СИСТЕМА И СПОСОБ РАДИОСВЯЗИ Российский патент 2011 года по МПК H04B7/26 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к области радиосвязи, а конкретно касается устройства радиосвязи и способа радиосвязи, соответствующего способу адаптивной модуляции и кодирования (Adaptive Modulation and Channel Coding, AMC).

Уровень техники

В системе радиосвязи, точнее в системе мобильной связи, из-за постоянного изменения условий связи качество сигнала подвержено изменениям в большей или меньшей степени. Качество связи выражается информацией о качестве канала (или показателем качества канала - Channel Quality Indicator, CQI), конкретным примером которого являются величины отношения мощности полезного сигнала к мощности нежелательного сигнала, такие как отношение мощностей «сигнал/шум» (Signal-to-Noise Ratio, SNR), «сигнал/помеха» (Signal-to-lnterference Ratio, SIR), «сигнал/помеха+шум» (Signal-to-lnterference plus Noise Ratio, SINR) и им подобные. В современных системах связи, с целью улучшения качества связи в системе, реализуется концепция доступа с высокоскоростной передачей пакетированных данных по каналам нисходящей линии связи (High Speed Downlink Packet Access, HSDPA), технология управления мощностью передачи (Transmission Power Control, TPC), адаптивного управления модуляцией и кодированием (Adaptive Modulation and Channel Coding, AMC) и т.п. Подробная информация по вопросам TPC и AMC приведена в непатентной публикации 1, указанной ниже.

Фиг.1 схематически изображает систему радиосвязи, а конкретно общий канал пакетированных данных, канал управления, соответствующий нисходящей линии связи и передаваемый по нисходящей линии связи, а также канал управления, соответствующий восходящей линии связи и передаваемый по восходящей линии связи. Следует отметить, что канал данных восходящей линии связи на фиг.1 для простоты не показан. Общий канал пакетированных данных используется для передачи данных, которые соответствуют полезной информации. В то время как производится передача общего канала пакетированных данных с применением AMC, мощность передачи в данном канале поддерживается на постоянном уровне. В общем, процедура AMC адаптивным образом производит смену способов модуляции и скоростей канального кодирования в каждый интервал времени передачи (Transmission Time Interval, TTI) пакетов, например, равный 2 мс, в соответствии с условиями радиосвязи, тем самым увеличивая эффективность передачи. Общий канал пакетированных данных совместно используется множеством абонентов, при этом в указанном канале используется способ мультиплексирования с временным уплотнением (Time Division Multiplexing, TDM). Канал управления, соответствующий нисходящей линии связи (в дальнейшем «канал управления нисходящей линии связи»), главным образом передает информацию, необходимую для передачи общего канала пакетированных данных. Канал управления нисходящей линии связи осуществляет передачу с фиксированной схемой модуляции и фиксированной скоростью кодирования, при этом производится управление мощностью передачи (ТРС). Канал управления нисходящей линии связи передает номер пакета, данные о схеме модуляции и скорости кодирования для общего канала пакетированных данных, код управления мощностью передачи, код управления повторной передачей и подобную информацию. Канал управления, соответствующий восходящей линии связи (в дальнейшем «канал управления восходящей линии связи»), также передается с фиксированной схемой модуляции и скоростью кодирования, и при этом также производится управление мощностью передачи. Канал управления восходящей линии связи передает информацию о качестве канала (CQI), код управления мощностью передачи, код управления повторной передачей и подобную информацию.

Фиг.2 поясняет принцип действия процедуры АМС. На фиг.2 горизонтальная ось представляет время, а вертикальная ось представляет величину SIR. Величина SIR показывает качество сигнала, принимаемого мобильной станцией, и может соответствовать, например, показателю CQI, который подлежит передаче через канал управления восходящей линии связи на базовую станцию. В общем случае, чем больше величина SIR, тем лучше условия связи, что позволяет осуществлять связь с высоким качеством. При осуществлении способа АМС, путем сопоставления различных значений SIR, производится определение того, какие следует использовать виды схем модуляции и скоростей кодирования. В рассматриваемом примере подготовлены пять способов модуляции и скоростей кодирования и обозначены в виде номеров схем модуляции и кодирования (Modulation and Coding Scheme, MCS) с 1 no 5 (MCS1-MCS5). Определение номера среди подготовленных сочетаний производится как выбор варианта. Схему MCS1, которая имеет наименьший индекс и наименьшую скорость кодирования, следует применять при плохих условиях радиосвязи. С другой стороны, схема MCS5 имеет наибольший индекс и наибольшую скорость кодирования, и ее следует применять при идеальных условиях связи. Схемы MCS2, MCS3 и MCS4 представляют собой промежуточные сочетания между MCS1 и MCS5. Например, когда в качестве способов модуляции подготовлена квадратурная фазовая модуляция (Quadrature Phase Shift Keying, QPSK), 16-уровневая квадратурная амплитудная модуляция (16 Quadrature Amplitude Modulation, 16QAM) и 64-уровневая квадратурная амплитудная модуляция (64 Quadrature Amplitude Modulation, 64QAM), то, к примеру, QPSK используется в схеме MCS1, а 64QAM используется в схеме MCS5. Когда в качестве скоростей кодирования подготовлены скорости 1/3, 1/2 и 3/4, то 1/3 используется в схеме MCS1, а 3/4 используется в схеме MCS5.

