СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ПОДТВЕРЖДЕНИЯ ВОСХОДЯЩЕЙ ЛИНИИ СВЯЗИ В СИСТЕМЕ СВЯЗИ OFDMA Российский патент 2008 года по МПК H04L1/16 H04B7/208 H04J11/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к способу и устройству для передачи управляющей информации в системе мобильной связи, в частности к способу и устройству для передачи информации подтверждения (ACK) восходящей линии связи в системе связи множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA).

Уровень техники

Системы мобильной связи продолжают эволюционировать в систему мобильной связи 4-го поколения (4G), поддерживающую сверхвысокоскоростное мультимедийное обслуживание, следующую за аналоговой системой 1-го поколения (1G), цифровой системой 2-го поколения (2G) и системой IMT-2000 3-го поколения (3G), поддерживающей высокоскоростное мультимедийное обслуживание. В системе мобильной связи 4G пользователь может осуществлять доступ к спутниковой сети, локальной сети (LAN) и сети Интернет с помощью одного терминала. То есть пользователь снабжается многими видами услуг, такими как услуги передачи голоса, изображения, мультимедийные, информационные сети, Интернет, голосовая почта и мгновенный обмен сообщениями, с помощью одного мобильного терминала. Более точно, система мобильной связи 4G предусматривает скорость передачи данных в 20 Мбит/сек для сверхвысокоскоростного мультимедийного обслуживания и обычно использует схему мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM).

Схема OFDM, которая является схемой цифровой модуляции для мультиплексирования многочисленных ортогональных сигналов несущих, делит единый поток данных на несколько низкоскоростных потоков и одновременно передает низкоскоростные потоки с использованием нескольких поднесущих с низкой скоростью передачи данных.

Схема множественного доступа, основанная на схеме OFDM, известна как схема множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA). В схеме OFDMA поднесущие в одном символе OFDM совместно используются большим количеством пользователей, то есть абонентскими терминалами. Система связи, основанная на схеме OFDMA (в дальнейшем указываемая ссылкой как «система связи OFDMA»), имеет в своем распоряжении отдельные физические каналы для передачи управляющей информации. Управляющая информация восходящей линии связи, которая является разновидностью управляющей информации, включает в себя индикатор качества канала (CQI), подтверждение/неподтверждение (ACK/NAK), показатель для системы с многими входами и многими выходами (MIMO) и т.д.

Фиг.1 - диаграмма, иллюстрирующая передатчик для передачи информации ACK восходящей линии связи в системе связи OFDMA согласно предшествующему уровню техники. Информацией ACK восходящей линии связи будет ACK, если соответствующий нисходящий пакет был принят успешно; в ином случае, ею будет NAK. Со ссылкой на фиг.1 передатчик 10 включает в себя бинарный кодировщик 11 канала, модулятор 12 и блок 13 обратного быстрого преобразования Фурье (обратного БПФ, IFFT)

Если есть биты информационных данных для ACK восходящей линии связи, который должен передаваться, бинарный кодировщик 11 канала кодирует биты информационных данных в кодовое слово с использованием бинарного блочного кода, например блочного кода (20,5).

Модулятор 12 включает в себя когерентный модулятор или дифференциальный модулятор. Модулятор 12 определяет символ передачи, соответствующий кодовому слову, выведенному из бинарного кодировщика 11 канала с использованием схемы когерентной или дифференциальной модуляции, и выводит символ передачи в блок 13 обратного БПФ. Модулятор 12 может использовать, например, схему квадратурной фазовой манипуляции (QPSK) или схему дифференциальной квадратурной фазовой манипуляции (DQPSK).

Блок 13 обратного БПФ выполняет обратное БПФ над символом передачи, выведенным из модулятора 12, и передает обработанный обратным БПФ символ передачи.

Фиг.2 - схема, иллюстрирующая приемник для приема информации ACK восходящей линии связи в системе связи OFDMA согласно предшествующему уровню техники. Со ссылкой на фиг.2 приемник 20 включает в себя блок 23 быстрого преобразования Фурье (БПФ, FFT), демодулятор 22 и бинарный декодер 21 канала.

Когда принят сигнал, переданный от передатчика 10, блок 23 БПФ выполняет БПФ над принятым сигналом и выводит принятый символ в демодулятор 22. Демодулятор 22 включает в себя когерентный демодулятор или дифференциальный демодулятор. Демодулятор 22 принимает принятый символ, выведенный из блока 23 БПФ, и рассчитывает его мягкий порог квантования с использованием схемы демодуляции, соответствующей схеме модуляции, используемой в передатчике 10, например, когерентной демодуляции или дифференциальной демодуляции.

Бинарный кодировщик 21 канала принимает мягкий порог квантования, рассчитанный демодулятором 22, определяет, какое кодовое слово передавалось, и выводит соответствующие ему биты данных.

Информация ACK восходящей линии связи, обмениваемая между передатчиком 10 и приемником 20, невелика по объему для всех услуг связи. Например, информацией ACK является только один бит. Однако так как информация ACK восходящей линии связи является очень важной информацией для работы системы связи, высоконадежная передача должна быть гарантирована для информации ACK восходящей линии связи. Однако является обычным, что немногие частотно-временные ресурсы выделяются физическим каналам, используемым для передачи сигнала ACK восходящей линии связи, для того чтобы уменьшить долю служебных протокольных данных. Следовательно, необходим новый способ передачи, который отличен от каналов, которым выделяется много ресурсов, и который передает большой объем информации, подобный каналу потока обмена.

