ОДНОВРЕМЕННОЕ СООБЩЕНИЕ ACK/NACK И ИНФОРМАЦИИ СОСТОЯНИЯ КАНАЛА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕСУРСОВ ФОРМАТА 3 PUCCH
SIMULTANEOUS ACK/NACK AND CHANNEL STATE INFORMATION REPORTING USING 3 PUCCH RESOURCES

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Эта заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке США № 61/542503, поданной 3 октября 2011.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится в общем к агрегации несущих в системе мобильной связи и, более конкретно, к эффективному использованию ресурсов для физического канала управления восходящей линии связи в беспроводных системах, использующих агрегацию несущих.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Агрегация несущих является одним из новых признаков, недавно разработанных членами Проекта партнерства по системам 3-го поколения (3GPP) для так называемых систем проекта долгосрочного развития (LTE), и стандартизирована как часть LTE версии 10, которая известна как усовершенствованная LTE. Более ранняя версия стандартов LTE, LTE версии 8, поддерживает полосы пропускания не более 20 МГц. В усовершенствованной LTE поддерживаются полосы пропускания не более 100 МГц. Очень высокие скорости передачи данных, предполагаемые для усовершенствованной LTE, будут требовать увеличения полосы пропускания для передачи. Для того чтобы обеспечить обратную совместимость с мобильными терминалами LTE версии 8, доступный спектр разделяется на фрагменты, совместимые с версией 8, называемые компонентными несущими. Агрегация несущих обеспечивает возможность увеличения полосы пропускания за пределы систем LTE версии 8 посредством обеспечения мобильным терминалам возможности передачи данных на многочисленных компонентных несущих, которые вместе могут покрывать не более 100 МГц спектра. Важно, подход с агрегацией несущих гарантирует совместимость с мобильными терминалами более ранней версии 8, в то же время также гарантируя эффективное использование широкой несущей, делая возможным планирование существующих мобильных терминалов во всех частях несущей широкополосной усовершенствованной LTE.
Число агрегированных компонентных несущих, так же, как и полоса пропускания отдельной компонентной несущей, может быть разным для передач по восходящей линии связи (UL) и нисходящей линии связи (DL). Конфигурация несущей называется "симметричной", когда число компонентных несущих в каждой из нисходящей линии связи и восходящей линии связи одинаково. В асимметричной конфигурации, с другой стороны, число компонентных несущих различается между нисходящей линией связи и восходящей линией связи. Число компонентных несущих, сконфигурированных для географической зоны соты, может быть отличным от числа компонентных несущих, видимых данным мобильным терминалом. Мобильный терминал, например, может поддерживать больше компонентных несущих нисходящей линии связи, чем компонентных несущих восходящей линии связи, даже если сетью в конкретной зоне может быть предложено одинаковое число компонентных несущих восходящей линии связи и нисходящей линии связи.
Системы LTE могут функционировать либо в режиме дуплексной передачи с частотным разделением (FDD), либо в режиме дуплексной передачи с временным разделением (TDD). В режиме FDD, передачи по нисходящей линии связи и восходящей линии связи происходят в разных, достаточно разделенных частотных диапазонах. В режиме TDD, с другой стороны, передача по нисходящей линии связи и восходящей линии связи происходит в разных, неперекрывающихся временных слотах. Таким образом, TDD может функционировать в непарном спектре, тогда как FDD требует парного спектра. TDD режим также обеспечивает возможность разных асимметрий в том, что касается величины ресурсов, выделенных для передачи по восходящей линии связи и нисходящей линии связи, соответственно, посредством разных конфигураций нисходящей линии связи/восходящей линии связи. Эти различающиеся конфигурации разрешают выделение совместно используемых частотных ресурсов для использования нисходящей линии связи и восходящей линии связи в различающихся пропорциях. Соответственно, ресурсы восходящей линии связи и нисходящей линии связи могут быть выделены асимметрично для данной TDD-несущей.
Одним вопросом для агрегации несущих является то, как передавать сигнализацию управления из мобильного терминала в беспроводную сеть. Сигнализация управления восходящей линией связи может включать в себя сигнализацию подтверждения (ACK) и отрицательного подтверждения (NACK) для протоколов гибридного автоматического запроса на повторение передачи (гибридного ARQ или HARQ), сообщение информации о состоянии канала (CSI) и информации о качестве канала (CQI) для планирования нисходящей линии связи, и запросы планирования (SR), указывающие, что мобильному терминалу нужны ресурсы восходящей линии связи для передач данных по восходящей линии связи. В контексте агрегации несущих, одним решением было бы передавать информацию управления восходящей линии связи на многочисленных компонентных несущих восходящей линии связи, ассоциированных с разными компонентными несущими нисходящей линии связи. Однако этот вариант вероятно повлечет за собой большее потребление электроэнергии мобильным терминалом и зависимость от возможностей конкретного мобильного терминала. Соответственно, в системах, которые используют агрегацию несущих, нужны улучшенные методы для управления передачей информации канала управления восходящей линии связи.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Даже при том, что несколько методов и форматов канала управления восходящей линии связи уже стандартизированы посредством 3GPP, проблемы остаются. Например, мобильный терминал LTE, функционирующий в режиме TDD и сконфигурированный с мультиплексированием ACK/NACK, не может одновременно сообщать многочисленные биты ACK/NACK и периодический отчет по CSI. Если случается такая коллизия, общепринятым методом является просто отбросить отчет по CSI и передавать только биты ACK/NACK. Это поведение не зависит от того, возникают многочисленные биты ACK/NACK из многочисленных подкадров или многочисленных агрегированных сот.
Периодические отчеты по CSI для многочисленных сот обрабатывают в версии 10 с помощью сдвинутых во времени моментов времени осуществления сообщения, чтобы минимизировать коллизии среди отчетов по CSI. Для обеспечения приблизительно одинаковой периодичности по каждой соте, очевидно, что периодические отчеты по CSI передаются чаще, чем в системах версии 8. В каждом подкадре без передачи PUSCH, где вступают в конфликт периодическая CSI и ACK/NACK множественных сот, отбрасывается периодическая CSI. Так как отчеты по CSI требуются для адаптации линии связи, уменьшенная обратная связь CSI ухудшает производительность нисходящей линии связи. Это является в частности проблемой для TDD, где только меньшинство доступных подкадров может быть подкадрами восходящей линии связи.
Таким образом, без изменений в текущий спецификации 3GPP, коллизии между передачами ACK/NACK и отчетами по CSI будут вероятно приводить к отброшенным отчетам по CSI. Новые методы, описанные в настоящем документе, обеспечивают возможность одновременной передачи многочисленных битов ACK/NACK и CSI. С помощью использования этих методов, отбрасываются меньше отчетов по CSI, что улучшает адаптацию линии связи и увеличивает пропускную способность. Более конкретно, в нескольких вариантах осуществления настоящего изобретения, эти проблемы решаются посредством введения возможности нового канала управления, которая обеспечивает мобильному терминалу возможность одновременной передачи в радиосеть многочисленных битов статуса приема пакетов (например, битов ACK/NACK) и битов состояния канала (например, отчетов по CSI). В некоторых вариантах осуществления, эта возможность канала управления также поддерживает отправку запросов планирования восходящей линии связи от UE в дополнение к передаче многочисленных битов статуса получения пакетов и битов состояния канала. В нескольких вариантах осуществления, если мобильный терминал не имеет никаких битов состояния канала для сообщения в данном подкадре, он может передавать биты ACK/NACK с использованием режима передачи канала управления восходящей линии связи, который не обеспечивает возможность такой одновременной передачи.
В примерном варианте осуществления, реализованном в мобильном терминале, мобильный терминал сначала определяет, что информация о состоянии канала и биты ACK/NACK гибридного ARQ, соответствующие множеству подкадров нисходящей линии связи или множеству несущих нисходящей линии связи, или обоим, запланированы для передачи в подкадре восходящей линии связи. Мобильный терминал затем определяет, является ли число битов ACK/NACK гибридного ARQ меньшим, чем пороговое число или равным ему. Если так, мобильный терминал передает как информацию о состоянии канала, так и биты ACK/NACK гибридного ARQ в ресурсах физического канала управления подкадра восходящей линии связи, на одиночной несущей. В некоторых вариантах осуществления, число битов ACK/NACK гибридного ARQ, рассмотренное в ранее обобщенном методе, представляет собой число битов ACK/NACK после группирования ACK/NACK. В некоторых вариантах осуществления, пороговое число зависит от числа битов информации о состоянии канала, запланированных для передачи в подкадре восходящей линии связи.