При способе АМС мобильная станция получает пилотный сигнал (который также называют пилотным каналом или опорным сигналом), который мобильная станция опознает, формирует информацию о качестве канала (CQI) и передает сформированные данные CQI на базовую станцию через канал управления восходящей лини связи. Базовая станция, в соответствии с полученной информацией CQI, определяет (выбирает) подходящее сочетание способа модуляции и скорости кодирования, передает информацию о выбранном сочетании на мобильную станцию через канал управления нисходящей линии связи, и, используя указанное сочетание, производит передачу общего канала пакетированных данных. Мобильная станция производит прием общего канала пакетированных данных, используя переданные данные о сочетании способа модуляции и скорости кодирования. Путем выполнения таких операций для каждого пакета (каждого ТТ1) можно передавать канал данных с таким способом модуляции и такой скоростью кодирования, которые наилучшим образом отвечают условиям радиосвязи, и тем самым увеличивать эффективность передачи данных.

Как говорилось выше, при использовании соответствующих каналов управления производится управление мощностью передачи. Мобильная станция принимает пилотный сигнал, измеряет величину SIR, которая соответствует показателю CQI, сравнивает измеренное значение SIR с целевым значением, определяет содержание кода управления мощностью передачи (обычно размером 1 бит) и передает это содержание на базовую станцию. Базовая станция увеличивает или уменьшает мощность передатчика в соответствии с принятым кодом управления мощностью передачи, а именно производится адаптивное увеличение или уменьшение мощности передачи в соответствии с условиями радиосвязи, и тем самым улучшается качество канала управления.

Непатентная публикация 1:3GPP, TR25.848 "Physical Layer Aspects of UTRA High Speed Downlink Packet Access" («Вопросы физического уровня при высокоскоростном доступе к пакетированным данным в нисходящей линии связи в стандарте UTRA»).

Как уже упоминалось, даже в стандартных системах принимались и принимаются различные меры для улучшения качества связи. Однако этих мер не достаточно для систем связи завтрашнего дня, ибо системы связи в будущем потребуют дальнейшего улучшения качества связи, высокой пропускной способности и т.п., что, как следствие, потребует высокоэффективного использования ресурсов. С другой стороны, ресурсы, занимаемые каналом управления, не могут быть использованы для полезной информации. Поэтому желательно уменьшать количество информации в канале управления.

Код управления мощностью передачи во многих случаях выражается двоичным словом из 2 битов. Это выгодно, поскольку к передаваемой информации легко обращаться, но может отрицательно сказаться на качестве связи, если прием информации происходит с ошибками. Например, если мобильная станция посылает на базовую станцию запрос увеличить мощность передачи, то в случае ошибочного приема базовой станцией кода управления, базовая станция произведет передачу с пониженной мощностью, что, по меньшей мере, в данный момент приведет к ухудшению SIR, что вызовет неустойчивую работу мобильной станции.

Раскрытие изобретения

В связи с вышеизложенным, настоящее изобретение направлено на создание устройства радиосвязи и способа радиосвязи, которые могут сократить количество информации в канале управления, и осуществлять соответствующее управление мощностью передачи, при которой производится передача канала управления.

В соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения предлагается устройство радиосвязи, выполненное с возможностью адаптивного управления способом модуляции и скоростью кодирования канала данных в соответствии с полученной информацией о качестве канала. Устройство содержит первую таблицу данных, устанавливающую первое соотношение соответствия между способом модуляции и скоростью кодирования и информацией о качестве канала; вторую таблицу данных, устанавливающую второе соотношение соответствия между мощностью передачи канала управления и информацией о качестве канала; первый блок выбора, выполненный с возможностью обращения к первой таблице данных для выбора способа модуляции и скорости кодирования канала данных в соответствии с полученной информацией о качестве канала; второй блок выбора, выполненный с возможностью обращения ко второй таблице данных для выбора мощности передачи канала управления в соответствии с полученной информацией о качестве канала; и передающий блок, выполненный с возможностью передачи канала данных в соответствии с выбранным способом модуляции и скоростью кодирования, и с возможностью передачи канала управления с выбранной мощностью.

В соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения может быть снижен объем информации канала управления и осуществлено соответствующее управление мощностью передачи канала управления.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлена схема системы радиосвязи.

Фиг.2 представляет собой диаграмму, поясняющую принцип работы адаптивной модуляции и кодирования (АМС).

Фиг.3 представляет собой блок-схему (часть I) устройства радиосвязи, соответствующего примеру варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 представляет собой еще одну блок-схему (часть II) устройства радиосвязи, соответствующего примеру варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 представляет собой блок-схему системы радиосвязи, в основе которой лежит технология OFCDM.