Обычно для передачи канала ACK восходящей линии связи используется комбинированный способ бинарного кода канала и когерентной модуляции или дифференциальной модуляции. Канал ACK восходящей линии связи является элементом, состоящим из некоторого количества поднесущих для передачи информации восходящей линии связи.

Однако когда канал ACK восходящей линии связи передается с использованием меньших частотно-временных ресурсов в этом способе, возрастает частота появления ошибок и, таким образом, снижается устойчивость работы системы связи. То есть несмотря на то, что имеется в распоряжении достаточно контрольных сигналов для нисходящей линии связи или передачи восходящего потока обмена, сигналов потока обмена для передачи информации ACK восходящей линии связи недостаточно. Недостаток контрольных сигналов ухудшает выполнение оценки канала, тем самым снижая эксплуатационные показатели схемы когерентной модуляции/демодуляции. Если количество контрольных сигналов увеличивается, с учетом только выполнения оценки канала, становится недостаточным количество сигналов данных.

В дополнение, разделение бинарного кода канала и модуляции уменьшает оптимизированные эксплуатационные показатели.

Кроме того, если много частотно-временных ресурсов используется для передачи информации ACK восходящей линии связи для того, чтобы повысить устойчивость, возрастает доля служебных протокольных данных, что уменьшает пропускную способность системы связи.

Раскрытие изобретения

Поэтому задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить способ и устройство для эффективной передачи информации подтверждения (ACK) восходящей линии связи с использованием заданных частотно-временных ресурсов.

Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение способа и устройства для передачи АСК восходящей линии связи с использованием М-арного кода канала и схемы некогерентной модуляции для повышения надежности и снижения доли служебных протокольных данных.

Кроме того, еще одна задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставить способ передачи ACK восходящей линии связи и устройство для получения оптимизированных эксплуатационных показателей посредством комбинирования M-арного кода канала со схемой некогерентной модуляции.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения предлагается способ передачи информации подтверждения (ACK) восходящей линии связи в системе связи, использующей схему множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA). Способ содержит этапы формирования информации ACK восходящей линии связи, которая должна передаваться, с учетом статуса нисходящего пакета; вывода кодовых слов, соответствующих сформированной информации ACK восходящей линии связи; выполнения ортогональной модуляции над символами передачи, соответствующими кодовым словам; назначения ортогонально модулированных символов передачи каждой группе поднесущих, определенной в системе связи; и передачи выделенных восходящей линии связи поднесущих.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предоставлен способ передачи информации подтверждения (ACK) восходящей линии связи в системе связи, использующей схему множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA). Способ содержит этапы приема бита данных для информации ACK восходящей линии связи с учетом статуса нисходящих пакетов; вывода кодовых слов, соответствующих биту данных; выполнения модуляции квадратурной фазовой манипуляцией (QPSK) над символами для векторных индексов ACK, соответствующих кодовым словам для принятого бита данных; выполнения обратного быстрого преобразования Фурье (обратного БПФ) над сигналом передачи, содержащим группы поднесущих, которым назначены модулированные символы передачи; и передачи обработанного обратным БПФ сигнала передачи.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предоставлен способ передачи информации подтверждения (ACK) восходящей линии связи в системе связи, использующей схему множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA). Способ содержит этапы: формирования сигнала ACK согласно тому, существует ли ошибка в нисходящем пакете; выбора шаблона ортогональной модуляции, соответствующего сформированному сигналу ACK; выбора символа передачи, соответствующего выбранному шаблону ортогональной модуляции; отображения символа передачи в каждую из предопределенных групп поднесущих; выполнения обратного быстрого преобразования Фурье (обратного БПФ) над каждой из групп поднесущих, в которые отображен символ передачи; и передачи обработанного обратным БПФ сигнала передачи.

Согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения предоставлен способ приема информации подтверждения (ACK) восходящей линии связи в системе связи, использующей схему множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA). Способ содержит этапы выполнения быстрого преобразования Фурье (БПФ) над сигналом, принятым с передатчика; расчета квадрата абсолютного значения по значению корреляции для предопределенного количества возможных шаблонов для каждой из групп поднесущих обработанного БПФ сигнала; расчета суммы квадратов абсолютных значений для значений корреляции соответствующего шаблона для векторных индексов ACK, которые являются частью кодового слова; и определения бита информационных данных, соответствующего векторному индексу ACK, имеющему максимальное значение среди рассчитанных значений.

Согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения предоставлен способ приема информации подтверждения (ACK) восходящей линии связи в системе связи, использующей схему множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA). Способ содержит этапы: приема сигнала передачи с передатчика; выполнения быстрого преобразования Фурье (БПФ) над принятым сигналом; расчета квадрата абсолютного значения по возможному значению корреляции, в зависимости от сигнала ACK, для каждой из групп поднесущих, определенных в системе связи; расчета суммы квадратов абсолютных значений для значений корреляции групп поднесущих для сигнала ACK; выбора сигнала ACK, в котором максимизирована рассчитанная сумма квадратов абсолютных значений; и определения выбранного сигнала ACK в качестве сигнала, передаваемого с передатчика.

Согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения предлагается устройство для передачи информации подтверждения (ACK) восходящей линии связи в системе связи, использующей схему множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA). Устройство содержит некогерентный модулятор для выполнения модуляции квадратурной фазовой манипуляцией (QPSK) над символами для векторных индексов ACK, соответствующих кодовому слову для принятого бита данных, и вывода символов передачи для поднесущей; и блок обратного быстрого преобразования Фурье (обратного БПФ) для выполнения обратного БПФ над сигналом передачи, содержащим группы поднесущих, которым выделены модулированные символы передачи, и передачи обработанного быстрым БПФ сигнала передачи.

Согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения предоставлено устройство для приема информации подтверждения (ACK) восходящей линии связи в системе связи, использующей схему множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA). Устройство содержит быстрое преобразование Фурье (БПФ) для выполнения БПФ над сигналом, принятым с передатчика; некогерентный демодулятор для выполнения модуляции квадратурной фазовой манипуляцией (QPSK) посредством расчета квадрата абсолютного значения по значению корреляции для предопределенного количества возможных шаблонов для каждой из групп поднесущих обработанного БПФ сигнала; и декодер канала для расчета суммы квадратов абсолютных значений для значений корреляции соответствующего шаблона для векторных индексов ACK, которые являются частью кодового слова, и определения бита информационных данных, соответствующего векторному индексу ACK, имеющему максимальное значение среди рассчитанных значений.

Согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения предоставлен способ для передачи восходящей информации подтверждения (АСК) в системе связи множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA). Способ содержит этапы: формирования сигнала АСК согласно тому, существует или нет ошибка в нисходящем пакете; выбора предопределенного шаблона модуляции, составленного из большого количества фрагментов, которые включают в себя некоторое количество поднесущих, соответствующих сформированному сигналу АСК; выбора символов передачи, соответствующих выбранному шаблону модуляции; и передачи выбранных символов передачи с использованием канала АСК восходящей линии связи.

Краткое описание чертежей

Вышеприведенные и другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:

фиг.1 - схема, иллюстрирующая передатчик для передачи информации АСК восходящей линии связи в системе связи OFDMA, согласно предшествующему уровню техники;

фиг.2 - схема, иллюстрирующая приемник для приема информации АСК восходящей линии связи в системе связи OFDMA, согласно предшествующему уровню техники;

фиг.3 - схема, иллюстрирующая передатчик для передачи информации АСК восходящей линии связи в системе связи OFDMA, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.4 - схема, иллюстрирующая приемник для приема информации ACK восходящей линии связи в системе связи OFDMA, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.5 - схема, иллюстрирующая частотно-временные ресурсы, выделенные для передачи канала ACK восходящей линии связи в системе связи OFDMA, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.6 - схема, иллюстрирующая ортогональные векторы для передачи информации ACK восходящей линии связи в системе связи OFDMA, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.7 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая работу передатчика для передачи информации ACK восходящей линии связи в системе связи OFDMA, согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

фиг.8 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая работу приемника для приема информации ACK восходящей линии связи в системе связи OFDMA, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения

Далее в материалах настоящей заявки будут подробно описаны несколько предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, приведенных ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. В последующем описании подробное описание известных функций и конфигураций, включенных в настоящую заявку, было опущено для краткости.

Способ и устройство, предложенные в настоящем изобретении, используют М-арный код канала и схему некогерентной модуляции для повышения надежности передачи информации подтверждения (ACK) восходящей линии связи и для снижения доли служебных протокольных данных. То есть настоящее изобретение относится к способу и устройству для эффективной передачи информации ACK восходящей линии связи с использованием M-арного кода канала и схемы некогерентной модуляции. Использование схемы некогерентной модуляции/демодуляции снижает потребление частотно-временных ресурсов. Поэтому возможно эффективно передавать канал ACK восходящей линии связи, для которого не должны выделяться многочисленные контрольные сигналы. Канал ACK восходящей линии связи является элементом, состоящим из некоторого количества поднесущих, для передачи информации восходящей линии связи. В отличие от традиционной технологии, в которой бинарный код канала и схема модуляции разделены, настоящее изобретение приобретает более оптимизированные эксплуатационные показатели посредством комбинирования M-арного канального кода со схемой некогерентной модуляции.

Как сказано выше, информацией ACK восходящей линии связи, используемой в системе связи, является только один бит. Информацией ACK восходящей линии связи будет ACK, если соответствующий нисходящий пакет был принят успешно; в ином случае ею будет NAK. Однако информация ACK восходящей линии связи очень важна для работы системы связи. Поэтому способ и устройство, предложенные в настоящем изобретении, используют схему ортогональной модуляции для передачи информации ACK восходящей линии связи и для этой цели применяют новый шаблон модуляции.

Настоящее изобретение предлагает использование части кодового слова информации о качестве канала для передачи информации ACK восходящей линии связи и повторно использовать шаблон модуляции CQI в качестве шаблона модуляции. В дополнение предложенный способ и устройство используют символы квадратурной фазовой манипуляции (QPSK) для символов передачи. Соответственно, настоящее изобретение снижает сложность реализации наряду с сохранением предшествующих эксплуатационных показателей.

