СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ УПРАВЛЯЮЩЕГО СИГНАЛА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭФФЕКТИВНОГО МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЯ
METHOD OF TRANSMITTING CONTROL SIGNAL USING EFFICIENT MULTIPLEXING

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к способу передачи управляющего сигнала в системе связи с подвижными объектами с несколькими несущими частотами и, в частности, к способу передачи управляющего сигнала. Хотя настоящее изобретение пригодно для широкого спектра применений, оно в особенности пригодно для надежной передачи управляющего сигнала в восходящем и/или нисходящем направлении путем эффективного мультиплексирования нескольких 1-битовых управляющих сигналов.
ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Обычно в системе связи с подвижными объектами с несколькими несущими частотами базовая станция выполняет передачу пакетов данных по нисходящему каналу на единицы пользовательского оборудования (сокращенно UE - user equipment), находящиеся в какой-либо одной ячейке или в каждой из нескольких ячеек. Между тем, в пределах одной ячейки может находиться множество единиц пользовательского оборудования. Поскольку каждое из множества пользовательского оборудования не способно определить, каким образом пакет данных будет ему передан с использованием заданного формата, то, когда базовая станция передает в нисходящем направлении пакет данных на определенное пользовательское оборудование, базовая станция должна передавать такую необходимую информацию, для передачи каждого пакета данных в нисходящем направлении, как информацию о идентификаторе (ID) пользовательского оборудования, которое будет принимать соответствующий пакет данных, информацию о частотно-временной области для передачи пакета данных, информацию о формате передачи данных, включая скорость кодирования, схему модуляции и т.п., релевантную информацию HARQ (hybrid automatic repeat request - гибридный автоматический запрос на повторную передачу) и т.п. в нисходящем направлении.
В другом случае, чтобы обеспечить пользовательскому оборудованию возможность передачи пакета данных в восходящем направлении, базовая станция должна передавать такую необходимую информацию, для передачи каждого пакета данных в восходящем направлении, как информацию о идентификаторе (ID) пользовательского оборудования, которое будет назначено для передачи пакета данных, информацию о частотно-временной области в восходящем направлении, позволяющей пользовательскому оборудованию передавать пакет данных, информацию о формате передачи данных, включая скорость кодирования, схему модуляции и т.п., релевантную информацию HARQ и т.п. в нисходящем направлении.
При передаче пакетов данных в восходящем направлении базовая станция должна передавать информацию о подтверждении успешного приема/неподтверждения приема (ACK/NACK) по каждым данным, переданным пользовательским оборудованием на соответствующее пользовательское оборудование в восходящем направлении. С другой стороны, в случае передачи пакетов данных в нисходящем направлении каждое пользовательское оборудование передает информацию об успешном или неудачном приеме данных по каждому пакету данных, переданному базовой станцией, путем передачи информации ACK/NACK в восходящем направлении.
Для поддержания мощности передачи/приема данных в восходящем направлении каждого пользовательского оборудования на надлежащем уровне базовая станция должна передавать информацию управления мощностью на каждое пользовательское оборудование в нисходящем направлении.
Из рассмотренных выше управляющих сигналов сигнал ACK/NACK, сигнал управления мощностью и т.п., в основном, способен отображать соответствующую информацию с помощью одного бита и может быть назван «1-битовым управляющим сигналом».
Чтобы эффективно обеспечивать работу системы и управлять ею, необходимо эффективно мультиплексировать управляющий сигнал, передаваемый в восходящем/нисходящем направлении и предназначенный для эффективной передачи вышеупомянутой управляющей информации и, в частности, 1-битового управляющего сигнала с пакетом данных и других сигналов в частотно-временном ресурсе.
В качестве схемы мультиплексирования, обычно используемой в системах связи с подвижными объектами с несколькими несущими частотами, может использоваться множественный доступ с временным разделением TDMA (time division multiple access), позволяющий мультиплексировать несколько сигналов путем разделения их во временной области, множественный доступ с частотным разделением FDMA (frequency division multiple access), позволяющий мультиплексировать несколько сигналов путем разделения их в частотной области, множественный доступ с кодовым разделением CDMA (code division multiple access), позволяющий мультиплексировать сигналы в заданной частотно-временной области с использованием ортогонального или псевдоортогонального кода или т.п.
Однако в случае, когда 1-битовый управляющий сигнал мультиплексируется с использованием только TDMA и/или FDMA, поскольку мощности передачи каждого сигнала значительно отличаются, воздействие на соседние ячейки может отличаться в зависимости от временной области и/или частотной области.
В частности, когда произвольная ячейка выполняет мультиплексирование с целью передачи сигналов ACK/NACK для различных единиц пользовательского оборудования в пределах одного интервала времени передачи TTI (time transmission interval) путем использования TDMA или FDMA, например, в случае, когда мощности передачи сигнала ACK/NACK для каждого из пользовательского оборудования значительно отличаются, количество помех от соответствующей ячейки, влияющих на соседние ячейки, может значительно отличаться в зависимости от временной области или частотной области. Это может отрицательно сказаться на выполнении планирования нисходящих пакетов данных в зоне сотовой связи или на эффективности распределения энергии в частотно-временной области.
Кроме того, в случае, когда управляющий сигнал, такой как сигнал ACK/NACK передающей стороны, теряется в процессе передачи в нисходящем/восходящем направлении, может возникнуть проблема надежности передачи соответствующего сигнала.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ. ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА. ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ
Соответственно, настоящее изобретение относится к способу передачи в системе связи с подвижными объектами управляющего сигнала с несколькими несущими частотами, который, по существу, позволяет устранить одну или более проблем, связанных с ограничениями и недостатками известного уровня техники.