Фиг.6 представляет схему алгоритма, иллюстрирующую процедуру определения способа модуляции, скорости кодирования и мощности передачи.

Фиг.7 представляет собой конкретный пример таблицы данных.

Фиг.8 изображает, как осуществить способ адаптивной модуляции и управление скоростью кодирования, а также управление мощностью передачи.

Фиг.9 представляет собой другой конкретный пример таблицы данных.

Фиг.10 представляет собой еще один конкретный пример таблицы данных.

Фиг.11 изображает интервалы значений SIR.

Перечень ссылочных символов

С 302-1 по 302-N_D - блок формирования канала данных;

304 - блок формирования канала управления;

306 - блок мультиплексирования;

308 - блок обратного быстрого преобразования Фурье;

310 - блок формирования защитного интервала;

312 - блок цифроаналогового (D/A) преобразования;

322 - турбокодер;

324 - модулятор данных;

326 - перемежитель;

328 - блок последовательно-параллельного (S/P) преобразования;

330 - блок расширения спектра;

342 - сверточный кодер;

344 - модулятор QPSK;

346 - перемежитель;

348 - блок последовательно-параллельного (S/P) преобразования;

350 - блок регулировки уровня;

352 - таблица данных;

354 - блок управления;

402 - ортогональный модулятор;

404 - гетеродин;

412 - полосовой фильтр;

414 - усилитель мощности;

416 - передающая антенна.

Осуществление изобретения

В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения производится обращение к таблице данных, показывающей взаимосвязь между информацией о качестве канала, способом модуляции и скоростью кодирования канала данных, а также мощностью при передаче канала управления, и, в соответствии с информацией о качестве принимаемого канала, производится выбор способа модуляции и скорости кодирования канала данных, а также мощности при передаче канала управления. Передача канала данных осуществляется с выбранными способом модуляции и скоростью кодирования, а передача канала управления производится с выбранной мощностью передачи. Поскольку для управления мощностью передачи канала управления вместо кода управления мощностью передачи используется информация о качестве канала (CQI), то необходимость в коде управления мощностью передачи, который традиционно всегда был необходим, может быть исключена. Хотя код управления мощностью передачи выражается всего 1 битом, этот бит сопровождает каждый пакет. Поэтому, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения, получается экономия значительного объема ресурсов. Кроме того, в отличие от случая передачи кода управления мощностью передачи, кодирование кодами, исправляющими ошибки, может быть применено к информации о качестве канала (CQI). Поэтому становится возможным точнее передавать управляющий сигнал для регулирования мощности передачи, если использовать информацию о качестве канала (CQI), а не код управления мощностью передачи, и, тем самым, дать возможность более устойчивого регулирования мощности передачи.

Информация о качестве канала может быть выражена отношением мощностей полезного сигнала и помехи в сигнале, принимаемом партнером по радиосвязи.

Информация о качестве канала может быть выражена комбинацией способа модуляции и скорости кодирования, которую указывает партнер по связи. При этом мощность передачи, подходящая для партнера по связи, может быть установлена независимо от возможностей партнера в части подавления помех.

Устройство для радиосвязи, в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, может быть установлено на базовой станции системы мобильной связи.

Соотношение соответствия в таблице данных можно определить так, чтобы мощность передачи становилась меньше, когда качество сигнала, указывающее информацию о качестве канала, становится лучше. По-другому, соотношение соответствия в таблице данных можно определить так, чтобы мощность передачи становилась выше, когда качество сигнала, указывающее информацию о качестве канала, становится хуже.

Информация о качестве канала в таблице данных может быть выражена несколькими интервалами числовых значений.

Одну или несколько границ, которые устанавливают эти интервалы значений, можно изменять в соответствии с управляющей информацией повторной передачи пакетов данных, полученной от партнера по связи. Поскольку, если запрашивается повторная передача, состояние трассы передачи (канала передачи) не является благоприятным, информация управления повторной передачей может указывать на качество трассы передачи, подобно информации о качестве канала (CQI). Когда в соответствии с информацией о качестве канала и информацией управления повторной передачей производится обновление таблицы данных, управление мощностью передачи можно осуществлять таким образом, какой наиболее подходит к условиям радиосвязи. После определения мощность передачи может быть откорректирована в соответствии с информацией управления повторной передачей, полученной от партнера по связи, при этом одновременно производится обновление таблицы данных.