Фиг.3 - схема, иллюстрирующая передатчик для передачи ACK восходящей линии связи в системе связи OFDMA, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Со ссылкой на фиг.3, передатчик 100 включает в себя кодировщик 110 канала для кодирования битов информационных данных ACK восходящей линии связи, некогерентный модулятор 120 для модулирования битов информационных данных с использованием схемы некогерентной модуляции и блок 130 обратного быстрого преобразования Фурье (обратного БПФ) для выполнения обратного БПФ над сигналом передачи перед передачей.

Если есть биты информационных данных для ACK восходящей линии связи, которые должны быть переданы, кодировщик 110 канала кодирует биты информационных данных в кодовое слово, ему соответствующее, и выводит кодовое слово в некогерентный модулятор 120. Кодировщик 110 канала может включать в себя бинарный кодировщик канала или M-арный кодировщик канала, который использует M-арные блочные коды, согласно входным битам.

Некогерентный модулятор 120 определяет символ передачи, соответствующий кодовому слову, выданному из кодировщика 110 канала, с использованием схемы некогерентной модуляции и выводит символ передачи в блок 130 обратного БПФ. Некогерентный модулятор 120, например, может использовать схему ортогональной модуляции.

Блок 130 обратного БПФ выполняет обратное БПФ над символом передачи, выданным из некогерентного модулятора 120, и передает обработанный обратным БПФ символ передачи.

Фиг.4 - схема, иллюстрирующая приемник для приема ACK восходящей линии связи в системе связи OFDMA, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Со ссылкой на фиг.4, приемник 200 включает в себя блок 230 быстрого преобразования Фурье (БПФ) для выполнения БПФ над принятым сигналом во временной области, чтобы преобразовать принятый сигнал временной области в принятый сигнал частотной области, некогерентный демодулятор 220 для демодуляции принятого сигнала частотной области и декодер 210 канала для декодирования битов данных для ACK восходящей линии связи из демодулированного принятого символа.

По приему принятого сигнала от передатчика 100 блок 230 БПФ выполняет БПФ над принятым сигналом и выводит принятый символ в некогерентный демодулятор 220. Некогерентный демодулятор 220 принимает принятый символ, выведенный из блока 230 БПФ, рассчитывает его мягкий порог квантования, используя схему некогерентной демодуляции, и выводит мягкий порог квантования в декодер 210 канала. Декодер 210 канала принимает мягкий порог квантования, рассчитанный демодулятором 220, определяет, какое кодовое слово передавалось с передатчика 100, и выводит биты данных, ему соответствующие. Декодер 210 канала может включать в себя бинарный декодер канала и М-арный декодер канала, согласно входным битам.

Новый способ передачи информации ACK восходящей линии связи, предложенный в настоящем изобретении, далее будет описан с тремя частями структуры 3×3 поднесущих, включающей в себя 9 поднесущих, которые выделены в частотно-временных областях в восходящей линии связи системы связи OFDMA.

Фиг.5 - схема, иллюстрирующая частотно-временные ресурсы, выделенные для передачи информации ACK восходящей линии связи, в зависимости от предопределенного шаблона, в системе связи OFDMA, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Кроме того, со ссылкой на фиг.5, сначала будет приведено описание традиционного способа передачи информации ACK. После этого будет приведено описание нового способа передачи информации ACK согласно варианту осуществления настоящего изобретения. В материалах настоящей заявки предполагается, что количеством информационных битов данных для информации ACK восходящей линии связи является один.

Со ссылкой на фиг.5, информационный бит данных для информации ACK восходящей линии связи, которая должна быть передана, вводится в некогерентный модулятор через бинарный кодировщик канала. Некогерентный модулятор модулирует сигнал передачи с использованием схемы ортогональной модуляции. Для каждого из двух шаблонов, которые должны использоваться для ортогональной модуляции, задано девять значений, как проиллюстрировано в таблице 1.

Таблица 1ШаблонСимволы передачи01

Таблица 1 иллюстрирует пример двух шаблонов ортогональной модуляции, используемых в некогерентном модуляторе для выделенных частотно-временных ресурсов, когда три группы поднесущих со структурой 3×3 в частотно-временной области выделены каналу ACK.

Со ссылкой на таблицу 1, для шаблона '0' значения символов передачи заданы как

а для шаблона '1' значения символов передачи заданы как

Здесь значения символов передачи для каждого из шаблонов предварительно заданы в качестве ортогональных значений во время настройки системы связи. Значениями символов передачи также могут быть другие заданные произвольные значения.

При приеме однобитных информационных данных для ACK восходящей линии связи, некогерентный модулятор передает информационные данные, используя способ, определенный согласно равенству (1):

если k = 0, 1,..., 8

если k = 9, 10,..., 17

если k = 18, 19,..., 26,

где обозначает символ передачи k-той поднесущей для n-ого канала ACK, обозначает k-тый символ модуляции n-ого канала ACK, а n обозначает индекс канала ACK.

Как описано выше, если есть 1-битные информационные данные, которые должны быть переданы, передатчик 100 передает информационные данные для ACK восходящей линии связи, используя равенство (1). В равенстве (1) значения символов передачи для каждого шаблона сдвинуты по фазе согласно

для k = 9...17 и согласно

для k = 18...26, создающим 2-ю группу поднесущих и 3-ю группу поднесущих соответственно. По выбору фазовые сдвиги

могут быть опущены. Фазовые сдвиги учитываются для второй и третьей групп поднесущих, чтобы передавать в большей степени случайный шаблон, для того, чтобы сделать группы поднесущих устойчивыми к сигналу помехи с отдельным регулярным шаблоном.