Целью настоящего изобретения является предложение способа эффективной передачи множества управляющих сигналов, благодаря которому управляющий сигнал определенной передающей стороны может быть надежно передан таким образом, чтобы мультиплексирование при передаче управляющего сигнала выполнялось эффективно для минимизации межзоновых помех.
Дополнительные функции и преимущества настоящего изобретения будут раскрыты в последующем описании и будут понятны из частей указанного описания или могут быть известны при практическом применении изобретения. Цели и другие преимущества настоящего изобретения будут реализованы и достигнуты с помощью структуры, в частности, изложенной в описании и формуле изобретения, а также в прилагаемых чертежах.
Для реализации этих и других преимуществ, а также в соответствии с целью настоящего изобретения, как изложено и широко описано, способ передачи управляющего сигнала в соответствии с настоящим изобретением включает мультиплексирование множества 1-битовых управляющих сигналов в пределах заданной частотно-временной области с помощью множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), повторение мультиплексированных управляющих сигналов в различных частотных областях и передачу повторенных управляющих сигналов.
Для достижения этих и других преимуществ, а также в соответствии с целью настоящего изобретения, как воплощено и широко описано, способ передачи управляющего сигнала в соответствии с настоящим изобретением включает мультиплексирование множества 1-битовых сигналов в пределах заданной частотно-временной области с помощью множественного доступа с кодовым разделением (CDMA) и передачу повторенных управляющих сигналов, причем множество 1-битовых управляющих сигналов включает множество 1-битовых управляющих сигналов для определенной передающей стороны.
Предпочтительно, чтобы заданная частотно-временная область содержала частотно-временную область в пределах зоны одного OFDM-символа (orthogonal frequency division multiplexing - мультиплексирование с ортогональным частотным разделением).
Предпочтительно, чтобы в случае, когда временная область, используемая для передачи управляющего сигнала, содержит одну зону OFDM-символа, повторение выполнялось путем повторения мультиплексированных управляющих сигналов в различных частотных областях в пределах зоны одного OFDM-символа.
Предпочтительно, чтобы в случае, когда временная область, используемая для передачи управляющего сигнала, содержит множество зон OFDM-символов, повторение выполнялось путем повторения мультиплексированных управляющих сигналов в различные частотные области в пределах зон OFDM-символов, отличающихся друг от друга.
Предпочтительно, чтобы при мультиплексировании множество 1-битовых управляющих сигналов разделялись при помощи ортогонального или псевдоортогонального кода, используемого для мультиплексирования каждого из 1-битовых управляющих сигналов.
Более предпочтительно, чтобы множество 1-битовых управляющих сигналов модулировалось при помощи разделения различными компонентами с ортогональными фазами соответственно и причем при мультиплексировании, множество 1-битовых управляющих сигналов дополнительно разделяется при помощи различных компонент с ортогональными фазами, используемыми для модуляции.
Предпочтительно, чтобы заданная частотно-временная область включала множество частотно-временных областей. При мультиплексировании дополнительное мультиплексирование выполняется с помощью, по меньшей мере, одного, выбранного из группы, состоящей из множественного доступа с временным разделением (TDMA) и множественного доступа с частотным разделением (FDMA). И множество 1-битовых сигналов для определенной передающей стороны мультиплексируется посредством распределения на множество частотно-временных областей.
Более предпочтительно, чтобы 1-битовые управляющие сигналы для различных передающих сторон мультиплексировались во множество частотно-временных областей с помощью множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), соответственно. В этом случае множество 1-битовых управляющих сигналов для определенной передающей стороны мультиплексируется с помощью различных ортогональных или псевдоортогональных кодов.
И ортогональные или псевдоортогональные коды включают кодовую последовательность, длина которой соответствует размеру множества частотно-временных областей.
Кроме того, 1-битовый управляющий сигнал может включать сигнал ACK/NACK или сигнал управления мощностью. И 1-битовый управляющий сигнал может передаваться в восходящем или нисходящем направлении.
Следует понимать, что вышеизложенное общее описание и следующее подробное описание являются примерными и пояснительными и предназначены для дополнительного пояснения заявленного изобретения.
ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения при мультиплексировании множества 1-битовых управляющих сигналов управления используется, главным образом, CDMA. И она позволяет передавать множество управляющих сигналов определенного пользовательского оборудования посредством различных ортогональных или псевдоортогональных кодов соответственно. Следовательно, она позволяет повысить надежность передачи соответствующих управляющих сигналов.
При этом количество мультиплексированных сигналов в полосе частот когерентности и/или во времени когерентности может быть увеличено путем применения FDMA и/или TDMA при одновременной передаче 1-битовых управляющих сигналов и путем распределения при передаче множества управляющих сигналов для определенного пользовательского оборудования на каждой частотно-временной области.
Более того, в случае передачи 1-битового управляющего сигнала посредством множества частотно-временных областей путем указания на использование ортогонального кода, применяемого для передачи в соответствии с размером всех частотно-временных областей вместо размера каждой частотно-временной области, можно увеличить количество управляющих сигналов, которые можно передать одновременно.
Кроме того, в случае, когда для передачи 1-битовых управляющих сигналов используется множество OFDM-символов, путем передачи модулированного с помощью CDMA 1-битового управляющего сигнала в другой области OFDM-символа через другую частотную область, можно выполнить эффективную передачу в аспектах эффективности использования ресурсов и выигрыша от разнесения. И также возможно обеспечить более гибкое распределение мощности в пределах каждой области OFDM-символа.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Прилагаемые чертежи, которые включены для предоставления лучшего понимания настоящего изобретения, включены и составляют часть этого описания, иллюстрируют варианты осуществления настоящего изобретения и вместе с описанием служат для объяснения принципов изобретения.