Пример 1

На фиг.3 показана блок-схема устройства связи, соответствующего первому варианту осуществления настоящего изобретения. Данное устройство обычно предусматривается на базовой станции, однако может быть предусмотрено и на мобильной абонентской станции. Базовая станция используется в системе связи в соответствии с технологией мультиплексирования с ортогональным разделением частот (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM). Базовая станция содержит блоки с 302-1 по 302-N_D формирования канала данных, число которых равно N_D, блок 304 формирования канала управления, блок 306 (MUX) мультиплексирования, блок 308 быстрого обратного преобразования Фурье, блок 310 формирования защитного интервала, блок 312 (D/A) цифроаналогового преобразования, таблицу 352 данных и блок 354 управления. Поскольку структуры и функции блоков с 302-1 по 302-N_D формирования канала данных (число которых равно N_D) идентичны, блок 302-1 формирования канала данных может в последующем описании представлять остальные блоки. Каждый из N_D блоков формирования канала данных (с 302-1 по 302-N_D) может формировать один канал данных одного абонента, при этом один канал данных одного абонента может формироваться одним или несколькими блоками формирования канала данных. Блок 302-1 формирования канала данных содержит турбокодер 322, модулятор 324 данных, перемежитель 326 и блок 328 (S/P) последовательно-параллельного преобразования. Блок 304 формирования канала управления содержит сверточный кодер 342, модулятор 344 QPSK, перемежитель 346, блок 348 (S/P) последовательно-параллельного преобразования и блок 350 регулировки уровня.

Блоки с 302-1 по 302-N_D формирования канала данных (число которых равно N_D) выполняют обработку в основной полосе частот с целью передачи данных трафика в соответствии с технологией OFDM. Турбокодер 322 производит кодирование кодами с исправлением ошибок с целью увеличения устойчивости данных трафика к ошибкам. Модулятор 324 данных использует подходящий способ модуляции, такой как QPSK, 16QAM, 64QAM или аналогичный, чтобы произвести модуляцию данных трафика. Поскольку осуществляется управление АМС, способы модуляции в модуляторе 324 данных и скорости кодирования в турбокодере 322 изменяются в соответствии с инструкциями от блока 354 управления. Перемежитель 326 изменяет порядок следования данных трафика в соответствии с установленным законом. Блок 328 (S/P) последовательно-параллельного преобразования преобразует сигнальную последовательность (поток) в параллельные сигнальные кортежи. Число параллельных сигнальных кортежей может быть определено в зависимости от числа поднесущих.

Блок 304 формирования канала управления выполняет обработку в основной полосе частот с целью передачи управляющей информации в соответствии с технологией OFDM. Сверточный кодер 342 производит кодирование с целью увеличения устойчивости управляющей информации к ошибкам. Модулятор 344 QPSK модулирует управляющую информацию в соответствии со способом модуляции QPSK. Хотя можно использовать любой подходящий способ модуляции, в данном примере применена модуляция QPSK, имеющая небольшое число уровней, поскольку объем управляющей информации сравнительно мал. Управление АМС при передаче канала управления не осуществляется, и поэтому способ кодирования и скорость модуляции остаются одинаковыми независимо от условий радиосвязи. Перемежитель 346 изменяет порядок следования управляющей информации в соответствии с заданным законом. Блок 348 (S/P) последовательно-параллельного преобразования преобразует сигнальную последовательность (поток) в параллельные сигнальные кортежи. Число параллельных сигнальных кортежей может быть определено в зависимости от числа поднесущих. Блок 350 регулировки уровня производит подстройку амплитуды (мощности) цифрового сигнала, указывающего канал управления, в соответствии с инструкциями блока 354 управления.

Блок 306 мультиплексирования производит мультиплексирование данных трафика и управляющей информации, которые уже были обработаны блоками формирования. Мультиплексирование может выполняться одним из следующих способов: способом временного мультиплексирования, способом частотного мультиплексирования, способом кодового мультиплексирования или сочетанием двух или нескольких указанных способов. В рассматриваемом примере в блок 306 мультиплексирования подается пилотный канал, который в свою очередь подвергается мультиплексированию. В другом примере пилотный канал может подаваться в блок 348 последовательно-параллельного преобразования, как показано прерывистой линией на фиг.3, и подвергаться мультиплексированию в частотной области.

Блок 308 быстрого обратного преобразования Фурье выполняет быстрое обратное преобразование Фурье сигнала, поступающего на вход блока, так, чтобы промодулировать входной сигнал в соответствии с технологией OFDM.

Блок 310 формирования защитного интервала добавляет к модулированному сигналу защитный интервал, чтобы сформировать символ в соответствии с технологией OFDM. Защитный интервал получается путем копирования части конечного сегмента символа, подлежащего передаче.

Блок 312 (D/A) преобразует цифровой сигнал основной полосы частот в аналоговый сигнал.

Таблица 352 данных указывает соотношение соответствия между информацией о качестве канала (CQI) способом модуляции и скоростью кодирования данных канала, а также мощностью передачи канала управления.

Блок 354 управления производит обращение к таблице данных 352, чтобы выбрать способ модуляции, скорость кодирования и мощность передачи, соответствующие информации о качестве канала (CQI). Выбранные способ модуляции, скорость кодирования и способ передачи подаются на турбокодер 322, модулятор 324 данных и в блок 350 регулировки уровня. Как говорилось выше, блок 354 управления может корректировать содержание информации, подаваемой на различные элементы, такие как турбокодер и подобные устройства, а также корректировать содержимое таблицы в соответствии с кодом управления повторной передачей, принятым от мобильной станции.

