ТЕРМИНАЛ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ, БАЗОВАЯ СТАНЦИЯ И СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛА, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ В СИСТЕМЕ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ
USER TERMINAL, BASE STATION AND SIGNAL TRANSMISSION METHOD USED IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM

Область техники
Настоящее изобретение относится к технологии мобильной связи следующего поколения. В частности, настоящее изобретение относится к терминалу пользователя, базовой станции и способу, используемому в системе мобильной связи следующего поколения.
Уровень техники
В данной области техники стремительно развиваются исследования и разработка системы связи следующего поколения. В настоящий момент в системе связи для расширения покрытия и одновременного уменьшения отношения пиковой мощности к средней мощности (PAPR, peak-to-average power ratio) для восходящей линии связи предлагается использовать схему с одной несущей. Кроме того, в такой системе связи как для восходящей, так и для нисходящей линий связи должным образом выделяются радиоресурсы в виде общего канала (shared channel), который совместно используется множеством пользователей в соответствии с состоянием связи каждого пользователя и т.п. Более конкретно, сигнал данных пользователя в восходящей линии связи передается посредством физического восходящего общего канала (PUSCH, physical uplink shared channel). Термины "канал" и "сигнал" могут использоваться как синонимы, пока не создается возможной путаницы. Сигнал данных пользователя в нисходящей линии связи передается посредством физического нисходящего общего канала (PDSCH, physical downlink shared channel).
Обработка, выполняемая для выделения ресурсов, называется планированием. Для того, чтобы должным образом выполнить планирование в восходящей линии связи, каждый терминал пользователя передает опорный сигнал (также называемый пилотным каналом) в базовую станцию, и базовая станция оценивает состояние канала в восходящей линии связи на основе качества приема. Кроме того, для выполнения планирования в нисходящей линии связи базовая станция передает опорный сигнал в терминал пользователя, и терминал пользователя сообщает базовой станции информацию, указывающую на состояние канала (CQI, индикатор качества канала), основанную на качестве приема опорного сигнала. На основании индикаторов качества канала, переданных из каждого терминала пользователя, базовая станция оценивает состояние канала нисходящей линии для выполнения планирования в нисходящей линии связи. Содержание планирования передается каждому терминалу пользователя с помощью сигнала управления нисходящей линии связи. Этот сигнал управления называется нисходящим каналом управления L1/L2 (Layer 1 / Layer 2, уровня 1 / уровня 2) или нисходящим сигналом управления L1/L2.
Восходящие сигналы управления включают информацию управления (называемую для удобства первой информацией управления), которая должна передаваться вместе с восходящим сигналом данных, и информацию управления (называемую для удобства второй информацией управления), которая передается независимо от наличия или отсутствия восходящего сигнала данных. Первая информация управления включает информацию, необходимую для демодуляции сигнала данных, такую как схема модуляции, кодовая скорость канала и другую подобную информацию о сигнале данных. Вторая информация управления включает информацию CQI, информацию подтверждения (ACK/NACK) нисходящего сигнала данных, информацию запроса выделения ресурса и т.п. Таким образом, терминал пользователя может передавать только первую информацию управления, только вторую информацию управления или как первую, так и вторую информацию управления с использованием восходящего сигнала управления.
Когда для передачи восходящего канала данных выделяется блок ресурсов (радиоресурс), первая информация управления (и при необходимости вторая информация управления) передается с помощью блока ресурсов. С другой стороны, когда восходящий сигнал данных не передается, должна быть выполнена передача второго сигнала управления с использованием адресных (выделенных, dedicated) ресурсов (адресной полосы). Ниже описана примерная схема, в которой полоса частот используется таким образом.
На фиг.1 показан пример использования полосы частот в восходящей линии связи. На фиг.1 показаны ресурсы (множество блоков ресурсов) для передачи физического восходящего общего канала (PUSCH), который является восходящим сигналом данных, и показаны ресурсы (соответствующие адресной полосе частот) для пользователя, которому ресурсы для канала PUSCH для передачи восходящего сигнала данных не выделены. Эти последние ресурсы называются физическим восходящим каналом управления (PUCCH, physical uplink control channel). В примере, показанном на фигуре, один или большее количество блоков ресурсов из числа четырех блоков ресурсов выделены пользователям, и в интервале времени передачи (TTI, transmission time interval) предусмотрены первый перестраивающий сигнал управления и второй перестраивающий сигнал управления, в следующем интервале времени передачи предусмотрены третий перестраивающий сигнал управления и четвертый перестраивающий сигнал управления. Каждый перестраивающий сигнал управления соответствует физическому восходящему каналу управления (PUCCH). Путем выполнения перестройки времени и частоты в интервалах времени передачи или подкадрах можно добиться эффекта разнесения. Каждый из перестраивающих сигналов управления с первого по четвертый могут быть заняты одним пользователем или могут мультиплексироваться множеством пользователей. Этот тип схемы передачи восходящих сигналов управления описан в непатентном документе 1.
Непатентный документ 1: 3GPP, R1-071245.
В указанных выше способах терминалу пользователя с помощью нисходящего сигнала управления L1/L2 необходимо указать, какой ресурс должен использоваться для восходящего сигнала управления. Что касается восходящего сигнала управления, для пользователя, которому не выделены ресурсы для передачи восходящего сигнала данных, необходимо указать каждому терминалу пользователя, какой временной интервал (слот) в адресных ресурсах должен использоваться для передачи восходящего сигнала управления. Восходящий сигнал управления может включать, например, только информацию подтверждения (ACK/NACK). Для информации подтверждения по существу необходим только один бит. Однако информация подтверждения имеет ключевое значение в управлении повторной передачей, и положительное или негативное значение, содержащееся в информации подтверждения, сильно влияет на пропускную способность при передаче данных. Однако в традиционном способе для передачи информации подтверждения, которая занимает всего лишь один бит, в восходящей линии связи необходимо сообщить терминалу пользователя, какой ресурс должен использоваться для передачи информации подтверждения с использованием каждый раз нисходящего сигнала управления L1/L2. Таким образом, существует проблема, заключающаяся в неэффективности такой обработки. Кроме того, существует проблема, заключающаяся в том, что сложно улучшить качество информации подтверждения, так как сложно обеспечить выигрыш при кодировании информации подтверждения, имеющей только один бит.