В приемнике 200, по приему сигнала передачи с передатчика 100, блок 230 БПФ выполняет БПФ над принятым сигналом. Некогерентный демодулятор 220 рассчитывает квадрат абсолютного значения по значению корреляции для двух шаблонов, показанных в таблице 1, для каждой из трех частей группы 3×3 поднесущих, включающей в себя 9 поднесущих. После этого декодер 210 канала рассчитывает сумму квадратов абсолютных значений по значениям корреляции шаблона, соответствующего двум возможным кодовым словам, а затем определяет, что биты информационных данных, соответствующие кодовому слову, имеющему максимальное значение среди кодовых слов, передавались передатчиком 100.

Как описано выше, информация ACK, которая является управляющей информацией восходящей линии связи, даже если ее объем равен только 1 биту, является очень важной информацией для работы системы связи. Чтобы передавать информацию ACK, как описано выше, используется схема ортогональной модуляции. Схема ортогональной модуляции использует отдельные шаблоны модуляции, показанные в таблице 1, и использует 3-нарные символы фазовой манипуляции (3-PSK) для символов передачи. Однако такая схема делает реализацию приемопередатчика более сложной.

Когда три части группы 3×3 поднесущих, включающей в себя 9 поднесущих в частотно-временной области, выделены каналу ACK, как описано выше, настоящее изобретение предусматривает следующую постановку для того, чтобы снизить сложность реализации. То есть вариант осуществления настоящего изобретения предлагает способ использования векторного индекса ACK, который является частью кодового слова информации о качестве канала (CQI), для передачи информации ACK, которая является управляющей информацией восходящей линии связи, и повторного использования шаблона модуляции CQI в качестве шаблона модуляции. Хотя в вышеизложенном способе использовались символы 3-PSK, в следующем способе в качестве символов передачи будут использоваться символы QPSK.

Со ссылкой на фиг.5, бит ACK восходящей линии связи, который должен передаваться, вводится в некогерентный модулятор через кодировщик канала. Некогерентный модулятор модулирует символы передачи для сигнала передачи с использованием схемы ортогональной модуляции, и выводит модулированные символы передачи в блок обратного БПФ. Блок обратного БПФ выполняет обратное БПФ над модулированными символами передачи и передает обработанные обратным БПФ символы передачи.

Два шаблона, которые должны использоваться для ортогональной модуляции, показаны в таблице 2. В дополнение, векторные индексы ACK шаблонов заданы с использованием части кодового слова CQI.

Таблица 2Бит ACKВекторные индексы ACKФрагмент 0Фрагмент 1Фрагмент 200001472

Как показано в таблице 2, фрагмент 0, фрагмент 1 и фрагмент 2 векторных индексов ACK представляют три части группы 3×3 поднесущих, включающей в себя 9 поднесущих. Кодовые слова ACK принадлежат набору ортогональных векторов и непосредственно отображаются в поднесущие. Ортогональные векторы далее будут описаны более подробно со ссылкой на фиг.6.

Со ссылкой на таблицу 2, для бита ACK=0, векторные индексы ACK фрагмента 0, фрагмента 1 и фрагмента 2 все устанавливаются в '0', а для бита ACK=1, векторный индекс ACK блока 0 устанавливается в 4, векторный индекс ACK 1 устанавливается в 7, а векторный индекс ACK фрагмента 2 устанавливается в 2. Ортогональные векторы включают в себя символы модуляции QPSK, как проиллюстрировано на фиг.6.

Фиг.6 - схема, иллюстрирующая ортогональные векторы для передачи информации ACK восходящей линии связи в системе связи с OFDMA, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Со ссылкой на фиг.6, ортогональные векторы P0, P1, P2 и P3 являются символами модуляции QPSK и могут рассчитываться согласно уравнению (2), приведенному ниже. Поскольку ортогональные векторы равным образом используются в CQI, шаблон модуляции CQI может использоваться повторно.

8 поднесущих группы 3×3 поднесущих, включающей в себя 9 поднесущих, передают символы, проиллюстрированные на фиг.6, а оставшаяся одна поднесущая передает контрольный символ. Контрольный символ может выбираться произвольно. Значения символов передачи заданы в качестве ортогональных векторов для соответствующих векторных индексов, как проиллюстрировано на фиг.6.

Более точно, если даны 1-битные информационные данные (бит ACK), которые должны передаваться, передатчик 100 передает информационные данные для ACK, применяя равенство (2). Для бита ACK=0, значения символов передачи фрагмента 0, фрагмента 1 и фрагмента 2 устанавливаются как P0, P1, P2, P3, P0, P1, P2, P3, соответствующие векторному индексу 0. Однако для бита ACK=1 векторы символов передачи фрагмента 0 устанавливаются в качестве P0, P0, P0, P0, P0, P0, P0, P0, соответствующие векторному индексу 4, а значения символов передачи фрагмента 1 устанавливаются в качестве P0, P2, P2, P0, P2, P0, P0, P2, соответствующие векторному индексу 7. В дополнение, значения символов передачи фрагмента 2 устанавливаются в качестве P0, P0, P1, P1, P2, P2, P3, P3, соответствующие векторному индексу 2.

