ПРОКАЛЫВАНИЕ КАНАЛОМ СИГНАЛИЗАЦИИ ДЛЯ СИСТЕМЫ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2011 года по МПК H04B7/05 H04L1/16 H04L5/02 

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

I. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение в целом относится к системе связи, и более конкретно к способам передачи сигнализации в системе связи.

II. ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Системы беспроводной связи широко внедряются, чтобы предоставлять различные услуги связи, такие как передача голоса, пакетных данных, услуг вещания, передачи сообщений и так далее. Эти системы могут быть системами коллективного доступа, способными поддерживать обмен информацией для многих пользователей, совместно использующих доступные ресурсы системы. Примеры таких систем коллективного доступа включают в себя системы множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР, CDMA), системы множественного доступа с временным разделением каналов (МДВР, TDMA) и системы множественного доступа с частотным разделением каналов (МДЧР, FDMA).

Система связи может использовать схему передачи с обратной связью, чтобы повысить надежность передачи данных. Например, передатчик может передавать пакет данных на приемник, который может посылать обратно символ подтверждения приема (ACK), если пакет декодирован корректно, или символ отрицательного подтверждения приема (NAK), если пакет декодирован с ошибкой. Передатчик использует ACK, чтобы завершить передачу пакета, и использует NAK, чтобы повторно передавать весь пакет или его часть. Передатчик таким образом способен передавать только достаточное количество данных для каждого пакета на основе обратной связи от приемника.

Базовая станция в системе множественного доступа может одновременно взаимодействовать с многими терминалами по прямой и обратной линиям связи в любой заданный момент времени. Прямая линия связи (или нисходящая линия связи) относится к линии связи от базовых станций на терминалы, а обратная линия связи (или восходящая линия связи) относится к линии связи от терминалов на базовые станции. Базовая станция может передавать данные на многие терминалы по прямой линии связи и может принимать символы ACK и/или NAK (или ACK-информацию) от этих терминалов по обратной линии связи. ACK-информация от терминалов, хотя и полезная, представляет издержки в системе.

Следовательно, в области техники имеется потребность в способах эффективной посылки ACK-информации в системе связи.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В документе описаны способы для эффективной передачи сигнализации в системе связи. Сигнализацией может быть ACK-информация или некоторая другая информация. В варианте осуществления канал сигнализации, который «прокалывает» (puncturing) информационные каналы (каналы трафика), используется для посылки сигнализации. Канал сигнализации также может называться каналом управления, каналом служебных сигналов, каналом обратной связи и так далее. Канал сигнализации может быть отображен на ресурсы, например частотно-временные сегменты, и каждый информационный канал может быть отображен на различные ресурсы. Каждый частотно-временной сегмент и каждый частотно-временной блок может быть блоком времени и частоты. Частотно-временной сегмент и частотно-временной блок могут иметь одинаковые или различные размеры. Канал сигнализации прокалывает информационные каналы в том смысле, что данные не посылаются по информационным каналам в части частотно-временных блоков, которые вступают в конфликт с частотно-временными сегментами для канала сигнализации. Следовательно, канал сигнализации прокалывает или делает пустыми информационные каналы всякий раз, когда имеет место конфликт.

В варианте осуществления сигнализация посылается на канале сигнализации с помощью мультиплексной передачи с кодовым разделением (CDM). В передатчике (например, терминале) ресурсы, например частотно-временные сегменты, для канала сигнализации являются первоначально определенными, например, на основании схемы скачкообразной перестройки частоты для канала сигнализации. Сигнализация расширяется с помощью кода расширения (например, кода Уолша), чтобы сформировать сигнализацию с расширенным спектром, которая затем отображается на ресурсы, предназначенные для канала сигнализации. В варианте осуществления каждый ресурс разделяется на множество кластеров, и сообщение сигнализации отображается на различные кластеры в множестве ресурсов, чтобы выполнить разнесение. Данные трафика могут быть отображены на другие ресурсы для информационного канала, назначенного для использования. Данные трафика, которые отображаются на другие ресурсы для канала сигнализации, выкалываются. Отображенные сигнализация и данные трафика дополнительно обрабатываются (например, модулируются для OFDM или SC-FDMA) и передаются.

В варианте осуществления, для приема сигнализации в приемнике (например, базовой станции), принятые символы извлекаются из ресурсов канала сигнализации. Извлеченные принятые символы сжимают с помощью кода расширения, чтобы получить сжатые по спектру символы. Извлеченные принятые символы также могут быть сжаты с помощью одного или нескольких кодов расширения, не используемых для сигнализации, чтобы получить оценки помех. Сжатые символы детектируют (например, с оценками помех, если доступны), чтобы восстановить переданную сигнализацию. Извлеченные принятые символы из различных кластеров могут быть сжаты и объединены, чтобы восстановить сообщение сигнализации, посланное в этих кластерах. Принятые символы также могут быть извлечены из ресурсов назначенного информационного канала. Принятые символы, извлеченные из ресурсов канала сигнализации, выкалываются. Невыколотые принятые символы обрабатываются для получения декодированных данных.

Различные аспекты и варианты осуществления изобретения описаны с дополнительными подробностями ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Признаки и сущность настоящего изобретения станут более очевидными из подробного описания, сформулированного ниже, при рассмотрении вместе с чертежами, на которых одинаковые числовые ссылочные позиции обозначают соответственное по всему описанию.

Фиг.1 - изображение системы беспроводной связи.

Фиг.2 - иллюстрация передачи H-ARQ по прямой линии связи.

Фиг.3A и 3B - изображение двух структур поднесущей.

Фиг.4 - изображение схемы скачкообразной перестройки частоты.

Фиг.5A и 5B - изображение двух схем передачи сигнализации для ACK-канала.

Фиг.6 - изображение прокалывания частотно-временного блока для ACK-канала.

Фиг.7A - изображение сегмента ACK с несколькими кластерами.

Фиг.7B - изображение частотно-временного блока, не проколотого сегментом ACK.

Фиг.7C - изображение частотно-временного блока, проколотого сегментом ACK.

Фиг.8 - изображение передачи ACK-сообщения для выполнения разнесения.

Фиг.9 - изображение двоичного дерева канала.

Фиг.10 - изображение процесса посылки сигнализации и данных трафика.

Фиг.11 - изображение устройства для посылки сигнализации и данных трафика.

Фиг.12 - изображение процесса приема сигнализации и данных трафика.

Фиг.13 - изображение устройства для приема сигнализации и данных трафика.

Фиг.14 - изображение блок-схемы базовой станции и терминала.

Фиг.15 - изображение блок-схемы процессора передачи данных и сигнализации.

Фиг.16 - изображение блок-схемы процессора приема данных и сигнализации.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Термин "примерный" используется в этом документе, чтобы означать "используемый в качестве примера, экземпляра или иллюстрации". Любой вариант осуществления, описанный при этом в качестве "примерного", не должен обязательно рассматриваться в качестве предпочтительного или имеющего преимущество над другими вариантами осуществления.

На Фиг.1 изображена система 100 беспроводной связи с наличием множества базовых станций 110 и множества терминалов 120. Базовая станция является станцией, которая обменивается информацией с терминалами. Базовая станция также может называться точкой доступа, узлом B и/или некоторым другим объектом в сети, и может содержать некоторую или всю функциональность таковых. Каждая базовая станция 110 обеспечивает зону обслуживания (охвата радиосвязи) для конкретной географической области 102. Термин "сотовая ячейка" может относиться к базовой станции и/или ее зоне обслуживания в зависимости от контекста, в котором термин используется. Чтобы повысить пропускную способность системы, зона обслуживания базовой станции может быть разбита на несколько меньших по размеру областей, например три меньших области 104a, 104b, и 104c. Каждая меньшая область обслуживается посредством соответственной подсистемы базовой приемопередающей станции (БППС, BTS). Термин "сектор" может относиться к BTS и/или ее области обслуживания в зависимости от контекста, в котором термин используется. Для разбитой на секторы сотовой ячейки станции BTS для всех секторов этой сотовой ячейки обычно размещаются совместно в пределах базовой станции, предназначенной для сотовой ячейки. Способы передачи сигнализации, описанные в документе, могут использоваться для системы с разбитыми на секторы сотовыми ячейками, а также для системы с не разбитыми на секторы сотовыми ячейками. Для простоты в нижеследующем описании термин "базовая станция" используется обобщенно для станции, которая обслуживает сектор, а также для станции, которая обслуживает сотовую ячейку.