В варианте этих методов, мобильный терминал определяет, для другого подкадра восходящей линии связи, что вторая информация о состоянии канала и вторые биты ACK/NACK гибридного ARQ, соответствующие множеству подкадров нисходящей линии связи или множеству несущих нисходящей линии связи, или обоим, запланированы для передачи. Мобильный терминал снова определяет, является ли число вторых битов ACK/NACK гибридного ARQ меньшим, чем пороговое число, или равным ему. В этом случае, ответом является "нет", тогда мобильный терминал отбрасывает вторую информацию о состоянии канала и передает вторые биты ACK/NACK гибридного ARQ в ресурсах физического канала управления второго подкадра восходящей линии связи, на одиночной несущей, в ответ на определение, что число битов ACK/NACK гибридного ARQ, которые должны быть переданы во втором подкадре восходящей линии связи, не меньше, чем пороговое число, или равно ему.
В другом варианте, мобильный терминал сначала определяет, для другого подкадра восходящей линии связи, что вторая информация о состоянии канала и вторые биты ACK/NACK гибридного ARQ, соответствующие множеству подкадров нисходящей линии связи или множеству несущих нисходящей линии связи, или обоим, запланированы для передачи во втором подкадре восходящей линии связи. Мобильный терминал снова определяет, является ли число вторых битов ACK/NACK гибридного ARQ меньшим, чем пороговое число, или равным ему. Если нет, мобильный терминал группирует вторые биты ACK/NACK гибридного ARQ, чтобы выдать некоторое число сгруппированных битов ACK/NACK, которое меньше, чем пороговое число, или равно ему, в ответ на определение, что число битов ACK/NACK гибридного ARQ, которые должны быть переданы во втором подкадре восходящей линии связи, не меньше, чем пороговое число, или равно ему, и передает как вторую информацию о состоянии канала, так и сгруппированные биты ACK/NACK в ресурсах физического канала управления второго подкадра восходящей линии связи, на одиночной несущей.
Как более полно рассмотрено ниже, настоящие методы могут быть реализованы в беспроводной системе проекта долгосрочного развития (LTE), в случае чего, биты ACK/NACK гибридного ARQ и информация о состоянии канала передаются с использованием ресурса формата 3 физического канала управления восходящей линии связи (PUCCH). В некоторых вариантах осуществления, мобильный терминал кодирует биты ACK/NACK гибридного ARQ с использованием первого кодера и отдельно кодирует биты информации о состоянии канала с использованием второго кодера, и перемежает кодированные биты ACK/NACK гибридного ARQ и кодированные биты информации о состоянии канала перед передачей.
Комплементарные методы для приема и обработки информации, передаваемой согласно вышеописанным методам, также подробно раскрыты ниже. В дополнение, раскрыты устройство мобильного терминала и устройство базовой станции, адаптированные для осуществления любого из этих методов. Конечно, настоящее изобретение не ограничено вышеприведенными признаками и преимуществами. Конечно, специалисты в данной области техники поймут дополнительные признаки и преимущества после прочтения нижеследующего подробного описания и после просмотра прилагаемых чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 иллюстрирует пример системы мобильной связи.
Фиг. 2 иллюстрирует сетку частотно-временных ресурсов для системы мобильной связи, которая использует OFDM.
Фиг. 3 иллюстрирует структуру временной области LTE-сигнала.
Фиг. 4 иллюстрирует расположение ресурсов PUCCH в подкадре восходящей линии связи согласно стандартам версии 8 для LTE.
Фиг. 5 иллюстрирует кодирование и модуляцию информации о статусе канала согласно формату 2 PUCCH.
Фиг. 6 иллюстрирует несколько несущих, агрегированных для образования агрегированной полосы пропускания 100 МГц.
Фиг. 7, 8 и 9 иллюстрируют кодирование многочисленных битов ACK/NACK с использованием выбора канала.
Фиг. 10 иллюстрирует кодирование и модуляцию многочисленных битов ACK/NACK согласно формату 3 PUCCH.
Фиг. 11, 12, 13 являются схемами последовательностей процессов, иллюстрирующими примерные способы для одновременного сообщения информации о состоянии канала и информации ACK/NACK гибридного ARQ.
Фиг. 14 является схемой последовательности процессов, иллюстрирующей примерный способ для приема и декодирования одновременно сообщаемых информации о состоянии канала и битов ACK/NACK гибридного ARQ.
Фиг. 15 является блок-схемой, иллюстрирующей компоненты примерного узла связи согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 16 иллюстрирует функциональные компоненты примерного мобильного терминала.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Ссылаясь теперь на чертежи, фиг. 1 иллюстрирует примерную сеть 10 мобильной связи для предоставления услуг беспроводной связи мобильным терминалам 100. На фиг. 1 показаны три мобильных терминала 100, которые называются "пользовательским оборудованием" или "UE" в терминологии LTE. Мобильные терминалы 100 могут содержать, например, сотовые телефоны, персональные цифровые помощники, интеллектуальные телефоны, портативные компьютеры, карманные компьютеры и другие устройства с возможностями беспроводной связи. Сеть 10 мобильной связи содержит множество географических зон или секторов 12 сот. Каждая географическая зона или сектор 12 соты обслуживается базовой станцией 20, которая называется в LTE как NodeB или развитый NodeB (eNodeB). Одна базовая станция 20 может предоставить обслуживание в многочисленных географических зонах или секторах 12 сот. Мобильные терминалы 100 принимают сигналы от базовой станции 20 по одному или более каналам нисходящей линии связи (DL) и передают сигналы на базовую станцию 20 по одному или более каналам восходящей линии связи (UL).
В целях иллюстрации, несколько вариантов осуществления настоящего изобретения будут описаны в контексте системы проекта долгосрочного развития (LTE). Однако специалисты в данной области техники поймут, что несколько вариантов осуществления настоящего изобретения могут быть в более общем смысле применимы к другим системам беспроводной связи, включающим в себя, например, системы WiMax (IEEE 802.16).
LTE использует мультиплексирование с ортогональным разделением частот (OFDM) в нисходящей линии связи и расширенное с помощью дискретного преобразования Фурье (DFT) OFDM в восходящей линии связи. Базовый физический ресурс нисходящей линии связи LTE может быть рассмотрен как частотно-временная сетка. Фиг. 2 иллюстрирует участок доступного спектра примерной частотно-временной сетки 50 с OFDM для LTE. В общем, частотно-временная сетка 50 разделена на подкадры в одну миллисекунду. Каждый подкадр включает в себя некоторое число символов OFDM. Для длины нормального циклического префикса (CP), подходящей для использования в ситуациях, когда многолучевое распространение не ожидается слишком сильным, подкадр состоит из четырнадцати символов OFDM. Подкадр имеет только двенадцать символов OFDM, если используется расширенный циклический префикс. В частотной области, физические ресурсы разделены на смежные поднесущие с промежутком 15 кГц. Число поднесущих варьируется согласно выделенной полосе пропускания системы. Наименьшим элементом частотно-временной сетки 50 является ресурсный элемент. Ресурсный элемент состоит из одной поднесущей OFDM во время интервала одного символа OFDM.
Ресурсные элементы сгруппированы в ресурсные блоки, где каждый ресурсный блок, в свою очередь, состоит из двенадцати поднесущих OFDM, внутри одного или двух слотов равной длины из подкадра. Фиг. 2 иллюстрирует пару ресурсных блоков, содержащую всего 168 ресурсных элементов.
Передачи по нисходящей линии связи планируются динамически, в том смысле, что каждый подкадр базовой станции передает информацию управления, идентифицирующую мобильные терминалы, в которые передаются данные, и ресурсные блоки, в которых эти данные передаются, для текущего подкадра нисходящей линии связи. Эта сигнализация управления обычно передается в области управления, которая занимает первый один, два, три или четыре символа OFDM в каждом подкадре. На фиг. 2 проиллюстрирована система нисходящей линии связи с областью управления из трех символов OFDM.
Информация динамического планирования передается на UE ("пользовательское оборудование", терминология 3GPP для мобильной станции) посредством физического канала управления нисходящей линией связи (PDCCH), передаваемого в области управления. После успешного декодирования PDCCH, UE выполняет прием данных трафика из физического совместно используемого канала нисходящей линии связи (PDSCH) или передачу данных трафика по физическому совместно используемому каналу восходящей линии связи (PUSCH), согласно предварительно определенным интервалам времени, заданным в спецификациях LTE.
Как показано на фиг. 3, LTE-передачи по нисходящей линии дополнительно разбиваются на радиокадры по 10 миллисекунд, во временной области, причем каждый радиокадр состоит из десяти подкадров. Каждый подкадр может дополнительно быть разделен на два слота продолжительностью 0,5 миллисекунд. Дополнительно, выделения ресурсов в LTE часто описываются в том, что касается ресурсных блоков, где ресурсный блок соответствует одному слоту (0,5 мс) во временной области и двенадцати прилегающим поднесущим в частотной области. Ресурсные блоки пронумерованы в частотной области начиная с 0 от одного конца полосы пропускания системы.