В приемнике 200, по приему сигнала передачи с передатчика 100, блок 230 БПФ выполняет БПФ над принятым сигналом. Некогерентный демодулятор 220 рассчитывает квадрат абсолютного значения по значению корреляции для двух возможных шаблонов, показанных в таблице 2, для каждой из трех частей группы 3×3 поднесущих, включающей в себя 9 поднесущих. После этого декодер 210 канала рассчитывает сумму квадратов абсолютных значений по значениям корреляции шаблона, соответствующего двум возможным кодовым словам, а затем определяет, что бит информационных данных (бит ACK), соответствующий кодовому слову, имеющему максимальное значение среди кодовых слов, передавался передатчиком 100.

Несмотря на то что настоящее изобретение было описано со ссылкой на пример, в котором восходящий сегмент имеет структуру 3×3 поднесущих, включающую в себя 9 поднесущих, состоящих из одной поднесущей контрольного сигнала и 8 поднесущих данных, настоящее изобретение не ограничивается примером. Например, в подканале частичного использования (PUSC) восходящий сегмент имеет структуру 4×3 поднесущих, включающую в себя 12 поднесущих, состоящих из 4 поднесущих контрольного сигнала и 8 поднесущих данных. В отличие от традиционного способа новый способ согласно настоящему изобретению может применяться к последней структуре сегментов.

Фиг.7 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая работу передатчика для передачи информации ACK восходящей линии связи в системе связи OFDMA, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Со ссылкой на фиг.7, на этапе 701 передатчик формирует сигнал ACK, указывающий наличие/отсутствие ошибки в нисходящем пакете, например, ACK='0' или ACK='1'. На этапе 703 передатчик выбирает шаблон ортогональной модуляции, в зависимости от сформированного сигнала ACK, и выбирает символы передачи, соответствующие выбранному шаблону ортогональной модуляции. На этапе 705 передатчик отображает выбранные символы передачи в каждую из выделенных групп поднесущих, то есть каждую из трех групп 3×3 поднесущих. На этапе 707 передатчик выполняет обратное БПФ над группами поднесущих, в каждую из которых отображаются символы передачи.

Фиг.8 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая работу приемника для приема информации ACK восходящей линии связи в системе связи OFDMA, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Со ссылкой на фиг.8, на этапе 801 приемник принимает сигнал передачи с передатчика и выполняет БПФ над принятым сигналом. На этапе 803 приемник рассчитывает квадрат абсолютного значения по возможному значению корреляции, согласно сигналу ACK, для каждой из трех групп 3×3 поднесущих. На этапе 805 приемник рассчитывает сумму квадратов абсолютных значений для значений корреляции групп поднесущих для каждого сигнала ACK. На этапе 807 приемник выбирает сигнал ACK, в котором рассчитанная сумма квадратов абсолютных значений максимизирована, например ACK='0' или ACK='1', и определяет, что выбранный сигнал ACK передавался передатчиком.

Как описано в предыдущем описании, во время передачи ACK восходящей линии связи не является необходимым создавать отдельный шаблон модуляции или создавать символы 3-PSK для передачи ACK восходящей линии связи, а во время приема ACK восходящей линии связи используется только часть принятого кодового слова CQI, тем самым, снижая сложность реализации приемопередатчика.

В дополнение, настоящее изобретение может эффективно передавать информацию ACK восходящей линии связи с использованием заданных частотно-временных ресурсов. Кроме того, настоящее изобретение передает информацию ACK восходящей линии связи с использованием традиционных ресурсов, тем самым, сохраняя традиционные эксплуатационные показатели.

В PUSC, определенном стандартом 802.16d D5, восходящий сегмент имеет структуру 4×3 поднесущих и включает в себя 4 контрольных символа и 8 символов данных. В этом случае, в отличие от традиционного способа, к этой структуре сегментов может быть применен новый способ.

Несмотря на то что настоящее изобретение было показано и описано со ссылкой на некоторые предпочтительные варианты его осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что различные изменения по форме и содержанию могут быть сделаны в них, не изменяя сущность и не выходя из объема изобретения, которые определены прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к способу и устройству для передачи управляющей информации в системе мобильной связи. Техническим результатом является повышение надежности передачи информации подтверждения (АСК) восходящей линии связи и снижение доли служебных протокольных данных. Способ и устройство для передачи информации подтверждения (АСК) восходящей линии связи в системе связи, использующей схему множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA), включает в себя прием бита данных для АСК восходящей линии связи; вывод кодовых слов, соответствующих биту данных; выполнение модуляции квадратурной фазовой манипуляцией (QPSK) над символами для векторных индексов АСК, соответствующих кодовым словам для принятого бита данных; выполнение обратного быстрого преобразования Фурье (обратного БПФ) над сигналом передачи, содержащим группы поднесущих, которым назначены модулированные символы передачи; и передачу обработанного обратным БПФ сигнала передачи. 8 н. и 41 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ передачи информации подтверждения (АСК) восходящей линии связи в системе связи, использующей схему множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA), способ, содержит этапы, на которых:

формируют информацию АСК восходящей линии связи, которая должна передаваться, с учетом статуса нисходящего пакета;

выводят кодовые слова, соответствующие сформированной информации АСК восходящей линии связи;

выполняют ортогональную модуляцию над символами передачи, соответствующими кодовым словам;

назначают ортогонально модулированные символы передачи каждой группе поднесущих, определенной в системе связи;

и передают назначенные восходящей линии связи поднесущие.

