ПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО, СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ И СПОСОБ ПРИЕМА ДАННЫХ
TRANSMITTING DEVICE, RECEIVING DEVICE, METHOD OF TRANSMITTING DATA AND METHOD OF RECEIVING DATA

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение в целом относится к области беспроводной связи и, в частности, к устройствам и способам передачи и приема канала службы мультимедийной широковещательной многоадресной передачи (MBMS, multimedia broadcast multicast service)
Уровень техники
В системах связи следующего поколения, в которых в основном осуществляется видеосвязь и передача данных, требуются возможности, далеко превышающие возможности системы мобильной связи третьего поколения (стандарт IMT-2000), что влечет за собой необходимость удовлетворительной реализации широкополосного доступа и увеличения пропускной способности и скорости связи. Таким образом, предусматриваются различные схемы связи в помещениях и вне помещений. При нисходящей передаче данных применяются не только схема одноадресной передачи, но также схемы многоадресной и широковещательной передачи. Более конкретно, в последние годы возрастающее значение придается передаче канала MBMS. Канал MBMS включает в себя мультимедийную информацию, транслируемую большому числу конкретизированных или неконкретизированных пользователей, и может содержать голосовую, символьную информацию, неподвижное или видео изображение, и другое различное содержание (см., например, непатентный документ 1 о направлениях развития будущей системы связи).
С другой стороны, в широкополосной системе мобильной связи становятся значительными эффекты частотно-избирательных замираний вследствие наличия нескольких путей распространения сигнала. Таким образом, в качестве схемы связи следующего поколения перспективна схема мультиплексирования с ортогональным разделением по частоте (OFDM, orthogonal-frequency division multiplexing). В схеме OFDM для образования символа к полезной части символа, содержащей передаваемую информацию, добавляется часть защитного интервала (guard interval), и множество таких символов передается в течение заранее заданного интервала времени передачи (TTI, transmission time interval). Для формирования части защитного интервала используются элементы информации, содержащейся в полезной части символа. Часть защитного интервала также называется циклическим префиксом (CP, cyclic prefix) или служебной информацией (overhead).
С другой стороны, в отличие от одноадресного канала, канал MBMS с одним и тем же содержанием передается в нескольких сотах. В принципе, одноадресный канал передается заданному пользователю в одной соте.
В «области 1», как показано на фиг.1, которая включает в себя три базовые станции BS1, BS2 и BS3, передается один и тот же канал MBMS. Такая указанная выше область может быть названа областью MBMS. Аналогично, в «области 2», которая включает в себя три базовые станции BS11, BS12 и BS13, передается один и тот же канал MBMS. Каналы MBMS, передаваемые в области 1 и области 2, которые обычно различаются, случайно или специально могут оказаться одинаковыми. Мобильный терминал (в более общем случае оборудование пользователя (UE, user equipment), которое включает в себя мобильный и стационарный терминалы) принимает канал MBMS с одинаковым содержанием, который передается в нескольких сотах. Принятый канал MBMS образует большое число входящих волн или путей распространения в зависимости от длины пути распространения радиоволн. Если разность задержки входящих волн попадает в диапазон защитного интервала вследствие характеристик символа OFDM, множество описанных выше входящих волн могут комбинироваться без межсимвольной интерференции (мягкое комбинирование), делая возможным улучшение качества приема благодаря результатам разнесения путей распространения. Таким образом, длина защитного интервала для канала MBMS устанавливается большей, нежели чем длина защитного интервала одноадресного канала.
Далее, когда одноадресный канал должен передаваться в устройство данного пользователя, для пилотного канала, канала управления и одноадресного канала используется индивидуальный для соты код скремблирования. На основании принятого пилотного канала устройство пользователя осуществляет оценку канала и другие процессы, компенсацию канала для канала управления и одноадресного канала, и последующую модуляцию. Код скремблирования, который отличается от соты к соте, может использоваться для различения желаемого сигнала и интерференционного сигнала другой соты. Однако если одноадресный канал просто заменяется каналом MBMS (если для передачи канала MBMS используется код скремблирования, который отличается от соты к соте), то устройство пользователя должно осуществлять процесс, описанный выше, при идентификации сигнала от ближней базовой станции (в частности, пилотного канала), что является затруднительным. С представленной выше точки зрения для канала MBMS было предложено отдельно предоставлять код скремблирования, общий для нескольких сот, содержащихся в области MBMS (общий код скремблирования). Более конкретно, обеспечиваются индивидуальный для соты пилотный канал, умноженный на код скремблирования (индивидуальный пилотный канал), и пилотный канал, общий для нескольких сот в области MBMS (общий пилотный канал), причем индивидуальный пилотный канал используется в качестве канала для компенсации одноадресного канала, а общий пилотный канал используется в качестве канала для компенсации канала MBMS.
Непатентный документ 1: Otsu, "A challenge for systems beyond IMT-2000 - a wireless approach", ITU Journal, Vol 33, No.3, pp.26-30, Mar.2003.
Как описано выше для канала MBMS, производится комбинирование одного и того же канала MBMS, который передается сотами с различным расстоянием от устройства пользователя, так что разброс задержки и флуктуации задержки в частотной области становятся больше, чем в случае одноадресного канала. Таким образом, точность оценки канала в канале MBMS может ухудшиться по сравнению с одноадресным каналом.
Кроме того, в отличие от одноадресного канала, канал MBMS передается всем устройствам пользователя с использованием одинаковой схемы модуляции и канального кодирования (MCS, modulation and channel coding scheme), так что MCS должна быть установлена для пользователя с возможными наихудшими условиями. Например, когда устройство пользователя двигается с высокой скоростью, характеристики связи становятся хуже. Однако, следует обеспечить условия для того, чтобы канал MBMS удовлетворял требуемому уровню качества даже в представленных выше условиях.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение предназначено для устранения по меньшей мере одной из описанных выше проблем, и его целью является предложение устройств и способов передачи и приема, служащих для улучшения качества приема канала MBMS.
В настоящем изобретении используется передающее устройство, которое передает символ передачи с использованием схемы мультиплексирования с ортогональным разделением по частоте (OFDM).
