповещений о CQI по R-CQICH и подтверждений по R-ACKCH. При таком сценарии, использование режима удерживания управления может значительно сократить служебные данные обратной линии связи на вспомогательных несущих RL.
Однако режим удерживания управления модиф. D непосредственно не пригоден для вспомогательных несущих RL по следующим причинам. Во-первых, терминал не декодирует F-PDCH, в то время как в режиме удерживания управления модиф. D. Во-вторых, терминалу требуется переход из режима удерживания управления модиф. D до передачи по R-ACKCH, и сообщение уровня 3 с базовой станции необходимо для перевода терминала обратно в режим задерживания управления. Нежелательно передавать сообщение уровня 3 каждый раз, когда терминал выполняет передачу по R-ACKCH. Более того, поскольку базовая станция передает сообщение уровня 3 после истечения таймера удерживания управления (что обычно имеет значение порядка в несколько сотен миллисекунд), полный полот-сигнал передается по обратной линии связи в течение этого промежутка времени.
В еще одном другом аспекте «вспомогательный» режим удерживания управления определен для использования на вспомогательной несущей RL. В варианте осуществления вспомогательный режим удерживания управления отличается от режима удерживания управления модиф. D следующими образами действий:
- Терминал может обрабатывать F-PDCH при вспомогательном режиме удерживания управления.
- Терминал может передавать подтверждения по R-ACKCH без перехода из вспомогательного режима удерживания управления.
- Если F-PDCH декодирован успешно, то терминал может автономно передавать полный полот-сигнал наряду с подтверждениями по R-ACKCH.
- Терминал может возобновлять стробирование полот-сигнала после завершения передачи R-ACKCH. Вспомогательный режим удерживания управления также может определяться другими и/или дополнительными признаками.
Чтобы сократить служебные данные полот-сигнала в обратной линии связи, режим удерживания управления модиф. D может использоваться на основной несущей RL, и вспомогательный режим удерживания управления может использоваться на каждой вспомогательной несущей RL. Два варианта режима удерживания управления могут поддерживать эффективное использование множества несущих RL для работы на множестве несущих.
В варианте осуществления, режим удерживания управления может быть определен независимо для каждой несущей RL. Возможны следующие сценарии:
- Основная несущая RL находится в активном режиме, а любое количество вспомогательных несущих RL может быть в режиме удерживания управления. Терминал может обрабатывать F-PDCH для вспомогательных несущих RL и может передавать по R-ACKCH, не выходя из режима удерживания управления.
- Все несущие RL находятся в режиме удерживания управления. Терминал не обрабатывает F-PDCH и не передает по R-ACKCH, не выходя из режима удерживания управления. Это является режимом сбережения энергии.
4. R-REQCH
Терминал может передавать различные типы информации по R-REQCH на базовую станцию. Запускающие события для отправки сообщений R-REQCH в модификации D cdma2000 также могут использоваться в качестве запускающих событий для передачи сообщений R-REQCH для работы на множестве несущих. В варианте осуществления терминал передает сообщения R-REQCH на основной несущей RL для передачи имеющей отношение к обслуживанию информации на базовую станцию. Одиночный буфер может удерживаться на обслуживание для передачи данных на всех несущих RL. Относящаяся к услугам информация может включать в себя размер буфера и скрещивание водяных знаков. В варианте осуществления терминал посылает сообщения R-REQCH на основной и вспомогательной несущих RL для передачи информации о запасе по мощности для этих несущих RL. Запускающее событие оповещения о мощности для каждой несущей RL может использоваться для посылки сообщений для передачи информации о запасе по мощности для такой несущей RL.
5. Планирование
Планирование терминалов на передачу данных по прямой и обратной линиям связи может выполняться различными способами. Планирование может быть централизованным для множества несущих или распределенным для каждой несущей. В варианте осуществления централизованный планировщик планирует терминалы для передачи данных по множеству несущих. Централизованный планировщик может поддерживать гибкие алгоритмы планирования, которые могут использовать информацию CQI по всем несущим, чтобы улучшать пропускную способность и/или обеспечивать требуемое качество обслуживания (QoS). В еще одном варианте осуществления распределенный планировщик предусмотрен для каждой несущей и планирует терминалы для передачи на такой несущей. Распределенные планировщики для разных несущих могут работать независимо друг от друга и могут снова использовать существующие алгоритмы планирования для модификации D cdma2000.