Чертежи включают:
Фиг.1, на которой представлена схема в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, предназначенная для пояснения способа мультиплексирования с целью передачи сигналов ACK/NACK с помощью CDMA;
Фиг.2, на которой представлена схема в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, предназначенная для пояснения способа передачи сигналов ACK/NACK путем проведения одновременного мультиплексирования с помощью CDMA и FDMA;
Фиг.3, на которой представлена схема в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, предназначенная для пояснения способа передачи сигналов ACK/NACK путем проведения одновременного мультиплексирования с помощью CDMA, TDMA и FDMA;
Фиг.4, на которой представлена схема в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, предназначенная для пояснения способа передачи сигналов ACK/NACK путем проведения одновременного мультиплексирования с помощью CDMA и FDMA, где множество сигналов ACK/NACK, передаваемых определенной передающей стороной в числе множества других сигналов ACK/NACK, передается через множество частотных областей;
Фиг.5, на которой представлена схема в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, предназначенная для пояснения способа передачи сигналов ACK/NACK путем проведения одновременного мультиплексирования с помощью CDMA, TDMA и FDMA, где множество сигналов ACK/NACK, передаваемых определенной передающей стороной в числе множества других сигналов ACK/NACK, передается через множество частотных областей;
Фиг.6, на которой представлена схема в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, предназначенная для пояснения способа передачи сигналов ACK/NACK в случае использования для передачи сигналов ACK/NACK зоны одного OFDM-символа;
Фиг.7, на которой представлена схема в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, предназначенная для пояснения способа передачи сигналов ACK/NACK в случае использования для передачи сигналов ACK/NACK, по меньшей мере, зон двух OFDM-символов;
Фиг.8, на которой представлена схема в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, предназначенная для пояснения способа передачи сигналов ACK/NACK в случае использования для этого, по меньшей мере, зон двух OFDM-символов;
Фиг.9, на которой представлена схема, предназначенная для пояснения принципа, позволяющего повысить гибкость распределения мощности в случае передачи сигналов ACK/NACK с помощью варианта осуществления настоящего изобретения, представленного на Фиг.8.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Обратимся теперь к подробному описанию предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, примеры которых иллюстрируются прилагаемыми чертежами.
Обычно базовая станция передает сигнал ACK/NACK, указывающий на успех или неудачу приема пакета данных, передаваемого единицей пользовательского оборудования в переделах ячейки, или управляющий сигнал, играющий роль, сходную с той ролью, которую играет сигнал ACK/NACK для соответствующего пользовательского оборудования в нисходящем направлении. В таком случае, поскольку множество единиц пользовательского оборудования способно передавать пакеты данных в пределах одного интервала времени передачи (TTI), базовая станция способна передавать сигналы ACK/NACK на множество пользовательского оборудования также в пределах одного интервала времени передачи.
Кроме того, базовая станция мультиплексирует множество сигналов управления мощностью, предназначенных для управления мощностями передачи восходящих данных множества пользовательского оборудования в течение одного интервала времени передачи в пределах ячейки, и затем передает мультиплексированный сигнал на каждое пользовательское оборудование.
Таким образом, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения в целях эффективного мультиплексирования и эффективной передачи множества 1-битовых управляющих сигналов предложен способ мультиплексирования 1-битовых управляющих сигналов с помощью CDMA в пределах частичной частотно-временной области полосы передачи в системе связи с несколькими несущими частотами. И это будет подробно пояснено со ссылкой на пример.
Кроме того, описание одного варианта осуществления настоящего изобретения относится к случаю, когда, например, 1-битовый управляющий сигнал является сигналом ACK/NACK. В способе передачи управляющих сигналов в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения 1-битовый управляющий сигнал не обязательно должен быть сигналом ACK/NACK. Кроме того, для специалистов в данной области техники очевидно, что настоящее изобретение включает 1-битовый управляющий сигнал в таком формате, когда множество сигналов передается в пределах одного интервала времени передачи.
На Фиг.1 представлена схема в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, предназначенная для пояснения способа мультиплексирования с целью передачи сигналов ACK/NACK с помощью CDMA.
Как показано на Фиг.1, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения базовая станция резервирует определенную частотно-временную область в пределах одного интервала времени передачи, чтобы использовать ее для передачи сигналов ACK/NACK. И сигналы ACK/NACK для различных единиц пользовательского оборудования (UE) разделяются друг от друга с помощью ортогонального или псевдоортогонального кода, умноженного в частотно-временной области.
В этом случае «ортогональный код» или «псевдоортогональный код» представляет собой код, используемый для мультиплексирования сигнала с помощью CDMA, и означает код, указывающий, что корреляция равна 0 или значению, меньшему, чем заданное пороговое значение.
В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения в случае выполнения передачи с использованием модуляции, в которой применяются компоненты, имеющие фазы, ортогональные друг другу, такие как QPSK (quadrature phase shift keying - квадратурная фазовая модуляция), множество сигналов ACK/NACK может дополнительно разделяться с помощью различных ортогональных фазовых компонентов.
В примере, представленном на Фиг.1, поскольку сигнал ACK/NACK передается через частотно-временную область, включающую 12 поднесущих частот, через шесть OFDM-символов в пределах одного интервала времени передачи, есть возможность использовать ортогональный код длиной 72=(6×12) чипа для передачи сигнала ACK/NACK. Следовательно, возможно одновременно передавать 72 различных ортогональных сигнала. Однако число одновременно передаваемых ортогональных сигналов может изменяться в соответствии с типом используемого ортогонального/псевдоортогонального кода.
В случае использования QPSK в качестве схемы модуляции в примере, представленном на Фиг.1, можно использовать две ортогональные фазы. Следовательно, имеется возможность передавать суммарное количество различных ортогональных сигналов вдвое большее, чем семьдесят два ортогональных сигнала.
Кроме того, сигнал ACK/NACK для одной единицы пользовательского оборудования может передаваться с помощью одного ортогонального сигнала из ортогональных сигналов, генерируемых с помощью вышеописанного способа. Однако в соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения предлагается, чтобы сигнал ACK/NACK для одиночного пользовательского оборудования устанавливался для передачи через множество ортогональных сигналов, если одиночный сигнал ACK/NACK несет информацию, превышающую 1 бит, или если одиночное пользовательское оборудование передает множество пакетов данных в течение одного интервала времени передачи.
Как и в приведенном выше одном варианте осуществления настоящего изобретения, преимущество в мультиплексировании с целью передачи сигнала ACK/NACK с помощью CDMA в нисходящем направлении заключается в том, что количество помех, генерируемых в нисходящем направлении сигналом ACK/NACK в частотно-временной области одного интервала времени передачи, может поддерживаться относительно равным.
В частности, когда, как описывалось выше, произвольная ячейка выполняет мультиплексирование с целью передачи сигналов ACK/NACK для различных единиц пользовательского оборудования в пределах одного интервала времени передачи (TTI) путем использования TDMA или FDMA в случае, если мощности передачи сигналов ACK/NACK для соответствующих единиц пользовательского оборудования (UE) отличаются одна от другой, то количество помех от соответствующей ячейки, влияющих на соседние ячейки, может значительно меняться в зависимости от временной области или частотной области. И это может оказать неблагоприятное воздействие на выполнение планирования передачи нисходящих пакетов данных или другое распределение «время-частота-энергия» в зоне, обслуживаемой станцией сотовой связи. Однако в случае, когда сигнал ACK/NACK мультиплексируется с помощью CDMA как один вариант осуществления настоящего изобретения, даже если различные мощности передачи сигнала ACK/NACK распределяются различным единицам пользовательского оборудования, сигналы ACK/NACK для всех единиц пользовательского оборудования добавляются вместе в пределах той же частотно-временной области для одного интервала времени передачи и затем передаются. Следовательно, можно минимизировать флуктуации мощности передачи в пределах частотно-временной области.
В соответствии с очередным вариантом осуществления настоящего изобретения, в случае когда множество сигналов ACK/NACK, передаваемых отдельным пользовательским оборудованием, или для передачи данных одного пользовательского оборудования, передается с помощью множества ортогональных сигналов, имеется возможность повысить надежность передачи сигнала ACK/NACK на соответствующее пользовательское оборудование.
Кроме того, описанный выше принцип передачи сигнала ACK/NACK в нисходящем направлении аналогичным образом применим к передаче в восходящем направлении.
Между тем, при мультиплексировании сигнала ACK/NACK с помощью CDMA, как упоминалось в описании выше, ортогональность между различными сигналами ACK/NACK, мультиплексируемыми с помощью CDMA, может сохраняться, только если характеристика отклика нисходящего радиоканала не значительно изменяется в частотно-временной области для передачи сигнала ACK/NACK. Таким образом, есть возможность обеспечить удовлетворительное качество приема без применения специального алгоритма приема, такого как канальный эквалайзер на приемной стороне. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения мультиплексирование с помощью CDMA сигнала ACK/NACK выполняется в пределах частотно-временной области, в которой характеристика отклика радиоканала не значительно изменяется, то есть в пределах времени когерентности и полосы частот когерентности.
В соответствии с подробным вариантом осуществления настоящего изобретения схема мультиплексирования сигнала ACK/NACK на основе CDMA может выполняться одновременно со схемой мультиплексирования на основе FDMA или TDMA, чтобы сузить частотно-временную область для мультиплексирования сигнала ACK/NACK с помощью CDMA в пределах диапазона когерентности, в котором характеристика отклика радиоканала не значительно изменяется. Это объясняется следующим образом.
На Фиг.2 представлена схема в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, предназначенная для пояснения способа передачи сигналов ACK/NACK путем осуществления мультиплексирования одновременно с помощью CDMA и FDMA.
Как показано на Фиг.2, различные сигналы ACK/NACK могут передаваться в частотно-временных областях, отделенных друг от друга по двум частотным осям. И различные сигналы ACK/NACK могут мультиплексироваться с помощью CDMA в каждой из частотно-временных областей. В этом случае в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, когда сигналы ACK/NACK передаются через две частотные области, можно наблюдать, что ширина каждой из частотных областей установлена на зону 6 поднесущих частот, которая уже, чем зона 12 поднесущих частот.
В частности, поскольку в примере, представленном на Фиг.2, каждая из двух частотно-временных областей включает шесть OFDM-символов и двенадцать поднесущих частот, можно передавать 36=(6×6) ортогональных сигналов с помощью CDMA. Так как в пределах одного интервала времени передачи используются две частотно-временные области, есть возможность передавать 72=(36×2) ортогональных сигнала.
В случае использования модуляции QPSK, поскольку сигналы ACK/NACK могут быть дополнительно разделены с помощью двух ортогональных фаз, есть возможность передавать суммарное количество различных ортогональных сигналов, вдвое большее, чем 72 ортогональных сигнала.
На Фиг.3 представлена схема в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, предназначенная для пояснения способа передачи сигналов ACK/NACK, путем осуществления мультиплексирования одновременно с помощью CDMA, TDMA и FDMA.
В частности, на Фиг.3 представлен пример, в котором мультиплексирование сигналов ACK/NACK выполняется одновременно с помощью CDMA, FDMA и TDMA.
Как показано на Фиг.3, различные сигналы ACK/NACK могут передаваться в четырех частотно-временных областях, имеющих меньшие изменения каналов. И различные сигналы ACK/NACK могут мультиплексироваться в каждой из частотно-временных областей с помощью CDMA.