На фиг.4 изображена блок-схема устройства связи. Точнее, фиг.4 изображает радиочастотную передающую часть, которая является ступенью, следующей за блоком 312 цифроаналогового преобразования, показанным на фиг.3. Радиочастотная передающая часть содержит ортогональный модулятор 402, гетеродин 404, полосовой фильтр 406, смеситель 408, гетеродин 410, полосовой фильтр 412 и усилитель 414 мощности.

Ортогональный модулятор 402 формирует квадратурную компоненту (Q) и синфазную компоненту (I) промежуточной частоты из сигнала, подаваемого на вход модулятора 402. Полосовой фильтр 406 убирает частотные составляющие, ненужные для полосы пропускания по промежуточной частоте. Смеситель 408, используя гетеродин 410, преобразует сигнал промежуточной частоты в высокочастотный сигнал (производит перенос спектра сигнала в область высоких частот). Полосовой фильтр 412 убирает ненужные частотные составляющие. Усилитель 414 мощности усиливает сигнал, поступающий от полосового фильтра 412 с целью передачи указанного сигнала из антенны 416.

Когда вместо технологии OFDM используется технология мультиплексирования с ортогональным частотным и кодовым разделением (Orthogonal Frequency and Code Division Multiplexing, OFCDM), между блоком 328 последовательно-параллельного преобразования и блоком 306 мультиплексирования предусматривается блок 330 расширения спектра, как показано на фиг.5. Блок 330 расширения спектра производит расширение базы сигнала посредством кода путем умножения каждого из параллельных сигнальных кортежей на заданную расширяющую кодовую последовательность. Расширение может быть выполнено либо во временной области, либо в частотной области, либо комбинированным образом в двух указанных областях (двумерное расширение).

Данные трафика подвергаются кодированию турбокодером 322 и модуляции блоком 324 модуляции данных. Изменение порядка следования данных трафика производится перемежителем 326. Затем данные трафика преобразуются в параллельный формат блоком 328 последовательно-параллельного преобразования. Управляющая информация подвергается кодированию, модуляции, перемежению и преобразованию в параллельный формат. Регулирование электрической мощности управляющей информации, преобразованной в параллельный формат, осуществляется покомпонентно, по поднесущим. Далее канал данных и канал управления подвергаются мультиплексированию по поднесущим блоком 306 мультиплексирования. Мультиплексированные каналы модулируются в соответствии с технологией OFDM в блоке 308 быстрого обратного преобразования Фурье. После модуляции к сигналу добавляется защитный интервал, и таким образом на выходе получается символ OFDM со спектром, соответствующим основной полосе частот. Сигнал со спектром, соответствующим основной полосе частот, преобразуется в аналоговый сигнал, после чего подвергается ортогональной модуляции модулятором 402 радиочастотного передающего блока, проходит полосовую фильтрацию, соответствующим образом усиливается и затем производится его передача.

На фиг.6 представлена схема алгоритма определения способа модуляции, скорости кодирования и мощности передачи. Процедура начинается этапом 602, на котором базовая станция принимает информацию о качестве канала (CQI). Информация о качестве канала (CQI) является входными данными для блока 354 управления фиг.3.

На этапе 604 блок 354 управления обращается к таблице 352 данных и производит выбор способа модуляции, скорости кодирования и мощности передачи, которые соответствуют информации о качестве канала (CQI). Информация о качестве канала (CQI) может выражаться величиной SIR. В этом случае таблица 352 данных устанавливает соответствие между множеством интервалов значений величины SIR от SIR1 до SIR5, множеством сочетаний способов модуляции и скоростей кодирования от MCS1 до MCS5, и множеством значений мощности передачи от P_TX1 до Р_TX5, как показано на фиг.7. В представленном примере в качестве способов модуляции подготовлены QPSK и 16QAM, а в качестве скоростей кодирования - R=1/3, 1/2 и 3/4. Когда полученное значение CQI принадлежит наихудшему интервалу SIR1, производится выбор комбинации MCS1 (QPSK, R=1/3), которая обладает наименьшим набором уровней модуляции и минимальной скоростью кодирования (максимальной избыточностью), и производится выбор максимальной мощности P_TX1 передачи. Когда полученное значение CQI принадлежит наилучшему интервалу SIR5, производится выбор комбинации MCS5 (16QAM, R=3/4), которая обладает наибольшим набором уровней модуляции и максимальной скоростью кодирования (самой близкой к 1), и производится выбор минимальной мощности P_TX5 передачи. Когда полученное значение CQI принадлежит интервалу SIR2, производится выбор комбинации QPSK и R=1/2, и мощности Р_ТХ2 (<P_TX1). Когда полученное значение CQI принадлежит интервалу SIR3, производится выбор комбинации QPSK и R=3/4, и мощности Р_ТХ3 (<Р_ТХ2). Когда полученное значение CQI принадлежит интервалу SIR4, производится выбор комбинации 16QAM и R=1/2, и мощности Р_ТХ4 (<Р_ТХ3). То есть когда CQI указывает на плохое качество сигнала, определение каждого параметра производится так, чтобы пожертвовать эффективностью передачи информации, но качество приема сигнала мобильной станцией сделать более благоприятным. С другой стороны, когда CQI указывает на хорошее качество сигнала, определение каждого параметра производится так, чтобы увеличить эффективность передачи информации. Хотя для упрощения объяснений величины CQI и мощности передачи по своим значениям разделены на пять интервалов (пять категорий), указанные величины по значениям можно разбить на любое подходящее число интервалов (категорий).