Терминалу может быть назначено множество несущих, которые могут поддерживаться одиночной канальной платой или множеством канальных плат на базовой станции. Если множество несущих FL управляются разными канальными платами, то имеет место задержка связи канальной платы, которая может быть порядка нескольких миллисекунд. Даже если эта задержка мала, она в типовом случае является большей, чем 1,25 мс, что является промежутком времени для декодирования R-ACKCH, а предпочтительно также для декодирования R-CQICH и планирования новой передачи по F-PDCH.
Централизованный планировщик может вносить дополнительную задержку планирования, если множество канальных плат используется для разных несущих FL. Эта дополнительная задержка состоит из двух компонент. Первой компонентой является задержка R-CQICH на распространение обратной связи CQI от канальной карты, которая управляет декодированием обратной линии связи, до централизованного планировщика. Второй компонентой является задержка поступления выбранного пакета кодировщика в канальную плату, управляющую передачей F-PDCH. Дополнительная задержка может оказывать влияние на пропускную способность системы, но ее влияние будет ограничено относительно узким диапазоном скоростей и моделей каналов.
Распределенные планировщики могут не вносить дополнительную задержку, описанную выше для централизованного планировщика, например, если декодирование обратной линии связи и передача прямой линии связи управляются одной канальной картой. Это осуществимо, если нет вспомогательных несущих FL в группе несущих. Однако если распределенный планировщик реализован в каждой канальной плате, то отдельный буфер может поддерживаться для каждой канальной платы, чтобы данные могли находиться рядом с планировщиком. Этот буфер платы может быть небольшим, а больший буфер может располагаться где угодно на базовой станции. Распределенный планировщик должен иметь достаточно данных для планирования трафика. Задержка на получение дополнительных данных из большего буфера может быть порядка нескольких миллисекунд. Размер буфера платы должен учитывать наивысшую возможную скорость передачи данных по эфиру, чтобы избежать незаполнения буфера. Хотя буферы в канальных платах могут быть относительно небольшими, есть большая вероятность для внеочередного приема кадра RLP в терминале. Поэтому более длительное окно детектирования может использоваться для кадров RLP. Традиционные технологии ранней передачи NAK бесполезны, так как они не учитывают тот факт, что трафик может быть неупорядоченным даже при первой передаче. Более длительное окно детектирования задержки в RLP может оказывать большее влияние на TCP (протокол управления передачей). Может использоваться множество экземпляров RLP, например один на F-PDCH, но оно может обусловить внеочередное поступление сегментов TCP.
Кадры RLP, как правило, предварительно компонуются в BSC и дополняются служебными данными MUX (мультиплексирования). Каждый кадр RLP, включая служебные данные MUX, содержит 384 бита в cdma2000 и идентифицируется 12-битным порядковым номером. Заголовок RLP cdma2000 выделяет 12 бит для порядковых номеров кадра RLP, которые используются для повторной сборки кадров RLP в терминале. При условии такого небольшого размера кадра RLP пространство последовательностей может быть недостаточным при высоких скоростях передачи, таких как достижимые в конфигурациях с множеством несущих. Для поддержания высоких скоростей передачи данных при существующем RLP, кадры RLP могут предварительно сегментироваться, чтобы дополнительные 12 бит пространства последовательностей, которые используются для сегментированных кадров RLP, могли использоваться повторно. Пространство последовательностей не является проблемой в обратной линии связи, поскольку не требуется предварительно пакетировать кадры RLP.