Для управления ошибками, LTE использует гибридный ARQ (HARQ), при этом, после приема данных нисходящей линии связи в подкадре, мобильный терминал пытается декодировать его и сообщает базовой станции, было ли декодирование успешным (ACK) или нет (NACK), посредством физического канала управления восходящей линии связи (PUCCH). При событии неуспешной попытки декодирования, базовая станция (развитый NodeB, или eNodeB, в терминологии 3GPP) может повторной передать ошибочные данные. Аналогично, базовая станция может указывать UE, было ли успешным (ACK) декодирование PUSCH или нет (NACK), посредством физического канала передачи указателя гибридного ARQ (PHICH).
В дополнение к информации ACK/NACK гибридного ARQ, передаваемой из мобильного терминала на базовую станцию, сигнализация управления восходящей линии связи из мобильного терминала в базовую станцию также включает в себя отчеты, относящиеся к состояниям канала нисходящей линии связи, называющиеся в общем информацией о состоянии канала (CSI) или информацией о качестве канала (CQI). Эта CSI/CQI используется базовой станцией, чтобы помогать решениям по планированию ресурсов нисходящей линии связи. Так как системы LTE полагаются на динамическое планирование ресурсов как нисходящей линии связи, так и восходящей линии связи, информация канала управления восходящей линии связи также включает в себя запросы планирования, которые мобильный терминал отправляет, чтобы указать, что ему нужны ресурсы канала трафика восходящей линии связи для передач данных по восходящей линии связи.
Когда UE имеет данные для передачи по PUSCH, оно мультиплексирует информацию управления восходящей линии связи с данными по PUSCH. Таким образом, UE использует только PUCCH для сигнализации этой информации управления восходящей линии связи, когда у него нет никаких данных для передачи по PUSCH. Соответственно, если мобильному терминалу не был назначен ресурс восходящей линии связи для передачи данных, информация управления уровня 1/уровня 2 (L1/L2), включающая в себя отчеты о статусе канала, подтверждения гибридного ARQ и запросы планирования, передается в ресурсах восходящей линии связи (ресурсных блоках), специально назначенных для управления L1/L2 восходящей линии связи, по физическому каналу управления восходящей линии связи (PUCCH), что было сначала задано в версии 8 спецификаций 3GPP (LTE версии 8).
Как проиллюстрировано на фиг. 4, эти ресурсы размещены на краях полосы пропускания соты по восходящей линии связи, которая доступна мобильному терминалу для использования. Каждый ресурс физического канала управления сделан из пары ресурсных блоков, где каждый ресурсный блок, в свою очередь, состоит из двенадцати поднесущих OFDM, внутри одного или двух слотов подкадра восходящей линии связи. Для того чтобы предоставить частотное разнесение, ресурсы физического канала управления имеют скачкообразное изменение частоты на границе слота, таким образом, первый ресурсный блок из пары находится в нижней части спектра внутри первого слота подкадра, тогда как второй ресурсный блок из пары расположен в верхней части спектра на протяжении второго слота подкадра (или наоборот). Если для сигнализации управления L1/L2 восходящей линии связи нужно больше ресурсов, как, например, в случае очень большой общей полосы пропускания для передачи, поддерживающей большое число пользователей, могут быть назначены дополнительные ресурсные блоки, смежные с ранее назначенными ресурсными блоками.
Причины для размещения ресурсов PUCCH на краях общего доступного спектра являются двоякими. Во-первых, вместе с описанным выше скачкообразным изменением частоты, это максимизирует частотное разнесение, которому подвергается сигнализация управления, которая может быть кодирована так, чтобы она расширялась на оба ресурсных блока. Во-вторых, назначение ресурсов восходящей линии связи для PUCCH в других расположениях внутри спектра, т.е. не на краях, осуществило бы фрагментацию спектра восходящей линии связи, делая сложным назначение очень широких полос пропускания для передачи одиночному мобильному терминалу, в то же время сохраняя особенность одиночной несущей для передачи по восходящей линии связи.
Когда UE имеет ACK/NACK для отправки в ответ на на передачу PDSCH нисходящей линии связи, оно определяет, какой ресурс PUCCH использовать из передачи PDCCH, которая назначила ресурсы PDSCH для UE. Более конкретно, индекс для ресурса PUCCH для UE получается из номера первого элемента канала управления, используемого для передачи назначения ресурса нисходящей линии связи. Когда UE имеет для отправки запрос планирования или CQI, оно использует ресурс конкретного PUCCH, который был предварительно сконфигурирован для UE посредством сигнализации более высокого уровня.
В зависимости от разных типов информации, которую должен перенести PUCCH, могут быть использованы несколько разных форматов PUCCH. Объем переноса данных пары ресурсных блоков на протяжении одного подкадра больше, чем обычно нужно для нужд краткосрочной сигнализации управления одного мобильного терминала. Вследствие этого, чтобы эффективно использовать ресурсы, заданные отдельно для сигнализации управления, многочисленные мобильные терминалы могут совместно использовать один и тот же ресурс физического канала управления. Это совершено посредством назначения каждому из нескольких мобильных терминалов разных ортогональных чередований фаз характерной для соты, с длиной 12, последовательности частотной области и/или разных ортогональных покрывающих кодов временной области. Посредством применения этих чередований частотной области и/или покрывающих кодов временной области к кодированным данным канала управления, до 36 мобильных терминалов могут совместно использовать данный ресурс физического канала управления при некоторых обстоятельствах.
Посредством 3GPP было разработано несколько разных форматов кодирования для кодирования разных величин и типов данных канала управления восходящей линии связи, в рамках ограничений одиночного ресурса физического канала управления. Эти несколько форматов, известные в основном как формат 1 PUCCH, формат 2 PUCCH и формат 3 PUCCH, описаны подробно на страницах 226-242 текста "4G LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband", авторов Erik Dahlman, Stefan Parkvall и Johan Skold (Academic Press, Оксфорд, Великобритания, 2011), и кратко обобщены ниже.
Форматы 1, 1a и 1b PUCCH, которые используются для передачи запросов планирования и/или ACK/NACK, основаны на циклических сдвигах последовательности Задова-Чу. Символ модулированных данных перемножается с циклически сдвинутой последовательностью Задова-Чу. Циклический сдвиг варьируется от одного символа к другому и от одного слота к следующему. Хотя доступны двенадцать разных сдвигов, сигнализация более высокого уровня может сконфигурировать UE в данной соте, чтобы использовать не все сдвиги для обеспечения ортогональности между передачами PUCCH в сотах, которые показывают высокую частотную избирательность. После перемножения символа модулированных данных с последовательностью Задова-Чу, результат расширяется с использованием ортогональной расширяющей последовательности. Форматы 1, 1a и 1b PUCCH переносят эти три опорных символа на каждый слот (когда используется нормальный циклический префикс), с номерами 2, 3 и 4 символов SC-FDMA.
Форматы 1a и 1b PUCCH относятся к передачам PUCCH, которые переносят либо одно, либо два подтверждения гибридных ARQ, соответственно. Передача формата 1 PUCCH (несущая только SR) передается в ресурсе физического канала управления, характерном для UE (заданном конкретным частотно-временным ресурсом, циклическим сдвигом и ортогональным расширяющим кодом), который был предварительно сконфигурирован посредством сигнализации RRC. Аналогично, передачи формата 1a или 1b PUCCH, несущие только подтверждения гибридных ARQ, передаются в другом ресурсе физического канала управления, характерном для UE. Передачи формата 1a или 1b PUCCH, которые предназначены, чтобы переносить как информацию ACK/NACK, так и запрос планирования, передаются в назначенном ресурсе SR для передачи положительного SR и кодируются с информацией ACK/NACK.
Передачи формата 1/1a/1b PUCCH переносят только один или два бита информации (плюс запросы планирования, в зависимости от используемого для передачи ресурса физического канала управления). Так как отчеты информации о состоянии канала требуют более чем два бита данных на каждый подкадр, для этих передач используется формат 2/2a/2b PUCCH. Как проиллюстрировано на фиг. 5, в форматах 2, 2a и 2b PUCCH, отчеты о статусе канала сначала блочно кодируются, и затем блочно кодированные биты для передачи скремблируются и модулируются посредством QPSK. (Фиг. 5 иллюстрирует кодирование для подкадра с использованием нормального циклического префикса с семью символами на каждый слот. Слоты, использующие расширенный циклический префикс, имеют только один символ опорного сигнала на каждый слот вместо двух). Результирующие десять символов QPSK затем перемножаются с циклически сдвинутой последовательностью типа Задов-Чу, последовательность с чередованием фаз с длиной 12, где снова циклический сдвиг варьируется между символами и слотами. Пять из символов обрабатываются и передаются в первый слот, т.е. слот, появляющийся с левой стороны фиг. 5, тогда как оставшиеся пять символов передаются во второй слот. Форматы 2, 2a и 2b PUCCH переносят два опорных символа на каждый слот, размещенных на номерах 1 и 5 символов SC-FDMA.