Терминалы 120 обычно рассредоточены по всей системе, и каждый терминал может быть неподвижным или мобильным. Терминал также может называться мобильной станцией, пользовательским оборудованием и/или некоторым другим устройством, и может содержать некоторую или всю функциональность таковых. Терминалом может быть устройство беспроводной связи, сотовый телефон, персональный цифровой ассистент (ПЦА, PDA), плата-модем беспроводной связи и так далее. Терминал может взаимодействовать с нулем, одной или многими базовыми станциями по прямой и обратной линиям связи в любой заданный момент.

При централизованной архитектуре контроллер 130 системы связывается с базовыми станциями 110 и обеспечивает координацию и управление для этих базовых станций. Контроллер 130 системы может быть одиночным объектом в сети или совокупностью объектов в сети. При распределенной архитектуре базовые станции могут взаимодействовать друг с другом при необходимости.

Способы передачи сигнализации, описанные в этом документе, могут использоваться, чтобы посылать различные типы сигнализации, такие как информация ACK, команды управления мощностью, указатели качества канала (CQI), запросы ресурсов системы, пробы доступа, информацию обратной связи и так далее. Эти способы могут использоваться для прямой линии связи, а также для обратной линии связи. Для ясности, эти способы описаны ниже для посылки информации ACK по обратной линии связи.

Система 100 может использовать гибридную автоматическую повторную передачу (H-ARQ), которая также называется повторяющейся передачей с избыточностью (IR). С помощью H-ARQ передатчик посылает одну или несколько передач для пакета данных, пока пакет не будет корректно декодирован приемником, или не будет послано максимальное количество передач. H-ARQ повышает надежность передачи данных и поддерживает адаптацию скорости передачи для пакетов при наличии изменений в условиях канала.

На Фиг.2 иллюстрируется передача H-ARQ по прямой линии связи. Базовая станция обрабатывает (например, кодирует и модулирует) пакет данных (Пакет 1) и формирует несколько (V) блоков данных, где V>1. Пакет данных также может называться кодовым словом и так далее. Блок данных также может называться подпакетом, передачей H-ARQ и так далее. Каждый блок данных для пакета может содержать достаточную информацию, чтобы давать возможность терминалу корректно декодировать пакет при благоприятных условиях канала. V блоков данных обычно содержат различную информацию избыточности для пакета. Каждый блок данных может посылаться в кадре, который может иметь любую продолжительность времени. V блоков данных посылаются по одному, пока пакет не завершится, и передачи блоков разнесены между собой на Q кадров, где Q>1.

Базовая станция передает первый блок данных (Блок 1) для Пакета 1 в кадре m. Терминал принимает и обрабатывает (например, демодулирует и декодирует) Блок 1, определяет, что Пакет 1 декодирован с ошибкой и посылает NAK на базовую станцию в кадре m+q, где q является задержкой ACK/NAK и 1<q<Q. Базовая станция принимает NAK и передает второй блок данных (Блок 2) для Пакета 1 в кадре m+Q. Терминал принимает Блок 2, обрабатывает Блоки 1 и 2, определяет, что Пакет 1 декодирован с ошибкой и посылает обратно NAK в кадре m+Q+q. Передача блока и ответ NAK могут продолжаться до V раз. Для примера, показанного на Фиг.2, базовая станция передает блок 3 данных (Блок 3) для Пакета 1 в кадре m+2Q. Терминал принимает Блок 3, обрабатывает Блоки 1-3 для Пакета 1, определяет, что пакет декодирован корректно, и посылает ACK обратно в кадре m+2Q+q. Базовая станция принимает ACK и завершает передачу Пакета 1. Базовая станция обрабатывает следующий пакет данных (Пакет 2) и передает блоки данных для Пакета 2 подобным образом.

На Фиг.2 показано, что новый блок данных посылается каждые Q кадров. Чтобы повысить использование канала, базовая станция может передавать до Q пакетов перемеженным образом. В варианте осуществления первая часть перемежения формируется кадрами m, m+Q и так далее, второе перемежение формируется кадрами m+1, m+Q+1 и так далее, и Q-ое перемежение формируется кадрами m+Q-1, m+2Q-1 и так далее. Q перемежений смещены друг от друга на один кадр. Базовая станция может передавать до Q пакетов на Q перемежениях. Например, если Q есть 2, то первое перемежение может включать в себя нечетно-нумерованные кадры, а второе перемежение может включать четно-нумерованные кадры. В качестве другого примера, если Q=6, то могут быть сформированы и использоваться шесть перемежений, чтобы посылать шесть пакетов перемеженным образом. В целом, задержку Q повторной передачи H-ARQ, и задержку q для ACK/NAK обычно выбирают, чтобы обеспечить достаточное время обработки и для передатчика, и для приемника.

Для ясности, на Фиг.2 изображена передача сообщений и NAK, и ACK. Для схемы на основе ACK, которая принята для описания ниже, ACK посылается, если пакет декодирован корректно, а сообщения NAK не посылаются, а предполагаются согласно отсутствию сообщений ACK.

Описанные в документе способы передачи сигнализации могут использоваться для различных систем беспроводной связи, таких как система CDMA, система TDMA, система FDMA, система множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA), система множественного доступа с частотным разделением с одной несущей (SC-FDMA) и так далее. Система OFDMA использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM), которое является способом модуляции, который разбивает полную полосу частот системы на несколько (K) ортогональных поднесущих. Эти поднесущие также называются тонами, элементами частотного разрешения и так далее. Что касается OFDM, каждая поднесущая может независимо модулироваться данными. Система SC-FDMA может использовать перемеженный FDMA (IFDMA) для передачи на поднесущих, которые распределены по всей полосе частот системы, локализованный FDMA (LFDMA), чтобы передавать на блоке смежных поднесущих, или расширенный FDMA (EFDMA), чтобы передавать на многих блоках смежных поднесущих. В целом, символы модуляции посылаются в частотной области при OFDM и во временной области при SC-FDMA.

Способы передачи сигнализации также могут использоваться с различными структурами поднесущих. Для простоты в нижеследующем описании полагается, что общее число К поднесущих являются используемыми для передачи и им заданы индексы от 1 до K.

На Фиг.3A изображена структура 300 распределенных поднесущих. Для структуры 300 поднесущих, общее число К поднесущих организованы в S неперекрывающихся наборов, так что каждый набор содержит N поднесущих, которые равномерно распределены по общему числу К поднесущих. Последовательные поднесущие в каждом наборе разнесены на S поднесущих, где K=S·N. Следовательно, набор s содержит поднесущие s, S+s, 2S+s, …, (N-1)·S+s, при s{1, …, S}.

На Фиг.3B изображена структура 310 поднесущих блока. Для структуры 310 поднесущих общее число К поднесущих организовано в S неперекрывающихся наборов, так что каждый набор содержит N последовательных поднесущих, где K=S·N. Следовательно, набор s содержит поднесущие (s-1)·N+1 до s·N, при s{1, …, S}.

В целом, способы передачи сигнализации могут использоваться с любой структурой поднесущих, имеющей любое количество поднесущих. Каждый набор поднесущих может включать в себя любое количество поднесущих, которые могут быть организованы произвольным образом. Например, поднесущие в каждом наборе могут быть равномерно распределенными по всей полосе частот системы, как показано на Фиг.3A, смежными, как показано на Фиг.3B, и так далее. Наборы поднесущих могут включать в себя одинаковое или различное количество поднесущих.

На Фиг.4 изображено примерное разбиение времени и частоты на частотно-временные блоки. Частотно-временной блок может также называться фрагментом, блоком трафика или некоторым другим термином. В варианте осуществления частотно-временной блок соответствует конкретному набору поднесущих в конкретном временном интервале, который может охватывать один или несколько интервалов передачи символа. Интервал передачи символа является длительностью одного символа OFDM или одного символа SC-FDMA. S ортогональных частотно-временных блоков являются доступными в каждый временной интервал.

Система 100 может задавать информационные каналы, чтобы содействовать распределению и использованию доступных ресурсов системы. Информационный канал является средством для посылки данных от передатчика на приемник и также может называться каналом, физическим каналом, каналом физического уровня, каналом данных, каналом передачи и так далее. Информационные каналы могут быть заданы для различных типов ресурсов системы, таких как частота и время.