В частности, в примере, представленном на Фиг.3, поскольку каждая из частотно-временных областей включает три OFDM-символа и шесть поднесущих частот, есть возможность передавать 18=(3×6) сигнала ACK/NACK с помощью CDMA. Поскольку в пределах одного интервала времени передачи используются четыре частотно-временных области, также есть возможность передавать 72=(18×4) сигнала ACK/NACK. Поскольку для QPSK передачи могут использоваться две ортогональные фазы, есть возможность передавать вдвое больше различных сигналов ACK/NACK.
В рассмотренной выше схеме мультиплексирования сигналов ACK/NACK, представленной на Фиг.2 или Фиг.3, схема передачи различных сигналов ACK/NACK в каждой из частотно-временных областей более предпочтительна по сравнению со схемой, представленной на Фиг.1, в том, что каждый из сигналов ACK/NACK может передаваться в пределах частотно-временной области, имеющей незначительные флуктуации характеристики отклика радиоканала. Однако в случае плохого качества радиоканала для заданного пользовательского оборудования в частотно-временной области для передачи сигналов ACK/NACK характеристики приема сигналов ACK/NACK соответствующим пользовательским оборудованием могут значительно ухудшаться.
Поэтому в одном варианте осуществления настоящего изобретения предлагается передавать сигналы ACK/NACK для определенного пользовательского оборудования в пределах одного интервала времени передачи через частотно-временные области, отдаленные от множества частотно-временных осей. И в одном варианте осуществления настоящего изобретения также предлагается схема получения выигрыша от частотно-временного разнесения при приеме сигналов ACK/NACK на приемной стороне благодаря мультиплексированию сигналов ACK/NACK для различных единиц пользовательского оборудования с помощью CDMA в каждой частотно-временной области.
На Фиг.4 представлена схема в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, предназначенная для пояснения способа передачи сигналов ACK/NACK путем осуществления мультиплексирования одновременно с помощью CDMA и FDMA, где множество сигналов ACK/NACK, передаваемых определенной передающей стороной в числе множества других сигналов ACK/NACK, передается через множество частотных областей.
Как показано на Фиг.4, принимающая сторона способна получить выигрыш от частотного разнесения благодаря способу, при котором сигнал ACK/NACK передается через две различные частотные области. В примере, представленном на Фиг.4, сигнал ACK/NACK передается через две частотно-временные области, и различные сигналы ACK/NACK мультиплексируются в каждой из частотно-временных областей.
В частности, поскольку каждая частотно-временная область включает шесть OFDM-символов и шесть поднесущих частот, существует 36=(6×6) сигналов ACK/NACK, которые могут мультиплексироваться с помощью CDMA в каждой из частотно-временных областей. Поскольку для QPSK передачи могут использоваться две ортогональные фазы, есть возможность передавать вдвое больше различных сигналов ACK/NACK.
Как упоминалось выше, при мультиплексировании различных сигналов ACK/NACK в пределах каждой из частотно-временных областей, в которой используется ортогональный код, регулируемый в соответствии с размером каждой из частотно-временных областей, сигналы ACK/NACK, передаваемые через различные частотно-временные области для определенного пользовательского оборудования (UE), могут мультиплексироваться с использованием одного и того же ортогонального кода из ортогональных кодов, используемых для каждой из частотно-временных областей.
Однако в одном варианте осуществления настоящего изобретения предлагается, что сигналы ACK/NACK, передаваемые через различные частотно-временные области для определенного пользовательского оборудования, мультиплексируются с использованием того же ортогонального кода из ортогональных кодов, используемых для каждой из частотно-временных областей.
Таким образом, в случае когда сигналы ACK/NACK для определенного пользовательского оборудования мультиплексируются с использованием различных ортогональных кодов в каждой области, имеется возможность предотвратить снижение эффективности приема особым влиянием сокращения ортогональности с другими сигналами ACK/NACK, с которыми определенный сигнал ACK/NACK мультиплексируется с использованием CDMA в течение определенного интервала времени передачи. И эта схема может быть расширена, чтобы позволить передавать сигнал ACK/NACK определенного пользовательского оборудования с использованием различных ортогональных кодов в различных частотно-временных областях, даже если сигнал ACK/NACK передается, по меньшей мере, через три частотно-временные области.
В случае когда сигналы ACK/NACK передаются через множество частотно-временных областей, как показано на Фиг.4, в одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предлагается, чтобы больше сигналов ACK/NACK могло одновременно передаваться таким способом, когда ортогональные коды определяются в зависимости от общего размера всех областей вместо определения ортогональных кодов в зависимости от размера каждой из частотно-временных областей, и затем, соответственно, передается множество сигналов ACK/NACK.
В частности, в примере, представленном на Фиг.4, путем получения 72 ортогональных кодов в соответствии с длиной 72=(6×12) чипа согласно шести OFDM-символам и 12 поднесущим частотам, принадлежащим двум частотно-временным областям, для передачи множества сигналов ACK/NACK определенного пользовательского оборудования вместо длины 36 чипов согласно шести OFDM-символам и шести поднесущим частотам, принадлежащим одной частотно-временной области, есть возможность одновременно передавать 144 сигнала ACK/NACK с использованием различных ортогональных фаз в случае использования QPSK передачи.
В этом случае проблема, возникающая из-за того, что ортогональность между ортогональными кодами уменьшается ввиду значительной разницы между откликами радиоканалов различных частотно-временных областей, может быть решена путем распределения мощностей передачи сигналов ACK/NACK, отличающихся друг от друга, в соответствии с характеристиками частичной взаимной корреляции между ортогональными кодами.
В частности, если мощности передачи ортогональных кодов в пределах соответствующей группы согласуются путем группирования кодов, которые определены как имеющие низкую ортогональность, из числа вышеупомянутых ортогональных кодов, указанная выше проблема ортогональности может быть решена.