Раскрытие изобретения
Целью настоящего изобретения является обеспечение эффективного сообщения в терминал пользователя о том, какой ресурс должен использоваться для передачи в восходящей линии связи информации управления, которая имеет небольшое количество битов, но требует высокого качества.
В настоящем изобретении предлагается терминал пользователя, который передает восходящий сигнал управления в базовую станцию с использованием схемы с одной несущей. Терминал пользователя включает модуль, выполненный с возможностью приема нисходящего сигнала управления и нисходящего сигнала данных; модуль, выполненный с возможностью формирования информации подтверждения, указывающей положительное подтверждение или негативное подтверждение для нисходящего сигнала данных; модуль, выполненный с возможностью формирования восходящего сигнала управления, включающего информацию подтверждения; модуль, выполненный с возможностью передачи восходящего сигнала управления с использованием разных ресурсов, отличных от тех ресурсов, которые могут быть использованы для восходящего сигнала данных; и модуль хранения, выполненный с возможностью хранения заранее заданного отношения соответствия, которое однозначно соотносит ресурсы нисходящего сигнала управления или нисходящего сигнала данных с ресурсами, используемыми для восходящего сигнала управления.
В соответствии с изобретением становится возможна эффективная передача в терминал пользователя информации, указывающей, какие ресурсы нужно использовать в восходящей линии связи для передачи информации управления, которая имеет небольшое количество битов, но требует высокого качества.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой схему примера использования полосы частот в системе мобильной связи.
Фиг.2 представляет собой функциональную схему терминала пользователя в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.3 представляет собой схему примеров интервала времени передачи (TTI), подкадра и блока.
Фиг.4 представляет собой схему, поясняющую свойства кода CAZAC.
Фиг.5 представляет собой схему, на которой каждый длинный блок (LB) умножается на коэффициент (модулирующие данные).
Фиг.6 представляет собой схему, на которой каждый длинный блок (LB) умножается на коэффициенты (модулирующие данные и блочный код расширения спектра).
Фиг.7 представляет собой функциональную схему базовой станции в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.8 представляет собой блок-схему примера операций в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.9 представляет собой блок-схему для указания кодовой информации по передаваемой информации и выделенному номеру.
Фиг.10 представляет собой примеры задания кодов CAZAC, величин циклических сдвигов и полос частот, реализованных путем выполнения операций блок-схемы, показанной на фиг.9.
Фиг.11 представляет собой схему примера отношения соответствия между ресурсами нисходящего сигнала управления, адресованными терминалу пользователя, и ресурсами восходящего сигнала управления.
Фиг.12 представляет собой схему, где конкретные ресурсы резервируются для пользователя, выполняющего долгосрочное планирование.
Фиг.13 представляет собой функциональную схему терминала пользователя в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.14 представляет собой функциональную схему базовой станции в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.15 представляет собой пример отношения соответствия между блоками ресурсов, адресованными терминалу пользователя, и ресурсами восходящего сигнала управления.
Перечень обозначений.
304: модуль определения ACK/NACK
306: модуль генерирования схемы поблочной модуляции
308: модуль поблочной модуляции
310: модуль дискретного преобразования Фурье (ДПФ, DFT)
312: модуль отображения поднесущей
314: модуль обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ, IFFT).
316: модуль добавления циклического префикса (СР)
318: модуль мультиплексирования
320: контур радиопередачи
322: усилитель мощности
324: дуплексор
331: модуль задания номера последовательности CAZAC
332: модуль генерирования кода CAZAC
333: модуль задания номера циклического сдвига
334: модуль циклического сдвига
335: модуль задания блочного кода расширения спектра
336: модуль блочного расширения спектра
337: модуль задания частоты
338: модуль генерирования опорного сигнала
340, 340': модуль определения
342, 342': модуль кодовой информации и информации о ресурсах
702: дуплексор
704: контур радиоприема
706: модуль оценки момента времени приема
708: модуль быстрого преобразования Фурье (БПФ, FFT)
710: модуль оценки канала
712: модуль обратного отображения поднесущей
714: модуль выравнивания в частотной области
716: модуль обратного дискретного преобразования Фурье (ОДПФ, IDFT)
718: модуль демодуляции
722: модуль планирования
742, 742': модуль кодовой информации и информации о ресурсах
Осуществление изобретения
Для удобства описания, несмотря на то, что настоящее изобретение описано путем разделения на несколько вариантов осуществления, разделение на такие варианты осуществления не является существенным для настоящего изобретения, и при необходимости могут использоваться два варианта осуществления или более двух вариантов осуществления. Несмотря на то, что в описании присутствуют конкретные численные значения, такие численные значения являются всего лишь примерами, и если не указано иначе, могут использоваться любые подходящие значения.
Первый вариант осуществления.
На фиг.2 показана функциональная схема базовой станции в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. На фиг.2 показан модуль 304 определения ACK/NACK, модуль 306 генерирования схемы поблочной модуляции, модуль 308 поблочной модуляции, модуль 310 дискретного преобразования Фурье, модуль 312 отображения поднесущей, модуль 314 обратного быстрого преобразования Фурье, модуль 316 добавления циклического префикса (СР), модуль 318 мультиплексирования, контур 320 радиопередачи, усилитель 322 мощности, дуплексор 324, модуль 331 задания номера последовательности CAZAC, модуль 332 генерирования кода CAZAC (constant amplitude zero autocorrelation), модуль 333 задания номера циклического сдвига, модуль 334 циклического сдвига, модуль 335 задания блочного кода расширения спектра, модуль 336 блочного расширения спектра, модуль 337 задания частоты, модуль 338 генерирования опорного сигнала, модуль 340 определения номера информации управления L1/L2 и числа осуществлений повторной передачи, а также модуль 342 кодовой информации и информации о ресурсах.
Модуль 304 определения ACK/NACK определяет, если ли ошибка в каждом из пакетов, которые образуют принятый нисходящий сигнал данных, и выдает результат определения в качестве информации подтверждения. Информация подтверждения может представлять собой положительное подтверждение (ACK), указывающее на отсутствие ошибки, или негативное подтверждение (NACK), указывающее на наличие ошибки. Так как информация подтверждения должна отражать только наличие или отсутствие ошибки в принятом пакете, информация подтверждения может быть представлена по существу одним битом. Но информация подтверждения также может быть представлена большим количеством битов.
