ТЕРМИНАЛ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ, БАЗОВАЯ СТАНЦИЯ И СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛА
USER TERMINAL, BASE STATION AND SIGNAL TRANSMISSION METHOD

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в целом относится к технологиям мобильной связи. Более конкретно, настоящее изобретение относится к терминалу пользователя, базовой станции и способу передачи сигнала, применяемым в системе мобильной связи.
Уровень техники
В области технологий мобильной связи быстрыми темпами проводится исследование и разработка систем связи следующего поколения. В качестве возможной системы связи следующего поколения для восходящей линии связи предполагается использовать схему с одной несущей, позволяющую уменьшить отношение пиковой и средней мощностей (PAPR, peak-to-average power ratio) и при этом обеспечить широкую область покрытия. Кроме того, в этой системе связи радиоресурсы восходящей и нисходящей линий связи выделяются пользователям в виде общих каналов (shared channels), совместно используемых пользователями, в соответствии с условиями связи, в которых находятся эти пользователи. Процесс выделения радиоресурсов называется «планированием» (scheduling). Для надлежащего выполнения планирования в восходящей линии связи каждый терминал пользователя передает в базовую станцию пилотный канал, и базовая станция оценивает состояние канала восходящей линии связи, передаваемого терминалом пользователя, на основании качества приема пилотного канала. Таким же образом для надлежащего выполнения планирования в нисходящей линии связи базовая станция передает в терминал пользователя пилотный канал, и терминал пользователя сообщает базовой станции информацию, указывающую состояние канала (индикатор качества канала (CQI, channel quality indicator)), на основании качества приема пилотного канала. Базовая станция оценивает состояние каналов нисходящей линии связи терминалов пользователей на основании индикаторов CQI, сообщаемых терминалами пользователей, и выполняет планирование в нисходящей линии связи на основании результатов оценки.
Между тем информацию каналов управления восходящей линии связи можно подразделить на первую управляющую информацию (существенную или обязательную управляющую информацию), которая всегда передается совместно с каналом данных восходящей линии связи, и вторую управляющую информацию, которая передается вне зависимости от наличия или отсутствия канала данных восходящей линии связи. К первой управляющей информации относится информация, необходимая для демодуляции канала данных, такая как схема модуляции и скорость канального кодирования канала данных. Ко второй управляющей информации относится CQI нисходящей линии связи, информация подтверждения (ACK/NACK) для канала данных нисходящей линии связи и/или запрос выделения ресурсов. Терминал пользователя может передавать посредством канала управления восходящей линии связи либо только первую управляющую информацию, либо только вторую управляющую информацию, либо оба вида информации.
В рамках предлагаемого способа, если для передачи канала данных восходящей линии связи выделяется блок ресурсов (радиоресурсы), то первая управляющая информация (а также при необходимости и вторая управляющая информация) передается с использованием выделенного блока ресурсов, а если канал данных восходящей линии связи не передается, то вторая управляющая информация передается с использованием адресных (выделенных, dedicated) ресурсов (адресной полосы частот (dedicated frequency band)). Ниже этот способ описывается более подробно.
RB1
RB
RB2
RB
На фиг.1 представлен чертеж, иллюстрирующий пример выделения полосы частот восходящей линии связи. На фиг.1 показаны блоки ресурсов двух размеров - большие и малые. У больших блоков ресурсов ширина F полосы частот равна 1,25 МГц, а временной период T имеет длительность 0,5 мс. У малых блоков ресурсов ширина F полосы частот равна 375 кГц, а временной период T имеет длительность 0,5 мс. Временной период также может называться единичным периодом передачи, временным интервалом передачи (TTI, transmission time interval) или подкадром. Один временной период может соответствовать длительности одного пакета данных, передаваемого в системе беспроводной связи. На фиг.1 в частотном направлении размещены шесть блоков ресурсов, при этом малые блоки ресурсов расположены с правого конца и с левого конца. Для размещения блоков ресурсов могут использоваться различные схемы размещения при условии, что они известны как на передающей, так и на приемной сторонах. В примере, показанном на фиг.1, планирование в восходящей линии связи выполняется таким образом, чтобы каналы управления (первые каналы управления), передаваемые совместно с каналами данных восходящей линии связи, и при необходимости вторые каналы управления передавались во фрагментах временных периодов соответствующих больших блоков ресурсов (во втором, третьем, четвертом и пятом блоках ресурсов). Кроме того, моменты времени передачи терминалов пользователей настраиваются таким образом, чтобы в том случае, если каналы данных восходящей линии связи не передаются, каналы управления (вторые каналы управления) передавались с использованием малых блоков ресурсов (первого и шестого блоков ресурсов). Второй канал управления терминала пользователя может передаваться с помощью двух малых блоков ресурсов. В этом примере второй канал управления терминала А пользователя передается посредством шестого блока ресурсов во втором подкадре и первого блока ресурсов в третьем подкадре. Таким же образом второй канал управления терминала В пользователя передается посредством шестого блока ресурсов в третьем подкадре и первого блока ресурсов в четвертом подкадре. Таким образом, второй канал управления передается таким образом, что происходит «скачок» в частотном и во временном направлениях. Этот способ позволяет добиться большего эффекта от временного и частотного разнесения и повысить вероятность того, что второй канал управления будет корректно демодулирован базовой станцией.
На фиг.2 представлен чертеж, иллюстрирующий другой пример выделения полосы частот восходящей линии связи. Как и на фиг.1, на фиг 2 показаны блоки ресурсов двух размеров - большие и малые. В этом примере временной период TRB каждого подкадра малых блоков ресурсов (первого и шестого блоков ресурсов) разделен на два подпериода. На фиг 2 второй канал управления терминала А пользователя передается посредством первого блока ресурсов в первом подпериоде (в первой половине периода) первого подкадра и шестого блока ресурсов во втором подпериоде (во второй половине периода) того же первого подкадра. Таким же образом второй канал управления терминала В пользователя передается посредством шестого блока ресурсов в первом подпериоде первого подкадра и первого блока ресурсов во втором подпериоде первого подкадра. Вторые каналы управления терминалов А и В пользователя передаются таким же образом в третьем и пятом подкадрах. Таким образом, второй канал управления передается таким образом, что происходит «скачок» в частотном и во временном направлениях. Этот способ позволяет добиться большего эффекта от временного и частотного разнесения и повысить вероятность того, что второй канал управления будет корректно демодулирован базовой станцией. Кроме того, с помощью этого способа передача канала управления терминала А пользователя выполняется в пределах одного подкадра, как и передача канала управления терминала В пользователя. Таким образом, в том что касается уменьшения задержки при передаче каналов управления восходящей линии связи, этот способ является предпочтительным. Упомянутые выше технологии раскрываются, например, в документе 3GPP, R1-061675.
На фиг.1 и 2 каналы управления терминалов пользователей А и В обозначены как "Управление А" и "Управление В", при этом создается впечатление, что каждый малый блок ресурсов исключительно используется только соответствующим терминалом А или В пользователя. Однако более предпочтительным вариантом является совместное использование блока ресурсов несколькими терминалами пользователей с целью повышения эффективности использования ресурсов. Например, можно совместно использовать ресурсы адресной полосы частот с помощью мультиплексирования с разделением по частоте (FDM, frequency division multiplexing). Однако при простом использовании FDM для мультиплексирования пользователей FDM полоса частот, выделяемая каждому пользователю, становится узкой и количество элементарных посылок (чипов, chips), включаемых в полосу частот, уменьшается (уменьшается частота посылок, чиповая скорость). Это, в свою очередь, может привести к уменьшению количества ортогональных кодовых последовательностей, используемых для различения пилотных каналов терминалов пользователей, и к увеличению уровня помех (интерференции). Кроме того, если допускается частое изменение полосы частот передачи канала управления восходящей линии связи в соответствии, например, с количеством мультиплексируемых пользователей, то базовая станция должна сообщать терминалам пользователей о каждом таком изменении полосы частот передачи. В свою очередь, это может привести к увеличению объема управляющей информации в нисходящей линии связи (служебной информации сигнализации, signaling overhead) и к уменьшению эффективности передачи каналов данных. В альтернативном варианте для совместного использования ресурсов адресной полосы частот может использоваться мультиплексирование с кодовым разделением (CDM, code division multiplexing), которое применяется в системах мобильной связи стандарта W-CDMA. С помощью CDM можно увеличить ширину полосы частот, выделяемой каждому пользователю. Однако при использовании этого способа может увеличиться уровень мощности интерференции и уменьшиться качество сигнала. Кроме того, если информация подтверждения (ACK/NACK) и индикатор качества канала (CQI) одного и того же пользователя мультиплексируются с помощью CDM, может возрасти пиковая мощность.