В целом, может быть задано любое количество информационных каналов, и информационные каналы могут иметь одинаковые или различные пропускные способности. Для простоты, в большей части нижеследующего описания полагается, что заданы S информационных каналов, причем информационный канал является отображаемым на один частотно-временной блок в каждый временной интервал, используемый для передачи данных. Эти S информационных каналов могут назначаться до S терминалам.

На Фиг.4 также изображена примерная схема 400 скачкообразной перестройки частоты. Относительно схемы 400 каждый информационный канал отображается на конкретную последовательность частотно-временных блоков, которые скачкообразно изменяются по частоте в различные временные интервалы для выполнения разнесения частоты, как показано на Фиг.4. Интервал связи является величиной времени, затраченного на данный набор поднесущих, и равен одному временному интервалу для варианта осуществления, показанного на Фиг.4. Схема скачкообразной перестройки (FH) частоты указывает конкретный частотно-временной блок для использования для каждого информационного канала в каждый временной интервал, используемый для передачи данных. На Фиг.4 изображена последовательность частотно-временных блоков для информационного канала y. Другие информационные каналы могут быть отображены на версии со сдвигом по вертикали и вкруговую последовательности частотно-временных блоков для информационного канала y.

Скачкообразная перестройка может использоваться со структурами поднесущих, показанными на Фиг.3 и 3B. В варианте осуществления, называемом скачкообразной перестройкой скорости передачи символа, частотно-временной блок является одним набором распределенных поднесущих (например, как показано на Фиг.3A) в одном интервале передачи символа. Для скачкообразной перестройки скорости передачи символа поднесущие информационного канала имеют диапазоном всю полную полосу частот системы и изменяются от интервала передачи символа к интервалу передачи символа. В другом варианте осуществления, называемом блоковой скачкообразной перестройкой, частотно-временной блок является одним набором смежных поднесущих (например, как показано на Фиг.3B) в нескольких интервалах передачи символа. Для блоковой скачкообразной перестройки поднесущие информационного канала являются смежными и постоянными для полного интервала связи, но меняющимися от интервала связи к интервалу связи. Также могут быть заданы другие схемы скачкообразной перестройки частоты.

Терминал может посылать ACK-информацию по каналу подтверждения приема обратной линии связи (R-ACKCH) на базовую станцию, чтобы подтвердить передачи H-ARQ, посланные посредством базовой станцией по прямой линии связи. В нижеследующем описании R-ACKCH также называется ACK-каналом. Возвращаясь к рассмотрению Фиг.2, передача H-ARQ посылается в одном кадре, который может охватывать один или несколько интервалов связи. Терминал может посылать ACK/NAK для каждого кадра, в котором от базовой станции принимается передача H-ARQ. Ниже описаны несколько вариантов осуществления ACK-канала для различных размеров кадра.

На Фиг.5A изображена схеме 500 передачи сигнализации ACK-канала. Для варианта осуществления, показанного на Фиг.5A, кадр охватывает два интервала связи, и ACK-канал отображен на один частотно-временной блок в каждом кадре ACK. Кадр ACK является кадром, в котором посылается ACK-канал, и кадр данных является кадром, используемым для передачи данных. Каждый кадр данных может быть связан с кадром ACK, который отстоит на q кадров, как показано на Фиг.2. ACK-канал может прокалывать весь или часть каждого частотно-временного блока, на который отображен ACK-канал, как описано ниже.

На Фиг.5B изображена схема 510 передачи сигнализации ACK-канала. Для варианта осуществления, показанного на Фиг.5B, S=32, кадр охватывает один интервал связи, и ACK-канал отображен на четыре частотно-временных блока в каждом кадре ACK. ACK-канал может прокалывать весь или часть каждого частотно-временного блока.

Для ясности, на Фиг.5A и 5B изображен ACK-канал, прокалывающий один информационный канал y всякий раз, когда ACK-канал отображается на частотно-временной блок, используемый для информационного канала y. ACK-канал также прокалывает другие информационные каналы, которые для ясности не помечены на Фиг.5 и 5B. Терминал может передавать данные на назначенном информационном канале (например, информационном канале y) и может передавать ACK-сообщения на ACK-канале. Если доступно множество информационных каналов, то ACK-канал прокалывает только часть передачи на назначенном информационном канале и прокалывает в основном передачи от других терминалов на других информационных каналах.

В целом, ACK-канал может быть отображен на любое количество частотно-временных блоков в каждом кадре ACK. В варианте осуществления ACK-канал отображается на постоянное число частотно-временных блоков в каждом кадре ACK. Это постоянное число может быть задано на основании количества доступных информационных каналов и/или некоторых других факторов. В другом варианте осуществления ACK-канал отображается на задаваемое в конфигурации число частотно-временных блоков в каждом кадре ACK. Это задаваемое в конфигурации число может быть задано на основании количества находящихся в использовании информационных каналов, количества пакетов, посылаемых на каждом информационном канале, количества битов ACK, которые можно посылать в каждом частотно-временном блоке, и так далее.

На Фиг.5A и 5B изображены конкретные варианты осуществления для прокалывания информационных каналов ACK-каналом. В другом варианте осуществления ACK-канал отображается на один или несколько фиксированных наборов поднесущих, и информационные каналы перестраиваются вокруг фиксированного ACK-канала. В еще одном варианте осуществления S наборов поднесущих организованы в G областей, причем каждая область включает в себя S/G наборов последовательных поднесущих. ACK-канал затем отображается на один набор поднесущих в каждой области. ACK-канал может также прокалывать информационные каналы другим образом.

В целом ACK-канал может быть отображен на частотно-временные блоки псевдослучайным или детерминированным образом. ACK-канал может быть отображен на различные наборы поднесущих, чтобы достигать частотного разнесения и разнесения взаимных помех, например, как показано на Фиг.5A и 5B. В варианте осуществления ACK-канал является псевдослучайным относительно информационных каналов и одинаково прокалывает информационные каналы. Это может выполняться путем перестройки частоты ACK-канала, перестройки частоты информационных каналов, или перестройки частоты и ACK-канала, и информационных каналов. Схема FH может указывать конкретный частотно-временной блок(и) для ACK-канала в каждом кадре ACK. Эта схема FH может посылаться на терминалы или может быть заранее известной терминалам. В любом случае терминалы имеют сведения о частотно-временных блоках, занятых ACK-каналом.

На Фиг.6 изображен вариант осуществления прокалывания частотно-временного блока ACK-каналом. Частотно-временной блок охватывает N поднесущих и охватывает T интервалов передачи символа. В целом ACK-канал может прокалывать весь или часть частотно-временного блока. Сегмент ACK является частотно-временным сегментом, используемым для ACK-канала. Сегмент ACK образуется частью частотно-временного блока, которая является проколотой и используемой для ACK-канала. В целом, сегмент ACK может охватывать любое количество поднесущих и может охватывать любое количество периодов символа. В варианте осуществления, не показанном на Фиг.6, ACK-канал прокалывает целый частотно-временной блок. Для этого варианта осуществления ACK-канал посылается в целом частотно-временном блоке, а данные трафика в частотно-временном блоке не посылаются. В другом варианте осуществления, показанном на Фиг.6, ACK-канал прокалывает часть частотно-временного блока. Например, ACK-канал может прокалывать половину, четверть, восьмую часть или некоторую другую долю частотно-временного блока. Проколотая часть может быть смежной и во времени, и по частоте, как показано на Фиг.6. Передача на смежных поднесущих может иметь результатом более низкое отношение пиковой к средней мощности (PAPR), которое является желательным. В качестве альтернативы проколотая часть может быть расширена по частоте, по времени, или, и по частоте, и по времени. В любом случае ACK-канал посылается в проколотой части частотно-временного блока, и данные трафика могут посылаться в оставшейся части частотно-временного блока.

На Фиг.7A изображен вариант осуществления сегмента ACK. Для этого варианта осуществления сегмент ACK охватывает 8 поднесущих и имеет размер 8 интервалов передачи символа. Сегмент ACK включает в себя 64 единицы передачи. Единицей передачи является одна поднесущая в одном интервале передачи символа. Для показанного на Фиг.7A варианта осуществления сегмент ACK разделен на четыре кластера. Каждый кластер охватывает 8 поднесущих, имеет размер 2 последовательных интервала передачи символа и включает в себя 16 единиц передачи.

В целом сегмент ACK может разбиваться различным образом. В другом варианте осуществления каждый кластер охватывает две поднесущие и имеет размером все 8 интервалов передачи символа. В еще одном варианте осуществления каждый кластер охватывает все поднесущие и имеет размером все интервалы передачи символа в сегмента ACK. Например, кластер 1 может включать в себя поднесущие 1 и 2 в интервалах 1 и 5 передачи символа, поднесущие 3 и 4 в интервалах 2 и 6 передачи символа, поднесущие 5 и 6 в интервалах 3 и 7 передачи символа, и поднесущие 7 и 8 в интервалах 4 и 8 передачи символа.

На Фиг.7B изображен вариант осуществления частотно-временного блока, который не является проколотым сегментом ACK. Для этого варианта осуществления частотно-временной блок охватывает 16 поднесущих, имеет размер 8 интервалов передачи символа и включает в себя 128 единиц передачи. Символы пилот-сигнала могут пересылаться в некоторых из единиц передачи, и символы данных могут пересылаться в остающихся единицах передачи. Как используется в документе, символ данных является символом, предназначенным для данных трафика, символ пилот-сигнала является символом, предназначенным для пилот-сигнала, который является данными, априорно известными и базовой станции, и терминалам, символ сигнализации является символом, предназначенным для сигнализации, и символ обычно является комплексной величиной. Для показанного на Фиг.7B вариант осуществления символы пилот-сигнала посылаются на поднесущих 1, 9 и 16 в интервалах 1, 2, 3, 6, 7 и 8 передачи символа, или шесть полос из трех символов пилот-сигнала. Символы пилот-сигнала могут быть распределены по частоте, например, как показано на Фиг.7B, и могут использоваться, чтобы получать оценку канала для частотно-временного блока. Оценка канала может использоваться, чтобы выполнять детектирование данных для символов данных, посланных в частотно-временном блоке.

На Фиг.7C изображен вариант осуществления частотно-временного блока, который проколот сегментом ACK. Для этого варианта осуществления символы пилот-сигнала посылаются на поднесущих 9 и 16 в интервалах 1, 2, 3, 6, 7 и 8 передачи символа, или в четырех полосах из трех символов пилот-сигнала. Символы пилот-сигнала могут использоваться для получения оценки канала для непроколотой части частотно-временного блока.

Показанный на Фиг.7B и 7C вариант осуществления дает возможность обслуживающему сектору получать оценку взаимных помех для сегмента ACK для одного или нескольких соседних секторов.

Терминал может осуществлять передачу на обслуживающий сектор на полном частотно-временном блоке, если этот частотно-временной блок не является проколотым сегментом ACK для обслуживающего сектора. Однако этот частотно-временной блок может вступать в конфликт с сегментом ACK для одного или нескольких соседних секторов. В этом случае нижняя половина частотно-временного блока может испытывать более высокие взаимные помехи от сегмента ACK для соседнего сектора(ов). Обслуживающий сектор может оценивать взаимные помехи от другого сектора(ов) на основании символов пилот-сигнала, посылаемых на поднесущей 1 в интервалах 1, 2, 3, 6, 7 и 8 передачи символа. Обслуживающий сектор может использовать оценку взаимных помех для детектирования данных из символов данных, посланных в частотно-временном блоке.

На Фиг.7B и 7C изображен один вариант осуществления для посылки пилот-сигнала и данных в частотно-временном блоке. Пилот-сигнал и данные также могут посылаться с использованием различных других схем для частотно-временного блока. В целом, может посылаться достаточное количество символов пилот-сигнала в частотно-временном блоке, чтобы давать возможность обслуживающему сектору получать оценку канала для частотно-временного блока, с прокалыванием сегментом ACK и без такового для обслуживающего сектора. Достаточное количество символов пилот-сигнала может быть размещено так, чтобы обслуживающий сектор мог получать оценку взаимных помех для сегмента ACK от соседних секторов.

Терминал может посылать ACK-сообщение для каждой передачи H-ARQ, принятой от базовой станции. Количество посылаемой в каждом ACK-сообщении информации может зависеть от количества пакетов, посланных в соответствующей передаче H-ARQ. В варианте осуществления ACK-сообщение включает в себя один бит, который подтверждает передачу H-ARQ для одного пакета. В другом варианте осуществления ACK-сообщение включает в себя несколько (B) битов, которые подтверждают передачу H-ARQ для B пакетов. В варианте осуществления ACK-сообщение посылается посредством двухпозиционной манипуляции вкл/выкл, например '1' для ACK и '0' для NAK. В другом варианте осуществления ACK-сообщение кодируется прежде передачи.

Многие терминалы могут посылать свои ACK-сообщения, используя мультиплексирование с кодовым разделением каналов (CDM), мультиплексирование с временным разделением каналов (TDM), мультиплексирование с частотным разделением (FDM), некоторые другие схемы мультиплексирования с ортогональным разделением или их комбинации. Многие терминалы могут посылать свои ACK-сообщения в том же кластере сегмента ACK, используя любую схему мультиплексирования с ортогональным разделением.

В одном варианте осуществления ACK-сообщения посылаются с использованием CDM. Для этого варианта осуществления терминалам назначают различные коды или последовательности расширения спектра, и каждый терминал расширяет спектр своих ACK-сообщений с помощью своего кода расширения. ACK-сообщения с расширенным спектром для терминалов являются ортогональными друг другу в кодовой области.

В варианте осуществления коды расширения являются ортогональными кодами, образованными столбцами матрицы Адамара. Матрица W _2x2 Адамара размерностью 2x2 и матрица W _2Lx2L Адамара большей размерности могут быть выражены в виде

Квадратные матрицы Адамара, которые представляют степень числа два (например, 2×2, 4×4, 8×8 и так далее), могут быть сформированы, как показано в уравнении (1).

В другом варианте осуществления коды расширения являются ортогональными кодами, образуемыми столбцами матрицы Фурье. Матрица F _L×L Фурье размерностью L×L имеет элемент f_n,m в n-ой строке m-ого столбца, который может быть выражен в виде

Квадратные матрицы Фурье произвольной размерности (например, 2×2, 3×3, 4×4, 5×5 и так далее) могут быть образованы, как показано в уравнении (2).

1-битовое ACK-сообщение может быть расширено L-элементным кодом расширения, чтобы сформировать расширение ACK-сообщения, содержащее L элементарных посылок, как указано ниже

где a_u является битом ACK для терминала u, который может иметь значение 0 или 1, или a_u {0,1};

w_u,i является i-ым элементом кода расширения, назначенного терминалу u; и

x_u,i является i-ым элементом ACK-сообщения с расширением для терминала u.

L элементарных посылок ACK-сообщения расширения могут посылаться в частотной области путем отображения этих L элементарных посылок ACK на L единиц передачи в сегменте ACK, например, подобно OFDMA. В качестве альтернативы эти L элементарных посылок ACK могут посылаться во временной области путем выполнения L-точечного дискретного преобразования Фурье/ быстрого преобразования Фурье (ДПФ/БПФ, DFT/FFT), для получения L символов частотной области и отображения этих L символов на L единиц передачи в сегменте ACK, например, подобно SC-FDMA.

Для показанного на Фиг.7A варианта осуществления 1-битовое ACK-сообщение может посылаться в 16 единицах передачи, и бит ACK может быть расширен с помощью кода расширения с 16 элементами, чтобы сформировать 16 элементарных посылок ACK. Эти 16 элементарных посылок ACK затем могут быть отображены на 16 единиц передачи в одном кластере ACK. До 15 других терминалов могут посылать свои ACK-сообщения в том же кластере, используя другие коды расширения. До 64 терминалов могут посылать ACK-сообщения в одном сегменте ACK.

