СИГНАЛИЗАЦИЯ ВОСХОДЯЩЕЙ ЛИНИИ СВЯЗИ АДАПТИВНОГО ТРАНСПОРТНОГО ФОРМАТА ДЛЯ НЕ СВЯЗАННЫХ С ДАННЫМИ УПРАВЛЯЮЩИХ СИГНАЛОВ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ
ALARM OF UPLINK OF ADAPTIVE TRANSPORT FORMAT FOR DATA-UNRELATED CONTROL FEEDBACK SIGNALS

Уровень техники
1. Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение имеет отношение к усовершенствованию сигнализации обратной связи восходящей линии связи.
2. Уровень техники
Сокращения
3GPP Third generation partnership program - Программа партнерства в области технологий 3-го поколения
A/N ACK/NACK
ACK Acknowledgement - Подтверждение приема
BER Bit Error Ratio - Коэффициент ошибок по битам
BLER Block Error Ratio - Коэффициент ошибок по блокам
BPSK Binary Phase Shift Keying - Двоичная фазовая манипуляция
CM Cubic Metric - Кубическая метрика
DL Downlink - Нисходящая линия связи
CQI Channel Quality Indicator - Индикатор качества канала
CRC Cyclic Redundancy Check - Проверка при помощи циклического избыточного кода
ECR Effective Coding Rate - Эффективная скорость кодирования
EDCH Enhanced Dedicated Channel - Расширенный выделенный канал
ENSR Estimated Signal to Noise Ratio - Ожидаемое отношение сигнал/шум
FB Feedback - Обратная связь
HARQ Hybrid Automatic Repeat Request - Гибридный автоматический запрос на повторную передачу
LTE Long Term Evolution - Долгосрочное развитие
MCS Modulation and Coding Scheme - Схема модуляции и кодирования
MIMO Multiple-Input Multiple-Output - со многими входами и многими выходами
NACK Negative ACK - Отсутствие подтверждения приема
PAPR Peak to Average Power Ratio - Отношение пиковой мощности к средней мощности
PAR Peak-to-average ratio - Отношение пикового значения к среднему
PUSCH Physical Uplink Shared Channel - Совместно используемый канал восходящей линии связи на физическом уровне
QAM Quadrature Amplitude Modulation - Квадратурная амплитудная модуляция
QoS Quality of Service - Качество обслуживания
QPSK Quadrature Phase-Shift Keying - Квадратурная фазовая манипуляция
RRC Radio Resource Control - Управление радиоресурсами
RU Resource Unit - Единица ресурса
SDMA Space Division Multiple Access - Множественный доступ с пространственным разделением
SIMO Single-Input Multiple-Output - с одним входом и многими выходами
SINR Signal-to-Interference and Noise Ratio - Отношение сигнала к помехе и шуму
SNR Signal-to-Noise Ratio - Отношение сигнал/шум
TDM Time Division Multiplexing - Уплотнение с временным разделением
TFCI Transport Format Combination Indicator - Индикатор комбинации транспортного формата
TFC Transport Format Combination - Комбинация транспортного формата
TTI Transmission Time Interval - Временной интервал передачи
UL Uplink - Восходящая линия связи
UTRAN Universal Terrestrial Radio Access Network - Универсальная сеть наземного радиодоступа
VoIP Voice over Internet Protocol - Передача голоса по IP-протоколу (протоколу маршрутизации в среде Интернет)
Настоящее изобретение возникло в обстановке событий, происходящих в процессе развития раздела UL технологии долгосрочного развития (LTE) UTRAN, часто упоминаемой как 3.9G, но не ограничивается этой обстановкой.
Для UMTS (Универсальная система мобильной связи) мультикоды используются и для канала управления и для канала данных, но подобное недоступно в LTE из-за плохого PAPR. Сигнализация должна передаваться как внутриполосная сигнализация при передаче данных.
Конкретнее, настоящее изобретение возникло в процессе рассмотрения распределения ресурсов для несвязанных с данными управляющих сигналов, передаваемых вместе с UL-данными по PUSCH (Совместно используемый канал восходящей линии связи на физическом уровне). Эти управляющие сигналы включают в себя ACK/NACK, обусловленные DL-передачей, и сообщение CQI, которое может быть или периодическим или запланированным.
В документе RAN1#46bis устанавливается, что несвязанная с данными управляющая сигнализация восходящей линии связи должна уплотняться с UL-данными с использованием уплотнения с временным разделением (TDM). Детализированные действия пока не обсуждались в 3GPP.
Как было отмечено выше, хотя настоящее изобретение не ограничивается конкретной обстановкой, в которой оно возникло, оно проистекает из рассмотрения основной проблемы, касающейся того, как разделить доступные физические ресурсы (т.е., символьное пространство и мощность передачи) между каналом несвязанного с данными управления и каналом данных в системе LTE UL. Информация о разделении символьного пространства должна быть заранее известна на обеих сторонах радиолинии, чтобы правильно выполнять операции согласования/рассогласования скорости и кодирования/декодирования для различных каналов. Хотя это и не ограничивается таким сценарием, отметим, что в системе LTE UL, eNode-B (базовая станция) должна отвечать за распределение ресурса между частями управления и данных и за сообщение этой информации на ПО (Пользовательское Оборудование). Это обусловливается, главным образом, следующим:
• Связанная с данными управляющая сигнализация не поддерживается в LTE UL. Поэтому ПО не может сообщить указание транспортного формата на eNode B.