Модуль 306 генерирования схемы поблочной модуляции формирует информацию состояния канала (CQI) и информацию подтверждения (ACK/NACK) в схему поблочной модуляции. В подкадр включено заранее заданное число блоков, и подкадр образует интервал времени передачи (TTI), который представляет собой единицу выделения ресурсов.
На фиг.3 показаны примеры подкадра и интервала времени передачи. В показанных на данной фигуре примерах TTI, равный 1,0 мс, включает два подкадра длительностью 0,5 мс каждый, и каждый подкадр включает шесть длинных блоков (LB, long block) и два коротких блока (SB, short block). Длинный блок составляет, например, 66,7 мкс. Короткий блок составляет, например, 33,3 мкс. Данные численные значения являются всего лишь примерами и могут быть изменены по необходимости. В целом длинный блок используется для передачи данных (сигнала управления, сигнала данных и т.п.), которые неизвестны принимающей стороне, а короткий блок используется для передачи данных (пилотного канала и т.п.), которые известны принимающей стороне. В показанном на данной фигуре примере один интервал времени передачи включает 12 длинных блоков (LB1-LB12) и 4 коротких блока (SB1-SB4).
Модуль 306 генерирования схемы поблочной модуляции, показанный на фиг.2, определяет отношение соответствия между одним или большим количеством из 12 блоков (LB1-LB12) и битами, представляющими собой информацию состояния канала (CQI), и определяет отношение соответствия между одним или большим количеством из 12 блоков (LB1-LB12) и битами, представляющими собой информацию подтверждения (ACK/NACK). Терминал пользователя передает только информацию состояния канала, передает только информацию подтверждения или передает и то, и другое с использованием восходящего сигнала управления. Таким образом, (А) все 12 блоков могут быть сопоставлены с информацией состояния канала, (В) все 12 блоков могут быть сопоставлены с информацией подтверждения или (С) часть из 12 блоков может быть сопоставлена с информацией состояния канала, а оставшаяся часть может быть сопоставлена с информацией подтверждения. В любом случае, на основании отношения соответствия для каждого из 12 блоков предусматривается один коэффициент, так что всего на один интервал времени передачи предусматривается 12 коэффициентов (от первого коэффициента до двенадцатого коэффициента).
Модуль 308 поблочной модуляции формирует первый длинный блок путем умножения на первый коэффициент всех элементарных посылок (чипов) кодовой последовательности CAZAC (длина последовательности может быть связана с одним длинным блоком), выделенной терминалу пользователя, и формирует второй длинный блок путем умножения всех элементарных посылок той же кодовой последовательности CAZAC на второй коэффициент, после чего, таким же образом, модуль 308 поблочной модуляции формирует двенадцатый длинный блок путем умножения всех элементарных посылок той же кодовой последовательности CAZAC на двенадцатый коэффициент, так что модуль 308 поблочной модуляции получает информационную последовательность, подлежащую передаче в одном интервале времени передачи. Кодовая последовательность CAZAC, совместно используемая для всех блоков, является ортогональной кодовой последовательностью, выделяемой в текущей соте для идентификации терминала пользователя. Свойства кодовой последовательности CAZAC описаны ниже.
Модуль 310 дискретного преобразования Фурье выполняет дискретное преобразование Фурье для перевода информации временного ряда в информацию частотной области.
RB2
Модуль 312 отображения поднесущей выполняет отображение в частотной области. В особенности, когда для мультиплексирования множества терминалов пользователя используется схема множественного доступа с частотным разделением (FDM, frequency division multiple access), модуль 312 отображения поднесущей выполняет отображение сигналов на основе полос частот, заданных в модуле 336 задания частоты. Существует два типа схем FDM: схема локализованного FDM (localized FDM) и схема распределенного FDM (distributed FDM). В схеме локализованного FDM для каждого отдельного пользователя на частотной оси выделяется непрерывная полоса частот. В схеме распределенного FDM нисходящий сигнал генерируется так, что сигнал включает раздельные частотные составляющие на широкой полосе частот (по всей конкретной полосе F частот для восходящего сигнала управления).
Модуль 314 обратного быстрого преобразования Фурье восстанавливает сигнал частотной области в сигнал временной области путем выполнения обратного преобразования Фурье.
Модуль 316 добавления циклического префикса (СР, cyclic prefix) добавляет циклический префикс к информации, подлежащей передаче. Циклический префикс (СР) служит в качестве защитного интервала для компенсации задержки многолучевого распространения и компенсации разницы моментов времени приема от нескольких пользователей в базовой станции.
Модуль 318 мультиплексирования мультиплексирует опорный сигнал в подлежащую передаче информацию, так, чтобы сгенерировать передаваемый символ. Опорный сигнал передается посредством короткого блока (SB1, SB2), показанного в конфигурации кадра на фиг.3. Опорный сигнал является сигналом, который включает шаблон (последовательность), известный передающей стороне и принимающей стороне, и также может называться пилотным сигналом, пилотным каналом, обучающим сигналом и т.д.
Контур 320 радиопередачи выполняет такую обработку, как цифроаналоговое преобразование, преобразование частоты, ограничение полосы и т.д. для передачи передаваемого символа на радиочастоте.
Усилитель 332 мощности регулирует мощность передачи.
Дуплексор 324 должным образом разделяет передаваемый сигнал и принимаемый сигнал, так что выполняются одновременная передача и прием.
Модуль 331 задания номера последовательности CAZAC задает номер кодовой последовательности CAZAC, используемой терминалом пользователя. Код CAZAC описан ниже со ссылкой на фиг.4.
Модуль 332 генерирования кода CAZAC генерирует кодовую последовательность CAZAC в соответствии с заданным номером последовательности.
Модуль 333 задания номера циклического сдвига задает величину циклического сдвига кодовой последовательности CAZAC, используемой терминалом пользователя, в соответствии с кодовой информацией.
Модуль 334 циклического сдвига получает другой код путем циклической перестановки кодовой последовательности CAZAC в соответствии с заданной величиной циклического сдвига.
Ниже дано краткое описание кода CAZAC.