На этапе 606 должна быть произведена передача канала данных с использованием выбранного способа модуляции и скорости кодирования. Чтобы осуществить такую передачу, блок 354 управления передает в турбокодер 322 и модулятор 324 данных информацию о выбранном способе модуляции и скорости кодирования. Кроме того, должна быть произведена передача канала управления с выбранной мощностью передачи. Чтобы осуществить такую передачу, блок 354 управления передает в блок 350 регулировки уровня информацию о выбранном уровне мощности передачи.

Этапы 602-606 повторяются для каждого пакета, а именно для интервала времени передачи (TTI). Кроме того, поскольку от одной мобильной станции к другой условия передачи меняются, для каждой мобильной станции осуществляется адаптивное управление способом модуляции и скоростью кодирования. На фиг.8 показано, что помимо того, что для каждого TTI осуществляется способ модуляции и скорость кодирования общего канала данных, также для каждого TTI производится управление мощностью передачи соответствующего канала управления с целью передачи управляющей информации. В общем случае, когда CQI указывает на плохое качество сигнала, которое в худшем случае может соответствовать SIR1, число уровней модуляции и скорость кодирования канала данных устанавливаются на низкое значение, а мощность передачи соответствующего канала управления задается высокой. С другой стороны, когда CQI указывает на хорошее качество сигнала, которое в лучшем случае может соответствовать SIR5, число уровней модуляции и скорость кодирования канала данных устанавливаются высокими, а мощность передачи соответствующего канала управления задается низкой. Кстати, что касается канала данных, то в нем устанавливается постоянный уровень мощности передачи, а что касается канала управления, то в нем неизменно задается способ модуляции QPSK, и неизменно скорость кодирования R=1/3. Поскольку канал управления несет небольшое количество информации, способ модуляции и скорость кодирования выбраны так, что наибольший приоритет имеет надежность, а не эффективность передачи информации.

Как показано на фиг.9, информация о качестве канала (CQI) может быть выражена сочетаниями MCS1-MCS5 способа модуляции и скорости кодирования, которые вырабатывает мобильная станция, а не величинами SIR, которые мобильная станция измеряет. В этом случае комбинации способа модуляции и скорости кодирования (в среднем столбце таблиц фиг.7 и 9), которые заготовлены в таблице данных базовой станции, однозначно соответствуют возможным комбинациям (в левом столбце таблицы фиг.9), которые вырабатывает мобильная станция. Каждая из комбинаций таблицы данных имеет тот же способ модуляции и скорость кодирования, что и соответствующая комбинация в левом столбце таблицы фиг.9. Когда применяется формат таблицы, показанный на фиг.9, блок 354 управления фиг.3 на этапе 604 фиг.6 обращается к таблице 352 данных, чтобы выбрать способ модуляции, скорость кодирования и мощность при передаче, которые соответствуют предоставленной информации о качестве канала (CQI). Предоставляемая информация о качестве канала (CQI) представляет собой любую одну из величин MCS1-MCS5, при этом производится выбор мощности передачи, соответствующей определенному сочетанию способа модуляции и скорости кодирования. Далее, на этапе 606, блок 354 управления фиг.3 передает выбранные данные в турбокодер 322 и модулятор 324 данных, и производится передача канала данных в соответствии с предоставленным способом модуляции и скоростью кодирования методом, аналогичным описанному выше. Кроме того, данные мощности передачи, выбранные блоком 354 управления, передаются в блок 350 регулировки уровня, и производится передача канала управления с выбранным уровнем мощности.

В общем, существуют различные типы мобильных станций. Например, некоторые настолько сложны, что включают в себя функцию защиты от помех, реализованную, например, посредством подавителя помех; другие же настолько просты, что такую функцию не содержат. Сложные мобильные станции могут в высокой степени подавлять компоненты помех в принимаемом сигнале, и тем самым значительно улучшать качество сигнала (SIR). To есть величины SIR, передаваемые на базовую станцию, различаются в зависимости от способов обработки сигналов в мобильных станциях, и поэтому мощность передачи канала управления может быть выбрана неправильно. С другой стороны, комбинация способа модуляции и скорости кодирования (что выражается параметром MCS), выработанная мобильной станцией, не зависит от способов обработки сигналов мобильной станцией. Это вызвано тем, что мобильная станция вырабатывает MCS так, чтобы поддерживать требуемую величину SIR, и передает это значение SIR на базовую станцию. Поэтому, с точки зрения определения мощности Р_TXi передачи, подходящей для мобильной станции, желательно передавать MCS с мобильной станции на базовую станцию, при этом установленная мощность не будет зависеть от того, действует в мобильной станции функция подавления помех или нет.