Передающее устройство включает в себя блок, обеспечивающий одноадресный канал; блок, обеспечивающий канал MBMS; блок, обеспечивающий индивидуальный пилотный канал, который индивидуален для заданной соты; блок, обеспечивающий один или большее количество общих пилотных каналов, общих для нескольких сот; блок мультиплексирования, мультиплексирующий одноадресный канал, канал MBMS, индивидуальный пилотный канал и один или большее количество общих пилотных каналов и создающий символ передачи, причем блок мультиплексирования осуществляет мультиплексирование с разделением по времени в одной и той же полосе частот одноадресного кадра, содержащего одноадресный канал, и кадра MBMS, содержащего канал MBMS, причем плотность ввода общего пилотного канала, содержащегося в кадре MBMS, больше, чем плотность ввода индивидуального пилотного канала, содержащегося в одноадресном кадре.
Настоящее изобретение делает возможным улучшение качества приема канала MBMS.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлена диаграмма, иллюстрирующая соты и области MBMS.
На фиг.2 представлена блок-схема, иллюстрирующая передатчик согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.3 представлена диаграмма, иллюстрирующая примеры комбинаций схем модуляции данных и кодовых скоростей канала.
На фиг.4 представлена диаграмма, иллюстрирующая, каким образом происходит мультиплексирование с разделением по времени одноадресного канала и канала MBMS.
На фиг.5A представлена диаграмма, иллюстрирующая пример отображения общего пилотного канала в кадр MBMS, в котором Ns=2, Δf=2 и OH=16.7%.
На фиг.5B представлена диаграмма, иллюстрирующая пример отображения общего пилотного канала в кадр MBMS, в котором Ns=2, Δf=3 и OH=11.1%.
На фиг.5C представлена диаграмма, иллюстрирующая пример отображения общего пилотного канала в кадр MBMS, в котором Ns=3, Δf=3 и OH=16.7%.
На фиг.5D представлена диаграмма, иллюстрирующая пример отображения общего пилотного канала в кадр MBMS, в котором Ns=3, Δf=4 и OH=12.5%.
На фиг.5E представлена диаграмма, иллюстрирующая пример отображения общего пилотного канала в кадр MBMS, в котором Ns=4, Δf=4 и OH=16,7%.
На фиг.5F представлена диаграмма, иллюстрирующая пример отображения общего пилотного канала в кадр MBMS, в котором Ns=4, Δf=6 и OH=11.1%.
На фиг.5G представлена диаграмма, иллюстрирующая пример отображения общего пилотного канала в кадр MBMS, в котором Ns=6, Δf=5 и OH=20.0%.
На фиг.5H представлена диаграмма, иллюстрирующая пример отображения общего пилотного канала в кадр MBMS, в котором Ns=6, Δf=6 и OH=16.7%.
На фиг.6A представлена диаграмма, иллюстрирующая пример отображения индивидуального пилотного канала в кадр MBMS.
На фиг.6B представлена диаграмма, иллюстрирующая пример отображения индивидуального пилотного канала в кадр MBMS.
На фиг.7 представлена схема, иллюстрирующая приемник согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.8 представлена диаграмма, поясняющая измерение CQI.
На фиг.9 представлена диаграмма, иллюстрирующая то, каким образом индивидуальные пилотные каналы используются для измерения CQI.
На фиг.10 представлена другая диаграмма, поясняющая измерение CQI.
На фиг.11 представлена диаграмма, иллюстрирующая то, каким образом индивидуальные и общие пилотные каналы используются для измерения CQI.
На фиг.12 представлена диаграмма, иллюстрирующая то, каким образом индивидуальные и общие пилотные каналы используются для измерения CQI.
Перечень обозначений.
11 процессор MBMS;
12 процессор одноадресного канала,
13 блок установки MCS;
19 процессор канала управления,
14 первый мультиплексор;
15 последовательно-параллельный преобразователь (S/P, serial/parallel);
16 второй мультиплексор (MUX);
17 блок обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ);
18 блок ввода защитного интервала;
20 блок установки параметров радиосвязи,
21, 22 блок умножения на код скремблирования;
23, 24 блок повтора;
111 блок кодирования,
112 модулятор данных;
113 блок перемежения;
114 блок умножения на код скремблирования,
121 блок кодирования;
122 модулятор данных;
123 блок перемежения;
124 блок умножения на код скремблирования;
191 блок кодирования,
192 модулятор данных;
193 блок перемежения;
194 блок умножения на код скремблирования;
520 блок определения временных характеристик символа;
522 блок удаления защитного интервала;
524 блок быстрого преобразования Фурье (БПФ);
526 демультиплексор,
528 блок оценки канала;
530 блок компенсации канала,
532 параллельно-последовательный преобразователь (P/S, parallel/serial);
534 блок компенсации канала;
536 блок обратного перемежения,
538 блок декодирования турбо-кода;
540 блок декодирования Витерби;
542 блок установки параметров радиосвязи.
Осуществление изобретения
Передающее устройство согласно варианту осуществления изобретения содержит блок мультиплексирования, который мультиплексирует одноадресный канал, канал MBMS, индивидуальный пилотный канал, индивидуальный для заданной соты, и общий пилотный канал, общий для нескольких сот, и создает символ передачи. Блок мультиплексирования осуществляет мультиплексирование с разделением по времени в одной и той же полосе частот одноадресного кадра, содержащего одноадресный канал, и кадра MBMS, содержащего канал MBMS. Плотность ввода общего пилотного канала, содержащегося в кадре MBMS, больше, чем плотность ввода индивидуального пилотного канала, содержащегося в одноадресном канале.
В этом случае устойчивость к флуктуациям канала во временной области тем больше, чем больше плотность ввода пилотного канала во временной области, и тем меньше, чем меньше плотность ввода пилотного канала во временной области. Помимо этого, устойчивость к флуктуациям канала в частотной области тем больше, чем больше плотность ввода пилотного канала в частотной области и, тем меньше, чем меньше плотность ввода пилотного канала в частотной области.
В частности, с точки зрения увеличения устойчивости к флуктуациям канала в частотной области, общий пилотный канал может отображаться в по меньшей мере один временной интервал («таймслот») для любой поднесущей. Кроме того, по меньшей мере часть поднесущей, на которую вводится общий пилотный канал в одном временном интервале, может отличаться от поднесущей, на которую вводится общий пилотный канал в другом временном интервале.
Кроме того, в частности, с точки зрения увеличения устойчивости к флуктуациям канала во временной области, общий пилотный канал может отображаться в несколько временных интервалов, принадлежащих поднесущей. Кроме того, по меньшей мере, один общий пилотный канал может быть отображен в любом временном интервале.
Кроме того, чем меньше плотность ввода, тем ниже кодовая скорость канала для канального кодирования, используемого для передачи данных с той же информационной скоростью, повышая выигрыш от кодирования и, тем самым, делая возможным улучшение качества приема канала MBMS.
С точки зрения достижения единообразия точности оценки канала, общий пилотный канал может отображаться на одинаковых частотных интервалах. Кроме того, общий пилотный канал может быть равномерно распределен в кадре MBMS, занимая заранее заданную полосу частот и заранее заданный период.
С точки зрения возможности измерения CQI для одноадресного канала даже в период передачи кадра MBMS, в кадр MBMS в дополнение к общему пилотному каналу может отображаться индивидуальный пилотный канал.
С точки зрения возможности измерения CQI в устройстве пользователя без различения одноадресного кадра и кадра MBMS по меньшей мере часть индивидуального пилотного канала, который вводится в кадр MBMS, может вводиться на ту же поднесущую, что и поднесущая для индивидуального пилотного канала, который вводится в одноадресный кадр.
С точки зрения улучшения точности измерения качества приема при сохранении эффекта экономии батареи часть индивидуального пилотного канала, который вводится в кадр MBMS, может вводиться на ту же поднесущую, что и индивидуальный пилотный канал, который вводится в одноадресный кадр, а другой индивидуальный пилотный канал также может вводиться в по меньшей мере один временной интервал, в который вводится часть выделенного пилотного канала.
В варианте осуществления настоящего изобретения используется приемное устройство для использования в системе связи, в которой применяется схема мультиплексирования с ортогональным разделением по частоте (OFDM). Приемное устройство содержит блок, определяющий значение оценки канала первого типа для каждой из по меньшей мере одной поднесущей, на которую вводится индивидуальный пилотный канал; блок, определяющий значение оценки канала второго типа для каждой из по меньшей мере одной поднесущей, на которую вводится общий пилотный канал; блок, выполняющий определение нежелательной компоненты сигнала на основании разности между значением оценки канала для поднесущей, которое определяется на основании одного или большего количества значений оценки канала первого типа, и значением оценки канала второго типа для поднесущей, и выполняющий определение индикатора качества канала (CQI) для поднесущей.
С точки зрения наличия тех же положений и отношений для индивидуального пилотного канала, занимаемых в одноадресном кадре и кадре MBMS, значение оценки канала для поднесущей, которое определено на основании одного или большего количества значений оценки канала первого типа, может быть определено на основании среднего значения нескольких значений оценки канала первого типа для различных поднесущих.
С точки зрения улучшения точности измерения CQI, нежелательная компонента сигнала может быть определена на основании разности между значением оценки канала первого типа и значением оценки канала второго типа для одной и той же поднесущей.
Первый вариант осуществления
При том, что в последующем варианте осуществления описывается система, в которой для нисходящей линии связи применяется схема мультиплексирования с ортогональным разделением по частоте (OFDM), настоящее изобретение может применяться для других систем со множеством несущих.
На фиг.2 представлена схематичная блок-схема передатчика согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Хотя обычно передатчик предусматривается в базовой станции, как в настоящем варианте осуществления, он может быть предусмотрен и в другом устройстве. На фиг.2, на которой иллюстрируется передатчик, показан процессор 11 MBMS, процессор 12 одноадресного канала, блок 13 установки MCS, процессор 19 канала управления, первый мультиплексор 14, последовательно-параллельный преобразователь 15 (S/P), второй мультиплексор 16 (MUX), блок 17 обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ), блок 18 ввода защитного интервала, блок 20 установки параметров радиосвязи, блок 21, 22 умножения на код скремблирования и блоки 23, 24 повтора. Процессор 11 MBMS содержит блок 111 кодирования, модулятор 112 данных, блок 113 перемежения и блок 114 умножения на код скремблирования. Процессор 12 одноадресного канала содержит блок 121 кодирования, модулятор 122 данных, блок 123 перемежения и блок 124 умножения на код скремблирования. Процессор 19 канала управления содержит блок 191 кодирования, модулятор 192 данных, блок 193 перемежения и блок 194 умножения на код скремблирования.
Процессор 11 MBMS осуществляет обработку, относящуюся к службе мультимедийной широковещательной многоадресной передачи (MBMS). Канал MBMS включает в себя мультимедийную информацию, транслируемую большому числу конкретизированных или неконкретизированных пользователей, и может содержать голосовую и символьную информацию, неподвижное и видео изображение и другое разнообразное содержание.
Блок 111 кодирования осуществляет канальное кодирование с целью увеличения устойчивости к ошибкам в канале MBMS. Кодирование может осуществляться с использованием различных схем, таких как сверточное кодирование и турбокодирование, которые хорошо известны из уровня техники. Модулятор 112 данных модулирует канал MBMS с использованием любой подходящей схемы модуляции, такой как QPSK, 16QAM или 64QAM. Кодовая скорость канала и/или схема модуляции могут быть фиксированными и/или изменяться в соответствии с инструкциями из блока 13 установки MCS. В отличие от одноадресного канала, канал MBMS не устанавливается оптимальным образом для каждого отдельного пользователя, но вместо этого устанавливается так, что MCS для него определяется с возможностью осуществления всеми пользователями приема с заранее заданным качеством (так, чтобы даже быстро передвигающееся устройство пользователя могло надлежащим образом осуществлять прием).
Блок 113 перемежения производит перестановку в последовательности данных, входящих в канал MBMS, в соответствии с предварительно заданным шаблоном.
Блок 114 умножения на код скремблирования производит перемножение с кодом скремблирования. В настоящем варианте осуществления умножение производится на код скремблирования, который является общим для нескольких сот, принадлежащих одной области MBMS. Как описано выше, в настоящем варианте осуществления для одноадресного канала предоставляется код скремблирования, который отличается для разных сот, а для канала MBMS предоставляется другой код скремблирования, общий для нескольких сот в области MBMS.
Процессор 12 одноадресного канала осуществляет обработку, относящуюся к каналу для конкретизированного (обычно одного) пользователя.
Блок 121 кодирования осуществляет кодирование для повышения устойчивости одноадресного канала к ошибкам. Кодирование может осуществляться с использованием различных схем, таких как сверточное кодирование и турбокодирование, которые хорошо известны в уровне техники. В настоящем варианте осуществления по отношению к одноадресному каналу осуществляется управление адаптивными модуляцией и кодированием (AMC, adaptive modulation and coding) с кодовой скоростью канала, которая адаптивным образом изменяется в соответствии с командами из блока 13 установки MCS.
Модулятор 122 данных модулирует данные одноадресного канала с использованием любой подходящей схемы модуляции, такой как QPSK, 16QAM или 64QAM. В настоящем варианте осуществления по отношению к одноадресному каналу выполняется управление AMC со схемой модуляции, которая адаптивным образом меняется в соответствии с командами из блока 13 установки MCS.
Блок 123 перемежения производит перестановку последовательности данных, содержащихся в одноадресном канале, в соответствии с предварительно заданным шаблоном.
Блок 124 умножения на код скремблирования производит перемножение с кодом скремблирования. Код скремблирования меняется от соты к соте.
Процессор 19 канала управления осуществляет обработку, относящуюся к каналу управления для конкретизированного (обычно одного) пользователя.
Блок 191 кодирования осуществляет кодирование для повышения устойчивости канала управления к ошибкам. Кодирование может осуществляться с использованием различных схем, таких как сверточное кодирование и турбокодирование, которые хорошо известны из уровня техники.
Модулятор 192 данных модулирует данные канала управления с использованием любой подходящей схемы модуляции, такой как QPSK, 16QAM или 64QAM. В отношении канала управления требования по высокоскоростной передаче невелики, но имеются значительные требования к надежности, поэтому управление АМС в настоящем варианте осуществления не выполняется.
Блок 193 перемежения производит перестановку последовательности данных, содержащихся в канале управления, в соответствии с предварительно заданным шаблоном.
Блок 194 умножения на код скремблирования производит перемножение с кодом скремблирования, который меняется от соты к соте.
Блок 13 установки MCS подает каждому обрабатывающему элементу команду изменить, при необходимости, комбинацию схемы модуляции и кодовой скорости, которая используется для канала MBMS, и комбинацию схемы модуляции и кодовой скорости, которая используется для одноадресного канала. Комбинация схемы модуляции и кодовой скорости определяется номером (номером MCS), который указывает, какая комбинация используется.
На фиг.3 проиллюстрированы примеры комбинаций схем модуляции данных и кодовых скоростей канала. Показаны относительные скорости информации, которым последовательно назначены номера MCS в порядке возрастания. Управление AMC осуществлено с возможностью адаптивного изменения схемы модуляции или кодовой скорости, или и того, и другого, в соответствии с тем, насколько хорошо состояние канала для достижения качества, требующегося в приемнике. То, насколько хорошо состояние канала, может быть оценено по качеству приема (принимаемое SIR, signal-to-interference ratio, отношение сигнал-помеха) нисходящего пилотного канала. Осуществление управления AMC делает возможным улучшение надежности для пользователя с худшим состоянием канала для достижения требующегося качества и улучшения пропускной способности, в то же время сохраняя требуемое качество для пользователя, у которого состояние канала лучше.
Как показано на фиг.4, первый мультиплексор 14 на фиг.2 мультиплексирует с разделением по времени канал MBMS и одноадресный канал в одной и той же полосе частот.
Последовательно-параллельный (S/P) преобразователь 15 преобразует последовательную последовательность (поток) сигналов в параллельную последовательность сигналов. Число параллельных последовательностей сигналов может определяться в соответствии с числом поднесущих.
Второй мультиплексор 16 (MUX) мультиплексирует несколько последовательностей данных, которые представляют собой выходной сигнал из первого мультиплексора 14, и пилотный и/или широковещательный каналы. Мультиплексирование может осуществляться по любой из следующих схем: мультиплексирование по времени, мультиплексирование по частоте или мультиплексирование по времени и частоте. Примеры отображения общих пилотных каналов в каналы MBMS детально поясняются со ссылкой на фиг.5A-5H.
Блок 17 обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ) преобразует подаваемый в него сигнал посредством обратного быстрого преобразования Фурье и модулирует сигнал с использованием OFDM.
Блок 18 ввода защитного интервала присоединяет защитный интервал (участок) к модулированному посредством OFDM символу для создания символа передачи. Как хорошо известно, последовательность данных, включающая в себя начальные данные передаваемого символа, повторяется для создания защитного интервала, который присоединяется к окончанию символа с образованием символа передачи. В ином варианте, последовательность данных, включающая в себя конечные данные передаваемого символа, повторяется для создания защитного интервала, который присоединяется в начало символа с образованием символа передачи.
GI
Блок 20 установки параметров радиосвязи устанавливает параметры радиосвязи, используемые при осуществлении связи. Параметры радиосвязи (группа), которые включают в себя информацию, задающую формат символа OFDM, могут содержать группу элементов информации, задающих такие значения, как период T защитного интервала, период эффективного (полезного) символа, доля одного символа, которую занимает защитный интервал, и интервал Δf поднесущей. Период эффективного символа равен обратной величине интервала поднесущей, или 1/Δf.
Блок 20 установки параметров радиосвязи устанавливает соответствующие группы параметров радиосвязи согласно условиям связи или в ответ на команды от других устройств. Блок 20 установки параметров радиосвязи может надлежащим образом использовать применяемые группы параметров радиосвязи, в соответствии с тем, передается ли одноадресный канал или канал MBMS. Например, для одноадресного канала может использоваться группа параметров радиосвязи, определяющая более короткий защитный интервал, тогда как для канала MBMS может использоваться группа параметров радиосвязи, которая задает более длинный защитный интервал. Блок 20 установки параметров радиосвязи может вычислять и выполнять определение соответствующей группы параметров радиосвязи каждый раз, или же в памяти заранее может быть сохранено несколько групп параметров радиосвязи, причем по необходимости из данных групп может выбираться какая-либо группа.
Блок 21 умножения на код скремблирования умножает вводимый в него пилотный канал на код скремблирования и формирует индивидуальный пилотный канал. Код скремблирования, как описано выше, представляет собой код скремблирования, индивидуальный для соты, так что он отличается для различных сот (индивидуальный код скремблирования).
Блок 22 умножения на код скремблирования умножает вводимый в него пилотный канал на код скремблирования и формирует общий пилотный канал. Код скремблирования, как описано выше, является кодом скремблирования, который является общим для нескольких сот (общий код скремблирования). Пилотные каналы, вводимые в блоки 21, 22 умножения на код скремблирования, могут быть одинаковыми или разными.
Блоки 23, 24 повтора повторно воспроизводят вводимые в них данные и выводят данные. Число повторов при необходимости может меняться. В настоящем варианте осуществления число повторных воспроизведений (копий) общего пилотного канала устанавливается большим, нежели чем число повторных воспроизведений индивидуального пилотного канала.
В отношении канала MBMS, подаваемого в процессор MBMS, и одноадресного канала, подаваемого в процессор одноадресного канала, на фиг.2 производится канальное кодирование и модулирование данных с соответствующей кодовой скоростью и схемой модуляции, которые обозначаются отдельным номером MCS, и, соответственно, мультиплексирование по времени после перемежения. Мультиплексирование по времени может осуществляться в различных единицах времени, например, в единицах радиокадров или единицах подкадров, которые составляют радиокадр. На фиг.4 показан пример, иллюстрирующий мультиплексирование по времени в единицах подкадров. Один подкадр включает в себя несколько символов OFDM. Например, подкадр может быть равен интервалу времени передачи (TTI), такому как, например, 0,5 мс. В ином варианте, мультиплексирование по времени может осуществляться не в единицах подкадров, а в единицах радиокадров, таких как, например, 10 мс. Эти численные значения даны только как примеры, таким образом, мультиплексирование по времени может осуществляться в единицах различных временных периодов. Определение, такое как подкадр или радиокадр, используется лишь для удобства, отражая только количество, определяющее некоторую единицу времени. Для простоты объяснения подкадр, в котором передается одноадресный канал, называется здесь одноадресным кадром, в то время, как подкадр, в котором передается канал MBMS, называется здесь кадром MBMS.
Мультиплексированные по времени каналы мультиплексируются с пилотными каналами, после чего мультиплексированные каналы проходят быстрое преобразование Фурье и модулируются посредством OFDM. Модулированный символ дополняется защитным интервалом для получения символа OFDM в базовой полосе частот, который преобразуется в аналоговый сигнал, передаваемый беспроводным образом посредством передающей антенны.
s
На фиг.5A-5H показаны различные отдельные примеры отображения общих пилотных каналов в кадры MBMS. Для сокращения объема изображений на фиг.5A-5H другие каналы, такие как канал управления и др., не показаны. Производится мультиплексирование по времени кадров MBMS, таких, как описано выше, с одноадресным кадром для формирования радиокадра, который передается из каждой базовой станции в мобильную станцию. Кадр MBMS включает в себя множество временных интервалов (таймслотов); как показано, кадр MBMS (один подкадр) включает в себя шесть временных интервалов (шесть символов OFDM). При дальнейшем описании N представляет собой число временных интервалов, в которые вводятся общие пилотные каналы, Δf обозначает выраженный через число символов OFDM интервал ввода (частотный интервал) общего пилотного канала в частотной области. Примеры численных значений являются только лишь примерами, таким образом, может быть использовано любое численное значение. Для удобства иллюстрирования показано, что один символ OFDM весь занят пилотными каналами, что не имеет существенного значения в настоящем изобретении. Информация, представляющая один пилотный канал, может быть отображена в часть символа OFDM или в несколько символов OFDM в соответствии с длиной символа, полосой частот, занятой символом, и количеством информации пилотного канала. Это может применяться не только к общему пилотному каналу, но также и к индивидуальному пилотному каналу.
s
s
В целом, устойчивость к флуктуациям канала во временной области тем больше, чем больше N, и тем меньше, чем меньше N. Устойчивость к флуктуациям канала в частотной области тем больше, чем меньше Δf, и тем меньше, чем больше Δf. С точки зрения улучшения точности оценки канала и качества приема пилотного канала желательно увеличивать число пилотных каналов, что приводит к увеличению доли пилотного канала в кадре MBMS (увеличению расходов на служебную информацию, ОН, overhead). Другими словами, с точки зрения эффективности передачи данных желательно, чтобы число вводов пилотного канала было меньше. Таким образом, в реальной системе желательно соответствующим образом отображать пилотный канал с учетом соотношений, которые описаны выше.
s
В примере, показанном на фиг.5A, N=2, Δf=2 и OH=16.7%. В показанном примере общие пилотные каналы отображаются во второй и пятый временные интервалы в узких частотных интервалах. Кроме того, общие пилотные каналы вводятся во второй и пятый временные интервалы так, что они чередуются по оси частот, сменяя друг друга, так что общие пилотные каналы вводятся на всех поднесущих как целый кадр MBMS. Следовательно, показанный пример предпочтителен с точки зрения улучшения устойчивости к флуктуациям в частотной области.
s
В примере, показанном на фиг.5B, N=2, Δf=3 и OH=11.1%. В то время как в данном показанном примере, как и в случае на фиг.5A, в частотной области вводится большое число общих пилотных каналов, частотный интервал общего пилотного канала относительно больше. Таким образом, число общих пилотных каналов, вводимых в кадр MBMS, меньше. Настоящий пример предпочтителен с точки зрения снижения расходов на служебную информацию при сохранении относительно высокой устойчивости к флуктуациям в частотной области.