Бит АСКВекторный индекс АСК Сегмент 0Сегмент 1Сегмент 200001472

где каждый сегмент составлен из предопределенного количества поднесущих.

Векторный индексМодуляция поднесущей по кодовому слову поднесущая 0, поднесущая 1, ..., поднесущая 70Р0, Р1, Р2, Р3, Р0, Р1, Р2, Р31Р0, Р3, Р2, Р1, Р0, Р3, Р2, Р12Р0, Р0, Р1, Р1, Р2, Р2, Р3, Р33Р0, Р0, Р3, Р3, Р2, Р2, Р1, Р14Р0, Р0, Р0, Р0, Р0, Р0, Р0, Р05Р0, Р2, Р0, Р2, Р0, Р2, Р0, Р26Р0, Р2, Р0, Р2, Р2, Р0, Р2, Р07Р0, Р2, Р2, Р0, Р2, Р0, Р0, Р2

принимают бит данных для информации АСК восходящей линии связи, учитывая статус нисходящего пакета;

выводят кодовые слова, соответствующие биту данных;

выполняют модуляцию квадратурной фазовой манипуляцией (QPSK) над символами для векторных индексов АСК, соответствующих кодовым словам для принятого бита данных;

выполняют обратное быстрое преобразование Фурье (обратное БПФ) над сигналом передачи, содержащим группы поднесущих, которым назначены модулированные символы передачи; и

передают обработанный обратным БПФ сигнал передачи.

устанавливают значения символов передачи согласно предопределенному шаблону модуляции, соответствующему векторным индексам АСК, которые являются частью кодового слова для принятого бита данных;

выполняют модуляцию QPSK над символами, соответствующими векторному индексу АСК; и

назначают символы передачи модулированной поднесущей группе поднесущих.

Бит АСКВекторный индекс АСК Сегмент 0Сегмент 1Сегмент 20n001472

где каждый сегмент составлен из предопределенного количества поднесущих.

Векторный индекс Модуляция поднесущей по кодовому слову поднесущая 0, поднесущая 1, ..., поднесущая 7 0Р0, Р1, Р2, Р3, Р0, Р1, Р2, Р31Р0, Р3, Р2, Р1, Р0, Р3, Р2, Р12P0, Р0, Р1, Р1, Р2, Р2, Р3, Р33Р0, Р0, Р3, Р3, Р2, Р2, Р1, Р14Р0, Р0, Р0, Р0, Р0, Р0, Р0, Р05Р0, Р2, Р0, Р2, Р0, Р2, Р0, Р26Р0, Р2, Р0, Р2, Р2, Р0, Р2, Р07Р0, Р2, Р2, Р0, Р2, Р0, Р0, Р2

формируют сигнал АСК согласно тому, существует ли ошибка в нисходящем пакете;

выбирают шаблон ортогональной модуляции, соответствующий сформированному сигналу АСК;

выбирают символ передачи, соответствующий выбранному шаблону ортогональной модуляции;

отображают символ передачи в каждую из предопределенных групп поднесущих;

выполняют обратное быстрое преобразование Фурье (обратное БПФ) над каждой из групп поднесущих, в которую отображается символ передачи; и

передают обработанный обратным БПФ сигнал передачи.

Бит АСКВекторный индекс Сегмент 0Сегмент 1Сегмент 200001472

где каждый сегмент составлен из предопределенного количества поднесущих.

Векторный индексМодуляция поднесущей по кодовому слову поднесущая 0, поднесущая 1, ..., поднесущая 70Р0, Р1, Р2, Р3, Р0, Р1, Р2, Р31Р0, Р3, Р2, Р1, Р0, Р3, Р2, Р12Р0, Р0, Р1, Р1, Р2, Р2, Р3, Р33Р0, Р0, Р3, Р3, Р2, Р2, Р1, Р14Р0, Р0, Р0, Р0, Р0, Р0, Р0, Р05Р0, Р2, Р0, Р2, Р0, Р2, Р0, Р26Р0, Р2, Р0, Р2, Р2, Р0, Р2, Р07Р0, Р2, Р2, Р0, Р2, Р0, Р0, Р2

выполняют быстрое преобразование Фурье (БПФ) над сигналом, принятым от передатчика;

рассчитывают квадрат абсолютного значения по значению корреляции для предопределенного количества возможных шаблонов, для каждой из групп поднесущих обработанного БПФ сигнала;

рассчитывают сумму квадратов абсолютных значений для значений корреляции соответствующего шаблона для векторных индексов, которые являются частью кодового слова; и

определяют бит информационных данных, соответствующих векторному индексу АСК, имеющему максимальное значение среди рассчитанных значений.

Бит АСКВекторный индекс АСК Сегмент 0Сегмент 1Сегмент 200001472

где каждый сегмент составлен из предопределенного количества групп поднесущих.