Как показано на фиг.4, предполагается, что длина кода А CAZAC равна L. Для удобства описания предполагается, что длина кода соответствует временной длительности L выборок или L элементарных посылок, однако такое предположение для настоящего изобретения не обязательно. Другой код В генерируется путем перемещения последовательности из Δ выборок (заштрихованная область на фигуре), включая последнюю выборку (L-ю выборку) кода А CAZAC, в начало кода А CAZAC, как показано в нижней части фиг.4. В этом случае коды А и В CAZAC ортогональны друг другу при условии Δ=0~(L-1). То есть код CAZAC ортогонален коду, полученному путем циклического сдвига кода CAZAC. Таким образом, когда предусмотрена одна кодовая последовательность CAZAC с длиной кода, равной L, теоретически можно сформировать L кодов, ортогональных друг другу. Код А CAZAC не ортогонален другому коду С CAZAC, который не может быть получен путем циклического сдвига кода А CAZAC. Однако значение взаимной корреляции кода А CAZAC и случайного кода, который не является кодом CAZAC, значительно выше, чем значение взаимной корреляции кода А CAZAC и кода С CAZAC С. Таким образом, код CAZAC предпочтителен также с точки зрения уменьшения величины взаимной корреляции (величины интерференции) неортогональных кодов.
Δ
Δ
Δ
Δ
В настоящем изобретении каждый терминал пользователя использует код CAZAC, выбранный из группы кодов CAZAC, имеющих подобные свойства (группы кодовых последовательностей, полученных путем циклического сдвига кода CAZAC). В настоящем варианте осуществления среди L кодов, которые ортогональны друг другу, мобильными станциями в качестве опорных сигналов фактически используются L/L кодов, полученных путем циклического сдвига основного кода CAZAC на Δ=n×L (n=0,1,…,(L-1)/L). L является величиной, определяемой на основании величины задержки при многолучевом распространении (распространении сигнала по нескольким путям). Таким образом, может быть обеспечена ортогональность в восходящих сигналах управления, передаваемых из отдельных терминалов пользователя в условиях многолучевого распространения. Код CAZAC подробно описан, например, в документе D.C.Chu, "Polyphase codes with good periodic correlation properties", IEEE Trans. Inform. Theory, vol.IT-18, pp.531-532, July 1972; 3GPP,R1-050822, Texas Instruments, "On allocation of uplink sub-channels in EUTRA SC-FDMA".
Модуль 336 блочного расширения спектра, показанный на фиг.2, подготавливает набор заранее заданного количества коэффициентов (блочных кодов расширения спектра) и умножает каждый из длинных блоков (LB) на каждый коэффициент. Блочный код расширения спектра является ортогональной кодовой последовательностью, а какая именно ортогональная кодовая последовательность используется, указывается информацией из модуля 330 указания кодовой информации.
На фиг.5 показаны подкадры первого терминала UE1 пользователя и второго терминала UE2 пользователя, в которых не выполнялось умножение на блочный код расширения спектра. Оба терминала пользователя используют кодовую последовательность CAZAC (CAZAC1). Но второй терминал пользователя использует величину Δ циклического сдвига, которая отличается от величины циклического сдвига, используемой первым терминалом пользователя. Поэтому два подкадра, передаваемые указанными терминалами пользователя, ортогональны друг другу. "Mod.а" обозначает данные для модуляции первого длинного блока для первого терминала пользователя UE1, то есть "Mod.а" указывает коэффициент, используемый для умножения. "Mod.a" - "Mod.f соответствуют коэффициентам с первого по шестой (или с седьмого по восьмой) для первого терминала UE1 пользователя. "Mod.u" - "Mod.z" соответствуют коэффициентам с первого по шестой (или с седьмого по восьмой) для второго терминала UE2 пользователя. Каждый коэффициент (модулирующие данные) может включать любую информацию.
На фиг.6 показан случай, в котором длинные блоки и первого, и второго терминалов UE1 и UE2 пользователя умножаются на блочные коды расширения спектра. В показанном на фигуре примере коэффициент (отдельно от модулирующих данных) предусмотрен каждые два длинных блока. Этот коэффициент образует блочный код расширения спектра (BLSC, block spread code). Как показано пунктирной линией, для первого терминала UE1 пользователя предусмотрен ортогональный код (1,1), а для второго терминала UE2 пользователя предусмотрен ортогональный код (1,-1). Как описано в первом варианте осуществления, до тех пор, пока один или большее количество блоков ресурсов умножаются на один и тот же коэффициент (значение), ортогональность кода CAZAC, который образует длинный блок, не утрачивается.
Поэтому, как показано на фигуре, когда набор коэффициентов, на которые умножаются блоки, представляет собой коды, которые ортогональны для пользователей, пользователи могут быть сделаны ортогональными друг другу с использованием кодов при сохранении ортогональности кода CAZAC. Однако блоки, которые умножаются на ортогональный код, должны иметь одно и то же содержание. В показанном на фигуре примере для первого терминала UE1 пользователя первый коэффициент и второй коэффициент представляют собой "Mod.а", третий и четвертый коэффициенты представляют собой "Mod.b", а пятый коэффициент и шестой коэффициент представляют собой "Mod.с". Также для второго терминала UE2 пользователя первый коэффициент и второй коэффициент представляют собой "Mod.x", третий коэффициент и четвертый коэффициент представляют собой "Mod.у", а пятый и шестой коэффициенты представляют собой "Mod.z". Таким образом, содержание информации, включенной в коэффициенты с первого по двенадцатый, до некоторой степени ограничено. Но данное ограничение не критично, так как количество битов, необходимых для представления ACK/NACK и т.п., относительно мало.
Так как первый и второй терминалы UE1 и UE2 пользователя могут быть идентифицированы по блочным кодам (1,1) и (1,-1) расширения спектра, величина сдвига кода CAZAC, используемая для первого и второго терминалов пользователя, может быть одной и той же (использовать разные величины Δ циклического сдвига не обязательно). Для удобства описания описаны коэффициенты, на которые умножаются длинные блоки, однако на коэффициенты могут умножаться короткие блоки SB.
В случае, когда для восходящего сигнала управления из нескольких терминалов пользователя используется схема мультиплексирования с частотным разделением (FDM), модуль 337 задания частоты, показанный на фиг.2, указывает, какая частота должна использоваться каждым терминалом пользователя.
Модуль 338 генерирования опорного сигнала формирует опорный сигнал, подлежащий включению в восходящий сигнал управления. Как указано выше, опорный сигнал передается с использованием короткого блока (SB1,SB2) в конфигурации кадра, показанной на фиг.3. Опорный сигнал также формируется посредством кода CAZAC, выделенного каждому терминалу пользователя. Код CAZAC для опорного сигнала также может быть указан номером последовательности и величиной циклического сдвига.
L
S
L
S
L
S
В целом длинный блок (LB) и короткий блок (SB) имеют разную длину, временную длительность или количество элементарных посылок, так что код C CAZAC, включенный в длинный блок (LB), и код C CAZAC, включенный в короткий блок (SB), могут подготавливаться отдельно. Однако, так как оба используются одним и тем же терминалом пользователя, между кодами C и C CAZAC может быть зависимость (например, часть кода C может формировать код C).
Модуль 340 определения номера информации управления L1/L2 и определения числа осуществлений повторной передачи демодулирует и декодирует нисходящий сигнал управления L1/L2 для указания того, куда отображена информация управления, адресованная терминалу пользователя. Другими словами, модуль 340 определения указывает номер позиции, в которую отображается информация управления, адресованная терминалу пользователя, из числа множества элементов информации управления одного или большего количества пользователей, мультиплексированных в нисходящей информации управления L1/L2. Для удобства описания предполагается, что информация управления N пользователей мультиплексируется в нисходящем сигнале управления L1/L2, и что информация управления для конкретного терминала пользователя отображается в Х-ю позицию. Модуль 340 определения задает информацию, указывающую "X". Кроме того, когда сигнал, принятый терминалом пользователя, является повторно передаваемым пакетом, модуль 340 определения также указывает, сколько раз была выполнена повторная передача.
Модуль 342 кодовой информации и информации о ресурсах указывает кодовую информацию, которая включает информацию о кодовой последовательности CAZAC (номер последовательности), величину циклического сдвига кодовой последовательности CAZAC, полосу частот передачи и т.п., используемые терминалом пользователя. Кодовая информация может быть получена на основе передаваемой информации широковещательного канала или может быть сообщена из базовой станции индивидуально. Индивидуальное сообщение может быть выполнено с использованием сигнализации верхнего уровня, например сигнала управления L3. Кодовая информация дополнительно указывает ортогональную кодовую последовательность, представленную набором коэффициентов (кодовая последовательность блочного расширения спектра), на которую умножается каждый набор из нескольких блоков.
Для указания ресурсов, с помощью которых должен быть передан восходящий сигнал управления, включающий информацию подтверждения, модуль 342 кодовой информации и информации о ресурсах ссылается на список, указывающий отношение соответствия между "X", то есть номером информации управления L1/L2 (числом осуществлений повторной передачи, при необходимости), и ресурсами восходящего сигнала управления.
На фиг.7 показана базовая станция в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. На фиг.7 показан дуплексор 702, контур 704 радиоприема, модуль 706 оценки момента времени приема, модуль 708 быстрого преобразования Фурье, модуль 710 оценки канала, модуль 712 обратного отображения поднесущей, модуль 714 выравнивания в частотной области, модуль 716 обратного дискретного преобразования Фурье, модуль 718 демодуляции, модуль 722 планирования и модуль 742 кодовой информации и информации о ресурсах.
Дуплексор 702 должным образом разделяет передаваемый сигнал и принимаемый сигнал, так что выполняется одновременная передача и прием.
Контур 704 радиоприема выполняет такую обработку, как цифроаналоговое преобразование, преобразование частоты, ограничение полосы частот и т.д. для обработки принятого символа в основной полосе частот.
Модуль 706 оценки момента времени приема указывает момент времени приема на основании канала синхронизации или опорного сигнала в принятом сигнале.
Модуль 708 быстрого преобразования Фурье выполняет преобразование Фурье для перевода информации временного ряда в информацию в частотной области.
Модуль 710 оценки канала оценивает состояние канала в восходящей линии на основании условий приема восходящего опорного сигнала и выдает информацию для выполнения компенсации канала.
Модуль 712 обратного отображения поднесущей выполняет обратное отображение в частотной области. Эта обработка выполняется как обратная отображению в частотной области, выполняемому отдельными терминалами пользователя.
Модуль 714 выравнивания в частотной области выполняет выравнивание принятого сигнала на основании величины оценки канала.
Модуль 716 обратного дискретного преобразования Фурье восстанавливает сигнал во временной области из сигнала в частотной области путем выполнения обратного дискретного преобразования Фурье.
Модуль 718 демодуляции демодулирует принятый сигнал. В настоящем изобретении демодулируется восходящий сигнал управления так, что модуль 718 демодуляции выдает информацию состояния канала (CQI) для нисходящего канала и/или информацию подтверждения (ACK/NACK) для нисходящего сигнала данных.
Модуль 722 планирования определяет выделение в нисходящей линии связи на основании качества информации состояния канала (CQI) для нисходящего канала и других критериев. Кроме того, модуль 722 планирования определяет выделение восходящих ресурсов на основании результата приема опорного сигнала, передаваемого из каждого терминала пользователя, и других критериев. Определенная таким образом информация выдается в качестве информации планирования. Информация планирования указывает частоту, время, формат передачи (схему модуляции данных и кодовую скорость канала) и т.п., используемые для передачи сигналов.
Кроме того, модуль 722 планирования сообщает в модуль 742 кодовой информации и информации о ресурсах информацию, указывающую, куда в нисходящем сигнале управления L1/L2 отображена информация управления для каждого терминала пользователя. Данная информация указывает номер позиции, в которую отображается информация управления каждого терминала пользователя из числа множества элементов информации управления одного или большего количества пользователей, мультиплексированных в нисходящем сигнале управления L1/L2. В приведенном выше примере информация управления, адресованная терминалу пользователя, отображается в Х-ю позицию, и информация об "X" сообщается в модуль 742 кодовой информации и информации о ресурсах для терминала пользователя.
На основании результата выделения, выполненного модулем планирования, модуль 742 кодовой информации и информации о ресурсах задает кодовую информацию, которая включает номер последовательности, указывающий код CAZAC, используемый терминалом пользователя в восходящей линии связи, величину циклического сдвига, подходящую полосу частот, блочный код расширения спектра и т.п. Кодовая информация может сообщаться каждому терминалу с использованием широковещательного канала или может сообщаться индивидуально отдельным пользователям. В первом случае каждому терминалу пользователя необходимо однозначно получить индивидуальную кодовую информацию для терминала пользователя из широковещательной информации.
Как и модуль 342 кодовой информации и информации о ресурсах (см. фиг.2), модуль 742 кодовой информации и информации о ресурсах обращается к списку, указывающему отношение соответствия между "X", то есть номером информации управления L1/L2 (числом осуществлений повторной передачи, при необходимости), и ресурсами восходящего сигнала управления, и указывает ресурсы, подлежащие использованию для передачи восходящего сигнала управления, в дальнейшем включающего информацию подтверждения.
Δ
Δ
На фиг.8 показан порядок операций в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. В данном примере общая кодовая информация, относящаяся ко всем терминалам пользователя, передается посредством широковещательного канала (ВСН, broadcast channel). Каждый терминал пользователя однозначно определяет кодовую информацию, индивидуальную для данного терминала, из широковещательной информации. Общая информация о коде может включать информацию, указывающую на наличие N последовательностей кода CAZAC (С#1, С#2,…C#N), используемых в соте, наличие М величин циклического сдвига (0, L,…, (М-1)×L) для каждой последовательности и указывающую на использование схемы мультиплексирования с частотным разделением (FDM), а также на наличие F доступных полос частот (Bw1, Bw2,…,BwF) и т.п. По необходимости кодовая информация может включать информацию о блочном коде расширения спектра.
На шаге В1 базовая станция выполняет планирование в нисходящей линии связи и отправляет в терминал пользователя нисходящий сигнал управления (сигнал управления L1/L2), нисходящий сигнал данных и опорный сигнал.
На шаге М1 терминал пользователя задает информацию (кодовую информацию для терминала пользователя), относящуюся к коду, используемому для восходящего сигнала управления, на основании информации, включенной в нисходящий сигнал управления.
Δ
Δ
На фиг.9 показан пример способа задания кодовой информации, который может использоваться на шаге М1. Для удобства предполагается, что предусмотрены две кодовые последовательности CAZAC (С#1, С#2), для каждой последовательности предусмотрены три величины циклического сдвига (0, L, 2L), и предусмотрены две доступные полосы частот (Bw1, Bw2). Таким образом, могут быть идентифицированы 2×3×2=12 терминалов пользователя. Числа являются лишь примерами, и могут быть использованы другие подходящие числа.
На шаге S1 терминал пользователя распознает присвоенный номер Р(=1,2,…,12) терминала пользователя, указанный в нисходящем сигнале управления L1/L2.
Δ
На шаге S2 терминал пользователя определяет, превышает ли присвоенный номер р 3 или нет. Когда результат определения представляет собой "Нет" (когда р=1, 2 или 3), номер последовательности определяется как С#1, величина сдвига определяется как (Р-1)×L, и полоса частот определяется как Bw1. Когда присвоенный номер больше 3, осуществляется переход на шаг S3.
Δ
На шаге S3 терминал пользователя определяет, превышает ли присвоенный номер р 6 или нет. Когда результат определения представляет собой "Нет" (когда р=4, 5 или 6), номер последовательности определяется как С#1, величина сдвига определяется как (Р-1)×L и полоса частот определяется как Bw2. Когда присвоенный номер больше 6, осуществляется переход на шаг S4.
Δ
Δ
На шаге S4 терминал пользователя определяет, превышает ли присвоенный номер р 9 или нет. Когда результат определения представляет собой "Нет" (когда р=7, 8 или 9), номер последовательности определяется как С#2, величина сдвига определяется как (Р-7)×Lи полоса частот определяется как Bw1. Когда присвоенный номер больше 9 (когда р=10, 11 или 12), номер последовательности определяется как С#2, величина сдвига определяется как (Р-10)×Lи полоса частот определяется как Bw2.
На фиг.10 показаны примеры кодов CAZAC, величин циклического сдвига и полосы частот, полученные путем выполнения последовательности операций, показанной на фиг.9. Как показано на фигуре, сначала пользователи мультиплексируются с использованием схемы мультиплексирования с кодовым разделением (CDM, code division multiplexing) и одной и той же кодовой последовательности CAZAC. По мере увеличения количества пользователей пользователи мультиплексируются посредством кодового разделения с использованием одной и той же кодовой последовательности CAZAC в другой полосе частот. После этого CDM выполняется в каждой доступной полосе частот. Другими словами, несмотря на то, что выполняются и CDM, и FDM, предпочтение отдается схеме CDM. В случае, когда количество мультиплексируемых пользователей превышает количество пользователей, которые могут быть идентифицированы с использованием мультиплексирования с кодовым разделением посредством кодовой последовательности CAZAC и с использованием мультиплексирования с частотным разделением, обеспечивается другая кодовая последовательность CAZAC, и пользователи мультиплексируются с помощью схемы CDM, а также CDM и FDM.
Δ
Δ
Δ
Если обеспечены N кодовых последовательностей CAZAC (С#1, С#2,…, C#N), M величин циклического сдвига (0,L,…, (М-1)×L), используется схема мультиплексирования с частотным разделением (FDM), и предусмотрены F доступных полос частот (Bw1, Bw2,…, BwF), то номер последовательности кода CAZAC представляется величиной (P/(M×F)), в которой дробная часть округляется вверх, используется полоса с номером ((P-(n-1)×(M×F))/M), а величина циклического сдвига выражается как (P-((n-1)×(M×F))-(f-1)×M=Pmod M), умноженное на L.
В примере, описанном со ссылкой на фиг.9 и 10, терминал пользователя начинает использовать другую полосу Bw2 в момент, когда присвоенный номер или число мультиплексируемых пользователей превышает три. Однако, даже когда число мультиплексируемых пользователей больше 3 и равно или меньше 6, можно использовать ту же самую полосу Bw1, но другую кодовую последовательность С#2 CAZAC. Коды С#1 и С#2 CAZAC не ортогональны друг другу, так как один из них не может быть получен из другого путем циклического сдвига. Однако причина использования кодов С#1 и С#2 заключается в том, что значение их взаимной корреляции относительно мало.
Как указано выше, кодовая информация каждого терминала пользователя может быть определена по широковещательной информации и информации выделения р. Данная кодовая информация подается в модуль 331 задания номера последовательности CAZAC, модуль 333 задания номера циклического сдвига, модуль 335 задания блочного кода расширения спектра, модуль 337 задания частоты и модуль 338 генерирования опорного сигнала, показанные на фиг.2, так что задаются различные параметры.
На шаге М2 на фиг.8 терминал пользователя определяет наличие или отсутствие ошибки для каждого пакета нисходящего сигнала данных. Например, детектирование ошибки может выполняться с использованием способа проверки циклической контрольной суммы (CRC) или любым другим подходящим способом детектирования ошибки, известным в данной области техники. Терминал пользователя определяет для каждого пакета положительное подтверждение АСК, которое указывает на отсутствие ошибки (или наличие ошибки в допустимом диапазоне), или негативное подтверждение NACK, которое указывает на наличие ошибки. АСК и NACK образуют информацию подтверждения.
На шаге М3 терминал пользователя измеряет качество приема нисходящего опорного сигнала и преобразует измеренное значение в численное значение в пределах диапазона для получения информации состояния канала (CQI). Например, в случае, когда качество приема (SIR, отношение сигнал-помеха и т.п.) выражается 32 уровнями, терминал пользователя преобразует результат измерения в численное значение, указывающее уровень текущего качества приема, так, чтобы получить CQI, представленный 5 битами.
Выполнение шагов М2 и М3 в таком порядке не обязательно. Определение информации подтверждения и измерение информации состояния канала может быть выполнено в любое подходящее время.
На шаге М4 терминал пользователя генерирует восходящий сигнал управления для сообщения в базовую станцию информации подтверждения (ACK/NACK) или информации состояния канала (CQI) или и того, и другого. Как указано выше, модуль генерирования схемы поблочной модуляции, показанный на фиг.2, подготавливает один коэффициент для каждого из 12 блоков, так что на один интервал времени передачи предусматривается 12 коэффициентов (от первого коэффициента до двенадцатого коэффициента). Один или большее количество из 12 коэффициентов могут представлять информацию подтверждения, информацию состояния канала или другую информацию. Восходящий сигнал управления имеет конфигурацию кадра, показанную на фиг.3 и 6.
Например, первый длинный блок (LB1) генерируется путем умножения всей кодовой последовательности CAZAC (циклически сдвинутой) на первый коэффициент. Второй длинный блок (LB2) генерируется путем умножения той же кодовой последовательности CAZAC на второй коэффициент. После этого, тем же образом, K-й длинный блок (LBK) генерируется путем умножения того же кода CAZAC на K-й коэффициент. Соответственно генерируется кадр для восходящего сигнала управления, включающий 12 длинных блоков. Более конкретно, кадр включает опорный сигнал, образованный кодом CAZAC.
Восходящий сигнал управления, сгенерированный таким образом, передается из терминала пользователя в базовую станцию с использованием адресной полосы частот. На основе информации о ресурсах терминал пользователя может однозначно определить, какая часть адресной полосы частот используется. Информация о ресурсах указывает заранее заданное отношение соответствия между положением отображения в нисходящем сигнале управления L1/L2 и ресурсами восходящего сигнала управления, и определяется модулями 342 и 742 кодовой информации и информации о ресурсах, показанными на фиг.2 и 7.
Например, если информация управления для терминала пользователя отображена в Х-ю позицию в нисходящем сигнале управления L1/L2, который включает информацию N пользователей, отношение соответствия однозначно связывает Х с временным интервалом (слотом) (фиг.1), кодом CAZAC (номер последовательности, величина циклического сдвига), блочным кодом расширения спектра, полосой частот и т.п., используемым для восходящего сигнала управления. Данное отношение соответствия известно терминалу пользователя и базовой станции. Соответственно ресурсы, предназначенные для восходящего сигнала управления, включающего информацию подтверждения, однозначно определяются на основании информации, указывающей, что "информация управления (информация управления, сопутствующая нисходящему сигналу данных), адресованная терминалу пользователя, отображена в Х-ю позицию", и восходящий сигнал передается с использованием этих ресурсов.
На фиг.11 схематично показано такое заранее заданное отношение соответствия. В показанном на фигуре примере, когда информация управления, сопутствующая нисходящему сигналу данных, адресованному терминалу пользователя (то есть информация управления, включающая информацию планирования), отображается в Х-ю позицию, с помощью первого перестраивающего сигнала управления передается ACK/NACK для нисходящего сигнала данных (фиг.1). Нисходящий сигнал данных может быть повторно передаваемым пакетом, а не новым пакетом. В случае, когда блок ресурсов для повторно передаваемого пакета индивидуально определен, с учетом такой информации определяется отношение соответствия.
На фиг.12 показан случай, в котором ресурсы для восходящего сигнала управления зарезервированы для пользователя, выполняющего долгосрочное планирование (persistent scheduling). При осуществлении нисходящей связи на основе долгосрочного планирования нисходящий сигнал управления L1/L2 не передается. В этом случае восходящий сигнал управления, включающий ACK/NACK, передается с помощью ресурсов, специально подготовленных, как показано на фиг. 12.
На шаге В2 на фиг.8 базовая станция принимает и демодулирует восходящие сигналы управления из множества терминалов пользователя. Каждый терминал пользователя передает сходный восходящий сигнал управления. Но восходящие сигналы управления используют одну и ту же последовательность кода CAZAC с разной величиной циклического сдвига, разные полосы частот, код CAZAC разных последовательностей и/или разные блочные коды расширения спектра. Это определяется модулем 742 кодовой информации и информации о ресурсах.
Как указано выше, так как весь код CAZAC просто умножается на один коэффициент в каждом длинном блоке, базовая станция может добавить восходящие сигналы управления, принятые из каждого терминала пользователя в фазе. Таким образом, при использовании блочного кода расширения спектра проявляется ортогональность кода. Кроме того, ортогональность кодов CAZAC одной и той же последовательности с разной величиной циклического сдвига не утрачивается. Таким образом, базовая станция может ортогонально разделить сигналы, отправленные из каждого терминала пользователя. Даже когда используется неортогональный код CAZAC, терминал пользователя может быть идентифицирован с более низкой интерференцией по сравнению со случаем использования случайной последовательности. Дополнительно, путем определения содержания коэффициентов с первого по двенадцатый для восходящего сигнала управления каждого терминала пользователя может быть идентифицировано содержание информации подтверждения и/или информации состояния канала.
