УСТРОЙСТВО РАДИОПЕРЕДАЧИ И СПОСОБ РАДИОПЕРЕДАЧИ
RADIO TRANSMISSION DEVICE AND RADIO TRANSMISSION METHOD

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству радиопередачи и способу радиопередачи, которые используются в коммуникационных системах, задействующих адаптивную модуляцию.
Предшествующий уровень техники
В настоящее время согласно стандарту LTE (Долгосрочного развития) сетей радиодоступа (RAN) в рамках Проекта партнерства в области коммуникационных систем третьего поколения (3GPP) в восходящей линии связи передача по одной несущей обращает на себя внимание для получения низкого отношения пиковой мощности к средней мощности (PAPR). Помимо этого проводятся исследования для схемы выполнения “адаптивной модуляции (AMC: адаптивной модуляции и кодирования)” для выбора зависящего от пользователя шаблона схемы модуляции и кодирования (MCS) согласно индикатору качества канала (CQI) пользователей для достижения высокой пропускной способности.
Кроме того, для применения адаптивной модуляции и гибридного запроса повторной передачи (ARQ) к каналу данных нисходящей линии связи в восходящей линии связи в канале управления передаются информация CQI нисходящей линии связи и информация положительного/отрицательного квитирования (ACK/NACK) нисходящей линии связи.
На Фиг.1 показана таблица MCS, которую терминал использует для адаптивной модуляции для канала данных и т.п. (в дальнейшем именуемая “таблицей CQI”) (см., например, непатентный документ 1). Здесь показано, как на основе значения CQI, т.е. на основе информации качества канала, включающей в себя отношение сигнал-шум (SNR), различные схемы модуляции и скорости кодирования считываются из таблицы, показанной на Фиг.1, для определения MCS для канала данных.
Помимо этого в процессе реализации находятся исследования касаемо передачи канала данных восходящей линии связи и канала управления восходящей линии связи в одном и том же кадре и помимо этого касаемо определения MCS для канала управления в то же самое время, что и MCS для канала данных, используя CQI, определяющий MCS для канала данных (см., например, непатентный документ 2).
Соответственно, подобно MCS для канала управления, различные схемы модуляции и скорости кодирования (в дальнейшем обозначаемые как SE: спектральная эффективность, где SE определяется как количество битов на символ × скорость кодирования) определяются в соответствии с индикаторами CQI. Фиг.2 показывает конкретный пример таблицы CQI, в которой показаны связи между SE канала данных и SE канала управления. Гибридный ARQ не применим к этому каналу управления. Соответственно, SE канала управления устанавливается устойчивым образом по отношению к индикаторам CQI, то есть SE устанавливается на низкий уровень, с тем чтобы требуемое качество было удовлетворено даже в среде с плохим приемом.
Непатентный документ 1: R1-073344, Nokia, “Update to 64QAM CQI tables”, 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #50, Афины, Греция, август 20-24, 2007
Непатентный документ 2: 3GPP TSG36.212 V8.0.0
Раскрытие изобретения
Проблемы, решаемые изобретением
Тем не менее для описанной выше методики характерно то, что в ситуациях, когда среда приема не является средой с плохим приемом, SE, считанная из таблицы, полностью удовлетворяет требуемому качеству для канала управления, и, таким образом, избыточные радиоресурсы предоставляются для использования канала управления. В результате имеет место проблема снижения пропускной способности канала данных.
Данный случай будет пояснен посредством примера, показанного на Фиг.3. Как показано на Фиг.3, когда канал данных и канал управления мультиплексируются и передаются в одном и том же кадре, определяется объем ресурсов, которые могут быть использованы. Когда среда приема не является средой с плохим приемом, устанавливается SE, которая полностью удовлетворяет требующемуся качеству для канала управления и, следовательно, ресурсы канала управления расходуются неэффективным образом. Таким образом, эти неэффективно расходуемые ресурсы не могут быть использованы в качестве ресурсов канала данных, и, следовательно, пропускная способность канала данных снижается.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание устройства радиопередачи и способа радиопередачи, которые повышают пропускную способность канала данных.
Средства для решения проблемы
Для отвечающего настоящему изобретению устройства радиопередачи применяется конфигурация, включающая в себя: секцию выбора схемы модуляции и кодирования, которая переключает связи между индикаторами качества канала и схемами модуляции и кодирования согласно параметру устройства терминала радиосвязи для определения схемы модуляции и кодирования канала управления на основе упомянутых связей после переключения; и секцию кодирования и модуляции, которая кодирует и модулирует данные управления посредством определенной схемы модуляции и кодирования.
Отвечающий настоящему изобретению способ радиопередачи включает в себя: этап переключения, на котором переключают связи между индикаторами качества канала и схемами модуляции и кодирования согласно параметру устройства терминала; этап выбора схемы модуляции и кодирования, на котором определяют схему модуляции и кодирования канала управления на основе упомянутых связей после переключения; и этап кодирования и модуляции, на котором кодируют и модулируют данные управления посредством определенной схемы модуляции и кодирования.
Выгодные эффекты изобретения
Настоящим изобретением обеспечивается преимущество, заключающееся в повышении пропускной способности канала данных.
Перечень чертежей
Фиг.1 - таблица CQI, которую терминал использует для адаптивной модуляции канала данных и т.п.
Фиг.2 - конкретный пример таблицы CQI, показывающий связи между SE канала данных и SE канала управления.
Фиг.3 - иллюстрация того, как канал данных и канал управления мультиплексируются и передаются в одном кадре.
Фиг.4 - иллюстрация зависимостей между принятыми SNR и SE, когда требующаяся BLER канала данных составляет 10%.
Фиг.5 - иллюстрация зависимостей между принятыми SNR и SE, когда требующаяся BER каналов ACK/NACK составляет 0,01%.
Фиг.6 - блок-схема, показывающая конфигурацию устройства терминала радиосвязи согласно варианту осуществления 1 настоящего изобретения.
Фиг.7 - блок-схема, показывающая внутреннюю конфигурацию секции выбора MCS, показанной на Фиг. 6.
Фиг.8 - пример таблицы CQI канала управления.
Фиг.9 - другой пример таблицы CQI канала управления.
Фиг.10 - блок-схема, показывающая конфигурацию устройства терминала радиосвязи согласно варианту осуществления 2 настоящего изобретения.
Фиг.11 - пример справочной таблицы смещений.
Фиг.12 - пример таблицы CQI канала управления.
Фиг.13 - пример таблицы CQI согласно варианту осуществления 3 настоящего изобретения.
Фиг.14 - пример таблицы CQI согласно варианту осуществления 4 настоящего изобретения.
Наилучший режим реализации изобретения
Далее описываются варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи. Фиг.4 иллюстрирует зависимости между принятыми SNR и SE (спектральной эффективностью), когда требующаяся частота ошибок по блокам (BLER) канала данных составляет 10%. Затем Фиг.5 иллюстрирует зависимости между принятыми SNR и SE, когда требующаяся частота ошибок по битам (BER) каналов ACK/NACK составляет 0,01%. Согласно настоящему варианту осуществления, хотя разность в принятом SNR между выполнением с аддитивным белым гауссовским шумом (AWGN) и SE без скачкообразной перестройки частоты (при полосе пропускания шириной 180 кГц) составляет 5 дБ в канале данных, эта разность составляет 9 дБ в канале управления, и, следовательно, основной акцент делается на серьезное ухудшение рабочих характеристик канала управления. Иными словами, акцент делается на значительное различие между рабочими характеристиками канала данных и рабочими характеристиками канала управления в специфических условиях.
(Вариант осуществления 1)
Фиг.6 представляет собой блок-схему, показывающую конфигурацию устройства терминала радиосвязи согласно варианту осуществления 1 настоящего изобретения. Теперь конфигурация устройства терминала радиосвязи будет пояснена со ссылкой на Фиг.6. Радиоприемная секция 102 преобразует сигнал, принятый через антенну 101, в основополосный сигнал и выдает основополосный сигнал в секцию 103 удаления CP.
Секция 103 удаления CP удаляет циклический префикс (CP) из основополосного сигнала, выданного из радиоприемной секции 102, и выдает результирующий сигнал в секцию 104 FFT.
Секция 104 FFT выполняет быстрое преобразование Фурье (FFT) в отношении сигнала временной области, выданного из секции 103 удаления CP, и выдает результирующий сигнал частотной области в секцию 105 оценки канала и секцию 106 демодуляции.
Секция 105 оценки канала оценивает среду канала принятого сигнала, используя пилот-сигнал, включенный в сигнал, выданный секцией 104 FFT, и выдает результат оценки в секцию 106 демодуляции.
На основе результата оценки среды канала, выданного из секции 105 оценки канала, секция 106 демодуляции выполняет компенсацию канала в отношении сигнала, полученного удалением информации управления, такой как пилот-сигнал, из принятого сигнала, выданного секцией 104 FFT, т.е. выполняет компенсацию канала в отношении информационных данных. Затем секция 106 демодуляции демодулирует сигнал после компенсации канала на основе той же самой MCS, что и MCS, использованная на базовой станции стороны, осуществляющей связь, и выдает демодулированный сигнал в секцию 107 декодирования.
Секция 107 декодирования выполняет коррекцию ошибок в отношении демодулированного сигнала, выданного из секции 106 демодуляции, и извлекает последовательности информационных данных, информацию CQI и информацию полосы пропускания из принятого сигнала. Информация CQI и информация полосы пропускания выдаются в секцию 108 выбора MCS.
Секция 108 выбора MCS, имеющая таблицу CQI (описывается ниже), считывает из таблицы CQI шаблон MCS, связанный с информацией CQI, выданной из секции 107 декодирования, и определяет считанную MCS как MCS для канала данных (MCS 1). Кроме того, основываясь на информации CQI и информации полосы пропускания, выданных из секции 107 декодирования, секция 108 выбора MCS определяет MCS для канала управления (MCS 2) со ссылкой на множество таблиц CQI (описываются ниже). Определенная MCS 1 выдается в секцию 109 модуляции и кодирования, а MCS 2 выдается в секцию 110 модуляции и кодирования.
Секция 109 модуляции и кодирования кодирует и модулирует пользовательские данные, принятые в качестве ввода (последовательностей передаваемых данных), на основе MCS 1, выданной из секции 108 выбора MCS, чтобы сформировать передаваемые данные канала данных. Сформированные передаваемые данные для канала данных выдаются в секцию 111 мультиплексирования каналов.
Секция 110 модуляции и кодирования кодирует и модулирует данные управления, принятые в качестве ввода, на основе MCS 2, выданной из секции 108 выбора MCS, чтобы сформировать передаваемые данные канала управления. Сформированные передаваемые данные для канала управления выдаются в секцию 111 мультиплексирования каналов.
Секция 111 мультиплексирования каналов выполняет основывающееся на разделении по времени мультиплексирование передаваемых данных для канала данных, выданных из секции 109 модуляции и кодирования, и передаваемых данных для канала управления, выданных из секции 110 модуляции и кодирования. Мультиплексированные передаваемые данные выдаются в секцию 112 DFT-s-OFDM.
Секция 112 DFT-s-OFDM выполняет дискретное преобразование Фурье (DFT) в отношении передаваемых данных, выданных из секции 111 мультиплексирования каналов, и выполняет временно-частотное преобразование в отношении данных частотных компонентов для получения сигнала частотной области. Затем, после того как сигнал частотной области отображен на поднесущие передачи, отображенный сигнал частотной области подвергается обработке по обратному быстрому преобразованию Фурье (IFFT) для его преобразования в сигнал временной области. Полученный сигнал временной области выдается в секцию 113 добавления CP.
Секция 113 добавления CP добавляет префиксы CP к кадрам в последовательностях передаваемых данных, выданных из секции 112 DFT-s-OFDM, посредством дублирования данных в хвостовой части каждого кадра и посредством добавления этих дублированных данных в начало каждого кадра и выдает передаваемые данные с префиксами СР в радиопередающую секцию 114.
Радиопередающая секция 114 выполняет частотное преобразование основополосного сигнала, выданного из секции 113 добавления CP, в сигнал полосы радиочастот и передает преобразованный сигнал через антенну 101.
Фиг.7 представляет собой блок-схему, показывающую внутреннюю конфигурацию секции 108 выбора MCS, показанной на Фиг.6. На основе CQI, принятого в качестве ввода, секция 201 определения MCS путем выбора из таблицы определяет MCS 2 для канала управления со ссылкой на таблицу CQI, соответствующую полосе пропускания, среди таблиц CQI канала управления, показанных на Фиг.8.
Основываясь на CQI, принятом в качестве ввода, секция 202 определения MCS определяет MCS 1 для канала данных со ссылкой на таблицу CQI канала данных.
Фиг.8 показывает пример таблицы CQI канала управления. Здесь таблица 1 представляет собой таблицу CQI для полосы пропускания шириной 500 кГц или меньше, а таблица 2 представляет собой таблицу CQI для полосы пропускания шириной более 500 кГц. Кроме того, при одинаковых CQI, SE в таблице 1 устанавливается ниже, чем SE в таблице 2. Когда полоса пропускания является настолько узкой, как 500 кГц, то есть когда эффект частотного разнесения является малым, выбирается более низкая SE. С другой стороны, когда эффект частотного разнесения является значительным, выбирается SE, более высокая, чем SE в таблице 1. Соответственно, когда эффект частотного разнесения является значительным, небольшой объем ресурсов сигналов управления обеспечивает возможность удовлетворения требующемуся качеству для канала управления по сравнению со случаем, когда эффект частотного разнесения является малым, так что становится возможным повысить объем ресурсов, используемых для канала данных.
Таким путем, в соответствии с вариантом осуществления 1, когда канал данных и канал управления мультиплексируются и передаются и к обоим каналам применяется адаптивная модуляция, посредством обеспечения одной таблицы CQI канала данных и множества таблиц CQI канала управления, переключения между множеством таблиц в соответствии с полосой пропускания для передачи, доступной для терминала, и определения MCS для канала управления становится возможным определить MCS, подходящую для этой полосы пропускания, и надлежащим образом выделить радиоресурсы, используемые для канала данных, тем самым увеличивая объем радиоресурсов, используемых для канала данных. Это обеспечивает возможность повысить пропускную способность канала данных.
Хотя в качестве примера в контексте настоящего варианта осуществления был разъяснен случай, когда таблица CQI выбирается на основе лишь полосы пропускания для передачи, как показано на Фиг.9, в равной степени возможно выбрать четыре таблицы CQI на основе способов планирования канала данных в дополнение к полосе пропускания. Когда для канала данных используется неизменное планирование, о низком CQI сообщается, чтобы сделать MCS для канала данных устойчивой. В этом случае становится возможным повысить объем ресурсов, используемых для канала данных, посредством учета различия в CQI между двумя типами планирования, то есть нормальным планированием (иными словами, динамическим планированием) и неизменным планированием, посредством конфигурирования множества таблиц CQI канала управления и надлежащего обеспечения для канала управления MCS и подлежащих использованию ресурсов.
(Вариант осуществления 2)
Конфигурация устройства терминала радиосвязи согласно варианту осуществления 2 настоящего изобретения аналогична конфигурации, показанной на Фиг.6, относящейся к варианту осуществления 1, поэтому данный вариант осуществления будет поясняться со ссылкой на Фиг.6 с пропуском повторяющегося пояснения.
Фиг.10 представляет собой блок-схему, показывающую внутреннюю конфигурацию секции 108 выбора MCS согласно варианту осуществления 2 настоящего изобретения. Секция 301 определения MCS по смещению CQI вычисляет CQI канала управления, используя справочную таблицу смещений, показанную на Фиг.11, информацию CQI и уравнение 1:
CQI канала управления=CQI+∑смещений[условие] (уравнение 1)
Кроме того, на основе этого CQI канала управления секция 301 определения MCS по смещению CQI определяет MCS 2 для канала управления со ссылкой на таблицу CQI канала управления, показанную на Фиг.12.
Фиг.11 показывает пример справочной таблицы смещений. Здесь, когда способ планирования канала данных соответствует динамическому планированию, смещение равно нулю, а когда способ планирования канала данных соответствует неизменному планированию, смещение равно двум. В таком случае смещения обеспечиваются посредством учета различий в CQI между двумя видами планирования, т.е. между нормальным планированием (иными словами, динамическим планированием) и неизменным планированием.
Помимо этого смещение равно нулю, когда канал данных используется со скачкообразной перестройкой частоты, и смещение равно -4, когда ширина полосы пропускания составляет 1 ресурсный блок (RB) без скачкообразной перестройки частоты. Когда эффект частотного разнесения мал, например скачкообразная перестройка частоты не применяется в кадре и передача выполняется в узкой полосе частот, смещения обеспечиваются таким образом, чтобы выбрать MCS более низкого уровня. Это имеет место потому, что передается относительно малое количество битов и получается, по всей вероятности, меньший выигрыш от кодирования. Принимая вышеуказанную причину во внимание, смещения обеспечиваются согласно полосам пропускания.
Кроме того, смещение равно нулю, когда передача канала данных является первой, и смещение равно -2 при повторных передачах. Качество принимаемого сигнала является меньшим ожидаемого, когда осуществляется повторная передача канала данных. В таком случае качество принимаемого сигнала может снизиться по отношению к каналу управления, и, следовательно, смещение обеспечивается таким образом, чтобы выбрать MCS более низкого уровня.
Как пояснялось выше, в соответствии с параметрами терминала, такими как способ планирования данных, полоса пропускания, скачкообразная перестройка частоты в кадрах и количество повторных передач канала данных, становится возможным задать более подходящую MCS. Соответственно, становится возможным удовлетворить требуемому качеству в отношении канала управления, используя надлежащие ресурсы канала управления, с тем чтобы увеличить объем ресурсов, используемых для канала данных.
На Фиг.12 представлен пример таблицы CQI канала управления. Здесь, в дополнение к SE для индикаторов CQI от 0 до 30 в справочной таблице, более низкие SE для индикаторов CQI от -1 до -10 и более высокие SE для индикаторов CQI от 31 до 37 заданы по-новому. В рассматриваемом случае часть, соответствующая более низкой SE, используется, в основном, когда смещение является отрицательным, а часть, соответствующая более высокой SE, используется, в основном, когда смещение является положительным.
Таким образом, согласно варианту осуществления 2, когда канал данных и канал управления мультиплексируются и передаются и адаптивная модуляция применяется к обоим каналам, одна таблица CQI канала данных, одна таблица CQI канала управления, последовательно формируемая с большим размером, чем упомянутая таблица CQI канала данных, и справочная таблица смещений, сформированная с помощью параметров терминала, обеспечиваются для определения MCS для канала управления посредством CQI, найденного путем прибавления всех величин смещений, считанных из справочной таблицы смещений, к CQI канала данных, так чтобы было возможно предотвратить увеличение потребности в памяти и повысить пропускную способность канала данных.
(Вариант осуществления 3)
Фиг.13 показывает таблицу CQI согласно варианту осуществления 3 настоящего изобретения, и посредством умножения уравнения 1 на коэффициент масштабирования (N) диапазон, задаваемый в справочной таблице, может стать больше или меньше. CQI канала управления может быть вычислен с использованием уравнения 2:
CQI канала управления=floor(N×(CQI+∑смещений[условие]))
(уравнение 2),
где N - десятичная дробь.
Для учета случая, когда схема кодирования варьируется, как между каналом CQI восходящей линии связи и каналами ACK/NACK, используемыми в LTE, путем изменения значения N канал управления становится применимым к различным схемам кодирования. Иными словами, канал CQI восходящей линии становится применимым посредством лишь изменения смещения и значения N, а каналы ACK/NACK становятся применимыми посредством лишь смещения (N=1), так что становится возможным ссылаться на схемы MCS двух видов каналов управления из одной и той же таблицы CQI.
Таким образом, согласно варианту осуществления 3 коэффициент масштабирования умножается на CQI канала управления, который находится путем сложения всех величин смещений, для вычисления нового CQI канала управления и определения MCS для канала управления, с тем чтобы было возможно предотвратить увеличение потребности в памяти и повысить пропускную способность канала данных, даже когда имеются каналы управления с разными схемами кодирования.
(Вариант осуществления 4)
Фиг.14 показывает пример таблицы CQI согласно варианту осуществления 4 настоящего изобретения. Таблица CQI вычисляется с использованием уравнения 2, показанного при описании варианта осуществления 3, где N представляет собой десятичную дробь, и N=N_A(CQI<CQI_TH) и N=N_B(CQI>CQI_TH). Более конкретно, Фиг.14 показывает случай, когда CQI_TH=3, N_A=0,7 и N_B=1,3. Таким образом, посредством изменения коэффициента масштабирования N согласно величине CQI оказывается возможным определить MCS более точно.
Таким путем, согласно варианту осуществления 4 посредством умножения на коэффициент масштабирования индикатора CQI канала управления, найденного сложением всех значений смещений, изменения коэффициента масштабирования согласно величине CQI, вычисления CQI канала управления и определения MCS для канала управления, даже когда имеются каналы управления с разными схемами кодирования, оказывается возможным предотвратить увеличение потребности в памяти и, кроме того, повысить пропускную способность канала данных.
Хотя для вариантов осуществления 3 и 4 пояснены случаи, где применяется базовый линейный процесс умножения на N, может применяться процесс более высокого порядка, чем линейный.
При помощи описанных выше вариантов осуществления в таблицу CQI канала управления может быть включен “перепад”, с тем чтобы не передавать канал управления с использованием самой низкой SE (MCS).
Кроме того, при помощи описанных выше вариантов осуществления, когда вычисленный CQI канала управления находится вне диапазона таблицы CQI канала управления, оказывается возможным использовать SE (схемы MCS) с обоих концов таблицы CQI или использовать экстраполяцию.
Помимо этого, хотя случаи, соответствующие вышеописанным вариантам осуществления, пояснены как примеры, где настоящее изобретение выполнено в виде аппаратного обеспечения, настоящее изобретение также может быть реализовано в программном обеспечении.
Каждый функциональный блок, задействуемый в описании каждого из вышеуказанных вариантов осуществления, может в типичном случае быть осуществлен посредством интеграции высокого уровня (LSI), реализованной на интегральной схеме (IC). Такие функциональные блоки могут представлять собой отдельные чипы либо частично или полностью содержаться на едином чипе. В рассматриваемом случае упоминается “LSI”, хотя в равной степени может упоминаться “IC”, “сверх LSI” или “ультра LSI” в зависимости от различных степеней интеграции.
Кроме того, метод интеграции микросхем не ограничивается LSI, и также возможна реализация, где используются специализированные схемы или процессоры общего назначения. После изготовления LSI также возможно использование программируемой FPGA (вентильной матрицы с эксплуатационным программированием) или переконфигурируемого процессора, где соединения и установки схемных ячеек в рамках LSI могут быть переконфигурированы.
Помимо этого, если технология интегральных микросхем выйдет на уровень, где LSI будут заменены в результате прорыва полупроводниковых технологий или ответвления другой технологии, естественно, также будет возможным выполнять интеграцию функциональных блоков с использованием этой технологии. Также возможно применение биотехнологии.
Раскрытие японской патентной заявки № 2008-000199, поданной 4 января 2008, включая описание, чертежи и реферат, включено сюда во всей своей полноте посредством ссылки.
Промышленная применимость
Устройство радиопередачи и способ радиопередачи согласно настоящему изобретению повышают пропускную способность канала данных и являются применимыми, например, к системам мобильной связи.