Векторный индексМодуляция поднесущей по кодовому слову поднесущая 0, поднесущая 1, ..., поднесущая 70Р0, Р1, Р2, Р3, Р0, Р1, Р2, Р31Р0, Р3, Р2, Р1, Р0, Р3, Р2, Р12Р0, Р0, Р1, Р1, Р2, Р2, Р3, Р33Р0, Р0, Р3, Р3, Р2, Р2, Р1, Р14Р0, Р0, Р0, Р0, Р0, Р0, Р0, Р05Р0, Р2, Р0, Р2, Р0, Р2, Р0, Р26Р0, Р2, Р0, Р2, Р2, Р0, Р2, Р07Р0, Р2, Р2, Р0, Р2, Р0, Р0, Р2

принимают сигнал передачи от передатчика;

выполняют быстрое преобразование Фурье (БПФ) над принятым сигналом;

рассчитывают квадрат абсолютного значения по возможному значению корреляции, в зависимости от сигнала АСК, для каждой из групп поднесущих, определенных в системе связи;

рассчитывают сумму квадратов абсолютных значений для значений корреляции групп поднесущих для сигнала АСК;

выбирают сигнал АСК, в котором рассчитанная сумма квадратов абсолютных значений максимизирована; и

определяют выбранный сигнал АСК в качестве сигнала, переданного с передатчика.

некогерентный модулятор для выполнения модуляции квадратурной фазовой манипуляцией (QPSK) над символами для векторных индексов АСК, соответствующих кодовому слову для принятого информационного бита, и вывода символов передачи для поднесущей; и

блок обратного быстрого преобразования Фурье (обратного БПФ) для выполнения обратного БПФ над сигналом передачи, имеющим в распоряжении группы поднесущих, которым назначены модулированные символы передачи, и передачи обработанного обратным БПФ сигнала передачи.

Бит АСКВекторный индексе АСК Сегмент 0Сегмент 1Сегмент 200001472

где каждый сегмент представляет предопределенное количество групп поднесущих.

Векторный индексМодуляция поднесущей по кодовому слову поднесущая 0, поднесущая 1, ..., поднесущая 70Р0, Р1, Р2, Р3, Р0, Р1, Р2, Р31Р0, Р3, Р2, Р1, Р0, Р3, Р2, Р12Р0, Р0, Р1, Р1, Р2, Р2, Р3, Р33Р0, Р0, Р3, Р3, Р2, Р2, Р1, Р14Р0, Р0, Р0, Р0, Р0, Р0, Р0, Р05Р0, Р2, Р0, Р2, Р0, Р2, Р0, Р26Р0, Р2, Р0, Р2, Р2, Р0, Р2, Р07Р0, Р2, Р2, Р0, Р2, Р0, Р0, Р2

по отношению к конкретной группе поднесущих.

блок быстрого преобразования Фурье (БПФ) для выполнения БПФ над сигналом, принятым от передатчика;

некогерентный демодулятор для выполнения модуляции квадратурной фазовой манипуляцией (QPSK) посредством расчета квадрата абсолютного значения по значению корреляции для предопределенного количества возможных шаблонов для каждой из групп поднесущих обработанного БПФ сигнала; и

декодер канала для расчета суммы квадратов абсолютных значений для значений корреляции соответствующего шаблона для векторных индексов АСК, которые являются частью кодового слова, и определения бита информационных данных, соответствующего векторному индексу АСК, имеющему максимальное значение среди рассчитанных значений.

Бит АСКВекторный индекс АСК Сегмент 0Сегмент 1Сегмент 200001472

где каждый сегмент представляет предопределенное количество групп поднесущих.

Векторный индексМодуляция поднесущей по кодовому слову поднесущая 0, поднесущая 1, ..., поднесущая 70Р0, Р1, Р2, Р3, Р0, Р1, Р2, Р31Р0, Р3, Р2, Р1, Р0, Р3, Р2, Р12Р0, Р0, Р1, Р1, Р2, Р2, Р3, Р33Р0, Р0, Р3, Р3, Р2, Р2, Р1, Р14РО, P0, Р0, Р0, Р0, Р0, Р0, Р05Р0, Р2, Р0, Р2, Р0, Р2, Р0, Р26Р0, Р2, Р0, Р2, Р2, Р0, Р2, Р07Р0, Р2, Р2, Р0, Р2, Р0, Р0, Р2

формируют сигнал АСК согласно тому, существует или нет ошибка в нисходящем пакете;

выбирают предопределенный шаблон модуляции, составленный из большого количества сегментов, которые включают в себя некоторое количество поднесущих, соответствующих сформированному сигналу АСК;

выбирают символы передачи, соответствующие выбранному шаблону модуляции; и

передают выбранные символы передачи с использованием канала АСК восходящей линии связи.

Бит АСКВекторный индекс АСК Сегмент 0Сегмент 1Сегмент 200001472

Векторный индексМодуляция поднесущей по кодовому слову поднесущая 0, поднесущая 1, ..., поднесущая 70Р0, Р1, Р2, Р3, Р0, Р1, Р2, Р31Р0, Р3, Р2, Р1, Р0, Р3, Р2, Р12Р0, Р0, Р1, Р1, Р2, Р2, Р3, Р33Р0, Р0, Р3, Р3, Р2, Р2, Р1, Р14Р0, Р0, Р0, Р0, Р0, Р0, Р0, Р05Р0, Р2, Р0, Р2, Р0, Р2, Р0, Р26Р0, Р2, Р0, Р2, Р2, Р0, Р2, Р07РО, Р2, Р2, Р0, Р2, Р0, Р0, Р2

где символы модуляции рассчитывают согласно: