СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЯЗЫВАНИЯ СХЕМЫ МОДУЛЯЦИИ И КОДИРОВАНИЯ С ОБЪЕМОМ РЕСУРСОВ
METHOD AND DEVICE TO RELATE MODULATION AND CODING CIRCUIT WITH SCOPE OF RESOURCES

ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
По настоящей заявке испрашивается приоритет согласно предварительной заявке на патент США №61/125,961, поданной 28 апреля 2008 года. По настоящей заявке также испрашивается приоритет согласно предварительным заявкам на патент США №61/048,554 и 61/048,908, поданным 29 апреля 2008 года.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к области беспроводной связи и, в частности, к выделению ресурсов в беспроводной связи.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Телекоммуникационная промышленность находится в процессе разработки нового поколения гибких и доступных средств связи, которые поддерживают высокоскоростной доступ и в то же время предоставляют широкополосные услуги. Многие функции системы мобильной связи третьего поколения (3G, third generation) уже реализованы, однако многие другие функции необходимо улучшать. В сфере таких разработок центральным стал проект сотрудничества третьего поколения (3GPP, Third Generation Partnership Project).
Одной из систем мобильной связи третьего поколения является универсальная система мобильной связи (UMTS, Universal Mobile Telecommunications System), которая служит для доставки речи, данных, мультимедийной и широкополосной информации как стационарным, так и мобильным абонентам. Система UMTS сконструирована для обеспечения повышенной пропускной способности системы и возможностей передачи данных. Эффективное использование электромагнитного спектра является ключевым фактором в системе UMTS. Известно, что достичь эффективного использования спектра можно с помощью схем дуплексной передачи с разделением по частоте (FDD, frequency division duplex) или дуплексной передачи с разделением по времени (TDD, time division duplex). Дуплексная передача с пространственным разделением (SDD, space division duplex) является третьим способом дуплексной передачи, используемым для беспроводной связи.
Как показано на фиг.1, в состав архитектуры UMTS входит пользовательское устройство 102 (UE, user equipment), наземная сеть 104 радиодоступа UMTS (UTRAN, UMTS Terrestrial Radio Access Network) и базовая сеть 126 (CN, Core Network). Радиоинтерфейс между сетью UTRAN и устройством UE обозначается Uu, а интерфейс между сетью UTRAN и базовой сетью обозначается Iu.
Доступ с высокоскоростной передачей пакетных данных по нисходящей линии связи (HSDPA, High-Speed Downlink Packet Access) и доступ с высокоскоростной передачей пакетных данных по восходящей линии связи (HSUPA, High-Speed Uplink Packet Access) являются протоколами мобильной телефонной связи 3G, входящими в семейство протоколов высокоскоростного пакетного доступа (HSPA, High-speed Packet Access). Они обеспечивают плавное развитие сетей, основанных на использовании системы UMTS, и допускают более высокие скорости передачи данных.
Развитая сеть UTRAN (EUTRAN, Evolved UTRAN) является более новым проектом по сравнению с технологией HSPA и нацелена на дальнейшее продвижение систем 3G. Сеть EUTRAN сконструирована для улучшения стандарта мобильной телефонной связи UMTS с целью удовлетворения различным ожидаемым требованиям. Сеть EUTRAN часто обозначается термином "технология долгосрочного развития" (LTE, Long Term Evolution), а также связана с таким термином, как развитие системной архитектуры (SAE, System Architecture Evolution). Одной из целей сети EUTRAN является предоставление всем системам, основанным на Интернет-протоколе (IP, internet protocol), возможности эффективной передачи IP-данных. Система будет использовать только домен PS (packet switched, с коммутацией пакетов) для речевых вызовов и вызовов с передачей данных, то есть система будет поддерживать передачу речи по Интернет-протоколу (VoIP, Voice Over Internet Protocol).
Информация о технологии LTE представлена в документе 3GPP TS 36.300 (V8.0.0, март, 2007 г.), "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2 (Release 8)" (развитый универсальный наземный радиодоступ (Е-UTRA) и развитая универсальная наземная сеть радиодоступа (E-UTRAN) - общее описание, фаза 2 (издание 8)), полностью включенном в данное описание посредством ссылки. Ниже более подробно описываются сети UTRAN и EUTRAN, хотя следует понимать, что эти сети, в особенности сеть E-UTRAN, продолжают развиваться.
Как показано на фиг.1, сеть UTRAN состоит из набора подсистем 128 радиосети (RNS, Radio Network Subsystem), каждая из которых имеет географическое покрытие некоторого числа сот 110 (С, cell). Интерфейс между подсистемами обозначается Iur. Каждая подсистема 128 радиосети (RNS) содержит контроллер 112 радиосети (RNC, Radio Network Controller) и по меньшей мере один узел 114 В, при этом каждый узел В имеет географическое покрытие по меньшей мере одной соты 110. Как видно из фиг.1, интерфейс между контроллером RNC 112 и узлом 114 В обозначается Iub, причем Iub является проводным интерфейсом, а не радиоинтерфейсом. Для любого узла 114 В существует только один контроллер RNC 112. Узел 114 В отвечает за передачу в устройство UE 102 информации и прием информации из этого устройства с использованием радиосвязи. (Антенны узла В обычно расположены на мачтах или, предпочтительно, в менее заметных пунктах.) Контроллер RNC 112 осуществляет общее управление логическими ресурсами каждого узла 114 В в пределах подсистемы RNS 128, а также контроллер RNC 112 отвечает за принятие решений о хэндовере, которые влекут за собой переключение вызова от одной соты к другой или между радиоканалами одной соты.
В радиосетях UMTS устройство UE может поддерживать множество приложений с различным качеством обслуживания, которые выполняются одновременно. На уровне MAC множество логических каналов могут быть мультиплексированы в один транспортный канал. Транспортный канал может определять способ обработки трафика из логических каналов и передачи его на физический уровень. Базовый блок данных, которым обмениваются уровень MAC и физический уровень, называется транспортным блоком (TB, Transport Block). Он состоит из блока данных PDU протокола RLC и заголовка MAC. В интервал времени, называемый временным интервалом передачи (TTI, transmission time interval), несколько транспортных блоков и некоторые другие параметры доставляются на физический уровень.
В общем случае префикс "Е" (указанный прописной или строчной буквой) обозначает технологию долгосрочного развития (LTE). Сеть Е-UTRAN состоит из узлов eNB (E-UTRAN Node В), обеспечивающих окончания протокола E-UTRA плоскости пользователя (RLC/MAC/PHY) и плоскости управления (RRC) по направлению к устройству UE. Узлы eNB взаимодействуют со шлюзом доступа (aGW, access gateway) через S1-интерфейс и соединяются друг с другом через Х2-интерфейс.
Пример архитектуры сети E-UTRAN показан на фиг.2. В этом примере E-UTRAN состоит из узлов eNB, обеспечивающих окончания протокола Е-UTRA плоскости пользователя (RLC/MAC/PHY) и плоскости управления (RRC) по направлению к устройству UE. Узлы eNB посредством S1-интерфейса соединяются с развитой базовой пакетной сетью ЕРС (evolved packet core), которая сформирована из объектов управления мобильностью (MME, Mobility Management Entity) и/или шлюзов, таких как шлюз доступа (aGW, access gateway). S1-интерфейс поддерживает отношение типа "многие-со-многими" между объектами MME и узлами eNB. Протокол конвергенции пакетных данных (PDCP, Packet Data Convergence Protocol) реализуется в узле eNB.
В этом примере между узлами eNB, которым требуется осуществлять связь друг с другом, используется Х2-интерфейс. В исключительных случаях (например, хэндовер между сетями PLMN) мобильность между узлами eNB в режиме LTE_ACTIVE поддерживается с помощью перемещения объекта ММЕ через S1-интерфейс.
Узел eNB может содержать такие функции, как управление радиоресурсами (управление радиоканалом передачи данных, управление разрешением использования радиоресурсов, управление мобильностью соединения, динамическое выделение ресурсов для устройств UE как в восходящем, так и в нисходящем направлениях), выбор объекта управления мобильностью (MME) при подсоединении устройства UE, планирование и передача сообщений пейджинга (исходящих от объекта MME), планирование и передача широковещательной информации (исходящей от объекта MME или О&М) и конфигурирование измерений и отчетов об измерениях для мобильности и планирования. Объект MME может содержать следующие функции: распределение сообщений пейджинга узлам eNB, управление безопасностью, сжатие IP-заголовка и шифрование потока пользовательских данных, оконечная обработка пакетов плоскости управления для пейджинга, переключение плоскости управления для поддержки мобильности устройства UE, управление мобильностью в неактивном состоянии, управление каналом передачи данных в рамках развития системной архитектуры (SAE) и шифрование и защита целостности сигнализации NAS.
В данное описание полностью включен документ TSG-RAN WG1 #50, R1-073842, Афины, Греция, 20-24 августа, 2007: "Notes from uplink control signaling discussions" (заметки из обсуждения сигнализации управления в восходящей линии связи). В этом документе представлены положения, связанные с сигнализацией управления в канале PUSCH.
- Данные и различные поля управления (ACK/NACK, CQI/PMI) преобразуются в раздельные символы модуляции. В данном случае АСК (acknowledgement) обозначает подтверждение приема, NACK (negative acknowledgement) обозначает отрицательное квитирование, a CQI (channel quality indicator) обозначает индикатор качества канала.
- Различные скорости кодирования для управления достигаются путем использования различного количества символов.
- Скорость кодирования для сигнализации управления задается с помощью схемы MCS канала PUSCH. Отношение выражено в таблице.
- Таблица связывает каждую схему MCS канала PUSCH с заданной скоростью кодирования для сигнализации управления, то есть с количеством символов, используемых для сигналов ACK/NAK или CQI/PMI определенного размера.
Также в данное описание посредством ссылки полностью включен документ 3GPP TSG RAN WG1, заседание #52bis, R1-081165, состоявшееся в Шенжене, Китай, 31 марта - 4 апреля 2008 года. Помимо этого, в данное описание посредством ссылки полностью включен документ 3GPP TSG RAN1#52-Bis, R1-081295, Шенжень, Китай 31 марта - 4 апреля 2008 года: "Resource Provision for UL Control in PUSCH" (предоставление ресурсов для управления в восходящем направлении UL в канале PUSCH). Описанное выше мультиплексирование также представлено в документе RAN1 #52bis:
- Сигналы CQI/PMI в канале PUSCH используют ту же схему модуляции, что и данные в канале PUSCH.
- Применяется полустатически конфигурируемое смещение между схемой MCS для данных и скоростью кодирования сигнализации управления (сигналы A/N и CQI).
- Следующие шаги: определение значений смещения. Обсуждение, требуется ли множество смещений, например, когда выполняется временное мультиплексирование множества услуг с различным качеством обслуживания (QoS, Quality of Service).
Существующие технологии не определяют, каким образом следует связывать схему MCS канала PUSCH и объем ресурсов для управления в канале PUSCH, или, каким образом можно гарантировать достаточное качество для сигналов управления в восходящей линии связи (UL) при их мультиплексировании с данными UL. Существуют определенные аспекты, которые необходимо принимать во внимание при выделении ресурсов для сигналов управления:
1. Качество канала управления
- К сигналам ACK/NACK и CQI предъявляются жесткие требования в отношении характеристик B(L)ER.
- Повторная передача не может применяться к сигналам управления из-за требований к задержке.
2. Приоритет данных
- Качество данных определяет рабочую точку для выбора схемы MCS и управления мощностью канала PUSCH.
- Каналы управления должны адаптироваться к заданной рабочей точке SINR.
- Информация о разделении символов между данными и сигналами управления, должна быть заранее известна на обоих концах линии радиосвязи, для того чтобы корректно выполнить операции согласования/восстановления скорости и кодирования/декодирования для различных каналов.
3. Различные рабочие точки B(L)ER
- Канал данных использует гибридный автоматический запрос повторной передачи (HARQ, Hybrid Automatic Repeat Request) и адаптацию линии связи (LA, Link Adaptation), в то время как в процессе сигнализации управления преимущества быстрой адаптации линии связи и технологии HARQ отсутствуют.
- Кодирование канала
- В канале данных используется турбо-кодирование и гораздо больший размер блока кодирования.
- Канал управления характеризуется относительно небольшим блоком кодирования и меньшей эффективностью кодирования (для сигналов ACK/NACK используется только кодирование с повторениями).
По существу, в известном уровне техники нет конкретных решений описанных выше проблем. В документе R1-081295 представлена формула для определения размера области управления на основе уровня схемы MCS данных. Однако это решение обладает рядом недостатков. Например:
- Неиспользуемый параметр Кс (может быть объединен с параметром смещения).
- Неиспользуемая функция log2() (может быть объединена с параметром смещения).
- "Неопределенная" связь схемы MCS данных с размером канала управления.
- В R1-081295 не представлены результаты измерения рабочих характеристик для иллюстрации применимости этой формулы.
Эти недостатки требуют выработки решений, позволяющих адекватно устранить описанные выше проблемы и гарантировать достаточное качество сигналов управления UL при мультиплексировании с данными UL.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предлагаемое изобретение применимо в контексте сети E-UTRAN (технология LTE или 3.9G). Однако его принципы этим не ограничены и могут также применяться к другим текущим и будущим различным системам беспроводной связи и технологиям доступа.
Вариант осуществления предлагаемого изобретения относится, например, к восходящей передаче в технологии долгосрочного развития (LTE) UTRAN, которая описана в издании 8 проекта 3GPP, а также относится к выделению ресурсов для сигналов управления, не связанных с данными (таких как сигналы ACK/NACK и CQI) и передаваемых совместно с данными UL в канале PUSCH (Physical Uplink Shared Channel, общий физический восходящий канал). Сигнализация управления, не связанная с данными, может мультиплексироваться с данными UL посредством разделения во времени (TDM, time division multiplexing).
В настоящем изобретении предлагаются способ и устройство для связывания схемы модуляции и кодирования (MCS, Modulation and Coding Scheme) физического восходящего канала управления (PUSCH, Physical Uplink Control Channel) с объемом ресурсов, требуемых для управления в канале PUSCH. В соответствии с определенными вариантами осуществления предлагаемого изобретения представлен механизм и/или формула для масштабирования объема ресурсов управления (сигналы CQI и ACK/NACK), обеспечивающие гибкую адаптацию размера области управления для контроля качества канала управления. Этот механизм обеспечивает адаптацию уровня качества сигнализации управления UL для удовлетворения предъявляемым требованиям.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 показана сеть UTRAN.
На фиг.2 показана архитектура LTE.
На фиг.3 показаны входные и выходные параметры предлагаемой схемы выделения ресурсов.
На фиг.4 показаны четыре различных варианта пространства символов для прерывистой передачи (DTX, discontinuous transmission) и сигналов ACK/NACK.
На фиг.5 показана связь схемы MSC канала PUSCH с объемом ресурсов для управления в канале PUSCH.
На фиг.6 показан сигнал CQI/PMI в канале PUSCH, использующий ту же схему модуляции, что и данные в канале PUSCH.
На фиг.7 показано, как объем ресурсов управления изменяется в зависимости от предъявляемых требований к качеству сигнала CQI.
На фиг.8 показаны различные варианты полосы частот BW, при которых рабочие характеристики почти одинаковы.
На фиг.9 показан случай использования 2RB, который наиболее важен при постоянном выделении ресурсов.
На фиг.10 приведены решения, касающиеся сигнализации управления в канале PUSCH, и указаны нерешенные вопросы.
На фиг.11 показана предлагаемая схема в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.12 показан параметр offset_dB при выделении полосы частот BW.
На фиг.13 приведен пример коэффициента BLER.
На фиг.14 показаны численные значения для смещения в том случае, когда значение BLER для данных составляет меньше 40%.
На фиг.15 показаны численные значения для смещения в том случае, когда значение BLER для данных составляет меньше 50%.
На фиг.16 показаны численные значения для смещения в том случае, когда значение BLER для данных составляет меньше 20%.
На фиг.17 показаны численные значения для смещения в том случае, когда значение параметра BLER для данных составляет меньше 20%, а значение параметра BLER для сигнала CQI (BLER_CQI) составляет меньше 10%.
На фиг.18 представлена сводка численных значений.
На фиг.19 представлены аспекты сигнализации.
На фиг.20 приводятся результаты наблюдений.
На фиг.21 описывается улучшенное обнаружение DTX.
На фиг.22 представлены предположения, касающиеся моделирования.
На фиг.23 показаны рабочие характеристики канала управления для 2RB (кратковременные данные) и коэффициента BLER для CQI, равного 10%.
На фиг.24 показаны рабочие характеристики канала управления для 2RB (кратковременные данные) и коэффициента BLER для CQI, равного 5%.
На фиг.25 показаны рабочие характеристики канала управления для 2RB (кратковременные данные) и коэффициента BLER для CQI, равного 1%.
На фиг.26 показаны сравнительные рабочие характеристики канала управления (кратковременные данные) для различных вариантов полосы частот BW канала PUSCH.
На фиг.27 показаны рабочие характеристики канала управления (долговременные данные).
На фиг.28 представлено состояние вопроса в соответствии с RAN1.
На фиг.29 представлена предлагаемая формула для определения размера области управления на основе схемы MCS данных.
На фиг.30 показан параметр offset_dB, который компенсирует различие рабочих характеристик между каналами управления и данных.
На фиг.31 показан размер канала управления (кратковременные данные).
На фиг.32 показаны численные значения смещения (кратковременные данные) в том случае, когда коэффициент BLER для данных составляет меньше 20%.
На фиг.33 показаны численные значения смещения (кратковременные данные) в том случае, когда коэффициент BLER для данных (BLER_data) составляет меньше 40%.
На фиг.34 показаны численные значения для смещения (кратковременные данные) в том случае, когда коэффициент BLER для данных (BLER_data) составляет меньше 50%.
На фиг.35 показаны численные значения смещения (кратковременные данные) в том случае, когда коэффициент BLER для данных (BLER_data) составляет меньше 20%.
На фиг.36 представлена сводка численных значений для смещения в случае 2RB (кратковременные данные).
На фиг.37 показаны численные значения для смещения в случае 2RB (долговременные данные).
На фиг.38 приведены выводы.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже будет описан предпочтительный вариант осуществления предлагаемого изобретения. Этот вариант приводится только для иллюстрации одного из способов осуществления предлагаемого изобретения и не ограничивает его объем.
В этом варианте осуществления настоящего изобретения предлагается способ и процедура для определения размера области сигнала управления с помощью ряда заранее заданных входных параметров. Этот вариант осуществления настоящего изобретения включает алгоритм, который использует эти параметры в качестве входных данных. Целью является стандартизация способа и процедуры таким образом, чтобы устройство UE и узел eNB могли их использовать.
Другим вопросом, решаемым с помощью этого варианта осуществления, является построение схемы, поддерживающей улучшенное обнаружение DTX сигналов ACK/NACK в узле eNB. Это решение достигается путем специального масштабирования ACK/NACK.
В общем случае ситуация DTX относится к сбою при предоставлении гранта на выделение ресурсов DL. Если происходит сбой при выделении ресурсов DL, сигналы ACK/NACK, связанные с каналом PDCCH, отсутствуют в заданном подкадре UL, поскольку устройство UE пропустило грант на выделение ресурсов DL, и поэтому устройству UE нет причин включать сигнал ACK/NACK в подкадр. Если сведения о наличии сигнала ACK/NACK не сигнализируются в гранте ресурсов UL, узел Node В не может определить, что сигнал ACK/NACK отсутствует и, таким образом, может некорректно интерпретировать принимаемые данные. Рабочие характеристики приема можно улучшить, если будет передаваться бит наличия сигнала A/N в направлении UL в канале PUSCH. В данном контексте такая сигнализация называется сигнализацией DTX.
mod
ctrl
Основные функции для определения размера области управления показаны на фиг.3. Предлагаемая схема выделения ресурсов включает следующие "полустатические" входные параметры, сигнализируемые через более высокие уровни: параметр offset_dB (смещение_дБ), который является разностью уровней качества заданного канала управления и канала данных PUSCH, и параметр N, который является количеством битов сигнализации управления (для заданного типа сигнализации управления). Статическими входными параметрами (специфичными для схемы MCS данных UL) являются: скорость кодирования (CR) заданной схемы MCS для канала данных UL (например, 3/1) и параметр Mmod (то есть, M), который является количеством незакодированных битов на символ [2, 4 или 6 для модуляции QPSK, 16QAM, 64QAM] для заданной схемы MCS для данных UL. Выходной параметр Mctrl) (то есть, M) является количеством символов/TTI для определенного количества битов сигнализации управления (N).
Параметр Mctrl относится к заданной схеме модуляции и кодирования, используемой в направлении UL. Алгоритм вычисления Mctrl можно представить следующим образом:
где дробь в числителе представляет собой количество (закодированных) битов на элемент ресурса (то есть, символ) для заданной схемы MCS данных, а операция   обозначает операцию ceil, которая округляет элементы до ближайшего целого в направлении плюс бесконечности. Следует отметить, что отношение  также может быть выражено с помощью следующих параметров:
- количество входных битов  (количество переданных битов после сегментации блока кодирования);
-  (общее количество поднесущих на один подкадр, переносящих канал PUSCH, умноженное на количество символов SC-FDMA, переносящих канал PUSCH).
Эта взаимосвязь может быть выражена следующим образом:
Улучшенная процедура обнаружения DTX может быть выполнена тогда, когда отсутствует явная сигнализация DTX (например, 1 бит, включенный в грант на ресурсы UL). В этих случаях всегда можно резервировать Mctrl символов и передавать NACK или DTX с использованием этого пространства символов. Однако проблема этого подхода заключается в избыточных издержках при управлении.
Один из способов обнаружения DTX состоит в определении размера области сигнализации управления таким образом, чтобы всегда резервировалось определенное количество символов ACK/NACK. Эта идея может быть выражена следующим образом:
где К является заранее заданным числом, например 8-10. Это число выбирается таким образом, чтобы обеспечивались приемлемые рабочие характеристики обнаружения DTX при допустимых издержках управления. Процедура выполняется таким образом, что при наличии сигнала ACK/NACK количество символов A/N (то есть, ACK/NACK) вычисляется, например, на основе приведенной выше формулы. В случае отсутствия сигнала ACK/NACK остается зарезервировано К символов. В этих случаях устройство UE может сигнализировать либо NACK, либо DTX. Преимущество этого подхода заключается в том, что уменьшаются издержки при управлении и всегда гарантируются требуемые рабочие характеристики DTX.
Вариант осуществления настоящего изобретения может быть реализован с помощью функций, показанных на фиг.3. В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения как устройство UE, так и узел eNB содержат одинаковые функциональные блоки для определения значения Mctrl. Способ включает выполнение следующих операций: (1) узел eNB определяет параметр offset_dB; (2) узел eNB сигнализирует значение offset_dB устройству UE; (3) устройство UE вычисляет значение Mctrl и передает информацию о заданном типе сигнализации управления с помощью Mctrl элементов ресурсов (символов), расположенных в заранее заданных областях; (4) узел eNB вычисляет значение Mctrl и принимает информацию о заданном типе сигнализации управления с помощью Mctrl элементов ресурсов (символов), расположенных в заранее заданных областях.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения параметр offset_dB определяется отдельно для различных полос частот канала PUSCH (или предпочтительно для группы полос частот канала PUSCH). Пример этого подхода показан ниже (для двух групп).
- offset_dB_1 для BW<К блоков RB (К - заранее заданное число, например 5);
- offset_dB_2 для BW=К блоков RB.
Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения параметр offset_dB определяется отдельно для различных схем MCS (или предпочтительно группы схем MCS). Пример этого подхода показан ниже (для двух групп).
- offset_dB_1 для QPSK;
- offset_dB_2 для 16QAM и 64QAM.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения параметр offset_dB определяется отдельно для различных типов обслуживания.
- offset_dB_1 для услуг, критичных к задержке;
- offset_dB_2 для данных, не критичных к задержке (низкий уровень рабочей точки HARQ).
В другом варианте осуществления настоящего изобретения параметр offset_dB определяется отдельно для различных каналов управления.
- offset_dB_1 для сигнала ACK/NACK (N=1 или 2 бита);
- offset_dB_2 для сигнала CQI, N=5 битов;
- offset_dB_3 для сигнала CQI, N=100 битов.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения устанавливается запас надежности в Х дБ выше значения параметра offset_dB.
В отношении сигнализации, параметр offset_dB сигнализируется через более высокие уровни (например, RRC). Значение (начальное) параметра offset_dB, связанное с сигналом ACK/NACK, может являться частью широковещательной сигнализации. Постоянные устройства UE (то есть те, которые не имеют динамического предоставления ресурсов UL) могут получать параметр offset_dB в гранте на выделение ресурсов.
Для определения значения параметра offset_dB в варианте осуществления настоящего изобретения предлагается следующий способ: коэффициент блочных ошибок (BLER, Block Error Ratio) канала данных UL (без HARQ) ограничивают определенным числом (например, 40%); коэффициент BLER канала управления ограничивают определенным числом (например, 10%); находят значение параметра offset_dB, которое удовлетворяет критериям качества и является начальным значением для параметра offset_dB (может также зависеть от рабочей среды, например от профиля канала, скорости устройства UE) и может быть внесено в таблицу как используемое по умолчанию значение параметра offset_dB в NB; и увеличивают/уменьшают значение параметра offset_dB на основе измеренного уровня качества канала данных/управления.
Различные изменения, относящиеся к аспекту DTX, могут иметь место, в пределах объема настоящего изобретения. Далее будут описаны два предпочтительных варианта осуществления настоящего изобретения, обозначенные как вариант 1 и вариант 2.
Если в канале PUSCH не требуется передавать сигнал ACK/NACK, то в варианте 1 всегда резервируется К символов. Однако в варианте 2 всегда резервируется L1 символов, при этом значение L1 зависит от схемы MCS данных и другого параметра offset_dB (offset_DTX_dB).
Если сигнал ACK/NACK следует передавать в канале PUSCH, то в варианте 1 задействуются L2 символов для сигнализации A/N. В альтернативном варианте 2 для сигнализации A/N резервируется L3 символов, или используется Mctrl символов для сигнализации A/N.
ctrl
L2=max(M, К)
ctrl
L3=max(M, L1)
В другом варианте осуществления настоящего изобретения сигналы DTX и ACK/NACK совместно используют перекрывающееся пространство символов. Для сигнала ACK/NACK может использоваться пространство символов, отличное от того, которое используется для сигнала DTX, как показано на фиг.4А. Или для сигнала DTX/NACK может использоваться то же пространство символов, как показано на фиг.4В.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения для сигналов DTX и ACK/NACK используется неперекрывающееся пространство. Для сигнала ACK/NACK может использоваться пространство символов, отличное от того, которое используется для сигнала DTX, как показано на фиг.4С. Для сигнала DTX/NACK может использоваться одинаковое пространство символов, в то время как для сигнала АСК используется другое пространство символов, как показано на фиг.4D.
Если для сигналов DTX и ACK/NACK используется неперекрывающееся пространство символов, то сигнал DTX может передаваться одновременно с сигналом A/N. В альтернативном варианте сигнал DTX не передается в том случае, если передается сигнал A/N.
Настоящее изобретение обеспечивает надежную схему определения размера канала управления для канала PUSCH. Способ применим к случаям непостоянного планирования и постоянного планирования. Способ применим для всех видов сигналов управления (сигналы ACK/NACK и CQI). Эта схема работает в различных рабочих точках и с различными полосами частот канала PUSCH. Объем данных сигнализации минимизирован, а обнаружение DTX улучшено уменьшением издержек.
Изобретение включает несколько концепций, некоторые из них будут кратко описаны далее. Следует понимать, что представленные ниже концепции могут быть также объединены друг с другом любым образом без нарушения объема изобретения.
Один из вариантов осуществления настоящего изобретения содержит первую концепцию, представляющую собой способ, включающий обеспечение множества по существу статических входных параметров; обеспечение множества сигнализируемых входных параметров и определение из по существу статических входных параметров и множества сигнализируемых входных параметров выходного параметра, указывающего количество символов управления в одном временном интервале передачи для количества битов сигнализации управления, при этом выходной параметр относится к схеме модуляции и кодирования для восходящей линии связи.
Один из вариантов осуществления настоящего изобретения содержит вторую концепцию, представляющую собой первую концепцию, в которой в упомянутом определении выходного параметра используется операция округления до ближайшего большего целого величины, включающей произведение количества битов сигнализации управления на скорость кодирования, деленную на количество незакодированных битов на один символе.
Один из вариантов осуществления настоящего изобретения содержит третью концепцию, представляющую собой вторую концепцию, в которой количество битов сигнализации управления является одним из упомянутых сигнализируемых входных параметров.
Один из вариантов осуществления настоящего изобретения содержит четвертую концепцию, представляющую собой устройство, включающее: средства для обеспечения множества по существу статических входных параметров; средства для обеспечения множества сигнализируемых входных параметров и средства для определения из упомянутых по существу статических входных параметров и упомянутого множества сигнализируемых входных параметров выходного параметра, указывающего количество символов управления в одном временном интервале передачи для количества битов сигнализации управления, при этом выходной параметр относится к схеме модуляции и кодирования для восходящей линии связи.
Один из вариантов осуществления настоящего изобретения содержит пятую концепцию, представляющую собой четвертую концепцию, в которой упомянутые средства для определения выходного параметра выполняют операцию округления до ближайшего большего целого величины, включающей произведение количества битов сигнализации управления на скорость кодирования, деленную на количество незакодированных битов на один символ.
Один из вариантов осуществления настоящего изобретения содержит шестую концепцию, представляющую собой пятую концепцию, в которой упомянутое количество битов сигнализации управления является одним из упомянутых сигнализируемых входных параметров.
Один из вариантов осуществления настоящего изобретения содержит седьмую концепцию, представляющую собой устройство, включающее: модуль восходящей линии связи, выполненный с возможностью обеспечения множества по существу статических входных параметров; уровень, сконфигурированный для обеспечения множества сигнализируемых входных параметров, и процессор, выполненный с возможностью определения из упомянутых по существу статических входных параметров и упомянутого множества сигнализируемых входных параметров выходного параметра, указывающего количество символов управления в одном временном интервале передачи для количества битов сигнализации управления, при этом указанный выходной параметр относится к схеме модуляции и кодирования для восходящей линии связи.
Один из вариантов осуществления настоящего изобретения содержит восьмую концепцию, представляющую собой седьмую концепцию, в которой упомянутый процессор выполняет операцию округления до ближайшего большего целого величины, включающей произведение количества битов сигнализации управления на скорость кодирования, деленную на количество незакодированных битов на один символ.
Один из вариантов осуществления настоящего изобретения содержит девятую концепцию, представляющую собой восьмую концепцию, в которой упомянутое количество битов сигнализации управления является одним из упомянутых сигнализируемых входных параметров.
Один из вариантов осуществления настоящего изобретения содержит десятую концепцию, представляющую собой программный продукт, содержащий машиночитаемый носитель, на котором записан исполняемый код, при выполнении которого процессором осуществляются следующие операции: обеспечение множества по существу статических входных параметров; обеспечение множества сигнализируемых входных параметров и определение из упомянутых по существу статических входных параметров и упомянутого множества сигнализируемых входных параметров выходного параметра, указывающего количество символов управления в одном временном интервале передачи для количества битов сигнализации управления, при этом указанный выходной параметр относится к схеме модуляции и кодирования для восходящей линии связи.