Раскрытие изобретения
Одной из целей настоящего изобретения является реализация терминала пользователя, базовой станции и способа передачи сигнала, которые позволяют увеличить количество мультиплексируемых пользователей в том случае, когда из нескольких терминалов пользователей с помощью схемы с одной несущей передаются каналы управления восходящей линии связи, каждый из которых включает информацию подтверждения (ACK/NACK) для канала данных нисходящей линии связи и/или индикатор качества канала (CQI) нисходящей линии связи, в частности, когда передаются каналы управления восходящей линии связи, каждый из которых содержит информацию ACK/NACK, представленную одним битом.
В одном из аспектов настоящего изобретения предлагается терминал пользователя, передающий в базовую станцию по меньшей мере канал управления восходящей линии связи посредством схемы с одной несущей. Терминал пользователя содержит модуль генерации информации подтверждения, выполненный с возможностью генерации информации подтверждения, указывающей положительное подтверждение или негативное подтверждение приема канала данных нисходящей линии связи; модуль генерации канала управления, выполненный с возможностью генерации канала управления восходящей линии связи, включающего информацию подтверждения; и модуль передачи, выполненный с возможностью передачи канала управления восходящей линии связи с использованием адресной полосы частот, если для передачи канала данных восходящей линии связи ресурсы не выделены. Канал управления восходящей линии связи включает несколько образующих подкадр единичных блоков, каждый из которых содержит последовательность, генерируемую путем умножения всех элементарных посылок ортогональной кодовой последовательности, назначенной терминалу пользователя, на один и тот же множитель.
Другой аспект настоящего изобретения представляет собой способ, используемый терминалом пользователя, передающим в базовую станцию по меньшей мере канал управления восходящей линии связи посредством схемы с одной несущей. Способ заключается в том, что генерируют канал управления восходящей линии связи, включающий информацию подтверждения, указывающую положительное подтверждение или негативное подтверждение для канала данных нисходящей линии связи; и передают канал управления восходящей линии связи с использованием адресной полосы частот, если для передачи канала данных восходящей линии связи ресурсы не выделены. Канал управления восходящей линии связи включает несколько образующих подкадр единичных блоков, каждый из которых содержит последовательность, генерируемую путем умножения всех элементарных посылок ортогональной кодовой последовательности, назначенной терминалу пользователя, на один и тот же множитель.
В другом аспекте настоящего изобретения предлагается базовая станция, принимающая из нескольких терминалов пользователя по меньшей мере канал управления восходящей линии связи посредством схемы с одной несущей. Базовая станция содержит модуль извлечения, выполненный с возможностью извлечения из канала управления восходящей линии связи информации подтверждения, указывающей положительное подтверждение или негативное подтверждение для канала данных нисходящей линии связи; модуль планирования, выполненный с возможностью планирования нового пакета или повторно передаваемого пакета на основании информации подтверждения, и модуль передачи, выполненный с возможностью передачи нового пакета или повторно передаваемого пакета посредством канала данных нисходящей линии связи. Канал управления восходящей линии связи включает несколько образующих подкадр единичных блоков, каждый из которых содержит последовательность, генерируемую путем умножения всех элементарных посылок ортогональной кодовой последовательности, назначенной соответствующему терминалу пользователя, на один и тот же множитель; а модуль извлечения выполнен с возможностью определения содержания информации подтверждения путем определения множителей, на которые умножены соответствующие единичные блоки, и уровней мощности корреляции единичных блоков.
Еще один аспект настоящего изобретения представляет собой способ, используемый базовой станцией, принимающей из нескольких терминалов пользователя по меньшей мере канал управления восходящей линии связи посредством схемы с одной несущей. Этот способ заключается в том, что извлекают из канала управления восходящей линии связи информацию подтверждения, указывающую положительное подтверждение или негативное подтверждение для канала данных нисходящей линии связи; осуществляют планирование нового пакета или повторно передаваемого пакета на основании информации подтверждения и передают новый пакет или повторно передаваемый пакет посредством канала данных нисходящей линии связи. Канал управления восходящей линии связи включает несколько образующих подкадр единичных блоков, каждый из которых содержит последовательность, генерируемую путем умножения всех элементарных посылок ортогональной кодовой последовательности, назначенной соответствующему терминалу пользователя, на один и тот же множитель; а на шаге извлечения определяют содержание информации подтверждения путем определения множителей, на которые умножены соответствующие единичные блоки, и уровней мощности корреляции единичных блоков.
Осуществлением настоящего изобретения предусмотрены терминал пользователя, базовая станция и способ, которые позволяют увеличить количество мультиплексируемых пользователей в том случае, когда из нескольких терминалов пользователей с помощью схемы с одной несущей передаются каналы управления восходящей линии связи, каждый из которых включает информацию подтверждения (ACK/NACK) для канала данных нисходящей линии связи и/или индикатор качества канала (CQI) нисходящей линии связи, в частности, когда передаются каналы управления восходящей линии связи, каждый из которых содержит информацию ACK/NACK, представленную одним битом.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлен чертеж, иллюстрирующий пример выделения полосы частот в системе мобильной связи.
На фиг.2 представлен чертеж, иллюстрирующий другой пример выделения полосы частот в системе мобильной связи.
На фиг.3 представлена неполная блок-схема терминала пользователя в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.4 представлен чертеж, иллюстрирующий TTI, подкадры и блоки.
На фиг.5 представлен чертеж, иллюстрирующий пример множителей, на которые умножаются длинные блоки (LB, long block).
На фиг.6 представлен чертеж, используемый для описания характеристик кодов CAZAC.
На фиг.7 представлен чертеж, иллюстрирующий множители, на которые умножаются длинные блоки.
На фиг.8 представлен чертеж, иллюстрирующий пример множителей и блочных кодов расширения спектра, на которые умножаются длинные блоки.
На фиг.9 представлена неполная блок-схема базовой станции в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.10 представлена неполная блок-схема базовой станции в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.11 представлен чертеж, иллюстрирующий пример выделения ресурсов для информации подтверждения в том случае, когда применяется некогерентное детектирование.
На фиг.12 представлен чертеж, иллюстрирующий способ определения информации подтверждения в том случае, когда применяется некогерентное детектирование.
На фиг.13 показана временная диаграмма, иллюстрирующая пример хода операций в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.14 представлена схематическая диаграмма, иллюстрирующая способ идентификации кодовой информации на основании широковещательной информации и информации о выделении ресурсов.
На фиг.15 представлен чертеж, иллюстрирующий пример кодов CAZAC, величин циклического сдвига и полос частот.
ПЕРЕЧЕНЬ ОБОЗНАЧЕНИЙ:
302: модуль оценки CQI.
304: модуль определения ACK/NACK.
306: модуль генерации схемы модуляции блока.
308: модуль модуляции блока.
310: модуль дискретного преобразования Фурье (DFT, Discrete Fourier Transform).
312: модуль отображения поднесущей.
314: модуль обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT, Inverse fast Fourier transform).
316: модуль добавления циклического префикса (CP, cyclic prefix).
318: модуль мультиплексирования.
320: радиочастотный (RF) передающий контур.
322: усилитель мощности.
324: дуплексер.
330: модуль идентификации кодовой информации.
332: модуль генерации кода CAZAC.
334: модуль циклического сдвига.
335: модуль расширения спектра блока.
336: модуль определения частоты.
338: модуль генерации пилотного сигнала.
340: модуль определения конфигурации пилотного сигнала.
702: дуплексер.
704: радиочастотный (RF) приемный контур.
706: модуль оценки временных параметров приема.
708: модуль быстрого преобразования Фурье (FFT, Fast Fourier transform).
710: модуль оценки канала.
712: модуль обратного отображения поднесущей.
714: модуль выравнивания в частотной области.
716: модуль обратного дискретного преобразования Фурье (IDFT, Inverse discrete Fourier transform).
718: модуль демодуляции.
720: модуль управления повторной передачей.
722: планировщик.
724: модуль установки кодовой информации.
726: модуль измерения корреляции ACK/NACK.
728: модуль оценки мощности шума.
730: модуль определения ACK/NACK.
Осуществление изобретения
Наилучший вариант воплощения изобретения описан на основе представленных ниже вариантов осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.
На всех прилагаемых чертежах для компонентов, выполняющих одни и те же функции, используются одни и те же ссылочные обозначения, при этом повторные описания этих компонентов не приводятся.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, если для передачи канала данных восходящей линии связи ресурсы не выделены, то передается канал управления, включающий информацию подтверждения и/или индикатор качества канала, передается с использованием адресной полосы частот. Канал управления восходящей линии связи включает несколько последовательностей единичных блоков (длинных блоков), каждая из которых генерируется путем умножения всех элементарных посылок (чипов) ортогональной кодовой последовательности (обычно последовательности CAZAC), назначенной терминалу пользователя, на один и тот же множитель. Благодаря такой конфигурации базовая станция может надлежащим образом разделять несколько пользователей, не нарушая при этом ортогональность между ними, путем обработки сигналов управления восходящей линии связи, поступающих от пользователей, на основе последовательности единичных блоков. Поскольку размер информации подтверждения и размер индикатора качества канала относительно небольшой, как информация подтверждения, так и индикатор качества канала могут быть удовлетворительно представлены с использованием одного или большего количества множителей, на которые умножается код CAZAC.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения канал управления восходящей линии связи, который не передается совместно с каналом данных восходящей линии связи, включает последовательность CAZAC, повторяющуюся столько раз, сколько имеется длинных блоков, и умноженную на множитель, и пилотный канал, сформированный из последовательности CAZAC. Таким образом, базовая станция может обрабатывать канал управления восходящей линии связи, не нарушая при этом характеристики кодов CAZAC, путем последовательной обработки длинных блоков или коротких блоков, содержащихся в этом канале. Это означает, что достигается хорошее ортогональное разделение между пользователями, и коды CAZAC длинных блоков могут также использоваться в качестве опорных сигналов для оценки канала, поиска пути распространения сигнала и т.д. Другими словами, вышеупомянутый способ позволяет использовать в канале управления восходящей линии связи, помимо небольшого количества коротких блоков, содержащих пилотный канал, большое количество длинных блоков для такой цели, как оценка канала, и таким образом в значительной степени улучшить точность оценки канала и поиска пути распространения сигнала.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения для мультиплексирования каналов управления восходящей линии связи из нескольких терминалов пользователей может использоваться как мультиплексирование с кодовым разделением (CDM) с использованием кодов CAZAC, так и мультиплексирование с разделением по частоте (FDM, frequency division multiplexing), однако схема CDM более предпочтительна по сравнению со схемой FDM. Этот способ позволяет не так часто изменять ширину полосы частот передачи терминалов пользователей. Если в рамках этого способа используется FDM, то нет необходимости разделять всю полосу частот на более узкие полосы частот, ширина которых определяется как 1/(количество мультиплексируемых пользователей). Таким образом, этот способ позволяет выделять относительно широкую полосу частот передачи для канала управления восходящей линии связи и таким образом использовать большое количество кодовых последовательностей для различения пользователей. Кроме того, поскольку в схеме FDM используется относительно небольшое количество полос частот, с помощью этого способа можно предотвратить частое изменение полосы частот передачи. Поскольку размер данных информации подтверждения (ACK/NACK) и индикатора качества канала (CQI) относительно небольшой, достаточно трудно в значительной степени повысить качество сигнала, даже если полоса частот передачи канала управления восходящей линии связи часто изменяется. Вместо этого более предпочтительным представляется уменьшение количества служебной информации путем предотвращения частых изменений полосы частот передачи и улучшение качества сигнала путем управления мощностью передачи.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения набор множителей (блочный код расширения спектра, block spreading code), на который умножается каждый набор из двух или большего количества единичных блоков с одинаковым содержанием, представляет ортогональную кодовую последовательность. Каждый единичный блок может содержать последовательность, генерируемую путем умножения всех элементарных посылок (чипов) ортогональной кодовой последовательности на один и тот же множитель (множитель, задаваемый отдельно от блочного кода расширения спектра). С помощью блочного кода расширения спектра можно дополнительно увеличить максимальное количество пользователей, мультиплексируемых с кодовым разделением. В свою очередь, это позволяет более эффективно предотвращать частое изменение полосы частот передачи вследствие увеличения и уменьшения количества мультиплексируемых пользователей.
Первый вариант осуществления изобретения
На фиг.3 представлена блок-схема терминала пользователя в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Терминал пользователя, показанный на фиг.3, содержит модуль 302 оценки CQI, модуль 304 определения ACK/NACK, модуль 306 генерации схемы модуляции блока, модуль 308 модуляции блока, модуль 310 дискретного преобразования Фурье (DFT), модуль 312 отображения поднесущей, модуль 314 обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT), модуль 316 добавления циклического префикса (CP), модуль 318 мультиплексирования, радиочастотный (RF) передающий контур 320, усилитель 322 мощности, дуплексер 324, модуль 330 идентификации кодовой информации, модуль 332 генерации кода CAZAC, модуль 334 циклического сдвига, модуль 335 расширения спектра блока, модуль 336 определения частоты, модуль 338 генерации пилотного сигнала и модуль 340 определения конфигурации пилотного сигнала.
Модуль 302 оценки CQI измеряет состояние канала нисходящей линии связи и передает на выход результат измерения в виде индикатора качества канала (CQI). Индикатор качества канала формируется, например, путем измерения качества приема (например, SIR (отношение сигнал-интерференция) или SINR (отношение сигнала к сумме интерференции и шума)) пилотного канала, переданного из базовой станции, и преобразования результата измерений в численное значение в соответствии с заранее заданным правилом. Например, измеренное качество приема (SIR) может быть преобразовано в значение CQI, отражающее один из 32 уровней и представленное 5 битами.
Модуль 304 определения ACK/NACK проверяет наличие ошибок в каждом из пакетов, формирующих принятый канал данных нисходящей линии связи, и передает на выход результат определения в качестве информации подтверждения. Информация подтверждения указывает либо положительное подтверждение (АСК), означающее, что ошибок не найдено, либо негативное подтверждение (NACK), означающее, что обнаружена ошибка. Поскольку информация подтверждения указывает на наличие или отсутствие ошибки в принятом пакете, по существу она может быть представлена одним битом. Однако для информации подтверждения можно использовать любое количество битов.
Модуль 306 генерации схемы модуляции блока формирует индикатор качества канала и информацию подтверждения (ACK/NACK) в схему модуляции блоков. В этом варианте осуществления настоящего изобретения подкадр содержит заранее заданное количество блоков, и несколько подкадров образуют временной интервал передачи (TTI, transmission time interval), используемый в качестве единицы выделения ресурсов.
На фиг.4 представлен чертеж, иллюстрирующий TTI, подкадры и блоки. В этом примере один TTI составляет 1,0 мс и содержит два подкадра длительностью 0,5 мс. Каждый подкадр содержит шесть длинных блоков (LB, long block) и два коротких блока (SB, short block). Длительность каждого длинного блока составляет, например, 66,7 мкс, а каждого короткого блока составляет, например, 33,3 мкс. Эти значения приведены только в качестве примеров и могут изменяться по необходимости. Обычно длинные блоки используются для передачи данных (например, канала управления и канала данных), неизвестных на приемной стороне, а короткие блоки используются для передачи данных (например, пилотного канала), известных на приемной стороне. В примере, показанном на фиг.4, один TTI содержит 12 длинных блоков (LB1-LB12) и 4 коротких блока (SB1-SB4).
В альтернативном варианте каждый подкадр может содержать семь длинных блоков. В этом случае опорный сигнал (пилотный сигнал) для демодуляции данных (то есть опорный сигнал демодуляции) отображается в один из семи длинных блоков. Кроме того, один или большее количество из семи блоков, отличных от тех длинных блоков, в которые отображается опорный сигнал демодуляции, используются для передачи зондирующих опорных сигналов (пилотных сигналов), которые применяются для планирования, управления мощностью передачи в восходящей линии связи и/или определения транспортного формата общих физических каналов восходящей линии связи при АМС (adaptive modulation and coding, адаптивная модуляция и кодирование). Несколько зондирующих опорных сигналов из нескольких мобильных станций мультиплексируются в длинный блок посредством мультиплексирования с кодовым разделением (CDM). В этом случае один TTI, образованный двумя подкадрами, содержит 14 длинных блоков. Опорный сигнал демодуляции отображается, например, в четвертый и одиннадцатый длинные блоки в TTI.
Модуль 306 генерации схемы модуляции блока определяет соответствие между одним или большим количеством из 12 блоков (LB1-LB12) и битами, представляющими индикатор качества канала (CQI), и/или соответствие между одним или большим количеством из 14 блоков (LB1-LB12 и SB1-SB2 или 14 длинных блоков) и битами, представляющими информацию подтверждения (ACK/NACK). Терминал пользователя может передавать посредством канала управления восходящей линии связи только индикатор качества канала, только информацию подтверждения либо оба вида информации. В этом варианте осуществления настоящего изобретения в качестве способов детектирования для канала управления восходящей линии связи используется некогерентное детектирование (non-coherent detection) для информации подтверждения (ACK/NACK) и когерентное детектирование (coherent detection) для информации, отличной от информации подтверждения. Для когерентного детектирования требуется пилотный канал, в то время как для некогерентного детектирования пилотный канал не требуется. По этой причине существуют варианты, когда (А) все 12 блоков выделены для индикатора качества канала, (В) все 14 блоков выделены для информации подтверждения и (С) некоторые из 12 блоков выделены для индикатора качества канала, а оставшиеся из этих 12 блоков выделены для информации подтверждения. В любом случае на основании соответствия между блоками и информацией предусмотрен один множитель для каждого из 12 блоков, выделенных в полном составе для индикатора качества канала или выделенных как для индикатора качества канала, так и для информации подтверждения, либо предусмотрен один множитель для каждого из 14 блоков, выделенных в полном составе для информации подтверждения.
На фиг.5 представлен чертеж, иллюстрирующий пример множителей, на которые умножаются длинные блоки. В примере, показанном на фиг.5 (А), предполагается, что передается только информация подтверждения (ACK/NACK). В данном примере все 14 множителей равны "1", если передается положительное подтверждение (АСК), и все 14 множителей равны "-1", если передается негативное подтверждение (NACK). Множители для SB1-SB4 в примере на фиг.5 (А) также равны "1", если передается положительное подтверждение (АСК), или "-1", если передается негативное подтверждение (NACK). В другом примере, показанном на фиг.5 (А), для представления негативного подтверждения (NACK) используется комбинация множителей "+1" и "-1". Указанные выше значения множителей приведены только в качестве примеров. Могут быть использованы любые значения при условии, что комбинация из 14 множителей, используемая для положительного подтверждения, отличается от комбинации из 14 множителей, используемой для негативного подтверждения. Кроме того, количество множителей, используемых для представления информации подтверждения, не ограничено четырнадцатью и может использоваться любое количество множителей. Например, ACK/NACK может быть представлен одним множителем, двумя множителями, например (+1, +1) или (+1, -1), либо множителями, количество которых больше двух. В простейшем случае информация ACK/NACK может быть представлена одним множителем. Однако для повышения точности определения ACK/NACK эту информацию предпочтительно представлять с использованием фазовых сдвигов нескольких множителей. Могут также использоваться множители, отличные от ±1, например комплексные числа. Однако использование множителей ±1 позволяет осуществлять вычисления путем выполнения просто инверсии знака, и, таким образом, как описывается далее, этот вариант более предпочтителен при умножении всех элементарных посылок последовательности CAZAC на один и тот же множитель.
Если базовая станция ошибочно идентифицирует АСК как NACK, это всего лишь вызовет ненужную повторную передачу пакета в терминал пользователя. Однако, если базовая станция ошибочно идентифицирует NACK как АСК, пакет, необходимый для формирования совокупности пакетов, не передается повторно в терминал пользователя. В результате пакет может быть потерян, или терминал пользователя может сформировать пакет путем некорректной комбинации новых пакетов, при этом качество приема может в значительной степени ухудшиться. Таким образом, информацию ACK/NACK предпочтительно представлять одним или большим количеством множителей так, чтобы избежать ошибочной идентификации NACK в качестве АСК.
В примере, показанном на фиг.5(В), предполагается, что передается только индикатор качества канала (CQI). На фиг.5(В) CQI представлен пятью битами, которые обозначены как CQI1, CQI2, CQI3, CQI4 и CQI5, начиная со старшего бита до младшего бита. Один длинный блок связан с любым из этих пяти битов. Другими словами, один из множителей CQI1-CQI5 назначается каждому из 12 блоков. В этом примере в одном TTI старший бит передается большее количество раз, чем младший бит. То есть старший бит CQI1 назначен четырем блокам, CQI2 назначен трем блокам, CQI3 назначен двум блокам, CQI4 назначен двум блокам, а младший бит CQI5 назначен одному блоку. Этот способ позволяет предотвратить значительные изменения значения CQI даже в случае возникновения ошибки.
В примере, показанном на фиг.5(С), предполагается, что от одного пользователя в одном TTI передается как информация подтверждения (ACK/NACK), так и индикатор качества канала (CQI). В этом примере четыре блока выделяются для информации подтверждения (ACK/NACK), а оставшиеся восемь блоков выделяются для индикатора качества канала (CQI). Даже в том случае, если информация подтверждения (ACK/NACK) и индикатор качества канала (CQI) передаются одним пользователем, могут применяться способы, показанные на фиг.5(А) и (В), при условии, что доступны несколько TTI. Кроме того, если, например, пользователь перемещается из центра соты к ее границе и качество канала снижается, пользователь может прекратить передачу CQI и передавать только ACK/NACK. Типы информации, подлежащие передаче в канале управления восходящей линии связи, можно при необходимости изменять и сообщать об этом с помощью сигнализации верхнего уровня.
Таким образом, модуль 306 генерации схемы модуляции блока, показанный на фиг.3, генерирует один множитель для каждого из 12 блоков, которые выделены в полном числе для индикатора качества канала или выделены и для индикатора качества канала, и для информации подтверждения. Другими словами, модуль 306 генерации схемы модуляции блока всего генерирует 12 множителей (с первого по двенадцатый) для каждого TTI. В другом случае модуль 306 генерации схемы модуляции блока генерирует один множитель для каждого из 14 блоков, выделенных в полном числе для информации подтверждения, и всего генерирует 14 множителей (с первого по четырнадцатый) для каждого TTI.
Модуль 308 модуляции блока, показанный на фиг.3, генерирует первый длинный блок путем умножения всех элементарных посылок (чипов) последовательности CAZAC (длина последовательности может соответствовать одному длинному блоку), назначенной терминалу пользователя, на первый множитель и генерирует второй длинный блок путем умножения всех элементарных посылок той же последовательности CAZAC на второй множитель. Модуль 308 модуляции блока подобным же образом генерирует оставшиеся длинные блоки и тем самым генерирует информационную последовательность, передаваемую в одном TTI. Последовательность CAZAC, обычно используемая для всех блоков, представляет собой ортогональную кодовую последовательность, назначаемую терминалу пользователя и используемую для различения терминала пользователя в обслуживающей соте. Характеристики кодов CAZAC описываются ниже.
Модуль 310 дискретного преобразования Фурье (DFT) выполняет дискретное преобразование Фурье для преобразования информации временной области в информацию частотной области.
RB2
Модуль 312 отображения поднесущей выполняет отображение в частотной области. В частности, если для мультиплексирования нескольких терминалов пользователя применяется схема мультиплексирования с частотным разделением (FDM), модуль 312 отображения поднесущей отображает сигналы на частоты, определенные модулем 336 определения частоты. В этом варианте осуществления настоящего изобретения используются схемы FDM двух типов: схема сосредоточенного FDM (localized FDM) и схема распределенного FDM (distributed FDM). В схеме сосредоточенного FDM каждому пользователю выделяется полоса частот, последовательно расположенная по оси частот. В схеме распределенного FDM сигнал нисходящей линии связи генерируется таким образом, чтобы он содержал несколько перемежающихся частотных компонент, распределенных в широкой полосе частот (в полосе F частот, выделенной для каналов управления восходящей линии связи).
Модуль 314 обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT) выполняет обратное преобразование Фурье для преобразования сигналов в частотной области обратно в сигналы во временной области.
Модуль 316 добавления циклического префикса (CP) добавляет циклический префикс (CP) к информации, подлежащей передаче. Циклический префикс (CP) служит в качестве защитного интервала для нивелирования в базовой станции задержки при распространении сигнала по нескольким путям и разницы между моментами приема сигналов пользователей.
Модуль 318 мультиплексирования мультиплексирует индикатор качества канала или комбинацию индикатора качества канала и информации подтверждения с пилотным каналом и таким образом генерирует передаваемые символы. Пилотный канал передается с помощью коротких блоков (SB1, SB2), показанных в примере конфигурации кадра, изображенной на фиг 4. Информация подтверждения не мультиплексируется с пилотным каналом.
Радиочастотный (RF) передающий контур 320 выполняет цифроаналоговое преобразование, преобразование частоты и ограничение полосы частот передаваемых символов для их отправки в радиочастотном диапазоне.
Усилитель 322 мощности регулирует мощность передачи передаваемых символов.
Дуплексер 324 надлежащим образом разделяет передаваемые сигналы и принимаемые сигналы для осуществления параллельной связи.
Модуль 330 идентификации кодовой информации идентифицирует кодовую информацию, включающую последовательность CAZAC (номер последовательности), назначенную терминалу пользователя, величину циклического сдвига для последовательности CAZAC и информацию о полосе частот передачи. Кодовая информация может быть получена из широковещательной информации в широковещательном канале или может отдельно сообщаться каждому терминалу пользователя из базовой станции. Например, канал сигнализации верхнего уровня, такой как канал управления L3, может использоваться для сообщения кодовой информации каждому пользователю по отдельности. Модуль 330 идентификации кодовой информации также идентифицирует ортогональную кодовую последовательность, используемую в качестве набора множителей (последовательности блочного кода расширения спектра), на который умножается каждый набор из двух или большего количества блоков.
Модуль 332 генерации кода CAZAC генерирует последовательность CAZAC в соответствии с номером последовательности, указанным в кодовой информации.
Модуль 334 циклического сдвига циклически сдвигает последовательность CAZAC в соответствии с величиной циклического сдвига, указанной в кодовой информации, и таким образом генерирует другой код.
Характеристики кодов CAZAC описываются ниже.
На фиг.6 длина кода CAZAC, обозначенного как А, составляет L. Для наглядности предполагается, что длина кода соответствует длительности L отсчетов или L элементарных посылок (чипов). Однако это предположение не является существенным для настоящего изобретения. Код CAZAC, обозначенный как В в нижней части фиг.6, генерируется посредством перемещения Δ отсчетов (заштрихованных на рисунке), включая отсчет (под номером L), расположенный в конце кода A CAZAC, в начало кода A CAZAC. В этом случае с учетом того, что Δ принимает значения от 0 до (L-1), коды А и В CAZAC становятся ортогональными по отношению друг к другу. То есть базовый код CAZAC и код CAZAC, сгенерированный посредством циклического сдвига базового кода CAZAC, становятся ортогональными по отношению друг к другу. Таким образом, теоретически, если задан один код CAZAC, длина кода которого составляет L, то можно сгенерировать группу из L кодов CAZAC, ортогональных по отношению друг к другу. Код A CAZAC и код С CAZAC, которые не могут быть получены путем циклического сдвига кода A CAZAC, не являются ортогональными по отношению друг к другу. Однако уровень взаимной корреляции между кодами А и С CAZAC гораздо ниже, чем уровень взаимной корреляции между кодом A CAZAC и случайным кодом, который не является кодом CAZAC. Таким образом, использование кодов CAZAC является также более предпочтительным с точки зрения снижения уровня взаимной корреляции (уровня интерференции) между неортогональными кодами.
Δ
Δ
Δ
Δ
В этом варианте осуществления настоящего изобретения каждому терминалу пользователя назначается код CAZAC, выбранный из группы кодов CAZAC (группы кодовых последовательностей, сгенерированной посредством циклического сдвига кода CAZAC) с вышеописанными характеристиками. Более точно, в этом варианте настоящего изобретения в качестве пилотных каналов мобильных станций из L ортогональных кодов фактически используются L/L кодов CAZAC, полученных путем циклического сдвига базового кода CAZAC на Δ=n×L (n=0, 1,…, (L-1)/L). L представляет собой значение, определяемое на основе величины задержки при распространении сигнала по нескольким путям. Этот подход позволяет надлежащим образом поддерживать ортогональность между каналами управления восходящей линии связи, передаваемыми из соответствующих терминалов пользователя, даже в условиях распространения сигнала по нескольким путям. Подробное описание кодов CAZAC приводится, например, в следующих документах: D.С.Chu, "Polyphase codes with good periodic correlation properties", IEEE Trans. Inform. Theory, vol. IT-18, p.531-532, July 1972 и 3GPP, R1-050822, Texas Instruments, "On allocation of uplink sub-channels in EUTRA SC-FDMA".
Модуль 335 расширения спектра блока генерирует набор множителей (блочный код расширения спектра), содержащий заранее заданное количество множителей, используемых для умножения соответствующих длинных блоков (LB). Блочный код расширения спектра является ортогональной кодовой последовательностью, которая задана информацией, передаваемой из модуля 330 идентификации кодовой информации.
На фиг.7 показаны подкадры первого терминала UE1 пользователя и второго терминала UE2 пользователя перед умножением их на блочные коды расширения спектра. Первый и второй терминалы пользователя используют одинаковую последовательность CAZAC (CAZAC1), но различную величину Δ циклического сдвига. Таким образом достигается взаимная ортогональность двух подкадров терминалов пользователей. На фиг 7 обозначение "Mod.a" указывает данные для модуляции первого длинного блока первого терминала UE1 пользователя, то есть множитель для умножения первого длинного блока. "Mod.a"-"Mod.f" соответствуют первым шести множителям (или седьмому и восьмому множителям) для первого терминала UE1 пользователя. "Mod.u"-"Mod.z" соответствуют первым шести множителям (или седьмому и восьмому множителям) для второго терминала UE2 пользователя.
На фиг.8 показан пример умножения длинных блоков первого терминала UE1 и второго терминала UE2 пользователя на блочные коды расширения спектра. В этом примере для каждого из пары длинных блоков предусмотрен один множитель (отдельно от данных модуляции). Множители формируют блочный код расширения спектра (BLSC, block spreading code). На фиг.8 в рамках, обозначенных штриховыми линиями, показан ортогональный код (1, 1) для первого терминала UE1 пользователя и ортогональный код (1, -1) для второго терминала UE2 пользователя. В соответствии с описанием первого варианта осуществления настоящего изобретения ортогональность кода CAZAC, формирующего длинные блоки, поддерживается до тех пор, пока один или большее количество блоков умножается на одинаковый множитель (значение). Таким образом, если наборы множителей, используемые для умножения наборов из двух или большего количества блоков соответствующих пользователей, ортогональны по отношению друг к другу, то поддерживается ортогональность кодов CAZAC, при этом пользователи также ортогонализуются. В этом случае содержание двух или большего количества блоков, которые должны умножаться на один ортогональный код, должно быть одинаковым. В примере на фиг.8 и первым, и вторым множителем первого терминала UE1 пользователя является "Mod.a", третьим и четвертым множителем является "Mod.b", а и пятым и шестым множителем является "Mod.c". Таким же образом, и первым, и вторым множителем терминала UE2 пользователя является "Mod.x", третьим и четвертым множителем является "Mod.y", а и пятым и шестым множителем является "Mod.z". По этой причине до некоторой степени может быть ограничена информация, которая может быть представлена множителями, начиная с первого и заканчивая двенадцатым. Однако, поскольку количество битов, требуемых для представления такой информации, как ACK/NACK, относительно мало, как указано при описании фиг.5, это ограничение не вызывает серьезных проблем.
Поскольку первый терминал UE1 пользователя и второй терминал UE2 пользователя можно различить с помощью блочных кодов расширения спектра (1, 1) и (1, -1), та же величина циклического сдвига может использоваться для терминалов UE1 и UE2 пользователя с целью циклического сдвига кода CAZAC (то есть использование различных величин Δ циклического сдвига не является существенным). Хотя в этом варианте осуществления настоящего изобретения множители используются для умножения длинных блоков, короткие блоки (SB) также могут умножаться на множители.
Таким образом, использование блочных кодов расширения спектра совместно с циклическим сдвигом кода CAZAC позволяет увеличить количество пользователей, которые могут быть ортогонально мультиплексированы с помощью кодов. Кроме того, поскольку этот способ позволяет увеличить количество пользователей, которые могут быть мультиплексированы с помощью схемы CDM, представляется возможным более эффективно предотвращать частые изменения полосы частот передачи, вызываемые FDM в случае совместного использования CDM и FDM. Другими словами, этот способ позволяет уменьшить частоту передачи сообщений об изменении полосы частот и таким образом в значительной степени уменьшить объем радиоресурсов, требуемый для подобных сообщений.
Модуль 336 определения частоты, показанный на фиг.3, определяет частоты, подлежащие использованию соответствующими терминалами пользователей, если для передачи каналов управления восходящей линии связи из терминалов пользователей применяется мультиплексирование с частотным разделением (FDM).
L
S
L
S
L
S
S
L
Модуль 338 генерации пилотного сигнала генерирует пилотный канал, который должен включаться в канал управления восходящей линии связи, содержащий индикатор качества канала или индикатор качества канала совместно с информацией подтверждения. Модуль 338 генерации пилотного сигнала не генерирует пилотный канал для канала управления восходящей линии связи, содержащего информацию подтверждения. Как описано выше, пилотный канал передается с помощью коротких блоков (SB1, SB2), показанных в примере конфигурации кадра, изображенном на фиг 4. Пилотный канал также формируется из кода CAZAC, назначенного терминалу пользователя. Код CAZAC для пилотного канала может также идентифицироваться номером последовательности и величиной циклического сдвига. Обычно размеры, периоды или количество элементарных посылок (чипов) для длинного блока (LB) и короткого блока (SB) различаются. Таким образом, код C CAZAC для длинного блока (LB) и код C CAZAC для короткого блока (SB) могут генерироваться раздельно. Однако, если коды C и C CAZAC используются для одного и того же терминала пользователя, то эти коды C и CCAZAC могут быть связаны друг с другом (например, код C CAZAC может являться частью кода C CAZAC).
На фиг.9 показана базовая станция в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Базовая станция, показанная на фиг.9, содержит дуплексер 702, радиочастотный (RF) приемный контур 704, модуль 706 оценки временных параметров приема, модуль 708 быстрого преобразования Фурье (FFT), модуль 710 оценки канала, модуль 712 обратного отображения поднесущей, модуль 714 выравнивания в частотной области, модуль 716 обратного дискретного преобразования Фурье (IDFT), модуль 718 демодуляции, модуль 720 управления повторной передачей, планировщик 722 и модуль 724 настройки кодовой информации.
Дуплексер 702 надлежащим образом разделяет передаваемые и принимаемые сигналы для осуществления параллельной связи.
Радиочастотный (RF) приемный контур 704 выполняет аналого-цифровое преобразование, преобразование частоты и ограничение полосы частот принимаемых символов для обработки их в основной полосе частот.
Модуль 706 оценки временных параметров приема определяет моменты времени приема в соответствии с каналом синхронизации или пилотным каналом в принятом сигнале.
Модуль 708 быстрого преобразования Фурье (FFT) выполняет преобразование Фурье для преобразования информации во временной области в информацию в частотной области.
Модуль 710 оценки канала оценивает состояние канала восходящей линии связи на основании качества приема пилотного канала восходящей линии связи и передает на выход информацию для компенсации канала. Модуль 710 оценки канала определяет содержание сигнала на основании момента приема, и если сигнал содержит только информацию подтверждения, деактивирует функцию оценки канала.
Модуль 712 обратного отображения поднесущей выполняет обратное отображение в частотной области. Этот процесс обратного отображения выполняется в соответствии с отображением в частотную область, осуществленным терминалом пользователя.
Модуль 714 выравнивания в частотной области выравнивает принятый сигнал в соответствии с результатом оценки канала.
Модуль 716 обратного дискретного преобразования Фурье (IDFT) выполняет обратное дискретное преобразование Фурье для преобразования сигнала в частотной области в сигнал во временной области.
Модуль 718 демодуляции демодулирует принятый сигнал. В этом варианте осуществления настоящего изобретения модуль 718 демодуляции демодулирует канал управления восходящей линии связи и выводит индикатор качества канала (CQI) и/или информацию подтверждения (ACK/NACK) для канала данных нисходящей линии связи.
Модуль 720 управления повторной передачей подготавливает новый пакет или повторно передаваемый пакет в соответствии с содержанием информации подтверждения (ACK/NACK).
Планировщик 722 определяет выделение ресурсов в нисходящей линии связи на основании индикатора качества канала (CQI) для нисходящей линии связи и других критериев. Планировщик 722 также определяет выделение ресурса восходящей линии связи на основании качества приема пилотных каналов, передаваемых терминалами пользователей, и других критериев. Планировщик 722 выдает результаты выделения в виде информации планирования. В состав информации планирования входят частоты, моменты времени и транспортные форматы (схемы модуляции данных и кодовые скорости канала), подлежащие использованию для передачи сигнала.
Модуль 724 установки кодовой информации на основании информации планирования генерирует кодовую информацию, включающую в свой состав номера последовательностей, указывающие коды CAZAC, величины циклического сдвига, выделенные полосы частот и информацию, указывающую блочные коды расширения спектра, используемые терминалами пользователей в восходящей линии связи. Кодовая информация может коллективно сообщаться в терминалы пользователя посредством широковещательного канала или может сообщаться отдельно соответствующим терминалам пользователей. Если кодовая информация сообщается посредством широковещательного канала, то необходимо сконфигурировать широковещательную информацию таким образом, чтобы каждый терминал пользователя мог однозначно идентифицировать предназначенную для него кодовую информацию.
В этом варианте осуществления настоящего изобретения базовая станция использует некогерентное детектирование информации подтверждения (ACK/NACK).
Ниже со ссылкой на фиг.10 описывается пример конфигурации базовой станции, использующей некогерентное обнаружение. Следует отметить, что реальная базовая станция может включать обе конфигурации, показанные на фиг.9 и 10. Базовая станция, показанная на фиг.10, содержит дуплексер 702, радиочастотный (RF) приемный контур 704, модуль 706 оценки временных параметров приема, модуль 708 быстрого преобразования Фурье (FFT), модуль 712 обратного отображения поднесущей, модуль 716 обратного дискретного преобразования Фурье (IDFT), модуль 726 измерения корреляции ACK/NACK, модуль 728 оценки мощности шума и модуль 730 определения ACK/NACK.
Дуплексер 702 надлежащим образом разделяет передаваемые сигналы и принимаемые сигналы для осуществления параллельной связи.
Радиочастотный (RF) приемный контур 704 выполняет аналого-цифровое преобразование, преобразование частоты и ограничение полосы частот принимаемых символов для обработки их в основной полосе частот.
Модуль 706 оценки временных параметров приема определяет моменты времени приема в соответствии с каналом синхронизации в принятом сигнале.
Модуль 708 быстрого преобразования Фурье (FFT) выполняет преобразование Фурье для преобразования информации во временной области в информацию в частотной области.
Модуль 712 обратного отображения поднесущей выполняет обратное отображение в частотной области. Этот процесс обратного отображения выполняется в соответствии с отображением в частотной области, осуществленным терминалом пользователя.
Модуль 716 обратного дискретного преобразования Фурье (IDFT) выполняет обратное дискретное преобразование Фурье для преобразования сигнала в частотной области в сигнал во временной области.
Далее со ссылкой на фиг.11 приводится пример выделения ресурсов для информации подтверждения в том случае, когда применяется некогерентное детектирование.
В этом примере предполагается, что мультиплексирование выполняется с помощью номеров 0-5 циклического сдвига и номеров 0-6 блочного кода расширения спектра. В этом случае ортогональный ресурс идентифицируется номером циклического сдвига и номером блочного кода расширения спектра. Номера 0-2 циклического сдвига назначаются положительному подтверждению (ACK), а номера 3-5 циклического сдвига назначаются отрицательному подтверждению (NACK).
На фиг.11 (1) показано, что пользователь #0 для передачи сигнала ACK применяет ресурс, идентифицируемый номером 0 циклического сдвига и номером 0 блочного кода расширения спектра. Таким же образом на фиг.11 (2) показано, что пользователь #0 для передачи сигнала NACK применяет ресурс, идентифицируемый номером 3 циклического сдвига и номером 0 блочного кода расширения спектра.
В то же время на фиг.11 (3) и (4) показаны ресурсы, используемые совместно всеми пользователями для оценки уровня мощности шума (ресурсы, не применяемые пользователями для передачи сигнала), который служит в качестве опорного уровня мощности при определении уровня мощности ACK/NACK.
Если, как описано ниже, уровень мощности ACK/NACK определяется на основе других критериев (например, если уровень мощности шума оценивается с помощью другого способа), ресурсы (3) и (4) не используются для этой цели и могут применяться для передачи ACK/NACK пользователем #20.
Модуль 728 оценки мощности шума оценивает уровень мощности шума, который используется в качестве опорного уровня мощности при определении уровня мощности ACK/NACK, на основе номера входной последовательности CAZAC, номера циклического сдвига и/или номера блочного кода расширения спектра и подает на вход модуля 730 определения ACK/NACK оценку уровня мощности шума. Например, на фиг.11, иллюстрирующей выделение ресурсов для информации подтверждения в случае применения некогерентного детектирования, модуль 728 оценки мощности шума измеряет уровень мощности корреляции ресурса, идентифицируемого номером 2 циклического сдвига и номером 6 блочного кода расширения спектра.
Модуль 726 измерения корреляции ACK/NACK измеряет уровни мощности корреляции ресурсов, используемых для передачи ACK/NACK, на основе номеров входной последовательности CAZAC, номеров циклического сдвига и/или номеров блочного кода расширения спектра и передает измеренные значения уровней мощности корреляции на вход модуля 730 определения ACK/NACK.
Например, как показано на фиг.11, иллюстрирующем пример выделения ресурсов для информации подтверждения в случае применения некогерентного детектирования, модуль 726 измерения корреляции ACK/NACK измеряет уровни мощности корреляции ресурса, идентифицируемого номером 0 циклического сдвига и номером 0 блочного кода расширения спектра, и ресурса, идентифицируемого номером 3 циклического сдвига и номером 0 блочного кода расширения спектра.
Модуль 730 определения ACK/NACK сравнивает уровни мощности корреляции с оценкой уровня мощности шума (опорным уровнем мощности), и если один из уровней мощности корреляции превышает уровень мощности шума, определяет, что был принят сигнал, соответствующий уровню мощности корреляции, превышающему уровень мощности шума. Опорный уровень мощности может быть получен путем сложения некоторого определенного смещения с оцененным уровнем мощности шума.
Например, как показано на фиг.12, смещение складывается с оцененным уровнем мощности шума для получения порогового значения определения ACK/NACK, с которым сравниваются уровни мощности корреляции АСК и NACK. В этом примере уровень мощности корреляции ACK превосходит пороговое значение определения ACK/NACK, вследствие чего модуль 730 определения ACK/NACK определяет, что принят сигнал ACK.
Если уровни мощности корреляции как для ACK, так и для NACK больше опорного уровня мощности, то модуль 730 определения ACK/NACK определяет, что принят сигнал (ACK или NACK) с большим уровнем мощности. Если уровни мощности корреляции как для ACK, так и для NACK меньше опорного уровня мощности или равны ему, то модуль 730 определения ACK/NACK определяет, что не был принят ни ACK ни NACK или принят сигнал (ACK или NACK) с большим уровнем мощности.
В альтернативном варианте терминал пользователя может быть выполнен с возможностью деактивации мощности передачи для сообщения положительного подтверждения (ACK) и активации мощности передачи для сообщения негативного подтверждения (NACK). В этом случае модуль 730 определения ACK/NACK предполагает, что подтверждение (ACK) передается в отсутствие передачи сигнала. Такая конфигурация позволяет снизить уровень интерференции с другими сотами при сообщении положительного подтверждения (ACK).
Δ
Δ
На фиг.13 показан пример выполнения операций согласно варианту осуществления настоящего изобретения. В этом примере выполнения общая кодовая информация, относящаяся ко всем терминалам пользователя, передается в широковещательном канале (ВСН, broadcast channel). На основании этой широковещательной информации каждый терминал пользователя однозначно идентифицирует индивидуальную для него кодовую информацию. Общая кодовая информация, например, включает информацию, указывающую N последовательностей CAZAC (С#1, С#2,…, C#N), используемых в соте, М величин циклического сдвига (0, L, (M-1)×L), предусмотренных для каждой из последовательностей CAZAC, и F полос частот (Bw1, Bw2,…, BwF), используемых для мультиплексирования с разделением по частоте (FDM).
На шаге В1 базовая станция выполняет планирование в нисходящей линии связи и передает в терминал пользователя канал управления нисходящей линии связи (канал управления L1/L2), канал данных нисходящей линии связи и пилотный канал.
На шаге М1 терминал пользователя идентифицирует информацию (кодовую информацию для терминала пользователя), относящуюся к коду, используемому в канале управления восходящей линии связи, на основании информации канала управления нисходящей линии связи.
Δ
Δ
На фиг.14 показан пример реализации способа идентификации кодовой информации, осуществляемой на шаге М1. В данном случае для простоты предполагается, что доступны две последовательности CAZAC (С#1, С#2), три величины циклического сдвига (0, L, 2L) и две полосы частот (Bw1, Bw2). В этом случае можно различить 2×3×2=12 терминалов пользователя. Эти значения приведены только в качестве примеров, при необходимости могут использоваться любые другие подходящие значения.
На шаге S1 терминал пользователя определяет номер Р выделения (1, 2, …, или 12), назначенный терминалу пользователя посредством канала управления нисходящей линии связи.
Δ
На шаге S2 терминал пользователя определяет, превышает ли номер Р выделения значение 3. Если номер Р выделения не превышает 3 (Р=1, 2 или 3), то используются последовательность С#1 CAZAC, величина (Р-1)×L циклического сдвига и полоса Bw1 частот. Если номер Р выделения больше 3, то осуществляется переход к шагу S3.
Δ
На шаге S3 терминал пользователя определяет, превышает ли номер Р выделения значение 6. Если номер Р выделения не превышает 6 (Р=4, 5 или 6), то используются последовательность С#1 CAZAC, величина (Р-4)×L циклического сдвига и полоса Bw2 частот. Если номер Р выделения больше 6, то осуществляется переход к шагу S4.
Δ
Δ
На шаге S4 терминал пользователя определяет, превышает ли номер Р выделения значение 9. Если номер Р выделения не превышает значение 9 (Р=7, 8 или 9), то используются последовательность С#2 CAZAC, величина (Р-7)×L циклического сдвига и полоса Bw1 частот. Если номер Р выделения больше значения 9 (Р=10, 11 или 12), то используются последовательность С#2 CAZAC, величина (Р-10)×L циклического сдвига и полоса Bw2 частот.
Δ
Δ
Δ
На фиг.15 показан пример кодов CAZAC, величин циклического сдвига и полос частот, идентифицируемых в ходе выполнения операций на фиг.14. Как показано на фиг.15, мультиплексирование пользователей вначале осуществляется посредством кодового разделения (CDM) с помощью кодов CAZAC, полученных из одной и той же последовательности. Если количество пользователей превышает предельное значение, то мультиплексирование излишних пользователей выполняется посредством кодового разделения с помощью того же набора кодов CAZAC, но в другой полосе частот. Аналогично, если количество пользователей увеличивается, то мультиплексирование пользователей выполняется посредством кодового разделения с помощью того же набора кодов CAZAC в соответствующих доступных полосах частот. Кроме того, помимо блочного расширения спектра, может использоваться схема FDM. Другими словами, в этом варианте осуществления настоящего изобретения используются как схема CDM, так и схема FDM, однако схема CDM более предпочтительна по сравнению со схемой FDM. Если количество пользователей превышает количество пользователей, которые могут быть различены посредством CDM с помощью набора кодов CAZAC и посредством FDM, то для CDM применяется другой набор кодов CAZAC, полученный из другой последовательности CAZAC и мультиплексирование пользователей выполняется схожим образом посредством CDM и FDM. Кроме того, помимо ортогональной схемы (включая блочное расширение спектра) и FDM, может применяться схема неортогонального CDM с использованием различных кодов CAZAC. Предположим, что в данном случае в соте применяются N последовательностей CAZAC (С#1, С#2,…, C#N), предусмотрено М величин циклического сдвига (0, L,…, (М-1)×L) для каждой из последовательностей CAZAC и используется F полос частот (Bw1, Bw2,…, BwF) для мультиплексирования с разделением по частоте (FDM). В этом случае номер последовательности CAZAC определяется выражением (P/(M×F)) (значение округляется в большую сторону до целой величины); порядковый номер полосы частот определяется выражением ((P-(n-1)×(M×F))/M), а величина циклического сдвига определяется значением, полученным путем умножения выражения (Р-((n-1)×(M×F))-(f-1)×M)=PmodM на L.
В примере, описываемом со ссылкой на фиг.14 и 15, другая полоса Bw2 частот начинает использоваться, когда номер выделения или количество мультиплексируемых пользователей больше 3. В альтернативном варианте может использоваться та же полоса Bw1 частот и другая последовательность С#2 CAZAC, если количество мультиплексируемых пользователей больше 3, но меньше или равно 6. Каждая из последовательностей С#1 и С#2 CAZAC не может генерироваться путем циклического сдвига другой последовательности, так что они не ортогональны по отношению друг к другу. Однако последовательности С#1 и С#2 CAZAC могут использоваться для одной и той же полосы частот, поскольку уровень взаимной корреляции между ними относительно мал.
Таким образом, терминал пользователя идентифицирует свою кодовую информацию на основании широковещательной информации и номера Р выделения. Идентифицированная кодовая информация подается на вход модуля 332 генерации кода CAZAC, модуля 334 циклического сдвига, модуля 336 определения частоты и модуля 338 генерации пилотного сигнала, изображенных на фиг.3.
На шаге М2 на фиг.13 терминал пользователя определяет, имеется ли ошибка в каждом пакете в канале данных нисходящей линия связи. Это детектирование ошибок может выполняться с помощью проверки CRC (cyclic redundancy checking) или любого другого способа детектирования ошибок, известного в соответствующей области техники. Для каждого пакета терминал пользователя генерирует информацию подтверждения, указывающую положительное подтверждение (ACK), если ошибки не найдены (или найденная ошибка находится в пределах допустимого диапазона), или негативное подтверждение (NACK) в случае нахождения ошибки.
На шаге М3 терминал пользователя измеряет качество приема пилотного канала нисходящей линии связи и генерирует индикатор качества канала (CQI) путем преобразования результата измерения в одно значение в заранее заданном диапазоне. Например, терминал пользователя преобразует измеренное качество приема (например, SIR) в значение CQI, указывающее один из 32 уровней и представленное 5 битами.
Порядок выполнения шагов М2 и М3 может изменяться. То есть определение информации подтверждения и измерение индикатора качества канала могут выполняться в любые подходящие моменты времени.
На шаге М4 терминал пользователя генерирует канал управления восходящей линии связи, используемый для сообщения в базовую станцию информации подтверждения (ACK/NACK) и/или индикатора качества канала (CQI). Как было описано выше, модуль 306 генерации схемы модуляции блока, показанный на фиг.3, генерирует один множитель для каждого из 12 блоков, все из которых выделены для индикатора качества канала или выделены как для индикатора качества канала, так и для информации подтверждения. Другими словами, модуль 306 генерации схемы модуляции блока всего генерирует 12 множителей (с первого по двенадцатый) для каждого TTI. В другом случае модуль 306 генерации схемы модуляции блока генерирует один множитель для каждого из 14 блоков, все из которых выделены для информации подтверждения, и всего генерирует 14 множителей (с первого по четырнадцатый) для каждого TTI.
Конфигурация кадра канала управления восходящей линии связи показана на фиг.4 и 5. В альтернативном варианте каждый подкадр может содержать семь длинных блоков. Например, первый длинный блок (LB1) генерируется путем умножения всей (циклически сдвинутой) последовательности CAZAC, назначенной терминалу пользователя, на первый множитель. Второй длинный блок (LB2) генерируется путем умножения той же последовательности CAZAC на второй множитель. Таким же образом K-й длинный блок (LBK) генерируется путем умножения той же последовательности CAZAC на K-й множитель. Кадр канала управления восходящей линии связи генерируется таким же образом.
Затем сгенерированный канал управления восходящей линии связи передается с помощью адресной полосы частот из терминала пользователя в базовую станцию.
На шаге В2 базовая станция принимает и демодулирует каналы управления восходящей линии связи, переданные несколькими терминалами пользователя. Терминалы пользователя передают схожие каналы управления восходящей линии связи, но используют различные коды CAZAC, полученные путем применения различных величин циклического сдвига к одной и той же последовательности CAZAC, различных полос частот или кодов CAZAC, полученных из различных последовательностей CAZAC. Поскольку каждый длинный блок генерируется путем умножения всего кода CAZAC на один множитель, базовая станция может объединять каналы управления восходящей линии связи, принятые из терминалов пользователя в одной фазе. Таким образом не нарушается ортогональность между кодами CAZAC, достигаемая путем применения различных величин циклического сдвига к одной и той же последовательности CAZAC, и базовая станция может разделять ортогональные сигналы, поступающие из нескольких терминалов пользователя. В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения даже в том случае, если используются неортогональные коды CAZAC, уровни интерференции между терминалами пользователя становятся ниже, чем в варианте с применением случайных последовательностей. Кроме того, в этом варианте осуществления настоящего изобретения можно определить содержание информации подтверждения и/или индикатор качества канала путем определения двенадцати множителей (с первого по двенадцатый), используемых для канала управления восходящей линии связи каждого пользователя.
На шаге В3 базовая станция выполняет такие процессы, как управление повторной передачей и выделение ресурсов на основании информации подтверждения (ACK/NACK) и/или индикаторов качества канала (CQI), сообщаемых терминалами пользователя посредством каналов управления восходящей линии связи.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения используется некогерентное детектирование информации подтверждения (ACK/NACK). В этом случае нет необходимости использовать пилотный канал в том подкадре, в котором передается информация подтверждения. Это, в свою очередь, позволяет передавать информацию подтверждения с помощью ресурсов, которые обычным образом выделяются пилотному каналу, и таким образом увеличивать количество мультиплексируемых пользователей при передаче информации подтверждения.
Настоящее изобретение не ограничено описаниями и чертежами, приведенными выше для объяснения вариантов его осуществления. Специалист в данной области техники может рассматривать различные модификации описанных выше вариантов осуществления настоящего изобретения.
Другими словами, могут быть предложены другие варианты осуществления настоящего изобретения, не раскрытые выше. Таким образом, технический объем настоящего изобретения должен определяться на основе правильного понимания формулы изобретения со ссылками на приведенные выше описания.
Хотя настоящее изобретение описано выше в различных вариантах осуществления, различия между этими вариантами не существенны для изобретения, и варианты осуществления могут использоваться как индивидуально, так и в сочетании друг с другом. Хотя для облегчения понимания настоящего изобретения в приведенном выше описании используются конкретные значения, эти значения приводятся только для примера, поэтому, если не указано иное, могут использоваться также другие значения.
Хотя в приведенном выше описании устройств, применяемых в вариантах осуществления настоящего изобретения, использованы функциональные блок-схемы, эти устройства могут быть реализованы с помощью аппаратных средств, программных средств или комбинации этих средств. Настоящее изобретение не ограничено конкретными раскрытыми вариантами осуществления. Изменения и модификации могут быть выполнены без выхода за рамки настоящего изобретения.
По данной заявке испрашивается приоритет по заявке Японии 2007-073725, поданной 20 марта 2007 года, все содержание которой целиком включено в состав настоящей заявки посредством ссылки.