Для UE, функционирующих в соответствии с LTE версии 8 или LTE версии 9 (т.е. без агрегации несущих), возможно сконфигурировать UE в режиме, в котором оно одновременно сообщает биты ACK/NACK и биты CSI. Если UE использует нормальный циклический префикс, один или более битов ACK/NACK модулируются на символе QPSK на ресурсном элементе второго опорного сигнала (RS) в каждом слоте формата 2 PUCCH. Если бит ACK/NACK модулируется на втором RS в каждом слоте, формат PUCCH, используемый посредством UE, называется форматом 2a PUCCH. Если два бита ACK/NACK модулируются на втором RS в каждом слоте, формат PUCCH, используемый посредством UE, называется форматом 2b PUCCH. Если UE сконфигурировано с расширенным циклическим префиксом, один или два бита ACK/NACK совместно кодируются с обратной связью информации о состоянии канала (CSI) и передаются вместе внутри формата 2 PUCCH.
Как и в случае передачи формата 1 PUCCH, пара ресурсных блоков, выделенная для PUCCH, может переносить многочисленные передачи формата 2 PUCCH от нескольких UE, с отдельными передачами, отделенными циклическим сдвигом. Как и в случае с форматом 1 PUCCH, каждый уникальный ресурс формата 2 PUCCH может быть представлен индексом, из которого получаются чередование фаз и другие необходимые величины. Ресурсы формата 2 PUCCH сконфигурированы полустатически. Следует отметить, что пара ресурсных блоков может быть сконфигурирована либо для поддержки смеси форматов 2/2a/2b и 1/1a/1b PUCCH, либо для исключительной поддержки форматов 2/2a/2b.
Версия 10 стандартов LTE (LTE версии 10) 3GPP была опубликована и предоставляет поддержку для полос пропускания больших, чем 20 МГц, посредством использования агрегации несущих. Одним важным требованием, наложенным на разработку спецификаций LTE версии 10, было гарантировать обратную совместимость с LTE версии 8. Необходимость совместимости спектра диктует, что несущая LTE версии 10, которая шире, чем 20 Мгц, должна казаться как некоторое число различающихся, с меньшей полосой пропускания, несущих LTE для мобильного терминала LTE версии 8. Каждая из этих различающихся несущих может быть названа компонентной несущей.
Для раннего развертывания систем LTE версии 10, в частности, можно ожидать, что будет относительно небольшое число мобильных терминалов с возможностями LTE версии 10, по сравнению с множеством существующих мобильных терминалов, которые соответствуют более ранним версиям спецификаций LTE. В следствие этого, необходимо гарантировать эффективное использование широких несущих для существующих мобильных терминалов, так же как и для мобильных терминалов версии 10, т.е. возможно реализовать несущие, когда существующие мобильные терминалы могут быть запланированы во всех частях широкополосной несущей LTE версии 10.
Одним простым способом для получения этого является метод, называемый агрегацией несущих. При агрегации несущих, мобильный терминал LTE версии 10 может принимать многочисленные компонентные несущие, где каждая компонентная несущая имеет (или по меньшей мере может иметь) такую же структуру как несущая версии 8. Базовая концепция агрегации несущих проиллюстрирована на фиг. 6, который иллюстрирует агрегацию пяти компонентных несущих по 20 МГц, чтобы дать агрегированную полосу пропускания 100 МГц.
Число агрегированных компонентных несущих, так же, как и полоса пропускания для каждой отдельной компонентной несущей, может быть разным для восходящей линии связи и нисходящей линии связи. В симметричной конфигурации, число компонентных несущих в нисходящей линии связи и восходящей линии связи является одинаковым, тогда как число несущих восходящей линии связи и нисходящей линии связи различается при асимметричной конфигурации.
Во время первоначального доступа, мобильный терминал LTE версии 10 ведет себя аналогично мобильному терминалу LTE версии 8, требуя и получая доступ к одиночной несущей для восходящей линии связи и нисходящей линии связи. После успешного соединения с сетью, мобильный терминал может, в зависимости от своих собственных возможностей и возможностей сети, быть сконфигурирован с дополнительными компонентными несущими в восходящей линии связи (UL) и нисходящей линии связи (DL).
Даже если мобильный терминал сконфигурирован с дополнительными компонентными несущими, он необязательно должен все время отслеживать их все. Это потому, что LTE версии 10 поддерживает активацию компонентных несущих, в отличие от конфигурации. Мобильный терминал отслеживает только компонентные несущие PDCCH и PDSCH, обе которые сконфигурированы и активированы. Так как активация основана на элементах управления доступом к среде (MAC), которые быстрее, чем сигнализация RRC, процесс активации/деактивации может динамически следовать числу компонентных несущих, которое требуется для удовлетворения текущих потребностей в скорости передачи данных. Все кроме одной компонентной несущей первичной компонентной несущей нисходящей линии связи (DL PCC), могут быть деактивированы в любое заданное время.
Планирование компонентной несущей совершается с использованием PDCCH или ePDCCH (расширенного PDCCH) посредством назначений нисходящей линии связи. Информации управления в отношении PDCCH или ePDCCH задается формат сообщения информации управления нисходящей линии связи (DCI). В версии 8, где мобильный терминал работает только с одной компонентной несущей нисходящей линии связи и восходящей линии связи, ассоциация между назначением нисходящей линии связи, предоставлениями восходящей линии связи и соответствующими компонентными несущими очень явная. Однако в версии 10 должно осуществляться различие двух режимов агрегации несущих. Первый режим является очень похожим на функционирование многочисленных мобильных терминалов версии 8, в том, что назначение нисходящей линии связи или предоставление восходящей линии связи, содержащееся в сообщении DCI, переданном на компонентной несущей, применяется либо к самой компонентной несущей нисходящей линии связи, либо к уникально ассоциированной компонентной несущей восходящей линии связи. (Эта ассоциация может быть связыванием либо характерным для соты, либо характерным для UE.) Второй режим функционирования дополняет сообщение DCI полем указателя несущей (CIF). DCI, составляющая назначение нисходящей линии связи с CIF, применяется к конкретной компонентной несущей нисходящей линии связи, указанной посредством CIF, тогда как DCI, содержащая предоставление восходящей линии связи с CIF, применяется к указанной компонентной несущей восходящей линии связи.
Сообщения DCI для назначений нисходящей линии связи содержат, среди прочего, назначение ресурсного блока, параметры, относящиеся к схеме модуляции и кодирования, и указатели версии избыточности HARQ. В дополнение к этим параметрам, которые относятся к фактической передаче по нисходящей линии, большинство форматов DCI для назначений нисходящей линии связи также содержат поле бита для команд управления мощностью передачи (TPC). Эти команды TPC используются для управления поведением управления мощностью восходящей линии связи соответствующего PUCCH, который используется для передачи обратной связи HARQ.
Передача PUCCH в сценарии агрегации несущих (называемой в дальнейшем в этом документе "CA PUCCH") создает несколько проблем. В частности, многочисленные биты подтверждения гибридного ARQ должны быть поданы обратно при событии одновременной передачи на многочисленных компонентных несущих. Кроме того, с точки зрения UE, поддерживаются как симметричная, так и асимметричная конфигурации компонентной несущей восходящей линии связи/нисходящей линии связи. Для некоторых конфигураций, одна может учитывать возможность передачи информации управления восходящей линии связи на многочисленных PUCCH, или на многочисленных компонентных несущих восходящей линии связи. Однако этот вариант вероятно повлечет за собой большее потребление электроэнергии UE и зависимость от возможностей конкретного UE. Это также может создавать проблемы реализации из-за продуктов перекрестной модуляции и будет приводить в основном к большей сложности для реализации и тестирования.
Вследствие этого, передача PUCCH должна иметь ограниченную зависимость от конфигурации компонентной несущей восходящей линии связи/нисходящей линии связи. Таким образом, вся информация управления восходящей линии связи для UE передается на одиночной компонентной несущей восходящей линии связи, согласно спецификациям 3GPP версии 10. Для PUCCH исключительно используется полустатически сконфигурированная и характерная для UE первичная компонентная несущая восходящей линии связи, которая часто называется "опорной несущей".
UE, функционирующее в соответствии с LTE версии 8 или LTE версии 9 (т.е., без агрегации несущих), сконфигурировано только с одиночной компонентной несущей нисходящей линии связи и компонентной несущей восходящей линии связи. Размещение частотно-временного ресурса первого элемента канала управления (CCE), используемого для передачи PUCCH для конкретного назначения нисходящей линии связи, определяет динамический ресурс ACK/NACK для PDCCH версии 8. Коллизии PUCCH не могут произойти, так как все PDCCH для данного подкадра передаются с использованием другого первого CCE.