Один из вариантов осуществления настоящего изобретения содержит одиннадцатую концепцию, представляющую собой десятую концепцию, в которой в упомянутом определении выходного параметра используется операция округления до ближайшего большего целого величины, включающей произведение количества битов сигнализации управления на скорость кодирования, деленную на количество незакодированных битов на один символ.
Один из вариантов осуществления настоящего изобретения содержит двенадцатую концепцию, представляющую собой одиннадцатую концепцию, в которой упомянутое количество битов сигнализации управления является одним из упомянутых сигнализируемых входных параметров.
К дополнительным вариантам осуществления настоящего изобретения относится вариант, согласно которому скорость CR вычисляется итеративно на основе фактической скорости кодирования с учетом влияния сигналов управления и возможного зондирующего опорного сигнала (то есть, не на основе скорости CR схемы MCS). Кроме того, одним из вариантов осуществления настоящего изобретения является вариант, согласно которому значение CR основано на номинальной скорости кодирования, без учета влияния сигналов управления и возможного зондирующего опорного сигнала. Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения для сигналов ACK/NACK и CQI используется различный динамический диапазон параметра offset_dB.
Кроме того, согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения, заранее заданным способом табулируется взаимосвязь сигнализации и представленной ниже величины (то есть, параметр offset_dB непосредственно не сигнализируется):
В рамках совещания RAN1 #50, состоявшегося в Афинах, относительно связывания схемы MCS канала PUSCH с объемом ресурсов для управления в канале PUSCH был согласован ряд допущений, касающихся сигнализации управления в канале PUSCH, которые приведены в документе TSG-RAN WG1 #50, R1-073842 (описанном выше и включенном посредством ссылки):
- Данные и различные поля управления (ACK/NACK, CQI/PMI) преобразуются в отдельные символы модуляции.
- Различные скорости кодирования для управления достигаются использованием различного количества символов.
- Скорость кодирования для использования для сигнализации управления задается схемой MCS канала PUSCH. Отношение выражено в таблице.
В рамках документа RAN1 #52bis (описанного выше и включенного посредством ссылки) были согласованы некоторые дополнительные положения:
- сигнал CQI/PMI в канале PUSCH использует ту же схему модуляции, что и данные в канале PUSCH.
- Применяется полустатически конфигурируемое смещение между схемой MCS для данных и скоростью кодирования сигнализации управления (сигналы A/N и CQI).
В данном описании предлагается формула для определения размера области управления на основе схемы MCS для данных. Также в данном описании приведен набор численных значений для параметра смещения. Эти значения могут использоваться для разработки сигнализации более высокого уровня, необходимой для конфигурирования параметра смещения.
Предлагаемая формула содержит следующие полустатические входные параметры, сигнализируемые через более высокие уровни:
- offset_dB: разница уровней рабочих характеристик между заданным каналом управления и каналом PUSCH данных (в дБ);
- N: количество битов сигнализации управления (для заданного типа сигнализации управления).
Известными заранее входными параметрами, связанными со схемой MCS данных UL, являются:
- CR: скорость кодирования для заданной схемы MCS канала PUSCH (например, 3/1);
- Mmod: количество незакодированных битов/символ схемы MCS канала PUSCH [2, 4 или 6] для схем QPSK, 16QAM, 64QAM.
ctrl
Параметр M представляет собой количество символов управления/ТTI и вычисляется следующим образом:
где   обозначает операцию округления размера канала управления до ближайшего поддерживаемого целого значения в направлении плюс бесконечности. Поддерживаемые целые значения определяются на основе допущений о кодировании/повторении/выкалывании, сделанных для заданной сигнализации управления в канале PUSCH. Следует также отметить, что в некоторых реализациях может оказаться лучше табулировать взаимосвязь сигнализации offset_dB и величины , а не сигнализировать непосредственно параметр offset_dB.
Параметр смещения зависит от рабочей точки коэффициента BLER для данных канала PUSCH и сигнала CQI. В данном случае предполагается, что параметр offset_dB передается с помощью сигнализации уровня RRC. Необходимо отметить следующее:
- достаточно общего параметра offset_dB для всех схем MCS канала PUSCH;
- достаточно общего параметра offset_dB для различных вариантов полосы частот. Постоянное планирование, для которого требуется параметр offset_dB, зависящий от полосы частот, является специальным случаем, поскольку адаптивная полоса частот передачи не используется при постоянном планировании.
В таблице 1 приведены смоделированные/оптимизированные значения для параметра offset_dB. В ней учтено, что для сигналов ACK/NACK и CQI различных размеров требуются различные значения параметра offset_dB. Численные значения, приведенные в таблице 1, могут использоваться для оценки количества битов, требуемого для конфигурирования параметра offset_dB. На основе этих результатов для минимизации издержек при управлении предполагается, что
- параметр offset_dB, связанный с сигнализацией A/N, конфигурируется с помощью 3 битов (около 6,5 дБ);
- параметр offset_dB, связанный с сигнализацией CQI, конфигурируется с помощью 4-5 битов (около 1,5 дБ).
Для периодического сигнала CQI и планируемого сигнала CQI может потребоваться собственный параметр offset_dB.