• Слепое обнаружение не представляется возможным в UL, не только с точки зрения сложности принимающего устройства, но также и принимая во внимание тот факт, что CRC может быть недоступна, поэтому нет удобного критерия, на котором основывать решение, какой из множественных возможных форматов в действительности передается.
Вторая проблема заключается в том, как оптимизировать рабочие характеристики несвязанной с данными управляющей сигнализации. Следует отметить, что регулирование мощности будет устанавливать целевое значение SINR для PUSCH в соответствии с каналом данных. Следовательно, канал управления должен адаптироваться к рабочей точке SINR, установленного для данных. Управляющие сигналы обычно имеют гораздо более жесткие требования по задержке. Кроме того, управляющая сигнализация не получает преимущества ни от быстрой адаптации связи, ни от HARQ. Следовательно, кодирование для несвязанной с данными управляющей сигнализации должно осуществляться с несколько большим запасом.
Третья проблема касается различных требований к рабочим характеристикам сигналов UL-данных и управляющих сигналов.
• BER ACK/NACK должен составлять около 0,1% (без HARQ)
• BLER CQI обычно должен быть меньше 10% (без HARQ)
• BLER канала(ов) UL-данных обычно колеблется между 10% и 30% (в зависимости от рабочей точки HARQ).
Один метод регулирования доступных ресурсов между частями управления и данных состоит в том, чтобы применять к ним различные величины отклонения по мощности. Существуют два основных недостатка в отношении этого способа отклонения по мощности:
• Проблема PAR: В [R1-072224] показано, что PAR и CM увеличиваются, когда более высокая мощность конфигурируется для управления, а не для данных. [R1-072224] рекомендует так ограничивать мощность для управления, чтобы не превышать мощность для данных. Кроме того, невозможно увеличить мощность передачи управляющей сигнализации, когда ПО осуществляет передачу с полной мощностью (т.е., располагается на границе ячейки). Поэтому увеличение мощности является неэффективным для обеспечения надлежащего качества в некоторых случаях на практике.
• Также следует отметить, что с точки зрения использования ресурса, понижение мощности не слишком экономически целесообразно, поскольку все доступные ресурсы мощности уже не будут использоваться. Это равноценно потерям мощности.
R1-071000 представляет другую методику предшествующего уровня техники, в которой символьное пространство несвязанных с данными каналов управления привязывается к модуляции данных, используемой каналом UL-данных. Это является простым следствием того факта, что количество битов, которое доставляется с символом, зависит от модуляции данных: QPSK, 16QAM и 64QAM переносят 2, 4 и 6 битов соответственно, следовательно, количество символов, необходимых для переноса заданного количества битов в результате кодирования несвязанной с данными управляющей сигнализации, зависит от используемой модуляции. Применяемое символьное пространство, соответствующее различным модуляциям данных, сообщается на ПО посредством сигнализации более высокого уровня (RRC-сигнализации).
Проблема, связанная с этой методикой, состоит в том, что она не в состоянии гарантировать QoS, не связанную с данными управляющей сигнализации. Следует отметить, что целевое значение BLER канала UL-данных может значительно изменяться в зависимости от многих результатов и параметров:
• Различные службы все равно будут иметь различные требования по QoS (например, характеристики задержки, BLER). Следовательно, проблематично увязать символьное пространство несвязанного с данными канала управления только для MCS, используемых UL-данными.
• Рабочие характеристики несвязанной с данными управляющей сигнализации зависит не только от SINR, но также и от количества RU, выделенных для UL-данных. По этой причине, символьное пространство, выделенное для канала управления, также должно изменяться в зависимости от ширины полосы пропускания.
• Среда распространения может изменяться довольно быстро. RRC-сигнализация может быть не способна отслеживать эти изменения с достаточной быстротой.
Осуществимость этого способа зависит также от схемы UL HARQ (адаптивная в противоположность неадаптивной).
Следовательно, трудно обеспечить достаточное качество для управляющих сигналов, если символьное пространство несвязанного с данными управления привязано только к схеме модуляции и кодирования (MCS), используемой UL-данными.
Нижеследующее раскрытие изобретения касается выбора транспортного формата несвязанных с данными управляющих сигналов, передаваемых вместе с UL-данными. Также раскрываются некоторые частные, неограничивающие случаи выбора транспортного формата для передачи UL-данных.
Раскрытие изобретения
Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предоставляется способ, содержащий этапы, на которых динамически выбирают символьное пространство для несвязанной с данными управляющей сигнализации обратной связи восходящей линии связи, и отправляют выбранную управляющую сигнализацию обратной связи восходящей линии связи с использованием выбранного символьного пространства.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения, предоставляется пользовательское оборудование, содержащее декодирующее устройство, реагирующее на управляющий сигнал динамического транспортного формата от базовой станции, указывающий на динамически выбранный транспортный формат, для декодирования упомянутого командного сигнала, чтобы предоставить декодированный сигнал, указывающий на упомянутый динамически выбранный транспортный формат, для использования в несвязанной с данными управляющей сигнализации обратной связи восходящей линии связи, и кодирующее устройство, реагирующее на упомянутый декодированный сигнал, для кодирования информации обратной связи согласно упомянутому динамически выбранному транспортному формату для передачи на базовую станцию с использованием выбранного транспортного формата.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения, предоставляется базовая станция, содержащая кодирующее устройство, реагирующее на компонентные сигналы динамически выбранного транспортного формата и на сигнал данных, для кодирования упомянутых компонентных сигналов транспортного формата и упомянутого сигнала данных, чтобы предоставить управляющий сигнал динамического транспортного формата для передачи от упомянутой базовой станции на пользовательское оборудование, причем упомянутый управляющий сигнал указывает на динамически выбранный транспортный формат для несвязанной с данными сигнализации восходящей линии связи, используемом упомянутым пользовательским оборудованием, и декодирующее устройство, реагирующее на упомянутую несвязанную с данными управляющую сигнализацию восходящей линии связи, для декодирования информации обратной связи согласно упомянутому динамически выбранному транспортному формату.
Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения, предоставляется система, содержащая пользовательское оборудование согласно второму аспекту изобретения и базовую станцию согласно третьему аспекту изобретения.
Согласно пятому аспекту настоящего изобретения, предоставляется компьютерный программный продукт, в котором программный код сохраняется на машиночитаемом носителе, причем упомянутый программный код при исполнении обрабатывающим устройством реализует следующее: (a) динамический выбор символьного пространства для несвязанной с данными управляющей сигнализации обратной связи восходящей линии связи, и (b) отправка выбранной управляющей сигнализации обратной связи восходящей линии связи с использованием выбранного символьного пространства.
Согласно шестому аспекту настоящего изобретения, предоставляется устройство, содержащее средство динамического выбора символьного пространства для несвязанной с данными управляющей сигнализации обратной связи восходящей линии связи, и средство отправки выбранной управляющей сигнализации обратной связи восходящей линии связи с использованием выбранного символьного пространства.
Настоящее изобретение предоставляет способ для выбора комбинации транспортного формата (TFC) управляющих сигналов, передаваемых вместе с UL-данными (PUSCH). Кроме того, оно предоставляет схему сигнализации для поддержки существующего способа выбора транспортного формата. Кроме того, оно предоставляет некоторые способы для управления транспортным форматом, применяемым совместно используемым каналом данных.
Настоящее изобретение указывает, как выбрать кодирование, и в частности количество символов, используемых для кодирования внутриполосной управляющей информации касательно, например, PUSCH, чтобы получить намеченный BLER для сигнализации и данных, которые, как правило, различаются. Посредством настоящего изобретения сигнализация сокращается до минимального уровня.
Следует понимать, что все представленные иллюстративные варианты осуществления могут также использоваться в любом подходящем сочетании.
Преимущества:
Основным преимуществом настоящего изобретения является то, что физические UL-ресурсы могут использоваться более эффективно. Это связано с тем, что если доступно только полустатическое управление, то непроизводительные издержки, вызванные несвязанной с данными управляющей сигнализацией, не могут оптимизироваться действительно точно. Вместо этого, ресурсы канала управления настраиваются таким образом, чтобы быть более надежными, с точки зрения QoS управляющей сигнализации (это ведет к более высоким непроизводительным издержкам). С использованием схемы, раскрываемой подробно ниже, QoS несвязанной с данными управляющей сигнализации, передаваемой вместе с UL-данными, может регулироваться и оптимизироваться гибко, быстро и эффективно.
Следует отметить, что в различных сценариях существуют также другие причины, нежели только аспект QoS, чтобы динамически изменять формат несвязанной с данными управляющей сигнализации. TFCI-бит(ы) могут использоваться во многих отношениях:
• Они могут использоваться для выбора между оптимизированными конфигурациями SIMO и MIMO
• Они могут использоваться для выбора некоторой конфигурации "подушки безопасности" для несвязанной с данными управляющей сигнализации (которая имеет наилучшее возможное качество). Такая конфигурация может выбираться, например, базовой станцией, если существует риск того, что критическая управляющая информация пропадет в UL, и что под угрозой будут рабочие характеристики DL, например, вследствие недостаточных сведений о качестве UL-канала. Такие случаи могут возникать в отношении пакетов данных после некоторого времени бездействия, если не происходит обмен фиктивными данными в течение времени бездействия для сохранения мощности. Из-за отсутствия обмена данными, базовая станция уже не имеет обновленных сведений ни о качестве DL-канала, ни о качестве UL-канала. После поступления новых данных, например для DL, необходимо быстро получить достоверный CQI, чтобы иметь возможность эффективно планировать эти данные. Однако, поскольку качество UL-канала тоже неизвестно, желательно выбирать конфигурацию для управляющей информации UL, которая более надежна. На это может затрачиваться некоторая часть пропускной способности UL, но это позволяет достичь лучшей пропускной способности DL и качества обслуживания.
• Они могут использоваться для динамического выбора между различными величинами CQI (предварительно выделенными для определенной схемы сообщения CQI), например, на основании быстрых изменений в среде распространения.
Этими преимуществами не исчерпываются возможные преимущества настоящего изобретения.
Недостатки:
• Дополнительная нагрузка сигнализации (1-3 бита), связанная с сигнализацией предоставления распределения UL.
Другие задачи и признаки настоящего изобретения станут очевидными из последующего подробного описания при рассмотрении совместно с прилагаемыми чертежами. Следует понимать, однако, что чертежи предназначены исключительно для иллюстрации, а не в качестве задания объема настоящего изобретения, за которым следует обращаться к прилагаемой формуле изобретения. Дополнительно следует понимать, что чертежи не выполнены в масштабе и что они предназначены лишь для иллюстрации принципиальных структур и процедур, описываемых в данном документе.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 является блок-схемой последовательности операций способа, демонстрирующей способ обработки, который может осуществляться на пользовательском оборудовании, согласно настоящему изобретению;
Фиг. 2 является блок-схемой последовательности операций способа, демонстрирующей способ обработки, который может осуществляться на базовой станции, согласно настоящему изобретению.
Фиг. 3 демонстрирует устройство обработки сигналов общего назначения, которое может использоваться в пользовательском оборудовании для осуществления способа обработки, изображенного на Фиг. 1, или в базовой станции для осуществления способа обработки, изображенного на Фиг. 2, или в обоих.
Фиг. 4 показывает пример сценария, в котором может использоваться настоящее изобретение, когда базовая станция динамически принимает решение о символьном пространстве, которое будет использоваться пользовательским оборудованием в его сигнализации обратной связи, включенной в состав восходящей линии связи, которая также включает в себя данные, передаваемые по восходящей линии связи.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фиг. 1 является блок-схемой последовательности операций способа, демонстрирующей способ обработки, который может осуществляться на пользовательском оборудовании, согласно настоящему изобретению. Способ обработки может осуществляться при помощи обработки сигналов любого типа. После вхождения на этапе 102, исполняется этап 104 для динамического выбора символьного пространства, которое будет использоваться для сигнализации восходящей линии связи, такой, как несвязанная с данными управляющая сигнализация обратной связи восходящей линии связи. Затем, на этапе 106, способ 100 обработки заставляет пользовательское оборудование отправить управляющую сигнализацию обратной связи восходящей линии связи с использованием выбранного символьного пространства. После этого способ обработки возвращается в точку вызова на этапе 108.
Фиг. 2 показывает способ 200 обработки, который может осуществляться на базовой станции, согласно настоящему изобретению. После вхождения на этапе 202, исполняется этап 204 для динамического выбора символьного пространства, которое будет использоваться для сигнализации восходящей линии связи, такой, как несвязанная с данными управляющая сигнализация обратной связи восходящей линии связи. Затем, на этапе 210, способ 200 обработки заставляет базовую станцию отправить управляющую сигнализацию обратной связи восходящей линии связи на пользовательское оборудование по нисходящей линии связи для отдачи ему команды использовать выбранное символьное пространство. Не показан этап, на котором базовая станция может сохранять выбранное символьное пространство для использования в будущем при приеме сигнализации восходящей линии связи от пользовательского оборудования. После этого способ обработки возвращается в точку вызова на этапе 220.
Таким образом, хотя на этапе 104, изображенном на Фиг. 1, пользовательским оборудованием могло бы приниматься самостоятельное решение, на Фиг. 2 показано, что выбор символьного пространства может быть фактически продиктован пользовательскому оборудованию базовой станцией на предшествующем этапе 210 сигнализации. В этом случае, этап 104, изображенный на Фиг. 1, представляет собой выбор со стороны ПО символьного пространства под влиянием управляющей сигнализации, отправленной на предшествующем этапе 210, изображенном на Фиг. 2.
Фиг. 3 демонстрирует устройство обработки сигналов общего назначения, которое может использоваться в пользовательском оборудовании для осуществления способа 100 обработки, изображенного на Фиг. 1. Такое обрабатывающее устройство включает в себя ЦПУ, ОЗУ, ПЗУ, порт ввода/вывода, тактовый генератор, и разнообразные другие компоненты, взаимосвязанные посредством линий передачи данных, адресов и элементов управления, и может также использоваться на базовой станции для осуществления способа 200 обработки, изображенного на Фиг. 2. Если для осуществления способа 100 обработки или способа 200 обработки используется программное обеспечение, оно может принимать форму кодированных инструкций, воплощенных на машиночитаемом носителе. Следует понимать, однако, что один или оба из этих способов 100, 200 обработки могут вместо этого осуществляться обрабатывающими устройствами другого типа, включающими в себя, но не ограниченные этим, специализированное аппаратное обеспечение, такое, как интегральная схема.
Фиг. 4 показывает неограничивающий пример сценария, в котором может использоваться настоящее изобретение, когда базовая станция 402 динамически выбирает символьное пространство, которое будет использоваться пользовательским оборудованием 404 в его сигнализации обратной связи, включенной в состав восходящей линии 406 связи, которая также включает в себя данные, передаваемые по восходящей линии связи. Такая сигнализация переносится по так называемому несвязанному с данными каналу управления или каналу сигнализации восходящей линии 406 связи. Устройство выбора (не показанное, но которое может принимать форму обрабатывающего устройства, изображенного на Фиг. 3) на базовой станции динамически выбирает символьное пространство (согласно этапу 204, изображенному на Фиг. 2), которое будет использоваться наряду с некоторыми связанными параметрами, которые будут предписаны пользовательскому оборудованию для использования пользовательским оборудованием, применительно к каналу сигнализации восходящей линии связи на восходящей линии 406 связи. Таковая могла бы включать в себя, например, сигнал входного размера по линии 410, сигнал схемы кодирования по линии 412, а так же сигнал символьного пространства по линии 414. Такие сигналы в большинстве случаев предоставляются, как показано, по линии 416 на кодирующее устройство, наряду с данными, поступающими по линии 418 на кодирующее устройство 420. При осуществлении этапа 220, изображенного на Фиг. 2, кодирующее устройство предоставляет выходной сигнал по линии 421, в котором данные объединяются с сигнализацией 410, 412, 414, для передачи через антенну по нисходящей линии 422 связи на пользовательское оборудование 404. После приема антенной 423 на пользовательском оборудовании, принятый нисходящий сигнал по линии 424 предоставляется декодирующему устройству 426 на ПО 404. Оно декодирует данные, ранее закодированные по линии 418, и предоставляет декодированный сигнал данных по линии 428 для использования в ПО 404. Декодирующее устройство также предоставляет считываемый сигнал по линии 430, свидетельствующий о качестве нисходящей линии связи. Его измерение может производиться в компоненте 432 измерения, который затем предоставляет сигнал (обратной связи) индикатора качества канала по линии 434 на кодирующее устройство 436. Декодирующее устройство 426 также предоставляет командный сигнал по линии 438 на кодирующее устройство 436, имеющий содержащуюся в нем информацию, по меньшей мере, указывающую на информацию о символьном пространстве, отправленную от базовой станции, а также, возможно, другую информацию, содержавшуюся в передаче по линии 416. После этого кодирующее устройство осуществляет этапы 104, 106, изображенные на Фиг. 1, для динамического выбора и использования символьного пространства для несвязанной с данными сигнализации восходящей линии связи. Если декодированные данные по линии 428 принимаются правильно, на кодирующее устройство 436 по линии 440 отправляется сигнал ACK. В противном случае может быть отправлено NACK. Сигнальные данные, предназначенные для восходящей линии связи, предоставляются по линии 442 на кодирующее устройство 436 и объединяются с информацией CQI и ARQ для вывода по линии 450 от кодирующего устройства 436 на антенну для передачи по восходящей линии 406 связи на базовую станцию. Декодирующее устройство 456 на базовой станции использует сигнал 434 восходящей линии связи CQI для содействия в осуществлении этапа 204 для следующего динамического выбора символьного пространства для несвязанной с данными управляющей сигнализации обратной связи восходящей линии связи, которая которое будет использоваться на восходящей линии 406 связи.
Схема выбора транспортного формата
В продемонстрированном варианте осуществления, конфигурирование транспортного формата несвязанных с данными каналов 434, 440 управления, передаваемого вместе с UL-данными 442, разделяется на две части, (1) полустатическая часть и (2) динамическая часть.
Полустатическая часть
Полустатическая часть используется для конфигурирования возможных транспортных форматов для несвязанных с данными каналов управления. Можно сконфигурировать TFC таким образом, чтобы разные управляющие сигналы (например, CQI) имели
• разное распределение символьного пространства (т.е. количество выходных битов кодирующего устройства 436) при разных TFC.
• разное количество входных битов (т.е., схема кодирования CQI) при разных TFC. Также возможно сконфигурировать такую TFC, в которой CQI-сообщение не передается всем (нулевые CQI-биты).
Часть динамического управления
Динамические параметры используются для выбора одной из нескольких предварительно заданных комбинаций транспортного формата для каждой MCS для несвязанных с данными управляющих сигналов, передаваемых вместе с UL-данными.
Выбор транспортного формата
В продемонстрированном варианте осуществления, устройство выбора на eNode-B выбирает фактическую комбинацию транспортного формата, учитывая
• Служебные требования, связанные с каналом UL-данных (например, рабочая точка BLER)
• Распределение полосы пропускания канала UL-данных (т.е., сколько единиц ресурса)
• Измеренное QoS UL (SINR, BLER, характеристики канала данных)
• Возможный режим MIMO (UL/DL)
○ Виртуальный MIMO для UL: Комбинации транспортного формата могут оптимизироваться по отдельности для использования в режимах SIMO и виртуальный MIMO (выбранный режим изменяется динамически согласно решениям устройства планирования UL). Виртуальный MIMO должен получать преимущество при применении рассеивания блоков для множественных потоков управления, тогда как в случае SIMO сигнализация оптимизируется, когда рассеивание не применяется.
○ SIMO/MIMO-передача по DL: Количество битов обратной связи отличается в SIMO и различных MIMO режимах. Комбинация транспортного формата может оптимизироваться по отдельности для использования в SIMO и различных MIMO режимах.
Операция согласования скорости канала(ов) UL-данных основывается на комбинации транспортного формата, выбранной для несвязанных с данными каналов управления. Например, согласование скорости может использоваться для канала(ов) UL-данных, чтобы подбирать данные, которые будут использовать те символы, доступные для передач, которые не были назначены для несвязанных с данными управляющие сигналы.
Схема сигнализации транспортного формата
Сигнализация более высокого уровня используется для конфигурирования применяемых комбинаций транспортного формата для несвязанных с данными управляющих сигналов, передаваемых вместе с UL-данными.
• Количество TFC, сконфигурированных на более высоком уровне, должно быть ограничено относительно малым числом, чтобы избежать чрезмерной нагрузки сигнализации, в частности для ограничения количества битов, необходимых для сообщения TFC, которая будет использоваться в конкретном TTI.
• представляется, что четырех уровней квантования было бы достаточно в практической работе.
• точное соотношение между TFCI-битами и содержанием TFC является настраиваемым (RRC-сигнализация). TFCI-сигнализация может дополнительно оптимизироваться за счет изменения конфигурации набора TFC "на лету", по мере перемещения ПО, например, от центра ячейки к границе ячейки.
Как было отмечено выше, динамическая управляющая сигнализация может использоваться для выбора фактического транспортного формата, используемого для несвязанной с данными управляющей сигнализации. Такая сигнализация может передаваться по нисходящей линии 422 связи в составе/вместе с сигнализацией предоставления распределения UL. 2(1) бита могли бы, например, потребоваться для конфигурирования 4(2) различных комбинаций транспортного формата для несвязанной с данными управляющей сигнализации. Такие дополнительные динамические сигнальные биты могут рассматриваться как "Динамический TFCI".
Если уже предусмотрено включение сигнального бита в состав сигнализации предоставления распределения UL для извещения о том, передано или нет соответствующее предоставление распределения DL (и, следовательно, ACK/NACK должно передаваться в качестве несвязанной с данными управляющей сигнализации), это также могло бы быть приспособлено для целей настоящего изобретения. Следует отметить, что наличие 2 битов, зарезервированных для этого обозначения в сочетании с Динамическим TFCI, позволит использовать эти биты таким образом, чтобы одно слово сигнализации (например, "00") соответствовало случаю, когда ACK/NACK отсутствует, тогда как остальные слова сигнализации ('01', '10' и '11') могут представлять размер ACK/NACK-ресурса, когда ACK/NACK присутствует. При этой оптимизации необходим только один дополнительный бит поверх бита, который используется для обозначения присутствия сигнала ACK/NACK в предшествующем уровне техники, чтобы иметь возможность сообщения 3 разных TFCI, которые используются для этого сигнала ACK/NACK. Если бы эта информация использовалась самостоятельно, один дополнительный бит мог бы обозначать только два различных TFCI, приводя к весьма грубому квантованию.
Явный индикатор сегментации
"Явный индикатор сегментации", передаваемый с сигнализацией динамического распределения ресурсов, может рассматриваться в качестве дополнительного примера этого изобретения. Этот индикатор мог бы использоваться, например, в VoIP-приложении.
• На границе ячейки может не иметься возможности передать пакет данных (скажем, VoIP-пакет) в единственном TTI. Тогда пакет может передаваться с использованием двух HARQ-передач, в так называемом штатном режиме, когда первая передача с высокой вероятностью завершается неудачно, и требуемый Коэффициент ошибок по блокам достигается после второй передачи. Конечно, в качестве альтернативы, всегда можно разделить VoIP-пакет на два пакета, но это значительно снизит эффективность кодирования, поскольку каждый из пакетов более короткий, а эффективность кодирования турбо-кодов значительно снижается вследствие сортировки пакетов (VoIP-пакеты не очень большие в любом случае). Кроме того, можно использовать более высокую кодовую скорость для первоначальной передачи и всегда полагаться на повторную передачу(и), но тогда стандартный метод согласования скорости сначала отправит все системные биты, и только затем биты контроля четности. Это нежелательно, а также это свидетельствует о плохом устройстве перемежения. В случае явной сегментации, т.е. если внесена информация, сегментация которой должна использоваться (например, посредством сигнального бита или иным способом), эта информация может использоваться для оптимизации определения вариантов избыточности, которые специально оптимизируются для этого случая. Тогда вариант избыточности может быть определен, например, таким образом, чтобы четные и нечетные биты передавались в циклах с четными и нечетными номерами. Если первая передача приходится на нечетный номер цикла (или номер TTI или номер подцикла, или другой подходящий идентификационный номер определенного пакета), то передаются только нечетные биты. Конкретнее, среди тех битов, которые должны быть переданы, если для передачи предлагалось вдвое больше битов, выбираются только нечетные биты. Это дает точное количество битов, подлежащих передаче. Для следующего пакета, который будет находиться в цикле с четным номером (или соответствующим номером), выбираются четные биты. Таким образом, после приема обоих пакетов, принимающее устройство имеет в распоряжении именно те биты, которые подлежали бы гипотетической передаче, которая позволила бы передать вдвое больше битов, чем в действительности возможно. Согласование скорости предназначается для обеспечения оптимального выбора (в рамках практических ограничений, например, сложности) для данного количества битов. Следовательно, предлагаемый алгоритм достигнет (практически) оптимального выбора битов при объединении двух передач. Согласно существующему уровню техники, алгоритм согласования скорости должен выбрать вариант избыточности, который был оптимальным для первой передачи, однако это бессмысленно, поскольку первая передача практически признается неудачной в любом случае из-за недостатка доступной мощности передачи, или в силу того, что скорость кодирования точно больше 1. Согласно предшествующему уровню техники, объединенная первая и вторая передача не будет идеальной. В частности, с учетом предшествующего уровня техники, первая передача должна содержать исключительно или преимущественно системные биты, тогда как вторая передача должна содержать преимущественно или исключительно биты контроля четности. Очевидно, что это не является хорошим распределением этих двух типов битов по двум TTI.
• Один метод сохранения одного сигнального бита в случае сегментации состоит в том, чтобы не резервировать ACK/NACK-ресурс, соответствующий первому TTI (первая передача почти всегда содержит ошибку в таком случае, так что почти всегда не очень полезно (неинформативно) отправлять NACK после первой передачи).
• Если такой бит сегментации присутствует, то, согласно настоящему изобретению, значимость сигнализации TFCI для несвязанной с данными управляющей сигнализации пересматривается, поскольку она является признаком того, что имеет место сравнительно низкое качество канала UL (по меньшей мере, слишком низкое для передачи пакета в единственном сеансе связи). В общем случае, будут ставиться в соответствие более надежные TFCI, по сравнению со случаем, когда сегментация (или штатный режим) не указывается.