Между прочим, хотя значения величин SIR, MCS и множество значений мощности в таблицах фиг.7 и фиг.9 разбиты на одинаковое число групп, настоящее изобретение таким разбиением групп не ограничивается. Например, соотношение соответствия между SIR и мощностью передачи, а также соотношение соответствия между SIR и MCS может быть определено, как показано в таблицах на фиг.10 (где M≠N). С точки зрения управления мощностью передачи, в соответствии с данным вариантом осуществления настоящего изобретения, без изменения существующей схемы управления АМС, желательно вести индивидуально управление по таблице для АМС и по таблице для управления мощностью передачи, как это показано на фиг.10.

Пример 2

Канал управления восходящей линии связи может содержать результат процедуры обнаружения ошибок, проводимой над сигналом, передаваемым в нисходящей линии связи. Процедура обнаружения ошибок обычно может представлять собой контроль с помощью циклического избыточного кода (Cyclical Redundancy Check, CRC). Точнее, когда используется автоматический запрос повторной передачи (ARQ), на базовую станцию передается не только результат обнаружения ошибок, но и номер пакета, подлежащего повторной передаче, или подобные данные, такие, как код управления повторной передачей. Когда, в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения, базовая станция получает сигнал АСК, который указывает, что никакой ошибки не обнаружено, базовая станция обращается к таблице 352 данных и производит передачу канала управления с мощностью передачи, соответствующей полученному значению CQI. С другой стороны, когда базовая станция получает сигнал NACK, который указывает, что произошло обнаружение ошибки, базовая станция производит передачу канала управления с мощностью (Р_TXi+ΔР), более высокой, чем мощность (Р_TXi) передачи, выбранная из таблицы 352 данных. Величину ΔР можно выбрать произвольно, исходя из результатов эксперимента или моделирования. Поскольку ошибки являются хорошим индикатором условий радиосвязи, то производится дополнительное соответствующее управление мощностью передачи на основе результатов обнаружения ошибок в дополнение к CQI.

Пример 3

Число поступлений сообщения NACK можно включить в качестве дополнительного параметра в таблицу 352 данных, чтобы связать эту величину с другими параметрами. Когда выполняется соответствующее управление АМС, то ожидается, что число поступлений сигнала NACK будет небольшим. В соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения базовая станция осуществляет контроль того, сколько раз за заданный промежуток времени, включающий несколько ТТI, поступил сигнал NACK при условии, что передача канала управления производилась при определенном уровне мощности. Когда число поступивших сигналов NACK оказывается большим некоторого заданного числа, то производится обновление таблицы таким образом, что передача канала управления осуществляется при большей мощности (например, Р_ТХ2).

На фиг.11 показано, как происходит сдвиг интервала значений, к которому должна принадлежать переданная величина SIR. На фиг.11 показаны интервалы величин SIR2 и SIR3, а также значения границ (порогов) между этими интервалами, которые обозначены S₁₂, S₂₃, S₃₄. Аналогично имеются интервалы SIR1, SIR4 и SIR5 и значения их границ, но они для упрощения не показаны. В данном случае предполагается, что величина SIR, принятая от мобильной станции, имеет значение, обозначенное крестом (×). Поскольку это значение принадлежит интервалу SIR3, мощность передачи в соответствии с таблицей фиг.7 равна Р_ТХ3. В рассматриваемом случае предполагается, что число сигналов NACK, переданных на базовую станцию в ответ на передачу канала управления с мощностью Р_ТХ3 за заданный промежуток времени, больше, чем некоторое заданное число. В этой ситуации произведен сдвиг границы S₂₃ в сторону больших значений, на новую границу S₂₃'. В результате величина SIR, отмеченная крестом (×), принадлежит интервалу SIR2, и мощность передачи становится равной Р_ТХ2(>Р_ТХ3). При этом, когда сигналы NACK поступают многократно, можно произвести обновление соответствующих соотношений, чтобы использовать мощность передачи, подходящую для условий радиосвязи в это время. Для упрощения на фиг.11 показано, что при сдвиге границы S₂₃ сдвига границ S₁₂ и S₃₄ не происходит, но это совсем необязательно. Вместе с границей S₂₃ можно сдвигать и границы S₁₂ и S₃₄ Например, каждая граница может быть сдвинута так, чтобы удовлетворялось следующее соотношение: S₁₂' (граница после сдвига) - S₁₂=S₂₃'-S₂₃=S₃₄'-S₃₄=…=ΔS (например, +1дБ). При таком способе каждый интервал значений может быть сдвинут на одну и ту же величину.