Процедура установления соединения по вызову для работы с множеством несущих может быть реализована как изложено ниже. Терминал получает системную информацию из прямого канала синхронизации (F-SYNCH) и получает сообщения служебных данных из прямого канала поискового вызова (F-PCH) или прямого канала управления широковещательной передачей (F-BCCH), передаваемых на основной несущей FL. Терминал затем инициирует вызов на основной несущей RL. Базовая станция может назначать канал трафика терминалу посредством расширенного сообщения назначения канала (ECAM), передаваемого на основной несущей FL. Терминал обнаруживает канал трафика и переходит в состояние контроля мобильной станцией канала трафика, которое является одним из рабочих состояний мобильной станции в cdma2000. В варианте осуществления рабочие состояния определены только для основных несущих. После этого, базовая станция может назначать множество несущих FL и RL, например, посредством универсального сообщения управления передачей обслуживания (UHDM). При инициализации канала трафика на новой несущей, базовая станция может начинать передачу команд по прямому общему каналу управления мощностью (F-CPCCH) после передачи UHDM. Терминал может начинать передачу R-PICH после приема UHDM. Терминал может послать сообщение завершения передачи обслуживания (HCM), которое является сообщением протокола уровня 3 cdma2000, на основной несущей RL, на базовую станцию, чтобы сигнализировать обнаружение F-CPCCH.
6. Последовательности операций обработки и система
Фиг. 8 показывает вариант осуществления последовательности 800 операций, выполняемой терминалом для работы на множестве несущих. Терминал принимает назначение множества несущих прямой линии связи (FL) и, по меньшей мере, одной несущей обратной линии связи (RL) (этап 812). Терминал может принимать передачу данных на одной или более из множества несущих FL (этап 814). Терминал может демодулировать и декодировать принятые данные раздельно для каждой несущей FL (этап 816). Терминал также может передавать данные на, по меньшей мере, одной несущей RL (этап 818). Терминал может планироваться для передачи данных по прямой и/или обратной линии связи на основании различных факторов, таких как наличие системных ресурсов, объем данных для передачи, канальные условия и так далее.
Терминал может отправлять определенную сигнализацию RL на основной несущей RL, которая может быть определена из числа, по меньшей мере, одной несущей RL (этап 820). Терминал может принимать определенную сигнализацию FL на основной несущей FL, которая может быть определена из числа множества несущих FL (этап 822). Например, терминал может инициировать вызов на основной несущей RL и может принимать сигнализацию для установления соединения по вызову на основной несущей FL. Терминал может выбирать базовую станцию для передачи данных по прямой линии связи на основании качества принятого сигнала для основной несущей FL.
Множество несущих FL и, по меньшей мере, одна несущая RL могут быть скомпонованы в, по меньшей мере, одну группу. Каждая группа может включать в себя, по меньшей мере, одну несущую FL и одну несущую RL, как показано на фиг. 3. Терминал может принимать пакеты на несущей(их) FL в каждой группе и может посылать подтверждения для принятых пакетов посредством несущей RL в такой группе. Терминал также может посылать оповещения о CQI для несущей(их) FL в каждой группе посредством несущей RL в такой группе. Одна несущая FL в каждой группе может быть определена в качестве основной несущей FL группы. Терминал может принимать сигнализацию для несущей RL в каждой группе посредством основной несущей FL группы.
Фиг. 9 показывает вариант осуществления последовательности 900 операций для передачи подтверждений. Терминал принимает пакеты по множеству каналов данных (например, F-PDCH), передаваемых посредством множества несущих прямой линии связи (FL) (этап 912). Терминал определяет подтверждения для пакетов, принятых по каналам данных (этап 914). Терминал разделяет по каналам подтверждение для каждого канала данных с помощью ортогонального кода (например, кода Уолша), назначенного такому каналу данных, чтобы сформировать последовательность символов для канала данных (этап 916). Терминал реплицирует последовательность символов для каждого канала данных кратное количество раз (этап 918). Терминал формирует символы модуляции для канала подтверждения (например, R-ACKCH) на основании реплицированных последовательностей символов для множества каналов данных (этап 920).