В варианте осуществления для посылки ACK-информации используется поднабор доступных кодов расширения. Остающиеся коды расширения не используются для посылки ACK информации и вместо этого используются для оценки взаимных помех. В варианте осуществления каждый кластер включает в себя 16 единиц передачи (например, как показано на Фиг.7A), восемь кодов расширения могут использоваться для посылки ACK-информации и называются используемыми кодами расширения, и остающиеся восемь кодов расширения используются для оценки взаимных помех и называются резервированными кодами расширения. Для этого варианта осуществления для каждого кластера являются доступными восемь используемых кодов расширения, и до 32 ACK-сообщений могут посылаться в одном сегменте ACK. Для этого варианта осуществления восемь резервированных кодов расширения могут использоваться для оценки взаимных помех в каждом кластере. Более 32 ACK-сообщений могут посылаться в одном сегменте ACK, путем выделения большего количества кодов расширения для посылки ACK-сообщений. Более 32 ACK-сообщений могут посылаться в одном кадре ACK, путем выделения большего количества ACK-сегментов для ACK-канала.

В другом варианте осуществления ACK-сообщения посылаются с использованием TDM или FDM. Для этого варианта осуществления терминалам назначаются различные единицы передачи для ACK-канала, и каждый терминал посылает свое ACK-сообщение в его назначенные единицы передачи. ACK-сообщения для терминалов будут затем ортогональными друг к другу по времени и/или частоте. В показанном на Фиг.7A варианте осуществления на основе сегмента ACK восьми терминалам могут быть назначены восемь строк кластера, и каждый терминал может посылать свой бит ACK в двух единицах передачи в назначенной строке. В другом варианте осуществления сформированы четыре кластера, причем каждый кластер охватывает две поднесущие и промежуток времени 8 интервалов передачи символа. Восьми терминалам могут быть назначены восемь столбцов кластера, и каждый терминал может посылать свой бит ACK в двух единицах передачи в назначенном столбце.

На Фиг.8 изображен вариант осуществления для передачи ACK-сообщения, чтобы достигать частотного и временного разнесения. Для этого варианта осуществления ACK-сообщение посылается на различных кластерах в нескольких (C) ACK-сегментах, один кластер в каждом ACK-сегменте. Для показанного на Фиг.8 варианта осуществления C=4, и ACK-сообщение посылается на четырех различных кластерах в четырех ACK-сегментах, чтобы выполнить временное разнесение. Посылка ACK-сообщения в течение более длительного временного интервала также может повысить энергетический баланс линии связи для терминалов, размещенных на краю зоны обслуживания. Эти терминалы невыгодного положения обычно имеют верхний предел мощности передачи. Более длительный временной интервал передачи для ACK-сообщения дает возможность терминалу невыгодного положения передавать ACK-сообщение с большим разбросом энергии в течение более длительного интервала времени, что повышает вероятность корректного приема ACK-сообщения. ACK-сообщение также достигает частотного разнесения, поскольку четыре ACK-сегмента занимают различные наборы поднесущих в различные 2-символьные интервалы. C-ый порядок разнесения может достигаться для ACK-сообщения путем посылки ACK-сообщения в различных кластерах в C ACK-сегментах.

В варианте осуществления ACK-сообщение посылается на различных кластерах в C ACK-сегментах, и терминалы отображаются на кластеры псевдослучайным или детерминированным образом, так что ACK-сообщение для каждого терминала испытывает взаимные помехи от набора различных терминалов в каждом из C кластеров, на которых посылается это ACK-сообщение. Этот вариант осуществления обеспечивает временное и частотное разнесение для ACK-сообщения, посылаемого каждым терминалом. Это вариант осуществления дополнительно обеспечивает разнесение по отношению к взаимным помехам от других терминалов.

Базовая станция выполняет взаимно дополняющее сжатие, чтобы восстанавливать ACK-сообщения, посланные терминалами. Для каждого терминала u базовая станция сжимает принятые символы из каждого из C кластеров, используемых терминалом u, с помощью кода расширения, назначенного терминалу u, и получает C сжатых символов для C кластеров. Для каждого из C кластеров базовая станция также может сжимать принятые символы с помощью каждого из резервированных кодов расширения, чтобы получать оценку взаимных помех для этого кластера. Базовая станция затем может масштабировать и объединять C сжатых символов для терминала u с оценками взаимных помех для C кластеров, чтобы получать детектированное ACK-сообщение для терминала u, как описано ниже.

Описанные в документе способы передачи сигнализации могут использоваться с различными структурами канала. Примерная структура канала описана ниже.

На Фиг.9 изображен вариант осуществления двоичного дерева 900 канала. Для показанного на Фиг.9 варианта осуществления, для использования являются доступными S=32 набора поднесущих. Набор информационных каналов может быть задан с 32 наборами поднесущих. Каждому информационному каналу назначается уникальный идентификатор (ID) канала и каждый канал отображается на один или несколько наборов поднесущих в каждый временной интервал. Например, информационный канал может быть задан для каждого узла в дереве 900 канала. Информационные каналы могут быть последовательно пронумерованы сверху вниз и слева направо для каждого уровня. Наибольшему информационному каналу, соответствующему узлу верхнего уровня, назначается равный 0 идентификатор (ID) канала, и канал отображается на все 32 набора поднесущих. 32 информационных канала на нижнем уровне 1 имеют значения идентификаторов канала от 31 до 62 и называются базовыми информационными каналами. Каждый базовый информационный канал отображается на одно множество поднесущих.

Показанная на Фиг.9 структура дерева накладывает некоторые ограничения на использование информационных каналов для ортогональной системы. Для каждого назначенного информационного канала являются ограниченными все информационные каналы, которые являются поднаборами (или «потомками») назначенного информационного канала, и все информационные каналы, для которых назначенный информационный канал является поднабором. Ограниченные информационные каналы не используются одновременно с назначенным информационным каналом с тем, чтобы никакие два информационных канала не использовали один и тот же набор поднесущих в один момент времени.

В варианте осуществления ACK ресурс назначается на каждый информационный канал, который является назначенным для использования. ACK ресурс также может называться ACK-подканалом или некоторым другим термином. ACK ресурс включает в себя существенные ресурсы (например, код расширения и набор кластеров), используемые для посылки ACK-сообщения в каждом кадре ACK. Для этого варианта осуществления ACK-сообщения для каждого информационного канала могут посылаться на назначенном ACK ресурсе. Назначенные ACK ресурсы могут быть сообщены на терминал.

В другом варианте осуществления ACK ресурс связан с каждым из основных информационных каналов на нижнем уровне дерева канала. Это вариант осуществления допускает назначение максимального количества информационных каналов минимального размера. Больший информационный канал, соответствующий узлу выше нижнего уровня, может использовать (1) ACK ресурсы для всех основных информационных каналов ниже большего информационного канала, (2) ACK ресурс для одного из основных информационных каналов, например базовый информационный канал с самым низким ID канала, или (3) ACK ресурсы для поднабора основных информационных каналов ниже большего информационного канала. Для возможностей (1) и (3) выше, ACK-сообщение для большего информационного канала может посылаться с использованием нескольких ACK ресурсов, чтобы повысить вероятность корректного приема. Если несколько пакетов посылаются параллельно, например с использованием передачи «со многими входами и многими выходами» (MIMO), то для передачи может быть назначен больший информационный канал с несколькими базовыми информационными каналами. Количество базовых информационных каналов равно или больше количества пакетов. Каждый пакет может быть отображен на другой базовый информационный канал. ACK для каждого пакета затем может посылаться с использованием ACK ресурса для связанного базового информационного канала.

В следующем варианте осуществления ACK ресурс назначается каждому пакету, подлежащему подтверждению. Терминалу может быть назначен один ACK ресурс, если в кадре посылается один пакет. Терминалу может быть назначено несколько ACK ресурсов, если в кадре посылаются несколько пакетов, например, с использованием или большего информационного канала, или пространственного мультиплексирования для передачи через несколько антенн.

В очередном варианте осуществления передача H-ARQ может охватывать несколько перемежений, и ACK-сообщение посылается в нескольких кадрах ACK. Базовая станция может объединять детектированные ACK-сообщения для множества кадров ACK, чтобы повысить производительность детектирования ACK.

Система 100 может поддерживать режим с одной несущей и режим с несколькими несущими. В режиме с одной несущей K поднесущих могут быть доступными для передачи, и ACK-канал может прокалывать информационные каналы, как описано выше. В режиме с несколькими несущими K поднесущих могут быть доступными для каждой из многих несущих. ACK-канал может быть масштабирован для режима с несколькими несущими, чтобы поддерживать большее количество информационных каналов и/или подтверждать большее количество пакетов, которые могут посылаться с помощью большего количества несущих.