Когда число переданных сигналов NACK меньше некоторого заданного числа, таблицу обновлять необязательно, но сделать это можно. При обновлении это следует делать таким образом, чтобы передачу канала управления производить на более низкой мощности, например Р_ТХ4 вместо Р_TX3. То есть обновлять таблицу так, чтобы сдвиг границ происходил в сторону меньших значений. Хотя, если говорить о высоком качестве передачи сигнала, желательно иметь меньшее число сообщений NACK, но помехи для соседних абонентов могут оказаться больше обычных, когда качество становится излишне высоким. Поэтому, когда число переданных сигналов NACK меньше заданного числа, желательно обновление таблицы производить так, чтобы мощность передачи уменьшалась.

Такое изменение граничных значений (пороговых значений) интервалов SIR должно отражаться на мощности передачи. Однако совсем необязательно, чтобы это отражалось на МСS - комбинации способа модуляции и скорости кодирования. Поэтому, когда производится тонкая настройка значений границ в зависимости от частоты получения сигнала NACK, как объяснялось в приведенном примере, желательно, чтобы таблица формировалась отдельно, как показано на фиг.9.

Хотя настоящее изобретение было описано на примерах предпочтительных вариантов, изобретение приведенными примерами не ограничивается, и в форму и детали осуществления изобретения могут быть внесены изменения, не выходящие за границы идеи и объема изобретения. Кроме того, для удобства изобретение описано со ссылками на отдельно представленные варианты осуществления. Однако для настоящего изобретения отдельный статус вариантов не существенен, и, если необходимо, один или несколько предпочтительных вариантов могут быть использованы совместно.

Данная международная заявка основывается на приоритетной заявке Японии 2005-170752, поданной в патентное ведомство Японии 10 июня 2005 года, содержание которой целиком включено в состав настоящего изобретения посредством ссылки.

Изобретение относится к области радиосвязи. Предложено устройство для радиосвязи, выполненное с возможностью адаптивного управления способом модуляции и скоростью кодирования (MCS) канала данных в соответствии с полученной информацией о качестве канала (CQI). Устройство включает в себя блок управления, выполненный с возможностью выбора способа модуляции и скорости кодирования канала данных в соответствии с полученной информацией о качестве канала на основе первого соотношения соответствия между способом модуляции и скоростью кодирования канала данных и информацией о качестве канала, и, кроме того, выполненный с возможностью выбора мощности передачи канала управления в соответствии с полученной информацией о качестве канала на основе второго соотношения соответствия между мощностью передачи канала управления и информацией о качестве канала; и передающий блок, выполненный с возможностью передачи канала данных в соответствии с выбранным способом модуляции и скоростью кодирования, и с возможностью передачи канала управления с выбранной мощностью. Техническим результатом является снижение объема информации канала управления и осуществление соответствующего управления мощностью передачи канала управления. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Устройство радиосвязи, выполненное с возможностью адаптивного управления способом модуляции и скоростью кодирования канала данных в соответствии с полученной информацией о качестве канала, содержащее:
блок управления, выполненный с возможностью выбора способа модуляции и скорости кодирования канала данных в соответствии с полученной информацией о качестве канала на основе первого соотношения соответствия между способом модуляции и скоростью кодирования канала данных и информацией о качестве канала и, кроме того, выполненный с возможностью выбора мощности передачи канала управления в соответствии с полученной информацией о качестве канала на основе второго соотношения соответствия между мощностью передачи канала управления и информацией о качестве канала; и
передающий блок, выполненный с возможностью передачи канала данных в соответствии с выбранным способом модуляции и скоростью кодирования и с возможностью передачи канала управления с выбранной мощностью.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что информация о качестве канала выражена отношением мощности полезного сигнала к мощности помехи в сигнале, принимаемом партнером по связи.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что информация о качестве канала выражена комбинацией способа модуляции и скорости кодирования, при этом комбинацию указывает партнер по связи.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что установлено на базовой станции системы мобильной связи.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что установлено на мобильной станции системы мобильной связи.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что второе соотношение соответствия установлено так, что при улучшении качества сигнала, на которое указывает информация о качестве канала, производится уменьшение мощности передачи.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что второе соотношение соответствия установлено так, что при ухудшении качества сигнала, на которое указывает информация о качестве канала, производится увеличение мощности передачи.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что информация о качестве канала выражена множеством интервалов числовых значений.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что предусмотрена возможность изменения значений одной границы или множества границ, которые определяют множество интервалов числовых значений.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выполнено с возможностью коррекции выбранной мощности передачи в соответствии с информацией о повторной передаче, полученной от партнера по связи.

11. Способ радиосвязи, содержащий этапы, на которых:
принимают информацию о качестве канала от партнера по связи;
выбирают способ модуляции и скорости кодирования канала данных в соответствии с полученной информацией о качестве канала на основе первого соотношения соответствия между способом модуляции и скоростью кодирования канала данных и информацией о качестве канала и выбирают мощность передачи канала управления в соответствии с полученной информацией о качестве канала на основе второго соотношения соответствия между мощностью передачи канала управления и информацией о качестве канала; и
производят передачу канала данных в соответствии с выбранным способом модуляции и скоростью кодирования канала данных, а также передачу канала управления с выбранной мощностью.