Количество каналов данных может быть конфигурируемым. Ортогональный код из всех нулей или всех единиц может использоваться, если подтверждения отправляются только для одного канала данных, например, для обратной совместимости с модификацией D cdma2000. Ортогональные коды первой длины (например, в четыре символа псевдошумовой последовательности) могут использоваться, если количество каналов данных является меньшим, чем первое значение (например, четыре). Ортогональные коды второй длины (например, в восемь символов псевдошумовой последовательности) могут использоваться, если количество каналов данных является равным или большим, чем первое значение. Коэффициент повторения также может зависеть от количества каналов данных.
Фиг. 10 показывает вариант осуществления последовательности 1000 операций для передачи оповещений об индикаторе качества канала (CQI). Терминал получает оповещения о полном индикаторе качества канала (CQI) для множества несущих прямой линии связи (FL), причем каждое оповещение о полном CQI указывает на качество принятого сигнала для одной несущей FL (этап 1012). Терминал разделяет по каналам каждое оповещение о полном CQI с помощью ортогонального кода (например, кода Уолша) для выбранной базовой станции (этап 1014). Терминал посылает оповещения о полном CQI для множества несущих FL в разных интервалах времени (или временных интервалах) по каналу CQI (этап 1016). Терминал может совершать цикл по множеству несущих FL, выбирать одну несущую FL в каждый данный момент времени и посылать оповещение о полном CQI для каждой выбранной несущей FL в интервале времени, определенном для передачи оповещения о полном CQI.
Терминал получает оповещения о дифференциальном CQI для множества несущих FL для конкретного интервала времени (этап 1018). Терминал кодирует оповещения о дифференциальном CQI совместно для множества несущих FL, чтобы получать кодовое слово (этап 1020). Терминал может выбирать блочный код на основании количества несущих FL и может совместно кодировать дифференциальные оповещения о CQI с помощью выбранного блочного кода. Терминал разделяет по каналам кодовое слово с помощью ортогонального кода для выбранной базовой станции (этап 1022). Затем терминал отправляет кодовое слово по каналу CQI в конкретном интервале времени (этап 1024).
Фиг. 11 показывает вариант осуществления последовательности 1100 операций для сокращения служебных данных пилот-сигнала, например, для работы на множестве несущих. Терминал работает в режиме удерживания управления, который предусматривает передачу стробированного полот-сигнала (этап 1112). Терминал принимает канал данных (например, F-PDCH), передаваемый по прямой линии связи, в то время как в режиме удерживания управления (этап 1114). Терминал передает стробированный пилот-сигнал по обратной линии связи, если никакие другие передачи не посылаются по обратной линии связи (этап 1116). Терминал передает полный пилот-сигнал по обратной линии связи, если передача посылается по обратной линии связи (этап 1118). Например, терминал может формировать подтверждение для пакетов, принятых по каналу данных, отправлять подтверждения наряду с полным пилот-сигналом по обратной линии связи и возобновлять передачу стробированного пилот-сигнала после завершения передачи подтверждений по обратной линии связи. Терминал переходит из режима удерживания управления в ответ на событие выхода, которым может быть прием сигнализации для выхода из режима удерживания сигнализации, передача данных по обратной линии связи и так далее (этап 1120).
Фиг. с 8 по 11 показывают последовательности операций, выполняемые терминалом для работы на множестве несущих. Базовая станция выполняет комплементарную обработку для поддержки работы на множестве несущих.
Фиг. 12 показывает структурную схему варианта осуществления базовой станции 110 и терминала 120. Для прямой линии связи, на базовой станции 110, кодер 1210 принимает данные трафика и сигнализацию для терминалов. Кодер 1210 обрабатывает (например, кодирует, перемежает и отображает в символы) данные трафика и сигнализацию и формирует выходные данные для различных каналов прямой линии связи, например F-PDCH, F-PDCCH, F-ACKCH и F-GCH. Модулятор 1212 обрабатывает (например, разделяет по каналам, спектрально расширяет и скремблирует) выходные данные для различных каналов прямой линии связи и формирует выходные символы псевдошумовой последовательности. Передатчик (TMTR) 1214 преобразует (например, преобразует в аналоговую форму, усиливает, фильтрует и преобразует с повышением частоты) выходные символы псевдошумовой последовательности и формирует сигнал прямой линии связи, который передается через антенну 1216.