Мощность передачи для ACK-канала может быть управляемой, чтобы достигать хорошей рабочей характеристики, которая может быть количественно определена согласно заданному целевому коэффициенту ошибок ACK-NAK (например, 1%), заданному целевому коэффициенту ошибок NAK-ACK (например, 0,1%), и/или некоторой другой метрике. В варианте осуществления мощность передачи для ACK-канала для данного терминала регулируется на основании измеренной характеристики ACK-канала для этого терминала. В другом варианте осуществления мощность передачи для ACK-канала регулируется на основании мощности передачи для опорного канала. Опорным каналом может быть любой канал, который посылается часто или регулярно, например информационный канал или канал сигнализации, такой как канал указателя качества канала (CQI). ACK-канал может использовать мощность передачи для опорного канала в качестве опорного уровня мощности. Мощность передачи для ACK-канала может быть установлена равной опорной мощности плюс дельта, которая может регулироваться на основании рабочей характеристики ACK-канала. Опорный канал таким образом используется для краткосрочной установки мощности, тогда как долгосрочное смещение ACK-канала управляется на основании рабочей характеристики ACK.

На Фиг.10 изображен вариант осуществления процесса 1000 для посылки сигнализации и данных трафика. Сигнализацией может быть ACK-сообщение или некоторый другой тип сигнализации. Процесс 1000 может выполняться посредством терминала для передачи по обратной линии связи.

Для показанного на Фиг.10 варианта осуществления сигнализация посылается с помощью CDM. Определяются частотно-временные сегменты для канала сигнализации, прокалывающие информационные каналы, например, на основании схемы скачкообразной перестройки частоты для канала сигнализации (этап 1012). Формируется сигнализация (этап 1014) и расширяется с помощью кода расширения (например, кода Уолша) для получения сигнализации с расширенным спектром (этап 1016). Расширенная сигнализация отображается на частотно-временные сегменты для канала сигнализации (этап 1018). Каждый частотно-временной сегмент может включать в себя несколько кластеров. Сообщение сигнализации может быть отображено на различные кластеры в нескольких частотно-временных сегментах, чтобы осуществить разнесение. Сигнализация также может посылаться с помощью других схемам мультиплексирования вместо CDM.

Данные трафика обрабатываются и отображаются на частотно-временные блоки для информационного канала, назначенного для использования (этап 1022). Данные трафика, которые отображены на частотно-временные сегменты для канала сигнализации, прокалываются (этап 1024). Для отображенных сигнализаций и данных трафика формируются символы OFDM или символы SC-FDMA (этап 1026).

На Фиг.11 изображен вариант осуществления устройства 1100 для посылки сигнализации и данных трафика. Устройство 1100 включает в себя средство для определения частотно-временных сегментов для канала сигнализации, которое осуществляет прокалывание информационных каналов (этап 1112), средство для формирования сигнализации (этап 1114), средство для расширения сигнализации с помощью кода расширения (например, кода Уолша), чтобы сформировать сигнализацию с расширенным спектром (этап 1116), и средство для отображения сигнализации с расширенным спектром на частотно-временные сегменты для канала сигнализации (этап 1118). Сообщение сигнализации может быть отображено на различные кластеры в нескольких частотно-временных сегментах, чтобы осуществить разнесение. Устройство 1110 дополнительно включает в себя средство для обработки и отображения данных трафика на частотно-временные блоки для назначенного информационного канала (этап 1122), средство для прокалывания данных трафика, которые отображены на частотно-временные сегменты для канала сигнализации (этап 1124), и средство для формирования символов OFDM или символов SC-FDMA для отображенных сигнализации и данных трафика (этап 1126).

На Фиг.12 изображен вариант осуществления процесса 1200 приема сигнализации и данных трафика. Процесс 1200 может выполняться базовой станцией для приема сигнализации и данных, посылаемых по обратной линии связи. Определяются частотно-временные сегменты для канала сигнализации (этап 1212). Принятые символы извлекаются из частотно-временных сегментов для канала сигнализации (этап 1214). Извлеченные принятые символы обрабатываются, чтобы восстановить переданную сигнализацию. Для показанного на Фиг.12 варианта осуществления извлеченные принятые символы сжимаются с помощью кода расширения, назначенного терминалу, чтобы получить сжатые символы для терминала (этап 1216). Извлеченные принятые символы также могут быть сжаты с помощью кода(ов) расширения, не используемого для сигнализации, чтобы получить оценки помех (этап 1218). Сжатые символы детектируются (например, с оценками помех, если доступны), чтобы восстановить сигнализацию, посланную посредством терминала (этап 1220). Сообщение сигнализации может посылаться на различных кластерах в нескольких частотно-временных сегментах. В этом случае принятые символы извлекаются из каждого кластера и сжимаются с помощью кода расширения, и детектируются сжатые символы для различных кластеров, чтобы восстановить сообщение сигнализации.

Принятые символы извлекаются из частотно-временных блоков для информационного канала, назначенного терминалу (этап 1222). Принятые символы, извлеченные из частотно-временных сегментов для канала сигнализации, прокалываются (этап 1224). Непроколотые принятые символы обрабатываются для получения декодированных данных для терминала (этап 1226).

На Фиг.13 изображен вариант осуществления устройства 1300 для приема сигнализации и данных трафика. Устройство 1300 включает в себя средство для определения частотно-временных сегментов для канала сигнализации (этап 1312), средство для извлечения принятых символов из частотно-временных сегментов для канала сигнализации (этап 1314), средство для сжатия извлеченных принятых символов с помощью назначенного терминалу кода расширения, чтобы получать сжатые символы (этап 1316), средство для сжатия извлеченных принятых символов с помощью кода(ов) расширения, не используемого для сигнализации, чтобы получать оценки помех (этап 1318), и средство для выполнения детектирования на сжатых символах (например, с оценками помех, если доступны), чтобы восстановить сигнализацию, посланную терминалом (этап 1320). Сообщение сигнализации также может быть восстановлено из различных кластеров в нескольких частотно-временных сегментах. Устройство 1300 дополнительно включает в себя средство для извлечения принятых символов из частотно-временных блоков для информационного канала, назначенного терминалу (этап 1322), средство для прокалывания принятых символов, извлеченных из частотно-временных сегментов, для канала сигнализации (этап 1324), и средство для обработки непроколотых принятых символов для получения декодированных данных для терминала (этап 1326).

На Фиг.14 изображен блок-схема варианта осуществления базовой станции 110 и терминала 120 по Фиг.1. Для этого варианта осуществления и базовая станция 110, и терминал 120 оснащены одиночной антенной.

На базовой станции 110 процессор 1410 передачи (TX) данных и сигнализации принимает данные трафика для одного или нескольких терминалов, обрабатывает (например, форматирует, кодирует, перемежает и отображает символы) данные трафика для каждого терминала на основании одной или нескольких схем кодирования и модуляции, выбранных для этого терминала, и обеспечивает символы данных. Процессор 1410 также формирует символы пилот-сигнала и символы сигнализации. OFDM-модулятор 1412 выполняет модуляцию OFDM на символах данных, символах пилот-сигналов, и символах сигнализации и обеспечивает символы OFDM. Если система 100 использует SC-FDMA, то модулятор 1412 выполняет модуляцию SC-FDMA и обеспечивает SC-FDMA символы. Передатчик (TMTR) 1414 приводит в нужное состояние (например, преобразовывает в аналоговую форму, фильтрует, усиливает и осуществляет преобразование с повышением частоты) символы OFDM, чтобы сформировать модулированный сигнал FL, который передается от антенны 1416.

В терминале 120 антенна 1452 принимает модулированные сигналы FL от базовой станции 110 и возможно от других базовых станций и подает принятый сигнал на приемник (RCVR) 1454. Приемник 1454 обрабатывает (например, приводит в нужное состояние и оцифровывает) принятый сигнал и обеспечивает выборки принятого сигнала. Демодулятор (Demod) 1456 OFDM выполняет демодуляцию OFDM на выборках принятого сигнала и обеспечивает принятые символы для общего количества K поднесущих. Процессор 1458 приема (RX) данных и сигнализации обрабатывает (например, осуществляет обратное отображение, обращенное перемежение и декодирование символа) принятые символы и обеспечивает декодированные данные и сигнализацию для терминала 120.

Контроллер/процессор 1470 принимает результаты декодирования от процессора 1458 и формирует ACK-сообщения для терминала 120. TX-процессор 1460 данных и сигнализации формирует символы сигнализации для ACK-сообщений, символы данных для данных трафика, которые подлежат посылке на базовую станцию 110, и символы пилот-сигнала. OFDM модулятор 1462 выполняет модуляцию OFDM на символах данных, символах пилот-сигналов и символах сигнализации и обеспечивает символы OFDM. Передатчик 1464 приводит в нужное состояние символы OFDM и формирует модулированный сигнал RL (линии радиосвязи), который передается от антенны 1452.

В базовой станции 110 модулированные сигналы RL от терминала 120 и других терминалов принимаются посредством антенны 1416, приводятся в нужное состояние и в цифровую форму приемником 1420, демодулируются демодулятором 1422 OFDM, и обрабатываются RX-процессором 1424 данных и сигнализации, чтобы восстановить ACK-сообщения и данные трафика, посланные терминалом 120 и другими терминалами. Контроллер/процессор 1430 принимает детектированные ACK-сообщения и управляет передачами данных по прямой линии связи на терминалы.

Контроллеры/процессоры 1430 и 1470 управляют действием различных блоков обработки в базовой станции 110 и терминале 120 соответственно. Запоминающие устройства 1432 и 1472 хранят коды программ и данные для базовой станции 110 и терминала 120 соответственно.

На Фиг.15 изображена блок-схема варианта осуществления TX-процессора 1460 данных и сигнализации в терминале 120. Процессор 1460 включает в себя TX-процессор 1510 данных, TX-процессор 1520 сигнализации и мультиплексор (MUX)/объединитель 1530.

В рамках TX процессора 1510 данных блок 1512 кодирует, перемежает и отображает в символы данные трафика и обеспечивает символы данных. Блок 1514 отображения символ-поднесущая отображает символы данных на частотно-временные блоки для информационного канала, назначенного терминалу 120. Блок 1516 прокалывания прокалывает символы данных, которые отображены на частотно-временные сегменты для ACK-канала, и обеспечивает непроколотые символы данных.

В рамках TX-процессора 1520 сигнализации блок 1522 расширения данных расширяет ACK-сообщение с помощью кода расширения, назначенного терминалу 120, и обеспечивает элементарные посылки ACK. Для показанного на Фиг.15 варианта осуществления расширение выполняется в частотной области, и расширитель 1522 данных обеспечивает элементарные посылки ACK в качестве символов сигнализации. В другом варианте осуществления, которое не показано на Фиг.15, расширение выполняется во временной области, и блок DFT преобразовывает элементарные посылки ACK в течение каждого интервала передачи символа в частотную область и обеспечивает символы сигнализации. Для обоих вариантов осуществления блок 1524 отображения символ-поднесущая отображает символы сигнализации на надлежащие кластеры в частотно-временных сегментах для канала ACK. Блок 1530 объединяет символы данных от процессора 1510 и символы сигнализации от процессора 1520 и обеспечивает отображенные символы данных и сигнализации.

На Фиг.16 изображена блок-схема варианта осуществления RX-процессор 1424 данных и сигнализации в базовой станции 110. Процессор 1424 включает в себя RX-процессор 1610 данных и RX-процессор 1620 сигнализации. Для ясности ниже описана обработка для восстановления данных трафика и сигнализации от одного терминала u (например, терминала 120 на Фиг.14 и 15).

В рамках RX-процессора 1610 данных блок 1612 обращенного отображения символ-поднесущая извлекает принятые символы из частотно-временных блоков для информационного канала, назначенного терминалу 120. Блок 1614 прокалывания прокалывает принятые символы, извлеченные из частотно-временных сегментов, для ACK-канала, и обеспечивает непроколотые принятые символы. Блок 1616 символов осуществляет обращенное отображение, обращенное перемежение, и декодирует непроколотые принятые символы и обеспечивает декодированные данные для терминала 120.

В рамках RX-процессора 1620 сигнализации блок 1622 обращенного отображения символ-поднесущая извлекает принятые символы из частотно-временных сегментов для ACK-канала. Если расширение выполняется в частотной области, то блок дискретного обратного преобразования Фурье (IDFT) преобразовывает принятые символы в течение каждого интервала передачи символа во временную область и обеспечивает выборки временной области для сжатия (не показано на Фиг.16). Если расширение выполняется в частотной области, которое показано на Фиг.16 и полагается для описания ниже, то блок 1622 обращенного отображения обеспечивает принятые символы для сжатия. Блок 1624 сжатия данных сжимает принятые символы из каждого кластера с помощью кода расширения, назначенного терминалу 120, как указано ниже

где r_c,i является i-ым принятым символом из кластера c; и

z_u,c является сжатым символом из кластера c для терминала u.

Блок 1626 оценки взаимных помех сжимает принятые символы из каждого кластера с помощью каждого резервированного кода расширения, как указано ниже

где z_j,c является сжатым символом для резервированного кода j расширения; и

RC является множеством всех резервированных кодов расширения.

Блок 1626 оценки помех затем вычисляет оценку взаимных помех для каждого кластера путем суммирования возведенных в квадрат амплитуд для сжатых символов для резервированных кодов расширения, как указано ниже

где I_0,c является оценкой взаимных помех для кластера c.

Детектор 1628 выполняет детектирование для посланного терминалом 120 ACK-сообщения на основании сжатых символов и оценок взаимных помех для всех кластеров, как указано ниже

где A_th является пороговым значением, используемым для детектирования бита ACK, и ACK_U является детектированным ACK-сообщением для терминала 120. Уравнение (7) вычисляет энергию сжатого символа для бита ACK для каждого кластера, масштабирует энергию символа для каждого кластера на основании оценки взаимных помех для этого кластера, и объединяет взвешенные результаты для всех кластеров, используемых для посылки бита ACK.

Детектирование ACK также может выполняться другим образом. В другом варианте осуществления базовая станция 110 выполняет детектирование ACK с подавлением помех. Например, базовая станция 110 может детектировать бит ACK для наиболее интенсивного принятого терминала, оценивать помеху, обусловленную этим терминалом, вычитать оценку помех из принятых символов, и детектировать бит ACK для следующего по интенсивности принятого терминала на основании принятых символов с подавленными помехами. В очередном варианте осуществления базовая станция 110 выполняет когерентное детектирование ACK. Для этого варианта осуществления базовая станция 110 вычисляет оценку канала для каждого терминала на основании посланного этим терминалом пилот-сигнала и выполняет детектирование ACK в зависимости от оценки канала.

Описанные в документе способы передачи сигнализации могут быть осуществлены различными средствами. Например, эти способы могут быть осуществлены в виде аппаратных средств, программного обеспечения или их комбинации. Для осуществления аппаратными средствами блоки обработки в терминале могут быть реализованы в рамках одной или нескольких проблемно-ориентированных интегральных схем (ASIC), цифровых процессоров (DSP) сигналов, устройств (DSPD) цифровой обработки сигналов, программируемых логических устройств (ПЛУ, PLD) обработки цифровых сигналов, программируемых вентильных матриц (FPGA), процессоров, контроллеров, микроконтроллеров, микропроцессоров, других электронных модулей, предназначенных для выполнения описанных в документе функций, или их комбинации. Модули обработки в базовой станции также могут быть реализованы в рамках одной или нескольких ASIC, DSP, процессоров и так далее.

Для микропрограммного и/или программного осуществления описанные в документе способы могут быть реализованы с помощью модулей (например, процедур, функций и так далее), которые выполняют функции, описанные в документе. Программные коды могут храниться в запоминающем устройстве (например, запоминающих устройствах 1432 или 1472 по Фиг.14) и быть исполняемыми процессором (например, процессором 1430 или 1470). Запоминающее устройство может быть осуществлено в пределах процессора или быть внешним по отношению к процессору.

Следует отметить, что понятие каналов в документе относится к типам информации или передачи, которые могут передаваться точкой доступа или терминалом доступа. Оно не требует или не использует фиксированные или заранее заданные блоки поднесущих, временные интервалы или другие ресурсы, выделяемые для таких передач.

Дополнительно частотно-временные сегменты являются примерами ресурсов, которые могут назначаться для сигнализации и данных. Частотно-временные сегменты также могут содержать частотные поднесущие, символы передачи, или другие ресурсы, в дополнение к частотно-временным сегментам.