В сценарии асимметричной для соты агрегации несущих (или возможно также по другим причинам), многочисленные компонентные несущие нисходящей линии связи могут быть связаны характерным для соты образом с одной и той же компонентной несущей восходящей линии связи. Мобильные терминалы, сконфигурированные с одинаковой компонентной несущей восходящей линии связи, но с разными компонентными несущими нисходящей линии связи (с любой из компонентных несущих нисходящей линии связи, которые связаны характерным для соты образом с компонентной несущей восходящей линии связи), совместно используют одинаковую PCC восходящей линии связи, но могут иметь разные агрегации вторичных компонентных несущих, либо в восходящей линии связи, либо в нисходящей линии связи. В этом случае, мобильные терминалы, принимающие свои назначения нисходящей линии связи из разных компонентных несущих нисходящей линии связи, будут передавать свою обратную связь HARQ на одной и той же компонентной несущей восходящей линии связи. От процесса планирования на базовой станции (в LTE, развитом NodeB, или eNB) зависит гарантирование того, что коллизии PUCCH не произойдут.
Когда мобильный терминал сконфигурирован с многочисленными компонентными несущими нисходящей линии связи, имеет смысл использовать по возможности подход версии 8. Каждый PDCCH, передаваемый на первичной компонентной несущей нисходящей линии связи, имеет, согласно спецификациям версии 8, ресурс PUCCH, зарезервированный на первичной компонентной несущей восходящей линии связи. Таким образом, когда мобильный терминал сконфигурирован с многочисленными компонентными несущими нисходящей линии связи, но принимает назначение нисходящей линии связи только для первичной компонентной несущей нисходящей линии связи, он все равно должен использовать ресурс PUCCH на первичной компонентной несущей восходящей линии связи, как точно определено в версии 8.
Альтернативным вариантом было бы точно определить использование "PUCCH с агрегацией несущих", или "CA PUCCH", которое обеспечивает возможность обратной связи битов HARQ, соответствующих числу сконфигурированных компонентных несущих, для использования всегда, когда мобильный терминал сконфигурирован с многочисленными несущими нисходящей линии связи, независимо от того, является ли конкретное назначение только для первичной компонентной несущей нисходящей линии связи. Так как конфигурация является достаточно медленным процессом, и мобильный терминал может быть сконфигурирован с многочисленными компонентными несущими, часто, даже если только активна и используется первичная компонентная несущая нисходящей линии связи, это приводило бы к очень неэффективному использованию ресурсов PUCCH с агрегацией несущих.
После приема назначений нисходящей линии связи на одиночной вторичной компонентной несущей или после приема многочисленных назначений нисходящей линии связи, должен быть использован специальный PUCCH с агрегацией несущих. Тогда как в недавнем случае очевидно использовать CA PUCCH, так как только CA PUCCH поддерживает обратную связь битов HARQ многочисленных компонентных несущих, менее ясно, что CA PUCCH также должен быть использован в первом случае. Во-первых, назначение вторичной компонентной несущей нисходящей линии связи само по себе не является типичным. Планировщик eNodeB должен постараться спланировать назначение одиночной компонентной несущей нисходящей линии связи на первичной компонентной несущей нисходящей линии связи и попытаться деактивировать вторичные компонентные несущие, если нужна только одиночная несущая нисходящей линии связи. Другой проблемой является то, что PDCCH для назначения вторичной компонентной несущей нисходящей линии связи передается на вторичной компонентной несущей (предполагая, что CIF не сконфигурировано), и поэтому на первичной компонентной несущей восходящей линии связи нет автоматически зарезервированного ресурса PUCCH версии 8. Использование PUCCH версии 8 даже для самостоятельных назначений вторичной компонентной несущей нисходящей линии связи потребовало бы резервирования ресурсов версии 8 на первичной компонентной несущей восходящей линии связи для любой компонентной несущей нисходящей линии связи, которая сконфигурирована для любого мобильного терминала, который использует эту первичную компонентную несущую восходящей линии связи. Так как самостоятельные назначения вторичной компонентной несущей являются нетипичными, это приводит к ненужному переизбытку ресурсов PUCCH версии 8 на первичной компонентной несущей восходящей линии связи.
Следует отметить, что случай возможной ошибки, который может произойти с CA PUCCH, возникает, когда eNodeB планирует мобильный терминал на многочисленных компонентных несущих нисходящей линии связи, включающих в себя первичную компонентную несущую. Если мобильный терминал пропускает все, кроме назначения первичной компонентной несущей нисходящей линии связи, он будет использовать PUCCH версии 8 вместо CA PUCCH. Чтобы обнаружить этот случай ошибки, eNodeB должен отслеживать как PUCCH версии 8, так и CA PUCCH при данном событии, в котором назначения для многочисленных компонентных несущих нисходящей линии связи были отправлены.
Число битов обратной связи HARQ, которые должен предоставить мобильный терминал, зависит от числа назначений нисходящей линии связи, фактически принятых мобильным терминалом. В первом случае, мобильный терминал мог бы выбрать конкретный формат CA PUCCH, согласно числу принятых назначений, и предоставить соответственно обратную связь. Однако один или более PDCCH, переносящих назначения нисходящей линии связи, могут быть потеряны. Выбор формата CA PUCCH согласно числу принятых назначений нисходящей линии связи является вследствие этого неоднозначным и будет требовать тестирования многих разных гипотез на eNodeB.
В качестве альтернативы, формат PUCCH мог бы быть задан посредством сообщения активации несущей. Рабочая группа в 3GPP решила, что активация и деактивация компонентных несущих совершается с помощью элемента управления уровнем управления доступом к среде (MAC), и что поддерживается активация и деактивация по каждой компонентной несущей. Сигнализация MAC, и особенно сигнализация обратной связи HARQ, указывающей, была ли команда активации принята успешно, способствует ошибкам. Кроме того, этот подход требует тестирования многочисленных гипотез на eNodeB.
Соответственно, основывание формата CA PUCCH на числе сконфигурированных компонентных несущих кажется вследствие этого самым безопасным выбором. Конфигурация компонентной несущей основывается на сигнализации управления радиоресурсами (RRC). После успешного приема и применения новой конфигурации, сообщение подтверждения отправляется обратно, делая сигнализацию RRC очень безопасной.
Как отмечено ранее, обратная связь информации ACK/NACK ARQ для двух или более компонентных несущих может требовать передачи более, чем двух битов, что является наибольшим, чем можно оперировать посредством формата 1 PUCCH. Соответственно, PUCCH для сценариев агрегации несущих требует дополнительные методы или форматы. В спецификациях LTE версии 10 были точно определены два подхода. Первый, формат 1 PUCCH может быть использован в комбинации с методом, называемым "выбор ресурса" или "выбор канала". Однако это является неэффективным решением для более, чем четырех битов. Соответственно, для обеспечения возможности передачи более, чем четырех битов ACK/NACK эффективным образом, был разработан другой формат, формат 3 PUCCH.
Первый из этих двух подходов часто просто называется "выбор канала". Базовый принцип за этим подходом состоит в том, что UE назначается набор из не более четырех разных ресурсов формата 1a/1b PUCCH. UE затем выбирает один из ресурсов согласно последовательности ACK/NACK, которую должен передать UE. Таким образом, выбор конкретного одного из ресурсов служит для посылки не более двух битов информации. На одном из назначенных ресурсов UE затем передает значение символа QPSK или BPSK, кодирующее оставшийся один или два бита информации. eNodeB обнаруживает, какой ресурс использует UE, также как и значение QPSK или BPSK, передаваемое на используемом ресурсе, и объединяет эту информацию для декодирования ответа HARQ для сот нисходящей линии связи, ассоциированных с передающим UE.
Использование выбора канала для кодирования ACK (A), NACK (N) и DTX (D) для многочисленных компонентных несущих показано на фиг. 7, фиг. 8 и фиг. 9, которое применяется к системам LTE FDD. Аналогичный тип отображения, но включающий в себя подход группирования, совершается для TDD при событии, в котором UE сконфигурирован с выбором канала.
На фиг. 7 передаются два сообщения ACK/NACK и конфигурируются два ресурса PUCCH. В каждом ресурсе, может быть передан BPSK-модулированный символ, как показано на фигуре, поэтому в общем может быть передан один из четырех разных сигналов. Если выбран ресурс 1 PUCCH, то одна из точек созвездия BPSK указывает ACK для кодового слова 0 первичной соты (указанного как PCell CW0 на фигурах) и NACK для кодового слова 0 вторичной соты (Scell CW0), или ACK и DTX соответственно. На фиг. 7 это показано как A/N и A/D. Другая точка созвездия в этом ресурсе 1 PUCCH указывает NACK и NACK (или NACK и DTX) для первичной соты и вторичной соты соответственно. Таким образом, символ BPSK, передаваемый в ресурсе 1 PUCCH, указывает либо ACK/NACK, либо ACK/DTX для первичной соты и вторичной соты, соответственно, для первого значения символа BPSK, и NACK/NACK или NACK/DTX для первичной соты и вторичной соты, соответственно, для другого значения символа BPSK. Если для передачи выбран ресурс 2 PUCCH, с другой стороны, то первое значение символа BPSK указывает A/A (ACK/ACK) для первичной и вторичной сот, соответственно, тогда как второе значение указывает N/A (NACK/ACK) или D/A (DTX/ACK) для первичной и вторичной сот.
Например, если мобильный терминал желает сообщить ACK для первичной и NACK для вторичной соты, то выбирается ресурс 1 PUCCH и передается точка созвездия BPSK, соответствующая A/N. Следует отметить, что, так как эта точка созвездия также указывает A/D, нет отличия с точки зрения eNB, сообщает ли мобильный терминал NACK или DTX для передачи на вторую соту. На фиг. 8 и 9, этот принцип расширяется до 3 и 4 битов ACK/NACK, соответственно. Таким образом, три ресурса PUCCH сконфигурированы для отправки 3 битов ACK/NACK, как показано на фиг. 8, тогда как четыре ресурса PUCCH сконфигурированы для отправки 4 битов ACK/NACK, как показано на фиг. 9. QPSK-модуляция используется в обоих случаях; таким образом, символ, передаваемый в данном одном из 3 или четырех ресурсов PUCCH, может указывать одну из не более четырех разных комбинаций битов ACK/NACK.
Второй подход, который является более эффективным, когда должны быть переданы более чем четыре бита информации, называется форматом 3 PUCCH и основывается на расширенном с помощью дискретного преобразования Фурье (DFT) OFDM. Фиг. 10 показывает блок-схему этой конструкции для одиночного слота. Та же обработка применяется ко второму слоту кадра восходящей линии связи. Многочисленные биты ACK/NACK кодируются, с использованием кода прямой коррекции ошибок (FEC), для образования 48 кодированных битов. Кодированные биты затем скремблируются с использованием характерных для соты (и возможно зависимых от символов расширенного с помощью DFT OFDM) последовательностей. 24 бита передаются внутри первого слота, и другие 24 бита передаются внутри второго слота. 24 бита на каждый слот затем отображаются в 12 символов QPSK, как указано блоками с пометкой "отображение QPSK" на фиг. 10, которые появляются в пяти из символов OFDM слота (символы 0, 2, 3, 4 и 6). Последовательность символов в каждом из этих пяти символов в слоте расширяется с помощью характерных для символов OFDM ортогональных покрывающих кодов, указанных посредством ОС0, OC1, OC2, OC3 и OC4 на фиг. 10, и циклически сдвигается, до предварительного кодирования с DTF. Предварительно кодированные с DFT символы преобразуются в символы OFDM (с использованием обратного быстрого преобразования Фурье или IFFT) и передаются внутри одного ресурсного блока (ресурса полосы пропускания) и пяти символах расширенного с помощью DFT OFDM (временном ресурсе). Расширяющая последовательность или ортогональный покрывающий код (OC) является характерным для UE и обеспечивает возможность мультиплексирования не более пяти пользователей внутри одинаковых ресурсных блоков.
Для опорных сигналов (RS) может быть использована циклически сдвинутая последовательность нулевой автокорреляция с постоянной амплитудой (CAZAC). Например, могут быть использованы оптимизированные компьютером последовательности в 3GPP TS 36.211, "Physical Channels and Modulation".
Даже при том, что форматы PUCCH уже стандартизированы посредством 3GPP, проблемы остаются. Например, мобильный терминал LTE, функционирующий в режиме TDD и сконфигурированный с помощью мультиплексирования ACK/NACK, не может одновременно сообщать многочисленные биты ACK/NACK и периодический отчет по CSI. Если случается такая коллизия, общепринятым методом является просто отбросить отчет по CSI и передавать только биты ACK/NACK. Это поведение не зависит от того, возникают многочисленные биты ACK/NACK из многочисленных подкадров или многочисленных агрегированных сот.
Периодическими отчетами по CSI для многочисленных сот оперируют в версии 10 с помощью сдвинутых во времени моментов времени осуществления сообщения, чтобы минимизировать коллизии среди отчетов по CSI. Для обеспечения приблизительно одинаковой периодичности по каждой соте, очевидно, что периодические отчеты по CSI передаются чаще, чем в системах версии 8. В каждом подкадре без передачи PUSCH, где вступают в конфликт периодическая CSI и ACK/NACK множественных сот, отбрасывается периодическая CSI. Так как отчеты по CSI требуются для адаптации линии связи, уменьшенная обратная связь CSI ухудшает производительность нисходящей линии связи. Это является, в частности, проблемой для TDD, где только меньшинство доступных подкадров может быть подкадрами восходящей линии связи.
В нескольких вариантах осуществления настоящего изобретения, эти проблемы решаются посредством введения возможности нового канала управления, которая обеспечивает мобильному терминалу возможность одновременной передачи в радиосеть многочисленных битов статуса приема пакетов (например, битов ACK/NACK) и битов состояния канала (например, отчетов по CSI). В некоторых вариантах осуществления, эта возможность канала управления также поддерживает отправку запросов планирования восходящей линии связи от UE в дополнение к передаче многочисленных битов статуса получения пакетов и битов состояния канала. В нескольких вариантах осуществления, если мобильный терминал не имеет никаких битов состояния канала для сообщения в данном подкадре, он может передавать биты ACK/NACK с использованием режима передачи канала управления восходящей линии связи, который не обеспечивает возможность такой одновременной передачи.
В одном неограничивающем примерном варианте осуществления, может возникнуть ситуация, когда ограничено общее число переданных битов статуса получения пакетов и битов состояния канала, которые могут быть сообщены с удовлетворительной производительностью. В этом варианте осуществления обеспечивается возможность объединенного сообщения только не более определенного числа битов статуса получения пакетов. Например, если число битов статуса получения пакетов, которые должны быть переданы, меньше, чем предварительно определенное число (т.е. порог), или равно ему, то биты статуса получения пакетов и биты состояния канала сообщаются одновременно по каналу управления восходящей линии связи. С другой стороны, если число битов статуса получения пакетов, которые должны быть переданы, превышает это число, то биты состояния канала могут быть отброшены, т.е. отвергнуты, и передаются только биты статуса получения переданных пакетов.
В другом неограничивающем примерном варианте осуществления, если мобильный терминал применяет частичное "группирование" битов статуса получения пакетов, то число передаваемых битов статуса получения пакетов соответствует числу битов после группирования. Если биты состояния канала запланированы для сообщения, число доступных битов статуса получения пакетов больше, чем предварительно определенное число, то биты статуса получения пакетов группируются, чтобы выдать это число битов или меньшее, которые затем передаются вместе с битами состояния канала.
В рассмотрении, которое следует ниже, конкретные подробности конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения изложены в целях разъяснения, а не ограничения. Специалисты в данной области техники поймут, что другие варианты осуществления могут быть использованы отдельно от этих конкретных подробностей. Кроме того, в некоторых случаях подробные описания хорошо известных способов, узлов, интерфейсов, схем и устройств опущены, для того, чтобы не запутать данное описание ненужными подробностями. Специалисты в данной области техники поймут, что описанные функции могут быть реализованы в одном или нескольких узлах. Некоторые или все описанные функции могут быть реализованы с использованием совокупности схем аппаратных средств, такой как аналоговые и/или дискретные логические вентили, взаимосоединенные для выполнения специализированных функций, ASIC, PLA и т.д. Аналогично, некоторые или все из функций могут быть реализованы с использованием реализованных программными средствами программ и данных совместно с одним или более цифровыми микропроцессорами или компьютерами общего назначения. Там, где описаны узлы, которые осуществляют связь с использованием радиоинтерфейса, будет понятно, что эти узлы также имеют подходящую совокупность схем радиосвязи. Более того, данная технология может дополнительно быть рассмотрена для воплощения внутри машиночитаемой памяти любого вида, включающей в себя невременные варианты осуществления, такие как твердотельная память, магнитный диск или оптический диск, содержащие соответствующий набор компьютерных инструкций, которые побуждали бы процессор осуществлять описанные в настоящем документе методы.
Аппаратные реализации могут включать в себя или охватывать, без ограничения, аппаратные средства процессора цифровой обработки сигналов (DSP), процессор с уменьшенным набором инструкций, совокупность схем аппаратных средств (например, цифровых или аналоговых), включающую в себя, но не ограниченную этим, специализированные интегральные схемы (ASIC) и/или программируемую пользователем вентильную матрица(ы) (FPGA), и (по необходимости) конечные автоматы, имеющие возможность выполнения таких функций.
В том, что касается компьютерной реализации, в общем понятно, что компьютер содержит один или более процессоров или один или более контроллеров, и термин "компьютер", "процессор" и "контроллер" могут быть использованы взаимозаменяемо. Когда предоставлены компьютером, процессором или контроллером, функции могут быть предоставлены одиночным выделенным компьютером или процессором или контроллером, одиночным совместно используемым компьютером или процессором или контроллером, или множеством отдельных компьютеров или процессоров или контроллеров, некоторые из которых могут быть использованы совместно или могут быть распределены. Более того, термин "процессор" или "контроллер" также относится к другим аппаратным средствам, имеющим возможность выполнения таких функций и/или исполнения программного обеспечения, такого как примерное аппаратное обеспечение, перечисленное выше.
В нижеследующем описании неограничивающих примеров настоящего изобретения, предполагается мобильный терминал, функционирующий согласно спецификациям LTE для TDD, но описанные методы и технология могут быть применены в более общем смысле.
Мобильный терминал сконфигурирован для сообщения многочисленных битов обратной связи ACK/NACK с использованием канала управления восходящей линии связи, например PUCCH, и формата кодирования, который обеспечивает возможность одновременной передачи многочисленных битов ACK/NACK и битов CSI. Эта одновременная передача многочисленных битов ACK/NACK и битов CSI может включать в себя конфигурацию новых ресурсов PUCCH, но необязательно. Одним примером режима PUCCH, который мог бы быть использован для этой передачи, является режим PUCCH, описанный в совместно рассматриваемой патентной заявке США, поданной в ту же дату, как и настоящая заявка, и озаглавленной "Simultaneous transmission of AN and CSI using PUCCH Format 3 resources", все содержимое которой включено в настоящий документ посредством ссылки. Мобильный терминал посылает обратно многочисленные биты ACK/NACK, если он должен сообщить биты ACK/NACK для многочисленных подкадров и/или для многочисленных сот. Конфигурация мобильного терминала может быть выполнена, например, с использованием сигнализации RRC.
Фиг. 11 является схемой последовательности процессов, которая показывает примерные процедуры для мобильного терминала в соответствии с первым неограничивающим примерным вариантом осуществления. Как показано в блоке 1110, функционирование UE может зависеть от того, было ли UE сконфигурировано, например, посредством сигнализации RRC, чтобы использовать режим PUCCH, который поддерживает одновременную передачу битов ACK/NACK и CSI. Если нет, функционирование продолжается как проиллюстрировано в блоках 1120, 1130 и 1140. UE сначала определяет, запланированы ли как биты ACK/NACK, так и отчет по CSI для передачи в данном подкадре, как показано в блоке 1120. В любом случае, как показано в блоках 1130 и 1140, биты ACK/NACK передаются с использованием режима PUCCH, который не поддерживает одновременную передачу битов ACK/NACK. Однако, если отчет по CSI запланирован, это влечет за собой отбрасывание, т.е. отвергание, отчета по CSI и передачу только битов ACK/NACK, как показано в блоке 1140.
С другой стороны, если UE сконфигурирован для поддержки режима PUCCH, который поддерживает одновременную передачу отчетов по CSI и битов ACK/NACK, мобильный терминал также определяет, запланированы ли для передачи в данном кадре как биты ACK/NACK, так и отчет по CSI, как показано в блоке 1150, и может все равно использовать сконфигурированный режим PUCCH, который не обеспечивает возможность одновременной передачи CSI, как показано в блоках 1160, если мобильный терминал не имеет биты CSI, которые следует сообщить. Но если мобильный терминал имеет биты ACK/NACK и биты CSI, которые следует сообщить в восходящей линии связи, то мобильный терминал может использовать сконфигурированный режим PUCCH, который обеспечивает возможность одновременной передачи многочисленных битов ACK/NACK и битов CSI. Этот режим PUCCH может даже поддерживать передачу запроса планирования в дополнение к передаче многочисленных битов ACK/NACK и битов CSI.
Последовательность процессов, проиллюстрированная на фиг. 11, отражает тот факт, что может быть желательно также учитывать ситуацию, где общее число битов ACK/NACK и CSI, которые могут быть сообщены с удовлетворительной производительностью, может быть ограничено. В этом случае, обеспечена возможность объединенного сообщения только не более определенного числа битов ACK/NACK. Таким образом, как показано в блоке 1170, UE определяет, является ли число битов ACK/NACK, которые должны быть переданы, меньше, чем пороговое значение, L, или равно ему. Если так, то биты ACK/NACK и биты CSI сообщаются одновременно, с использованием нового режима PUCCH, как показано в блоке 1180. С другой стороны, если число битов ACK/NACK превышает L, то биты CSI могут быть отброшены, и передаются биты ACK/NACK, как показано в блоке 1190, с использованием сконфигурированного режима PUCCH, который не поддерживает одновременные передачи CSI. Число L может быть любым подходящим целым, но одним неограничивающим примером является L=10. Если UE применяет частичное группирование, то число битов ACK/NACK, которые должны быть переданы, и по сравнению с L, является числом битов после группирования.
Схема последовательности операций в соответствии со вторым неограничивающим примерном вариантом осуществления, который включает в себя группирование, показана на фиг. 12. Большая часть схемы последовательности операций идентична схеме последовательности операций по фиг. 11. Однако, если многочисленные биты ACK/NACK и отчет по CSI запланированы для передачи, и если число битов ACK/NACK для передачи больше, чем L, то мобильный терминал определяет, сконфигурировано ли группирование ACK/NACK, как показано в блоке 1210. Если так, то биты ACK/NACK группируются, чтобы выдать L или меньше битов, как показано в блоке 1220. Эти сгруппированные биты ACK/NACK затем передаются вместе с битами CSI. Если нет, CSI биты отбрасываются, и биты ACK/NACK передаются с использованием режима PUCCH, который не поддерживает одновременную передачу ACK/NACK и CSI, как показано в блоке 1230.
Фиг. 13 является другой схемой последовательности процессов, которая иллюстрирует, в более общем смысле, способ для одновременного сообщения информации о состоянии канала и информации ACK/NACK гибридного ARQ, подходящего для реализации посредством мобильного терминала. Конечно, проиллюстрированный способ должен быть понят в рамках контекста обработки мобильного терминала в общем, и, более конкретно, в контексте образования и передачи информации канала управления восходящей линии связи. Изображенный способ может быть осуществлен как часть обработки, осуществляемой мобильным терминалом для каждого подкадра восходящей линии связи, например.
Как показано в блоке 1310, способ начинается с определения, запланированы ли для передачи в данном подкадре восходящей линии связи информация о состоянии канала и биты ACK/NACK гибридного ARQ, соответствующие множеству подкадров нисходящей линии связи или множеству несущих нисходящей линии связи, или обоим. Если нет, то могут быть использованы обыкновенные методы для передачи только битов ACK/NACK, как показано в блоке 1340. С другой стороны, если между периодическим отчетом по CSI и битами ACK/NACK есть "коллизия", способ продолжается с оценки того, является ли число первых битов ACK/NACK гибридного ARQ меньшим, чем пороговое число, или равным ему, как показано в блоке 1320. Если нет, в некоторых вариантах осуществления могут быть использованы обыкновенные методы для передачи только битов ACK/NACK. Однако, если для передачи отсутствует число битов ACK/NACK больше, чем пороговое число, передаются информация о состоянии канала и биты ACK/NACK гибридного ARQ, как показано в блоке 1330, с использованием ресурсов физического канала управления первого подкадра восходящей линии связи.
В некоторых вариантах осуществления, где используется группирование ACK/NACK, число битов ACK/NACK гибридного ARQ, которое сравнивается с пороговым числом, представляет собой число битов ACK/NACK после группирования ACK/NACK. К тому же, в некоторых вариантах осуществления пороговое число может варьироваться в зависимости от числа битов информации о состоянии канала, запланированных для передачи. Для вариантов осуществления, где пороговое число является статичным, подходящим числом могло бы быть 10, например.
Возможны несколько вариантов методов, проиллюстрированных на фиг. 13. Например, как предложено схемой последовательности операций по фиг. 12, если число битов ACK/NACK, запланированных для передачи, больше, чем порог, число битов может быть уменьшено до подходящего числа, например, посредством использования группирования. Сгруппированные биты ACK/NACK могут затем быть переданы вместе с битами информации о состоянии канала, с использованием формата канала управления, который поддерживает оба.
Может быть использован любой из числа методов для кодирования информации о состоянии канала и битов ACK/NACK гибридного ARQ. В одном варианте осуществления, биты ACK/NACK гибридного ARQ кодируются с помощью первого кодера, и биты информации о состоянии канала кодируются с использованием второго кодера. Кодированные биты ACK/NACK гибридного ARQ и кодированные биты информации о состоянии канала перемежаются перед передачей. Этот подход обеспечивает возможность распределения степени защиты от ошибок между битами ACK/NACK гибридного ARQ и информацией о состоянии канала. Так как неправильные данные ACK/NACK могут вызвать излишние повторные передачи, может быть полезно предоставлять более надежную защиту от ошибок для битов ACK/NACK гибридного ARQ, например.
Фиг. 14 является последовательностью процессов, иллюстрирующей соответствующий метод для оперирования каналом управления восходящей линии связи, который был сгенерирован и передан согласно способам, описанным выше. Способ, проиллюстрированный на фиг. 14, мог бы быть реализован в базовой станции, например, такой как LTE eNodeB. Для данного подкадра способ начинается, как показано в блоке 1410, с приема подкадра восходящей линии связи, который переносит информацию канала управления в одном или нескольких ресурсах физического канала управления. Как показано в блоке 1420, базовая станция определяет, является ли число ожидаемых битов ACK/NACK гибридного ARQ меньшим, чем пороговое число, или равным ему. Если так, базовая станция декодирует как информацию о состоянии канала, так и биты ACK/NACK гибридного ARQ из ресурса физического канала управления, для которого число ожидаемых битов ACK/NACK гибридного ARQ меньше, чем пороговое число, или равно ему, как показано в блоке 1430. В ином случае, базовая станция использует обыкновенные методы для декодирования только битов ACK/NACK из ресурса физического канала управления, как показано в блоке 1440.
В некоторых случаях пороговое число варьируется в зависимости от числа ожидаемых битов информации о состоянии канала. В некоторых вариантах осуществления, где используется группирование ACK/NACK, декодирование информации канала управления дает сгруппированные биты ACK/NACK гибридного ARQ, и с этом случае, способ дополнительно включает в себя этап, на котором разгруппировывают сгруппированные биты ACK/NACK гибридного ARQ. В некоторых системах, может быть такой случай, что не все мобильные терминалы сконфигурированы для одновременного сообщения информации о состоянии канала и информации ACK/NACK гибридного ARQ, даже когда они поддерживают данный признак. Соответственно, процессу, изображенному на фиг. 11, может предшествовать, в некоторых случаях, определение, что мобильный терминал, представляющий интерес, был сконфигурирован, посредством сигнализации управления радиоресурсами, для одновременного сообщения согласно описанным в настоящем документе методам.
Функции на схемах последовательностей операций по фиг. 11-13 могут быть реализованы с использованием совокупности схем электронной обработки данных, предоставленной в мобильном терминале. Аналогично, функции на схеме последовательности операций по фиг. 14 могут быть реализованы с использованием совокупности схем электронной обработки данных, предоставленной в базовой станции. Конечно, каждый мобильный терминал и базовая станция также включают в себя подходящую совокупность радиосхем для приема и передачи радиосигналов в формате, заданном в соответствии с известными форматами и протоколами, например форматами и протоколами LTE.
Фиг. 15 иллюстрирует признаки примерного узла 1500 связи согласно нескольким вариантам осуществления настоящего изобретения. Хотя подробная конфигурация, также как и признаки, такие как физический размер, требуемая мощность и т.д., может варьироваться, основные характеристики элементов узла 1500 связи являются общими как для базовой станции, так и для мобильного терминала. К тому же, оба могут быть адаптированы для осуществления одного или нескольких описанных выше методов для кодирования и передачи битов ACK/NACK и информации о состоянии канала или декодирования такой информации из принятого сигнала.
Узел 1500 связи содержит приемопередатчик 1520 для осуществления связи с мобильными терминалами (в случае базовой станции) или с одной или более базовыми станциями (в случае мобильного терминала), также как и схему 1510 обработки для обработки сигналов, передаваемых и принимаемых приемопередатчиком 1520. Приемопередатчик 1520 включает в себя передатчик 1525, связанный с одной или более передающими антеннами 1528, и приемник 1530, связанный с одной или более принимающими антеннами 1533. Та же антенна(ы) 1528 и 1533 может быть использована как для передачи, так и для приема. Приемник 1530 и передатчик 1525 используют известные компоненты и методы радиообработки и обработки сигналов, обычно согласно конкретному телекоммуникационному стандарту, такому как стандарты 3GPP для LTE и/или усовершенствованной LTE. Так как различные подробности и инженерные компромиссы, ассоциированные с конструкцией и реализацией такой совокупности схем, хорошо известны и не являются необходимыми для полного понимания данного изобретения, дополнительные подробности здесь не показаны.
Схема 1510 обработки содержит один или более процессоров 1540, связанных с одним или более устройствами 1550 памяти, которые составляют память 1555 хранения данных и память 1560 хранения программ. Процессором 1540, идентифицируемым как CPU 1540 на фиг. 15, может быть микропроцессор, микроконтроллер или процессор цифровой обработки сигналов, в некоторых вариантах осуществления. В более общем смысле, схема 1510 обработки может содержать комбинацию процессора/программно-аппаратных средств, или специализированные цифровые аппаратные средства, или их комбинацию. Память 1550 может содержать один или несколько типов памяти, такие как постоянная память (ROM), оперативная память, кэш-память, флэш-память, оптические устройства хранения и т.д. Снова, так как различные подробности и инженерные компромиссы, ассоциированные с исполнением совокупности схем обработки основной полосы частот для мобильных устройств и беспроводных базовых станций, хорошо известны и не являются необходимыми для полного понимания данного изобретения, дополнительные подробности здесь не показаны.
Обычные функции схемы 1510 обработки включают в себя модуляцию и кодирование передаваемых сигналов, и демодуляцию и декодирование принимаемых сигналов. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, схема 1510 обработки адаптируется, с использованием подходящего программного кода, хранящегося в памяти 1560 хранения программ, например, для осуществления одного из описанных выше методов, кодирующих и передающих биты ACK/NACK и информацию о состоянии канала, или декодирующих такую информацию из принятого сигнала. Конечно, следует понимать, что не все этапы этих методов обязательно выполняются в одиночном микропроцессоре или даже в одиночном модуле.
Фиг. 16 иллюстрирует несколько функциональных элементов мобильного терминала 1600, адаптированных для осуществления некоторых их методов, рассмотренных подробно выше. Мобильный терминал 1600 включает в себя схему 1610 обработки, сконфигурированную для приема данных от базовой станции, посредством схемы 1615 приемника, и для конструирования последовательностей подкадров восходящей линии связи для передачи схемой 1620 передатчика. В нескольких вариантах осуществления, схема 1610 обработки, которая может быть сконструирована описанным для схем 1510 обработки по фиг. 15 образом, включает в себя блок 1640 обработки гибридного ARQ, который адаптирован для определения, что первая информация о состоянии канала (от блока 1650 измерения состояния канала) и первые биты ACK/NACK гибридного ARQ, соответствующие множеству подкадров нисходящей линии связи или множеству несущих нисходящей линии связи, или обоим, запланированы для передачи в первом подкадре восходящей линии связи, и для определения, является ли число первых битов ACK/NACK гибридного ARQ меньшим, чем пороговое число, или равным ему. Схема 1610 обработки дополнительно включает в себя блок 1650 измерения состояния канала, который выдает биты информации о состоянии канала на основе наблюдений радиоканала, и блок 1630 кодирования канала управления восходящей линии связи, который адаптирован для отправки как первой информации о состоянии канала, так и первых битов ACK/NACK гибридного ARQ в ресурсах физического канала управления первого подкадра восходящей линии связи, на одиночной несущей, в ответ на определение, что число битов ACK/NACK гибридного ARQ, которые должны быть переданы в первом подкадре восходящей линии связи, меньше, чем пороговое число, или равно ему. Конечно, все из вариантов описанных выше методов в равной степени применимы также и к мобильному терминалу 1600.
Без изменений в текущие спецификации 3GPP, коллизии между передачами ACK/NACK и отчетами по CSI будут, вероятно, приводить к отброшенным отчетам по CSI. новые методы, описанные в настоящем документе, обеспечивают возможность одновременной передачи многочисленных битов ACK/NACK и CSI. С помощью использования этих методов, отбрасываются меньше отчетов по CSI, что улучшает адаптацию линии связи и увеличивает пропускную способность.
Специалистам в данной области техники будет понятно, что различные изменения могут быть внесены в вышеописанные варианты осуществления без отступления от объема настоящего изобретения. Например, будет легко понять, что хотя вышеприведенные варианты осуществления описаны со ссылкой на части сети 3GPP, вариант осуществления настоящего изобретения будет также применим к подобным сетям, таким как последующий вариант сети 3GPP, имеющий подобные функциональные компоненты. Вследствие этого, в частности, термины "3GPP" и ассоциированные или родственные термины, используемые в вышеприведенном описании, и на приложенных чертежах, и любых прилагаемых пунктах формулы изобретения, сейчас или в будущем, должны быть интерпретированы соответствующим образом.
Выше подробно были описаны примеры нескольких вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прикрепленные иллюстрации конкретных вариантов осуществления. Конечно, так как невозможно описать каждую возможную комбинацию компонентов и методов, специалисты в данной области техники поймут, что настоящее изобретение может быть реализовано иными способами, отличными от способов конкретно изложенных в настоящем документе, без отступления от существенных характеристик данного изобретения. Настоящие варианты осуществления таким образом должны считаться во всех отношениях иллюстративными и неограничивающими.