В терминале 120, антенна 1252 принимает сигнал прямой линии связи с базовой станции 110, а также сигналы с других базовых станций, и выдает принятый сигнал в приемник (RCVR) 1254. Приемник 1254 преобразует (например, фильтрует, усиливает, преобразует с понижением частоты и оцифровывает) принятый сигнал и выдает отсчеты данных. Демодулятор (Демод.) 1256 обрабатывает (например, дескремблирует, выполняет декомпрессию и удаление разделения по каналам) отсчеты данных и выдает оценки символов. В варианте осуществления приемник 1254 и/или демодулятор 1256 выполняют фильтрацию для пропускания всех интересующих несущих FL. Декодер 1258 обрабатывает (например, обращенно отображает, обращенно перемежает и декодирует) оценки символов и выдает декодированные данные для данных трафика и сигнализации, переданных базовой станцией 110 на терминал 120. Демодулятор 1256 и декодер 1258 могут выполнять демодуляцию и декодирование раздельно для каждой несущей FL.
В обратной линии связи, в терминале 120, кодер 1270 обрабатывает данные трафика и сигнализацию (например, подтверждения и оповещения о CQI) и формирует выходные данные для различных каналов обратной линии связи, например R-PDCH, R-ACKCH, R-CQICH, R-PICH и R-REQCH. Модулятор 1272 дополнительно обрабатывает выходные данные и формирует выходные символы псевдошумовой последовательности. Передатчик 1274 преобразует выходные символы псевдошумовой последовательности и формирует сигнал обратной линии связи, который передается через антенну 1252. На базовой станции 110, сигнал обратной линии связи принимается антенной 1216, преобразуется приемником 1230, обрабатывается демодулятором 1232 и дополнительно обрабатывается декодером 1234, чтобы восстановить данные и сигнализацию, переданные терминалом 120.
Контроллеры/процессоры 1220 и 1260 управляют работой на базовой станции 110 и терминале 120, соответственно. Память 1222 и 1262 хранит данные и управляющие программы, соответственно, для контроллеров/процессоров 1220 и 1260. Планировщик 1224 может назначать несущие FL и/или RL терминалам и может планировать терминалы на передачу данных по прямой и обратной линиям связи.
Технологии передачи на множестве несущих, описанные в материалах настоящей заявки, имеют следующие желательные характеристики:
- прямая линию связи с множеством несущих, которая является обратно совместимой с прямой линией связи модиф. D: нет изменений в отношении физического уровня модиф. D,
- обратная линия связи с множеством несущих, которая является обратно совместимой с обратной линией связи модиф. D: новые обратно совместимые структуры R-ACKCH и R-CQICH, не должны оказывать влияние на аппаратную реализацию, и
- гибкая конфигурируемая система: K несущих FL и M несущих RL, где K≤N·M и K≥M.
Технологии передачи, описанные в материалах настоящей заявки, могут обеспечивать различные преимущества. Во-первых, технологии предоставляют модификации D cdma2000 возможность поддерживать множество несущих с использованием модернизации только или по большей части программного обеспечения/аппаратно реализованного программного обеспечения. Относительно незначительные изменения производятся в отношении некоторых каналов RL (например, R-ACKCH и R-CQICH) для поддержки работы на множестве несущих. Эти изменения могут быть обеспечены модернизацией программного обеспечения/аппаратно реализованного программного обеспечения на базовых станциях, так что существующие аппаратные средства, такие как канальные платы, могут снова использоваться. Во-вторых, более высокие пиковые скорости передачи данных могут поддерживаться в прямой и обратной линиях связи. В-третьих, использование множества F-PDCH на множество несущих FL может улучшать разнесение, которое может улучшать QoS. Гибкая структура несущих предоставляет возможность постепенного повышения скоростей передачи данных при достижении успехов в технологии VLSI (сверхвысокой интеграции).