На шаге В3 базовая станция выполняет обработку, такую как управление повторной передачей и выделение ресурсов, на основании информации подтверждения (ACK/NACK) и/или информации состояния канала (CQI), сообщенной из терминала пользователя посредством восходящего сигнала управления.
В соответствии с настоящим изобретением позиция отображения информации, адресованной терминалу пользователя, в нисходящем сигнале управления L1/L2 и ресурсы для восходящего сигнала управления, включающего ACK/NACK, однозначно определяются с использованием заранее заданного отношения соответствия. Таким образом, необязательно сообщать ресурсы для восходящего сигнала управления один за другим. Так как необходимо лишь подготовить ресурсы для (количества мультиплексируемых пользователей и числа осуществлений повторной передачи), самое большее, может быть обеспечена экономия ресурсов по сравнению с описанным ниже вариантом осуществления.
Второй вариант осуществления.
На фиг.13 показана функциональная схема терминала пользователя в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения. В целом терминал пользователя подобен терминалу пользователя, описанному со ссылкой на фиг.2. Но терминал пользователя, показанный на фиг.13, отличается от терминала пользователя, показанного на фиг.2, функционированием модуля 340' определения номера блока ресурсов нисходящего сигнала данных и модуля 342' кодовой информации и информации о ресурсах.
Модуль 340' определения номера блока ресурсов нисходящего сигнала данных извлекает информацию управления, адресованную терминалу пользователя, из нисходящего сигнала управления L1/L2 и определяет блок ресурсов, в который отображен нисходящий сигнал данных, адресованный терминалу пользователя. Для удобства описания предполагается, что нисходящий сигнал данных передается терминалу пользователя с использованием блока ресурсов с номером Y (RB-Y).
В дополнение к указанию кодовой информации подобно модулю 342, показанному на фиг.2, модуль 342' кодовой информации и информации о ресурсах обращается к списку, указывающему отношение соответствия между положением (RB-Y) блока ресурсов, используемого для нисходящего сигнала данных, и ресурсами восходящего сигнала данных, и указывает, какой ресурс должен использоваться для передачи восходящего сигнала управления, включающего информацию подтверждения. Указанная кодовая информация и информация о ресурсах сообщается каждому компоненту, как и в первом варианте осуществления.
На фиг.14 показана функциональная схема базовой станции в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения. В целом базовая станция, показанная на фиг.14, подобна базовой станции, показанной на фиг.7. Но базовая станция, показанная на фиг.14, отличается от базовой станции, показанной на фиг.7, функционированием модуля 742' кодовой информации и информации о ресурсах. Сначала модуль 722 планирования сообщает в модуль 742' кодовой информации и информации о ресурсах информацию, указывающую блок ресурсов, в который отображается нисходящий сигнал данных, адресованный каждому терминалу пользователя. Если сигнал данных, адресованный терминалу пользователя, отображается в Y-й блок ресурсов (RB-Y), в модуль 742' кодовой информации и информации о ресурсах, как и в терминал пользователя, сообщается информация, указывающая, что "блок ресурсов представляет собой RB-Y".
В дополнение к указанию кодовой информации подобно модулю 742, показанному на фиг.7, модуль 742' кодовой информации и информации о ресурсах обращается к заранее заданному отношению соответствия между номером блока ресурсов (RB-Y) и ресурсами восходящего сигнала управления, включающего ACK/NACK для сигнала данных, переданного с использованием блока ресурсов, так что модуль 742' кодовой информации и информации о ресурсах указывает, какой ресурс должен использоваться для дальнейшей передачи восходящего сигнала управления.
На фиг.15 показан пример отношения соответствия. Как показано на фигуре в примере для 16 возможных номеров блоков ресурсов, ACK/NACK для блоков ресурсов с первого по восьмой передаются с помощью первого перестраивающего сигнала управления (фиг.1), а ACK/NACK для блоков ресурсов с девятого по шестнадцатый передаются с помощью второго перестраивающего сигнала управления (фиг.1).
В настоящем варианте осуществления, так как номер блока ресурсов, используемый для терминала пользователя, и ресурсы для восходящего сигнала управления, включающего ACK/NACK, однозначно определяются с помощью заранее заданного отношения соответствия, не требуется сообщать в терминал пользователя одну за другой информацию, указывающую, какой ресурс должен использоваться для восходящего сигнала управления. Так как ресурсы для восходящего сигнала управления однозначно определяются по номеру блока ресурсов, используемому для терминала пользователя, не требуется идентифицировать, используется ли или нет долгосрочное планирование для сигнала данных, передаваемого с помощью блока ресурсов. Кроме того, поскольку в качестве базы используется номер блока ресурсов, вместо использования позиции отображения сигнала управления, как в первом варианте осуществления, ресурсы для восходящего сигнала управления могут быть легко указаны.
Как описано выше, несмотря на то, что настоящее изобретение описано со ссылкой на конкретные варианты осуществления, соответствующие варианты осуществления являются всего лишь примерами, и специалисту в данной области техники будут очевидны изменения, модификации, альтернативы и замены. Несмотря на то, что для облегчения понимания настоящего изобретения использованы примеры конкретных численных значений, такие численные значения являются всего лишь примерами, и, если не указано иначе, могут использоваться любые подходящие значения. Разделение на отдельные варианты осуществления не является в настоящем изобретении обязательным, и при необходимости могут использоваться два варианта осуществления или более двух вариантов осуществления. Несмотря на то, что для удобства описания устройство в соответствии с настоящим изобретением описано с использованием функциональных схем, такое описанное выше устройство может быть реализовано с использованием аппаратного обеспечения, программного обеспечения или их комбинации. Настоящее изобретение не ограничено указанными выше вариантами осуществления, так что в настоящее изобретение без отклонения от сущности настоящего изобретения входят различные изменения, модификации, альтернативы и замены.
В настоящей заявке испрашивается приоритет по заявке Японии №2007-073724, поданной в Патентное ведомство Японии 20 марта 2007 г., все содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.