Другим случаем использования для динамического индикатора является управление мощностью передачи, используемой в повторных передачах HARQ. Повторная передача HARQ используется, если первая передача не была успешной. Касательно HARQ, принимающее устройство использует как первый прием (который потерпел неудачу при декодировании в отдельности), так и второй прием, тогда как традиционный ARQ использует только второй прием. Поэтому для HARQ повторная передача, как правило, может отправляться с более низкой мощностью, соответственно с более низким SNR. Следовательно, для повторных передач должно использоваться больше символов для несвязанной с данными управляющей сигнализации, по сравнению с первоначальными передачами, если в остальном используются те же самые параметры. Тот факт, что передача является повторной передачей, может быть установлен на основании информации относительно используемой информации избыточности, при этом повторная передача нумерует новый индикатор данных, который обозначает передачу нового пакета, или подобную информацию.
Динамический индикатор может также использоваться для обозначения ситуации, когда имеется необходимость выкалывания большего числа битов для управления, чем во внештатном режиме. Фактически, это может быть меньше чем один бит, если все биты собраны в одну полную таблицу варианта избыточности, такую, как делается для EDCH. В этом случае нет отдельных битов для индикатора сегментации и динамического индикатора, а вместо этого все биты объединяются вместе для задания индикатора в полную таблицу, которая включает в себя как индикатор сегментации, так и динамический индикатор, или как индикатор сегментации, так и TFC. Эта таблица может задаваться предварительно или сообщаться подобно таблице, которая уже была описана для установления соответствия динамического индикатора с TFC.
В Таблицах 1-4 показаны примеры схем сигнализации согласно настоящему изобретению. В Таблице 1 представлен формат сигнализации с однобитной TFCI-сигнализацией. В Таблице 2 показан другой пример сигнализации с однобитной TFCI-сигнализацией. В Таблице 2 размер области MCS сокращается с 5 до 3 (по сравнению с Таблицей 1). В Таблице 3 показан пример, в котором сигнализация основывается только на динамической TFCI-сигнализации с двумя битами. В Таблице 4 показан пример, в котором динамическая сигнализация используется для конфигурирования количества входных битов CQI-сигнализации.
<b>Таблица 1.</b><b>Пример формата сигнализации согласно настоящему изобретению</b>
Тип элемента управления
A/N
CQI
A/N
CQI
Размер элемента управления (количество входных битов)
1 бит
10 битов
1 бит
10 битов
Динамический TFCI
0
1
Символьное пространство канала управления в качестве функции MCS канала данных
MCS1
1
5
2
8
MCS2
4
8
8
12
MCS3
8
16
16
24
MCS4
12
24
24
36
MCS5
24
48
48
72
<b>Таблица 2.</b><b>Другой пример формата сигнализации согласно настоящему изобретению</b>
Тип элемента управления
A/N
CQI
A/N
CQI
Размер элемента управления (количество входных битов)
1 бит
10 битов
1 бит
10 битов
Динамический
0
1
Символьное пространство канала управления в качестве функции MCS канала данных
MCS1
2
5
12
24
MCS2
4
8
16
36
MCS3
8
16
24
48
<b>Таблица 3.</b><b>Еще один пример формата сигнализации согласно настоящему изобретению</b>
Тип элемента управления
A/N
CQI
A/N
CQI
A/N
CQI
A/N
CQI
Размер элемента управления (количество входных битов)
1 бит
10 битов
1 бит
10 битов
1 бит
10 битов
1 бит
10 битов
Динамический
0
1
2
3
Символьное пространство канала управления в качестве функции MCS канала данных
MCS1
1
5
2
10
4
15
8
20
MCS2
12
24
16
32
20
40
24
48
<b>Таблица 4.</b><b>Дополнительный пример формата сигнализации согласно настоящему изобретению</b>
Тип элемента управления
A/N
CQI
A/N
CQI
Размер элемента управления (количество входных битов)
1 бит
10 битов
1 бит
40 битов
Динамический
0
1
Символьное пространство канала управления в качестве функции MCS канала данных
MCS1
2
5
12
20
MCS2
4
8
16
32
MCS3
8
16
24
64
В предлагаемой схеме сигнализации настраиваемыми параметрами являются
• CQI (количество входных битов кодирующего устройства) и размеры ACK/NACK
• Количество выходных битов кодирующего устройства (схема кодирования для CQI)
• Схема кодирования
• Символьное пространство для несвязанной с данными управляющей сигнализации
○ отдельно для различных схем модуляции и кодирования, используемых каналом UL-данных
○ отдельно для различных транспортных форматов несвязанного с данными канала управления
Следует отметить, что схема модуляции и кодирования, применяемая для канала UL-данных, может сопоставляться с различными транспортными форматами различными способами
• Модуляция - определенный метод
○ MCS1 --- 64QAM
○ MCS2 --- 16QAM
○ MCS3 --- QPSK
• Схема модуляции и кодирования - определенный метод
○ MCS1 --- 16QAM, ECR>2/3
○ MCS2 --- 16QAM, ECR<2/3
○ MCS3 --- QPSK, ECR>2/3
○ MCS4 --- QPSK, ECR<2/3
В дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения, TFC, которая будет использоваться, может определяться с использованием алгоритмических представлений. При этом подходе, каждая MCS соотносится с Ожидаемым Отношением сигнал/шум (ESNR - Estimated Signal to Noise Ratio). ESNR может вычисляться в зависимости от скорости кодирования и скорости модуляции выбранной MCS. Скорость кодирования представляет собой соотношение между количеством битов данных и битов после кодирования и согласования скорости. На втором этапе, затем может быть выведена TFC управляющей сигнализации в зависимости от ESNR. На первый взгляд, это можно считать эквивалентным тому, чтобы определять прямую связь между MCS и TFC или косвенную связь между ESNR и TFC. Однако последний метод легче поддается определению в виде формул. Например, для выведения количества символов, которые используются для сигнализации ACK/NACK, может использоваться известная формула для характеристики Коэффициента ошибок по битам BPSK, чтобы определить необходимую энергию и, следовательно, количество символов, которые нужно использовать для достижения желаемого коэффициента ошибок по битам. Кроме того, соотношение между MCS и ESNR может быть выведено с использованием нескольких явных определений для некоторых MCS и соответствующей интерполяции между ними для других MCS или подходящих приближений.
Отметим, что индикатор сегментации также может учитываться при этом выводе: поскольку целевой коэффициент ошибок достигается только после второй передачи, скорость кодирования, которая используется при вычислении, может задаваться как половина фактической скорости кодирования.
Кроме того, аналогично индикатору сегментации могут учитываться дополнительные параметры передачи: в зависимости от конкретных параметров передачи, правило для вывода ESNR из MCS может быть изменено. Или может определяться смещение для MCS (аналогично тому же для индикатора сегментации) или может применяться смещение непосредственно к ESNR. Например, может быть доступна некоторая информация о предполагаемом QoS (Качество обслуживания) пакета (или, точнее, службы, которой принадлежат данные, переносимые этим пакетом). Это QoS будет определять оптимальный BLER (Коэффициент ошибок по блокам) пакета, и это повлияет на требуемое SNR. Как следствие, эта информация также может использоваться для получения оптимизированных настроечных параметров для ESNR. Такие дополнительные параметры включают в себя, но не ограничиваются этим, использование SIMO или MIMO для передачи. Для MIMO, даже для так называемого виртуального MIMO, также именуемого SDMA (Множественный доступ с пространственным разделением), передаются два потока, обычно это приводит к некоторым взаимным помехам между потоками. Эти взаимные помехи между потоками могут быть устранены при помощи методик подавления взаимных помех, включающих в себя последовательное подавление взаимных помех, при котором выполняются многократные прогоны декодирования для данных. Однако, для несвязанной с данными управляющей сигнализации, может отсутствовать кодирование (ACK/NACK), и в таком случае это подавление взаимных помех может быть менее эффективным, а это означает, что должно быть потрачено больше ресурсов, чем в случае единственного потока.
Для дополнительного уточнения вышеизложенного варианта осуществления, учитывается количество битов, которые используются для несвязанной с данными управляющей сигнализации вместо передачи данных. Другими словами, вышеупомянутая скорость кодирования вычисляется с учетом количества символов, которые используются для передачи несвязанной с данными управляющей сигнализации. Отметим, что это количество является исключительно результатом вычисления, так что практически оно неизвестно в качестве входного параметра для вычисления. Оно может, однако, учитываться при решении методом итераций, или непосредственно в процессе решения соответствующей системы уравнений. Для практических реализаций, точный способ вычисления, например, число выполняемых итераций и используемое начальное значение, должен быть заранее известен как на базовой станции, так и на подвижной станции, чтобы гарантировать, что обе получают в результате вычисления в точности одинаковый результат, поскольку в противном случае декодирование, как несвязанной с данными управляющей сигнализации, так и данных, может потерпеть неудачу.
Для дополнительного уточнения, учитываются не только схема модуляции и кодовая скорость, но также и размер пакета, например, количество битов полезной нагрузки, или количество битов после кодирования, или количество битов после согласования скорости, или количество символов, доступных для передачи, или количество выделенных единиц ресурса. По существу, каждая из этих величин равноценна, поскольку одна может быть выведена из другой, если кодовая скорость и/или схема модуляции также известны. Причиной для внесения и этой информации является тот факт, что эффективность кодирования для турбо-кодов повышается при увеличении размера блока. Поэтому, если кодируется больший блок, для требуемого коэффициента ошибок достаточно несколько меньшее SNR. Следовательно, несколько большее количество символов должно использоваться для несвязанной с данными управляющей сигнализации.
Настоящее изобретение было описано, главным образом, для случая, когда каждый UL-пакет планируется в отдельности. Оно, однако, также применимо к случаю, когда несколько пакетов планируются единственной командой планирования, что иногда также называют устойчивым планированием. Например, в случае VoIP, пакет может планироваться каждые 20 мс, поскольку звуковое кодирующее устройство доставляет кодированный звуковой пакет каждые 20 мс. Такой метод снижает непроизводительные издержки планирования. Кроме того, для пакетов с устойчивым планированием, может потребоваться включать в себя некоторую несвязанную с данными управляющую сигнализацию, и то количество символов, которое должно быть предназначено для этой цели, также должно быть определено. Один метод может состоять в том, чтобы подменять устойчивое планирование явным планированием, и применять настоящее изобретение напрямую. Другой метод может состоять в том, чтобы предоставить необходимую информацию уже в команде устойчивого планирования, аналогично тому, как изложено в этом изобретении. Конечно, можно также объединять эти два метода или использовать немного другие параметры в этих двух случаях.