s
В примере, показанном на фиг.5C, N=3, Δf=3 и OH=16.7%. В настоящем примере общие пилотные каналы вводятся на всех поднесущих как целый кадр MBMS, как и на фиг.5A. По сравнению со случаем на фиг.5A, частотный интервал общего пилотного канала больше, и число временных интервалов, в которые вводится общий пилотный канал, больше. Следовательно, показанный пример предпочтителен с точки зрения повышения устойчивости к флуктуациям не только в частотной области, но также и во временной области.
s
В примере, показанном на фиг.5D, N=3, Δf=4 и ОН=12,5%. В то время как в настоящем примере в частотной области вводится большое число общих пилотных каналов, как и в случае на фиг.5С, частотный интервал общего пилотного канала относительно больше. Таким образом, число общих пилотных каналов, вводимых в кадр MBMS, меньше. Настоящий пример предпочтителен с точки зрения снижения расходов на служебную информацию при сохранении устойчивости к флуктуациям во временной и частотной областях относительно высокой.
s
В примере, показанном на фиг.5E, N=4, Δf=4 и OH=16.7%. По сравнению со случаем на фиг.5D частотный интервал общего пилотного канала примерно тот же, а число временных интервалов, в которые вводится общий пилотный канал, больше. Следовательно, показанный пример предпочтителен с точки зрения повышения устойчивости к флуктуациям в частотной и временной областях.
s
В примере, показанном на фиг.5F, N=4, Δf=6 и OH=11.1%. В то время как в настоящем примере общие пилотные каналы вводятся в большое число временных интервалов, как и в случае на фиг.5E, частотный интервал общего пилотного канала относительно больше. Таким образом, число общих пилотных каналов, вводимых в кадр MBMS, меньше. Настоящий пример предпочтителен с точки зрения снижения расходов на служебную информацию при сохранении устойчивости к флуктуациям во временной и частотной областях относительно высокой.
s
В примере, показанном на фиг.5G, N=6, Δf=5 и OH=20.0%. В настоящем примере в то время, как частотный интервал общего пилотного канала является относительно большим, общий пилотный канал вводится во все временные интервалы. Следовательно, настоящий пример предпочтителен, в частности, с точки зрения увеличения устойчивости к флуктуациям во временной области при сохранении до известной степени устойчивости к флуктуациям в частотной области.
s
В примере, показанном на фиг.5H, N=6, Δf=6 и OH=16.7%. В то время как в настоящем примере общие пилотные каналы вводятся во все временные интервалы, как и в случае на фиг.5G, частотный интервал общего пилотного канала относительно больше. Таким образом, число общих пилотных каналов, вводимых в кадр MBMS, меньше. Настоящий пример предпочтителен с точки зрения снижения расходов на служебную информацию при сохранении устойчивости к флуктуациям в частотной области на достаточно высоком уровне, а устойчивости к флуктуациям во временной области особенно большой.
В примерах отображения, показанных на фиг.5C, 5D, 5E и 5H, общие пилотные каналы распределены в кадре MBMS относительно равномерно. Таким образом, примеры, описанные выше, предпочтительны с точки зрения достижения равномерности в точности интерполяции значений оценки канала.
Второй вариант осуществления
Как описано выше, одноадресный кадр и кадр MBMS передаются мультиплексированными с разделением по времени, где в отношении одноадресного канала производится компенсация канала посредством индивидуального пилотного канала, входящего в одноадресный кадр, а в отношении канала MBMS производится компенсация канала посредством общего пилотного канала, входящего в кадр MBMS. Таким образом, с точки зрения задачи компенсации канала MBMS индивидуальный пилотный канал не обязательно вводить в кадр MBMS.
С другой стороны, устройство пользователя измеряет качество приема в нисходящей линии связи в заранее заданные периоды (периоды измерения CQI) и сообщает измеренное значение в базовую станцию. Качество приема может выражаться через различные индикаторы качества канала (CQI), включая отношение сигнал-шум (SNR, signal to noise ratio), SIR и отношение сигнал-шум-помеха (SINR, signal to interference noise ratio). Базовая станция планирует (назначает ресурсы беспроводной связи, определяет схему модуляции и кодовую скорость канала и определяет мощность передачи) одноадресный канал, который следует передать следующим, на основе измеренного значения CQI. Таким образом, индивидуальный пилотный канал для одноадресного канала должен вводиться в нисходящий канал в соответствии с по меньшей мере частотой измерения CQI. Период измерения CQI не может превышать подкадр (один одноадресный кадр) как минимум. С такой точки зрения предпочтительно, чтобы индивидуальный пилотный канал также вводился в канал MBMS.
Общий пилотный канал, уже введенный в кадр MBMS, не подходит для измерения CQI, и его измеренное значение CQI не подходит для планирования одноадресного канала. Причина этого заключается в том, что поскольку невозможно различить соты, использующие только общий пилотный канал, общий для нескольких сот, то на основании качества его приема трудно оценить состояние нисходящего канала в каждой конкретной соте.
В принципе, положение, в которое вводится индивидуальный пилотный канал в кадре MBMS, может быть каким угодно до тех пор, пока оно известно в устройстве пользователя. Однако, когда положения ввода индивидуального пилотного канала для одноадресного канала и канала MBMS полностью различаются, устройство пользователя должно подтверждать различие конфигураций кадров, что возможно влечет сложный процесс измерения CQI. С учетом этого, как описано выше, предпочтительно совмещать положения ввода индивидуального пилотного канала для кадра MBMS и одноадресного канала.
В примере, показанном на фиг.6А, три индивидуальных пилотных канала вводятся в начальный временной интервал как для кадра MBMS, так и для одноадресного кадра. Таким образом, устройство пользователя может извлекать индивидуальный пилотный канал из начального временного интервала в кадре и осуществлять измерение CQI, не заботясь о том, является ли кадр одноадресным кадром или кадром MBMS. Это является преимуществом также с точки зрения сохранения энергии устройства пользователя, и особенно выгодно для устройства пользователя, которое работает в режиме прерывистого приема (intermittent reception) или в режиме прерывистой передачи (DRX, discontinuous transmission).
В примере, показанном на фиг.6B, в дополнение к трем индивидуальным пилотным каналам, введенным в начальный временной интервал как для кадра MBMS, так и для одноадресного кадра, в начальный временной интервал вводятся еще два индивидуальных канала (дополнительные индивидуальные каналы). Поскольку частота ввода индивидуального пилотного канала велика, это предпочтительно с точки зрения улучшения точности измерения качества приема индивидуального пилотного канала для кадра MBMS. Кроме того, поскольку дополнительные индивидуальные пилотные каналы вводятся только в начальный временной интервал, то устройство пользователя может выполнять измерение CQI только для начального временного интервала, как и в случае фиг.6A. Другими словами, для примера на фиг.6B в дополнение к тому, что эффект экономии батареи может ожидаться на том же уровне, что и для случая на фиг.6A, можно ожидать более точное значение измерения качества принимаемого сигнала, нежели чем для примера на фиг.6A.
Для мультиплексирования канала управления L1/L2 (layer 1/layer 2, уровня 1/уровня 2) в кадр MBMS необходимо ввести индивидуальный для соты пилотный канал (индивидуальный пилотный канал) в кадр MBMS. С учетом описанного выше, каналы управления L1/L2 и индивидуальный пилотный канал мультиплексируются в кадр MBMS на фиг.6B.
В то время как для удобства объяснения индивидуальные и дополнительные индивидуальные пилотные каналы вводятся в кадре в начальный временной интервал, они могут вводиться в другой временной интервал. По меньшей мере часть индивидуальных пилотных каналов, вводимых в кадр MBMS, может вводиться во временной интервал с тем же номером и на ту же частоту (поднесущую), что и индивидуальный пилотный канал в одноадресном кадре. Во временной интервал может дополнительно вводиться дополнительный индивидуальный пилотный канал. С точки зрения быстрого осуществления процесса демодуляции после приема пилотного канала предпочтительно, чтобы индивидуальные и дополнительные индивидуальные пилотные каналы были сконцентрированы в начальном временном интервале.
Третий вариант осуществления
На фиг.7 представлена схематическая блок-схема приемника в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Такой приемник, как описано выше, обычно предусмотрен в устройстве пользователя, таком как мобильная станция. На фиг.7 показан приемник, содержащий блок 520 определения временных характеристик символа, блок 522 удаления защитного интервала (3И), блок 524 быстрого преобразования Фурье, демультиплексор 526 (DEMUX), блок 528 оценки канала, блок 530 компенсации канала, параллельно-последовательный преобразователь 532 (P/S), блок 534 компенсации канала, блок 536 обратного перемежения, блок 538 декодирования турбо-кода, блок 540 декодирования Витерби и блок 542 установки параметров радиосвязи.
Блок 520 определения временных характеристик символа детектирует распределение символа (границы символа) во времени на основании принятого сигнала. Принятый сигнал представляет собой сигнал после осуществления приема, усиления, преобразования частоты, ограничения полосы частот, ортогональной демодуляции и преобразования в цифровую форму.
Блок 522 удаления 3И удаляет из принятого сигнала часть, соответствующую 3И.
Блок 524 быстрого преобразования Фурье осуществляет быстрое преобразование Фурье вводимого в него сигнала и демодулирует сигнал с использованием OFDM.
Демультиплексор 526 разделяет пилотный канал, канал управления и канал данных, мультиплексированные в принятом сигнале. Разделение осуществляется так, что оно соответствует мультиплексированию в передатчике (обработке в мультиплексоре 16 на фиг.2). Поскольку одноадресный кадр и кадр MBMS передаются мультиплексированными с разделением по времени, одноадресные каналы и индивидуальные пилотные каналы определяются в периоде одноадресного кадра, в то время, как каналы MBMS и общие (и индивидуальные) пилотные каналы определяются в периоде кадра MBMS.
Блок 528 оценки канала оценивает условия на пути распространения с использованием пилотного канала и выдает сигнал управления для регулировки амплитуды и фазы так, чтобы компенсировать флуктуации канала. Сигнал управления выводится для каждой поднесущей.
Блок 530 компенсации канала регулирует амплитуду и фазу канала данных для каждой поднесущей в соответствии с информацией из блока 528 оценки канала.
Параллельно-последовательный преобразователь 532 (P/S) преобразует параллельную последовательность сигналов в последовательную последовательность сигналов.
Блок 534 компенсации канала регулирует амплитуду и фазу канала управления для каждой поднесущей в соответствии с информацией из блока 528 оценки канала.
Блок 536 обратного перемежения изменяет порядок сигналов в соответствии с заранее заданным шаблоном. Заранее заданный шаблон соответствует обращенному шаблону для изменения, выполняемого в блоке перемежения в передатчике (326 на фиг.1).
Блок 538 декодирования турбо-кода и блок 540 декодирования Витерби декодируют данные информационного потока и данные информации управления, соответственно.
Блок 542 установки параметров радиосвязи устанавливает параметры радиосвязи, используемые при осуществлении связи, таким же образом, как и блок 20 установки параметров радиосвязи на фиг.2. Блок 542 установки параметров радиосвязи может вычислять и осуществлять определение соответствующей группы параметров радиосвязи каждый раз, или же несколько наборов групп параметров радиосвязи может быть сохранено в памяти заранее, причем при необходимости эти наборы могут быть выбраны.
Сигнал, принятый антенной, проходит в радиочастотном приемнике усиление, преобразование частоты, ограничение полосы частот и ортогональную демодуляцию и затем преобразуется в цифровой сигнал. Сигнал с удаленным защитным интервалом демодулируется по схеме OFDM блоком 524 быстрого преобразования Фурье. Демодулированный сигнал разделяется демультиплексором 526 на пилотные каналы (включая общие и/или индивидуальные пилотные каналы), каналы управления и каналы данных (включая одноадресные каналы и каналы MBMS). Пилотный канал подается в блок оценки канала, из которого выводится сигнал компенсации для компенсации флуктуаций в пути распространения для каждой поднесущей. Канал данных компенсируется для каждой поднесущей с использованием сигнала компенсации и преобразуется в последовательный сигнал. Порядок преобразованного сигнала изменяется в блоке 536 обратного перемежения по шаблону, обратному шаблону изменения, осуществленного в блоке перемежения. Затем сигнал декодируется в декодере 538 турбо-кода. Аналогично, канал управления также компенсируется относительно флуктуаций канала с использованием сигнала компенсации и декодируется в блоке 540 декодирования Витерби. После этого осуществляется обработка сигнала, которая использует восстановленные каналы данных и управления.
На фиг.8 показана первая поясняющая диаграмма, относящаяся к измерению CQI. Показанный демодулятор принятого сигнала соответствует обрабатывающим элементам (DEMUX 526, блок 524 БПФ, блок 522 удаления 3И и блок 520 определения временных характеристик символа) перед разделителем (DMUX) на фиг.7. Блок измерения CQI может соответствовать элементу в блоке 528 оценки канала на фиг.7.
Как описано во втором варианте осуществления, измерение CQI осуществляется на основании индивидуального пилотного канала не только в одноадресном кадре, но и в кадре MBMS.
i
i
i
i
i
На фиг.9 показана диаграмма, иллюстрирующая то, как индивидуальные пилотные каналы используются для измерения CQI. В показанном примере общие пилотные каналы, индивидуальные пилотные каналы и каналы управления отображены в начальный временной интервал кадра MBMS, причем каналы MBMS отображаются во второй временной интервал и далее за ним (а общие пилотные каналы также отображаются в четвертый временной интервал). В показанном примере для i-й поднесущей измеряется качество приема сигнала (CQI). В показанном примере для измерения CQI используются три индивидуальных пилотных канала, введенных на поднесущие с порядковыми номерами (i-6), i и (i+6). CQI может выражаться как отношение мощности полезного сигнала к мощности нежелательного сигнала. Мощность полезного сигнала может быть определена на основании значения h оценки канала для поднесущей i (сигнал s, который передается для поднесущей i, в приемнике принимается как hs) Мощность I помех в мощности нежелательного сигнала рассчитывается по уравнению на фиг.9:
.
i
i-6
i+6
Уравнение дано только как пример, соответственно, мощность помех и CQI могут быть вычислены с использованием различных схем. В приведенном выше уравнении h относится к мощности полезного сигнала i-й поднесущей, (h+h)/2 относится к мощности полезного сигнала i-й поднесущей, которая оценивается на основании мощностей полезного сигнала других поднесущих, и их разность сопоставляется с мощностью помех.
Когда должно быть измерено качество приема сигнала для поднесущей за номером (i+6), используются индивидуальные пилотные каналы, введенные на поднесущих с номерами i, (i+6) и (i+12).
Таким образом, в примере, показанном на фиг.9, CQI измеряется только на основе индивидуальных пилотных каналов.
На фиг.10 показана другая поясняющая диаграмма, относящаяся к измерению CQI. Соответствующее соотношение между демодулятором принятого сигнала и блоком измерения CQI на фиг.10 и элементами на фиг.7 то же, что и объясненное со ссылкой на фиг.8.
m
n
i
i±3
i
'
'
'
На фиг.11 показана диаграмма, иллюстрирующая то, как индивидуальные и общие пилотные каналы используются для измерения CQI. Для удобства объяснения h представляет собой значение оценки канала, относящееся к m-й поднесущей, которая оценивается с помощью индивидуального пилотного канала, в то время как h  представляет собой значение оценки канала, относящееся к n-й поднесущей, которая оценивается с помощью общего пилотного канала. Так же, как и в случае на фиг.9, используются три значения оценки канала. В примере, показанном на фиг.11, используются одно значение h оценки канала для общего пилотного канала и два значения h оценки канала для индивидуального пилотного канала. Мощность полезного сигнала определяется на основании значения h  оценки канала, относящегося к поднесущей i. Мощность I помехи в мощности нежелательного сигнала рассчитывается по уравнению на фиг.11:
.
i
i-3
i+3
i
i±6
i±3
'
Уравнение является только лишь примером, таким образом, мощность помехи и CQI могут рассчитываться с использованием различных схем. В вышеприведенном уравнении h относится к мощности полезного сигнала i-й поднесущей, (h+h)/2 относится к мощности полезного сигнала i-й поднесущей, которая оценивается на основании мощностей полезного сигнала других поднесущих, и их разность сопоставляется с мощностью помехи. Поскольку h  является значением, определенным на основании общего пилотного канала, точность может быть ниже, чем при значении, определенном на основании индивидуального пилотного канала. Однако, поскольку вычисление осуществляется в относительно узком частотном диапазоне, то следовать за флуктуациями в частотной области проще, что делает возможным удержание полной точности измерения CQI на определенном уровне или выше него. В то время как на фиг.9 используются значения h оценки канала, отстоящие на 12 поднесущих, на фиг.11 используются значения h оценки канала, отстоящие только на 6 поднесущих в той же конфигурации кадра. В примере, показанном на фиг.11, используется не только индивидуальный пилотный канал, но также и общий пилотный канал, что делает возможным измерение CQI в относительно узком частотном диапазоне и делает возможным более точное измерение CQI в частотной и/или временной области, нежели чем в случае на фиг.9.
i
i
'
На фиг.12 показано то, как индивидуальные и общие пилотные каналы используются для измерения CQI другим способом. В отличие от примеров, показанных на фиг.9 и 11, на фиг.12 используются значения h, h  оценки канала для индивидуальных и общих пилотных каналов, введенных на ту же поднесущую, но в другие временные интервалы. Мощность полезного сигнала может быть определена на основании значения h оценки канала, относящегося к поднесущей i. Мощность I помехи в мощности нежелательного сигнала рассчитывается по уравнению на фиг.12:
Уравнение является только лишь примером, таким образом, мощность помехи и CQI могут рассчитываться с использованием различных схем. Показанный пример предпочтителен с точки зрения надлежащего следования за флуктуациями канала во времени.
Настоящее изобретение было описано путем разбиения на некоторое число вариантов осуществления для удобства пояснения. Однако разбивка на варианты осуществления не существенна для настоящего изобретения, так что при необходимости может быть использован один или более вариантов осуществления.
Настоящее изобретение не ограничивается вышеописанными предпочтительными вариантами его осуществления, так что в рамках объема охраны настоящего изобретения возможны различные варианты и модификации.
По настоящей заявке испрашивается приоритет на основании заявки Японии №2006-12798, поданной 1 мая 2006 г. в патентное ведомство Японии, все содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.