На Фиг.5 представлена схема в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, предназначенная для пояснения способа передачи сигналов ACK/NACK путем осуществления мультиплексирования одновременно с помощью CDMA, TDMA и FDMA, где множество сигналов ACK/NACK, передаваемых определенной передающей стороной из множества других сигналов ACK/NACK, передается через множество частотно-временных областей.
На Фиг.5 представлен пример, в котором выигрыш от частотно-временного разнесения получается благодаря способу, при котором сигналы ACK/NACK для определенного пользовательского оборудования передаются через две различные частотно-временные области.
В частности, сигналы ACK/NACK для единиц пользовательского оборудования (UE) с 1 по N/4 передаются через частотно-временную область, находящуюся в левой верхней части Фиг.5, и частотно-временную область, находящуюся в правой нижней части Фиг.5, тогда как сигналы ACK/NACK для единиц пользовательского оборудования с N/4+1 по N/2 передаются через частотно-временную область, находящуюся в левой нижней части Фиг.5, и частотно-временную область, находящуюся в правой верхней части Фиг.5.
В частности, сигналы ACK/NACK для определенного пользовательского оборудования в примере, представленном на Фиг.5, передаются через две частотно-временные области. Различные сигналы ACK/NACK мультиплексируются с помощью CDMA в пределах каждой из частотно-временных областей и затем передаются.
Кроме того, восемнадцать сигналов ACK/NACK могут передаваться посредством ортогональных кодов, соответствующих длине 18=(3×6) чипов через три OFDM-символа и шесть поднесущих частот в пределах каждой из частотно-временных областей. Поскольку для QPSK передачи могут использоваться две ортогональные фазы, есть возможность передавать 36 различных сигналов ACK/NACK количеством вдвое больше предшествующих сигналов ACK/NACK.
В примере, представленном на Фиг.5, есть возможность разделять сигналы ACK/NACK, передаваемые через различные частотно-временные области для определенного пользовательского оборудования, от других сигналов ACK/NACK, используя тот же ортогональный код. Однако выигрыш от разнесения может быть получен благодаря мультиплексированию сигналов ACK/NACK в пределах каждой из частотно-временных областей, в которых используются различные ортогональные коды.
Кроме того, в примере, представленном на Фиг.5, в случае когда ортогональные коды определяются в зависимости от общего размера всех частотно-временных областей вместо определения ортогональных кодов в зависимости от размера каждой из частотно-временных областей, имеется возможность передавать одновременно больше сигналов ACK/NACK.
В частности, путем определения ортогональных кодов не для длины 18 чипов, сформированной тремя символами и шестью поднесущими частотами, включенными в каждую из частотно-временных областей, но для длины 72 чипа, сформированной всего шестью OFDM-символами и 12 поднесущими частотами, имеется возможность передавать одновременно большее количество сигналов ACK/NACK.
В поясненных выше вариантах осуществления, представленных на Фиг.с 1 по 5 1-битовый управляющий сигнал, такой как сигнал ACK/NACK, передается путем расширения в 3 или 6 зонах OFDM-символа с помощью, например, CDMA. Кроме того, зона OFDM-символа, используемая для передачи 1-битового управляющего сигнала, такого как сигнал ACK/NACK, может включать по меньшей мере один или более OFDM-символов.
Среди способов передачи 1-битового управляющего сигнала (сигнала ACK/NACK) в соответствии с рассмотренными выше вариантами осуществления настоящего изобретения способ повторной передачи сигналов ACK/NACK во множестве частотно-временных областей для обеспечения выигрыша от разнесения передачи может быть диверсифицирован в соответствии с количеством доступных зон OFDM-символов. Далее в описании будет рассмотрен способ передачи сигналов ACK/NACK эффективно в соответствии с количеством OFDM-символов, используемых для передачи сигналов ACK/NACK.
На Фиг.6 представлена схема в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, предназначенная для пояснения способа передачи сигналов ACK/NACK в случае использования 1 зоны OFDM-символа для передачи сигналов ACK/NACK.
ij
В частности, на Фиг.6 показано, что четыре сигнала ACK/NACK расширяются с коэффициентом расширения (SF - spreading factor) 4 в 1 зоне OFDM-символа, мультиплексируются с помощью CDMA и затем передаются. На Фиг.6 отдельный блок указывает одну зону поднесущих частот. И А обозначает сигнал ACK/NACK, мультиплексируемый с помощью CDMA. В этом случае «i» обозначает индекс расширяемого и мультиплексируемого сигнала и «j» обозначает индекс, указывающий группу мультиплексируемого сигнала ACK/NACK. Группа ACK/NACK указывает набор мультиплексируемых сигналов ACK/NACK. В зависимости от потребности в каждой системе и ситуации с ресурсами может существовать множество групп ACK/NACK. Для ясности и удобства на Фиг.6 принято, что существует только одна группа ACK/NACK.
Поскольку в настоящем варианте осуществления предполагается случай, когда для передачи сигналов ACK/NACK используется только один OFDM-символ, невозможно при передаче сигналов ACK/NACK получить выигрыш от разнесения на оси времени.
Однако, чтобы получить выигрыш от разнесения по оси частот, сигналы ACK/NACK, мультиплексированные по оси частот с помощью CDMA, могут повторно передаваться в разных частотных областях.
На Фиг.6 представлен пример, в котором сигналы ACK/NACK, мультиплексированные с помощью CDMA, четыре раза повторяются в различных частотных областях. В этом случае четырехкратное повторение является лишь примером для получения разнесения. Количество повторений может меняться в зависимости от состояния канала и ситуации с ресурсами системы. На Фиг.6 каждый из четыре раза повторяемых сигналов ACK/NACK имеет одни и те же индексы (i, j), чтобы подчеркнуть повторение сигналов. Но каждый из четыре раза повторяемых сигналов ACK/NACK может мультиплексироваться с помощью другого или сходного ортогонального кода, поэтому в данном случае эти сигналы могут быть различными сигналами по отношению друг к другу. Но для удобства объяснения эта возможность дифференциации каждого повторяющегося сигнала будет игнорироваться во всем контексте.
На Фиг.6 представлен случай, когда для передачи сигналов ACK/NACK используются одиночные OFDM-символы. Случай использования одиночных OFDM-символов является лишь примером при описании настоящего изобретения. И настоящее изобретение также применимо к случаю использования множества OFDM-символов.
В частности, в случае когда сигнал ACK/NACK передается с помощью нескольких OFDM-символов, повторение по оси времени также применимо, как и повторение по оси частот для получения дополнительного разнесения, а также разнесения передающей антенны.
Далее в описании рассматривается случай использования множества OFDM-символов для передачи сигналов ACK/NACK.
В случае когда OFDM-символы для передачи сигналов ACK/NACK увеличиваются, имеется возможность использовать сигналы ACK/NACK, в случае использования одиночного OFDM-символа для повторной передачи сигналов ACK/NACK могут повторно использоваться без изменений для увеличенных OFDM-символов. В этом случае, поскольку OFDM-символы, используемые для передачи сигналов ACK/NACK, увеличены, имеется возможность использовать большую мощность для передачи сигналов ACK/NACK. Следовательно, имеется возможность передавать сигналы ACK/NACK в более широкую область ячейки.
На Фиг.7 представлена схема в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, предназначенная для пояснения способа передачи сигналов ACK/NACK в случае использования по меньшей мере 2 зон OFDM-символа для передачи сигналов ACK/NACK.
На Фиг.7 представлен способ передачи сигналов ACK/NACK, когда количество OFDM-символов для передачи сигналов ACK/NACK увеличивается в 2 раза, при передаче сигналов ACK/NACK, имеющих тот же коэффициент расширения, как на Фиг.6.
В частности, на Фиг.7 показан случай, в котором структура при использовании одиночного OFDM-символа для передачи сигналов ACK/NACK подобно Фиг.6 без изменений и неоднократно применяется ко второму OFDM-символу.
В случае передачи с использованием вышеописанной структуры, даже если количество символов увеличено, количество сигналов ACK/NACK, которые могут передаваться, равно количеству сигналов для случая использования одиночного OFDM-символа. Это из-за того, что используется больше частотно-временных ресурсов для передачи того же количества сигналов ACK/NACK благодаря существенному увеличению количества повторений в частотно-временной области, по мере того как больше OFDM-символов используется для сигналов ACK/NACK, повторяющихся по оси частот только в случае использования одиночного OFDM-символа.
В случае выполнения передачи с помощью этого способа для передачи сигналов ACK/NACK может быть выделена большая мощность, однако может оказаться, что ресурсы расходуются напрасно. В случае если для передачи сигналов ACK/NACK используется больше OFDM-символов с целью снижения степени напрасного расходования ресурсов, если передача выполняется посредством уменьшения количества повторений на оси частот на OFDM-символ, та же частотно-временная область, что и в случае использования одного OFDM-символа, может быть занята. Следовательно, есть возможность использовать ресурсы более эффективно.
На Фиг.8 представлена схема в соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, предназначенная для пояснения способа передачи сигналов ACK/NACK в случае использования для этого по меньшей мере 2 зон OFDM-символа.
На Фиг.8 представлен пример, в котором ресурсы используются более эффективно благодаря уменьшению количества повторений по оси частот сигналов ACK/NACK, мультиплексируемых с помощью CDMA в случае, когда количество OFDM-символов для передачи сигналов ACK/NACK увеличено на два.
Несмотря на то что сигналы ACK/NACK повторяются дважды по сравнению с четырьмя разами на Фиг.6, поскольку количество OFDM-символов, используемых для передачи сигналов ACK/NACK, увеличивается, использование четырех областей частотно-временного ресурса является таким же, как и в случае использования одного OFDM-символа.
По сравнению с Фиг.7, на которой представлен случай выполнения передачи путем применения одной и той же структуры сигналов ACK/NACK ко всем OFDM-символам в предположении, что используется тот же частотно-временной ресурс, на Фиг.8 показано, что передача сигналов ACK/NACK может выполняться дважды. Следовательно, можно более эффективно использовать ресурсы.
По сравнению с Фиг.7, поскольку количество областей частотно-временного ресурса, используемых для передачи сигналов ACK/NACK, уменьшается, мощность сигнала для передачи сигналов ACK/NACK может стать меньше. Однако, поскольку все сигналы ACK/NACK передаются через частотно-временную область, возможно более эффективное распределение мощности на символ, чем в случае передачи сигналов ACK/NACK с использованием лишь одного OFDM-символа.
Как показано на Фиг.8, когда в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения для передачи ACK/NACK используется множество зон OFDM-символа, в случае когда используется способ передачи определенного ACK/NACK сигнала через различную частотную область в каждой зоне OFDM-символа, более выгодным является то, что распределение мощности на каждый сигнал ACK/NACK может выполняться более гибко, чем в способе передачи сигнала ACK/NACK через различные частотные области в пределах каждой зоны OFDM-символа. Далее это объясняется подробно со ссылкой на Фиг.9.
На Фиг.9 представлена схема, предназначенная для пояснения принципа, позволяющего повысить гибкость распределения мощности в случае передачи сигналов ACK/NACK с помощью варианта осуществления настоящего изобретения, представленного на Фиг.8.
1
2
3
4
На видах (а) и (b) на Фиг.9 символы A, А, А и А обозначают группы сигналов ACK/NACK, мультиплексируемых, соответственно, с помощью CDMA. В частности, на виде (а) на Фиг.9 показан формат, в котором сигналы ACK/NACK, мультиплексируемые с помощью CDMA, передаются путем повторения в различных частотных областях в пределах той же зоны символа. И на виде (b) на Фиг.9 показан формат в соответствии с настоящим вариантом осуществления, в котором сигналы ACK/NACK, мультиплексируемые с помощью CDMA, передаются путем повторения в различных частотных областях в пределах различных зон символов соответственно.
В случае когда сигналы ACK/NACK передаются таким же способом, как способ, показанный на виде (а) на Фиг.9, все мощности, выделенные соответствующим зонам OFDM-символа, должны выделяться путем распределения на два сигнала ACK/NACK. Напротив, в случае когда сигналы ACK/NACK передаются таким же способом, как способ, показанный на виде (b) на Фиг.9, все мощности, выделенные соответствующим зонам OFDM-символа, могут выделяться путем распределения на четыре сигнала ACK/NACK. Следовательно, гибкость распределения мощности может быть больше увеличена по сравнению со случаем, представленным на виде (а) на Фиг.9.
Другими словами, когда несколько зон OFDM-символа доступно для передачи символов ACK/NACK, как в настоящем варианте осуществления, в случае когда сигналы ACK/NACK передаются через различные частотные области в различных OFDM-символах, гибкость распределения мощности повышается, чтобы диверсифицировать распределение мощности для сигналов ACK/NACK на пользователя.
В рассмотренном выше варианте осуществления настоящего изобретения коэффициент расширения для мультиплексирования множества сигналов ACK/NACK, количество повторений в частотно-временной области и количество OFDM-символов для передачи сигналов ACK/NACK являются примерными для точного объяснения настоящего изобретения, но в настоящем изобретении применимы другие коэффициенты расширения, другие количества повторений и разное количество OFDM-символов.
В вышеописанном примере для пояснения настоящего изобретения в соответствии с частотно-временным ресурсом представлен случай использования лишь одной передающей антенны, в котором не используется антенное разнесение при передаче. В альтернативном случае настоящее изобретение также применимо к случаю использования схемы разнесения двух или четырех антенн.
Для специалиста в данной области техники будет очевидно, что в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения может использоваться вышеописанная схема получения выигрыша от частотно-временного разнесения при передаче сигналов ACK/NACK одновременно со схемой использования FDMA или TDMA, а также в случае использования CDMA для мультиплексирования различных сигналов ACK/NACK.
Вышеописанные схемы мультиплексирования и передачи сигналов ACK/NACK аналогичным образом применимы к схеме мультиплексирования и передачи множества сигналов управления мощностью, передаваемых в нисходящем направлении на разные единицы пользовательского оборудования. В частности, нисходящий сигнал ACK/NACK и нисходящий сигнал управления мощностью могут передаваться путем мультиплексирования в одной и той же частотно-временной области с помощью CDMA.
Кроме того, вышеописанные схемы мультиплексирования и передачи сигналов ACK/NACK аналогичным образом применимы к передаче сигналов ACK/NACK в восходящем направлении, а также для пакетов данных, передаваемых в нисходящем направлении.
Кроме того, если количество OFDM-символов, используемых для передачи сигналов ACK/NACK, может в определенной системе быть переменным, предпочтительно, когда количество повторений сигналов ACK/NACK уменьшается в соответствии с увеличением используемых OFDM-символов.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения при мультиплексировании множества 1-битовых управляющих сигналов множество управляющих сигналов определенного пользовательского оборудования может передаваться с помощью ортогональных и псевдоортогональных кодов, отличающихся друг от друга, с использованием, главным образом, CDMA. Следовательно, настоящее изобретение повышает надежность передачи соответствующих управляющих сигналов.
И частотное и/или временное разнесение может осуществляться путем применения FDMA и/или TDMA при одновременной передаче 1-битовых управляющих сигналов и посредством распределения в целях передачи множества управляющих сигналов для определенного пользовательского оборудования по каждой частотно-временной области.
Кроме того, в случае передачи 1-битового управляющего сигнала через множество частотно-временных областей путем задания для использования ортогонального кода, применяемого для передачи в соответствии с размером всех частотно-временных областей, а не в соответствии с размером каждой из частотно-временных областей, можно увеличить количество управляющих сигналов, которые можно передать одновременно.
Кроме того, в случае когда для передачи 1-битовых управляющих сигналов используется множество OFDM-символов, путем передачи модулированного с помощью CDMA 1-битового управляющего сигнала в другой области OFDM-символа через другую частотную область можно выполнить эффективную передачу в аспектах эффективности использования ресурсов и выигрыша от разнесения. И также распределение мощностей в пределах каждой области OFDM-символа можно сделать более гибким.
Соответственно, способ передачи управляющей информации в соответствии с настоящим изобретением имеет конфигурацию, пригодную для применения в системе 3GPP LTE (оконечной аппаратуры линии передачи данных с общим протоколом пакетной передачи). Кроме того, способ передачи управляющей информации в соответствии с настоящим изобретением применим также как к системам 3GPP LTE, так и к произвольным системам связи, для которых требуется спецификация формата передачи управляющей информации в пределах частотно-временной области.
Несмотря на то что настоящее изобретение было здесь рассмотрено и проиллюстрировано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления, для специалиста в данной области техники будет очевидно, что в настоящем изобретении могут быть выполнены различные модификации и изменения, не выходящие за пределы сущности и области действия данного изобретения. Таким образом, предполагается, что настоящее изобретение охватывает модификации и изменения этого изобретения, которые находятся в пределах области действия прилагаемых пунктов формулы изобретения и их эквивалентов.