При сигнализации ACK/NACK в канале PUSCH важный аспект, который следует принимать во внимание, касается проблемы приема сигнала АСК в режиме DTX. В результатах, представленных в таблице 1, предполагается, что устройство UE знает о наличии сигналов ACK/NACK в канале PUSCH. Однако, если информация о наличии сигналов ACK/NACK недоступна, то количество требуемых символов ACK/NACK должно быть в значительной степени повышено. Также следует отметить, что в случае, когда устройство UE не знает о наличии сигналов ACK/NACK в канале PUSCH, может потребоваться другая формула для сигналов ACK/NACK и CQI.
Таблица 1.
Численные значения для параметра offsetdB, непостоянное планирование, 2 блока RB, канал TU, v=3 км/ч
Смещение (дБ)
QoS
N
BLER данных
BLER CQI
BER A/N
1
5
10
30
60
90
50%
5%
0,1%
7,0
2,0
1,9
1,4
1,3
1,3
40%
1%
0,1%
6,8
2,5
3,1
2,2
2,2
2,2
40%
5%
0,1%
6,8
1,8
1,6
1,2
1,2
1,2
30%
10%
0,1%
6,8
1,1
1,1
0,8
0,8
0,8
20%
5%
0,1%
6,5
1,5
1,5
1,0
1,0
1,0
20%
1%
0,1%
6,3
2,7
2,5
1,5
1,5
1,5
20%
5%
0,1%
6,3
1,2
1,2
0,8
0,8
0,8
20%
10%
0,1%
6,3
0,5
0,5
0,4
0,4
0,4
10%
1%
10,0%
5,8
2,4
2,2
1,3
1,3
1,3
Среди прочего, в данном варианте осуществления настоящего изобретения представлена формула для определения размера области управления на основе схемы MCS для данных. Кроме того, предлагается использовать эту формулу в качестве способа определения размера канала управления PUSCH. Предлагаемая формула минимизирует издержки сигнализации и поддерживает заданный уровень качества канала управления. Кроме того, она может применяться для постоянного и динамического планирования данных, а также для всех типов управления, таких как ACK/NACK и CQI.
Таблица 2.
Численные неквантованные значения для параметра M<sub>ctrl</sub>, N=30, при изменении параметра offset_dB в диапазоне от 0 до 3 дБ
MCS для данных
N
30
offset_dB
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
CR
Mmod
Mctrl
QPSK1/10
10,0
2
150,0
168,3
188,8
211,9
237,7
266,7
299,3
QPSK 1/6
6,0
2
90,0
101,0
113,3
127,1
142,6
160,0
179,6
QPSK 1/4
4,0
2
60,0
67,3
75,5
84,8
95,1
106,7
119,7
QPSK 1/3
3,0
2
45,0
50,5
56,7
63,6
71,3
80,0
89,8
QPSK 1/2
2,0
2
30,0
33,7
37,8
42,4
47,5
53,3
59,9
QPSK 2/3
1,5
2
22,5
25,2
28,3
31,8
35,7
40,0
44,9
QPSK 3/4
1,3
2
20,0
22,4
25,2
28,3
31,7
35,6
39,9
16 QAM 1/2
2,0
4
15,0
16,8
18,9
21,2
23,8
26,7
29,9
16 QAM 2/3
1,5
4
11,3
12,6
14,2
15,9
17,8
20,0
22,4
16 QAM3/4
1,3
4
10,0
11,2
12,6
14,1
15,8
17,8
20,0
16 QAM 5/6
1,2
4
9,0
10,1
11,3
12,7
14,3
16,0
18,0
64 QAM 1/2
2,0
6
10,0
11,2
12,6
14,1
15,8
17,8
20,0
64 QAM 2/3
1,5
6
7,5
8,4
9,4
10,6
11,9
13,3
15,0
64 QAM 3/4
1,3
6
6,7
7,5
8,4
9,4
10,6
11,9
13,3
64 QAM 5/6
1,2
6
6,0
6,7
7,6
8,5
9,5
10,7
12,0
Каждый из описанных выше вариантов осуществления настоящего изобретения может быть реализован с использованием универсальных или специализированных компьютерных систем со стандартной операционной системой, соответствующих представленному в этом описании способу. Программное обеспечение, разработанное для управления работой конкретных аппаратных средств системы, должно быть совместимо с другими компонентами системы и контроллерами ввода-вывода. В этом варианте осуществления настоящего изобретения компьютерная система содержит центральный процессор (CPU), включающий отдельный процессорный блок, несколько процессорных блоков, способных работать параллельно, или упомянутый процессор CPU может быть распределен по одному или более модулям обработки в одном или более положениях, например, модули обработки могут располагаться в клиенте и сервере. Память может включать устройство хранения данных и/или носитель для передачи данных любого известного типа, включая магнитный носитель, оптический носитель, оперативную память (RAM, random access memory), постоянное запоминающее устройство (ROM, read-only memory), кэш данных, объект данных и т.д. Более того, подобно процессору CPU, память может располагаться в одном физическом положении, содержащем один или более типов устройств хранения данных или распределяться по множеству физических систем в различных формах.
Следует понимать, что представленные чертежи и описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения не подразумевают абсолютно строгой трактовки рассматриваемых способа, системы, мобильного устройства, сетевого элемента и программного продукта. Специалист должен понимать то, что шаги и сигналы, рассмотренные в настоящей заявке, иллюстрируют основные причинно-следственные отношения, которые не исключают промежуточных взаимодействий различных типов, а также то, что описанные различные шаги и структуры могут быть реализованы путем различных последовательностей операций и конфигураций с использованием различных комбинаций аппаратного и программного обеспечения, которые нет необходимости подробно рассматривать.