Заголовки включены в материалы настоящей заявки для ссылки для обеспечения определения местоположения некоторых разделов. Эти заголовки не предназначены для ограничения объема концепций, описанных ниже и применимых в других разделах по всему взятому в целом описанию изобретения.
Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что информация и сигналы могут быть представлены с использованием любого из многообразия различных методов и технологий. Например, данные, инструкции, команды, информация, сигналы, биты, символы и символы псевдошумовой последовательности, которые могут упоминаться в описании, могут быть представлены напряжениями, токами, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами, оптическими полями или частицами, или любым их сочетанием.
Специалистам, кроме того, должно быть понятно, что различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы и этапы алгоритмов, описанные в связи с вариантами осуществления, раскрытыми в материалах настоящей заявки, могут быть реализованы в виде электронных аппаратных средств, компьютерного программного обеспечения или сочетания обоих. Чтобы ясно проиллюстрировать эту взаимозаменяемость аппаратных средств и программного обеспечения, различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и этапы были описаны выше, как правило, посредством их функциональных возможностей. Реализованы ли такие функциональные возможности в виде аппаратных средств или программного обеспечения, зависит от конкретного применения и проектных ограничений, накладываемых на всю систему. Квалифицированные специалисты могут реализовать описанные функциональные возможности различимыми способами для каждого конкретного применения, но такие решения реализации не должны интерпретироваться как выходящие за пределы объема настоящего изобретения.
Различные иллюстративные блоки, модули и схемы, описанные в связи с вариантами осуществления, раскрытыми в материалах настоящей заявки, могут быть реализованы или выполнены с помощью процессора общего применения, цифрового сигнального процессора (ЦСП, DSP), специализированной интегральной схемы (ASIC), программируемой вентильной матрицы (FPGA) или других программируемых логических устройств, дискретной вентильной или транзисторной логики, дискретных компонентов аппаратных средств или любой их комбинации, спроектированной для выполнения функций, описанных в материалах настоящей заявки. Процессором общего применения может быть микропроцессор, но в альтернативном варианте процессором может быть любой традиционный процессор, контроллер, микроконтроллер или конечный автомат. Процессор также может быть реализован в виде комбинации вычислительных устройств, например сочетания ЦСП и микропроцессора, множества микропроцессоров, одного или более микропроцессоров в соединении с ЦСП-ядром или любой другой такой конфигурации.
Этапы способа или алгоритма, описанные в связи с вариантами осуществления, раскрытыми в материалах настоящей заявки, могут быть воплощены непосредственно в аппаратных средствах, в программном модуле, выполняемом процессором, или в их сочетании. Программный модуль может находиться в памяти ОЗУ (оперативного запоминающего устройства, RAM), флэш-памяти, памяти ПЗУ (постоянного запоминающего устройства, ROM), памяти ЭСПЗУ (электрически программируемого ПЗУ, EPROM), памяти ЭСППЗУ (электрически стираемого и программируемого ПЗУ, EEPROM), регистрах, на жестком диске, съемном диске, CD-ROM (ПЗУ на компакт-диске) или любом другом виде запоминающего носителя, известного в данной области техники. Примерный запоминающий носитель связывается с процессором, чтобы процессор мог считывать информацию и записывать информацию на запоминающий носитель. В альтернативном варианте запоминающий носитель может быть интегральным по отношению к процессору. Процессор и запоминающий носитель могут находиться в ASIC. ASIC может находиться в пользовательском терминале. В альтернативном варианте процессор и запоминающий носитель могут находиться, в виде дискретных компонентов, в пользовательском терминале.
Предшествующее описание раскрытых вариантов осуществления предоставлено, чтобы дать любому специалисту в данной области техники возможность изготовить или использовать настоящее изобретение. Различные модификации в отношении этих вариантов осуществления будут очевидны специалистам в данной области техники, а общие принципы, определенные в материалах настоящей заявки, могут применяться к другим вариантам осуществления без применения сущности или объема изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не ограничивается вариантами осуществления, показанными в материалах настоящей заявки, а должно соответствовать самому широкому объему, согласованному с принципами и новыми признаками, раскрытыми в материалах настоящей заявки.