Предшествующее описание раскрытых вариантов осуществления предусмотрено, чтобы дать возможность любому специалисту в данной области техники выполнять или использовать настоящее изобретение. Различные модификации этих вариантов осуществления будут легко очевидны специалистам в данной области техники, и родовые принципы, определенные в документе, могут применяться для других вариантов осуществления без выхода за рамки существа или объема изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не подразумевает являться ограниченным вариантами осуществления, показанными в документе, но должно соответствовать самым широким рамкам, совместимым с принципами и новыми признаками, раскрытыми в документе.

Изобретение касается канала сигнализации, который прокалывает информационные каналы, используется для посылки сигнализации, например, подтверждений (АСК) приема. Техническим результатом является эффективная посылка АСК-информации в системе связи. В этом случае для посылки сигнализации задаются ресурсы для канала сигнализации, например, на основании схемы скачкообразной перестройки частоты. Спектр сигнализации расширяется с помощью кода расширения спектра, например кода Уолша, чтобы сформировать сигнализацию с расширенным спектром, которая отображается на ресурсы для канала сигнализации. Каждый ресурс может быть разбит на множество кластеров. Сообщение сигнализации может быть отображено на различные кластеры для осуществления разнесения. Данные графика также могут быть отображены на другие ресурсы для информационного канала, назначенного для использования. Данные графика, отображенные на другие ресурсы для канала сигнализации, прокалываются. Отображенные сигнализация и данные графика затем обрабатываются и передаются. 7 н. и 36 з.п. ф-лы, 20 ил.

1. Терминал системы связи, содержащий:
по меньшей мере, один процессор, выполненный с возможностью отображения сигнализации на ресурсы для канала сигнализации, который прокалывает каналы трафика; и
запоминающее устройство, соединенное с упомянутым, по меньшей мере, одним процессором,
причем сигнализация содержит подтверждения приема для принятых передач данных, и
причем, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью определения ресурсов для канала сигнализации на основании схемы скачкообразной перестройки частоты.

2. Терминал по п.1, в котором, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью расширения спектра сигнализации с помощью кода расширения спектра и отображения сигнализации с расширенным спектром на ресурсы для канала сигнализации.

3. Терминал по п.2, в котором упомянутый код расширения выведен из матрицы Адамара или матрицы Фурье.

4. Терминал по п.1, в котором упомянутый, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью отображения сообщения сигнализации на ресурсы, содержащие множество частотно-временных сегментов.

5. Терминал по п.4, в котором сообщение сигнализации испытывает помехи от различного набора передатчиков в каждом из множества частотно-временных сегментов.

6. Терминал по п.4, в котором множество частотно-временных сегментов охватывает различные частотные поднесущие.

7. Терминал по п.1, в котором ресурсы содержат частотно-временные сегменты, каждый из которых содержит множество кластеров единиц передачи, и при этом, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью отображения сообщения сигнализации на кластер единиц передачи в каждом из множества частотно-временных сегментов.

8. Терминал по п.7, в котором, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью отображения сообщения сигнализации на кластеры единиц передачи, охватывающие различные временные интервалы во множестве частотно-временных сегментов.

9. Терминал по п.1, в котором, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью отображения ресурсов канала сигнализации псевдослучайным способом по отношению к каналам трафика.

10. Терминал по п.1, в котором канал сигнализации равномерно прокалывает каналы трафика.

11. Терминал по п.1, в котором каналы трафика определены посредством структуры узлов каналов, и при этом каждый узел в структуре узлов каналов связан с конкретными ресурсами в канале сигнализации.

12. Терминал по п.1, в котором каждый канал трафика связан с конкретным кодом расширения спектра и конкретными ресурсами в канале сигнализации.

13. Терминал по п.1, в котором, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью отображения данных на ресурсы для канала трафика и прокалывания данных, отображенных на ресурсы для канала сигнализации.

14. Терминал по п.13, в котором ресурсы содержат частотно-временные сегменты, при этом частотно-временной сегмент прокалывает часть частотно-временного блока, и при этом данные отображаются на остающуюся часть частотно-временного блока.

15. Терминал по п.1, в котором, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью формирования символов мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM), переносящих отображенную сигнализацию.

16. Терминал по п.1, в котором, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью формирования символов множественного доступа с частотным разделением с одной несущей (SC-FDMA), переносящих отображенную сигнализацию.

17. Способ отправки сигнализации, содержащий этапы, на которых:
формируют сигнализацию для передачи через канал связи;
отображают сигнализацию на ресурсы для канала сигнализации, который прокалывает каналы трафика, и
определяют ресурсы для канала сигнализации на основании схемы скачкообразной перестройки частоты,
причем сигнализация содержит подтверждения приема для принятых передач данных.

18. Способ по п.17, дополнительно содержащий этапы, на которых:
расширяют спектр сигнализации с помощью кода расширения спектра, и при этом сигнализацию с расширенным спектром отображают на ресурсы для канала сигнализации.

19. Способ по п.17, в котором отображение сигнализации на ресурсы содержит отображение сообщения сигнализации на множество частотно-временных сегментов.

20. Способ по п.17, дополнительно содержащий этапы, на которых:
отображают данные других ресурсов на частотно-временные блоки для канала трафика; и
прокалывают данные ресурсами, содержащими частотно-временные сегменты для канала сигнализации.

21. Терминал системы связи, содержащий:
средство формирования сигнализации для передачи через канал связи;
средство отображения сигнализации на ресурсы для канала сигнализации, который прокалывает каналы трафика, и
средство определения ресурсов для канала сигнализации на основании схемы скачкообразной перестройки частоты,
причем сигнализация содержит подтверждения приема для принятых передач данных.

22. Терминал по п.21, дополнительно содержащий:
средство расширения спектра сигнализации с помощью кода расширения спектра, и при этом сигнализация с расширенным спектром отображается на ресурсы для канала сигнализации.

23. Терминал по п.21, в котором средство отображения сигнализации на ресурсы для канала сигнализации содержит средство отображения сообщения сигнализации на ресурсы, содержащие множество частотно-временных сегментов.

24. Терминал по п.21, дополнительно содержащий:
средство отображения данных на частотно-временные блоки для канала трафика; и
средство прокалывания данных, отображенных на частотно-временные сегменты для канала сигнализации.

25. Базовая станция системы связи, содержащая:
по меньшей мере, один процессор, выполненный с возможностью извлечения принятых символов из ресурсов для канала сигнализации, который прокалывает каналы трафика, и обработки извлеченных принятых символов для восстановления сигнализации, посланной на канале сигнализации; и
запоминающее устройство, соединенное с упомянутым, по меньшей мере, одним процессором,
причем сигнализация содержит подтверждения приема для принятых передач данных, и упомянутый, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью определения ресурсов для канала сигнализации на основании схемы скачкообразной перестройки частоты.

26. Базовая станция по п.25, в которой, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью сжатия спектра извлеченных принятых символов с помощью кода расширения спектра, чтобы получать сжатые по спектру символы, и выполнения детектирования на сжатых по спектру символах, чтобы восстанавливать сигнализацию, посланную по каналу сигнализации.

27. Базовая станция по п.26, в которой, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью сжатия спектра извлеченных принятых символов, по меньшей мере, с помощью одного кода расширения спектра, не используемого для сигнализации, для получения оценок помех.

28. Базовая станция по п.25, в которой, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью сжатия спектра извлеченных принятых символов с помощью кода расширения спектра для получения сжатых по спектру символов, сжатия спектра извлеченных принятых символов, по меньшей мере, с помощью одного кода расширения спектра, не используемого для сигнализации, для получения оценок помех, и выполнения детектирования на сжатых символах с оценками помех для восстановления сигнализации, посланной на канале сигнализации.

29. Базовая станция по п.27, в которой ресурсы содержат частотно-временные сегменты, каждый из которых содержит множество кластеров единиц передачи, и при этом, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью извлечения принятых символов из кластера единиц передачи в ресурсах, содержащих множество частотно-временных сегментов, сжатия спектра извлеченных принятых символов для каждого из множества частотно-временных сегментов с помощью кода расширения спектра, получения сжатого по спектру символа для частотно-временного сегмента, и объединения сжатых по спектру символов для множества частотно-временных сегментов, чтобы восстанавливать сообщение сигнализации.

30. Базовая станция по п.25, в которой, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью извлечения принятых символов из ресурсов, содержащих частотно-временные блоки для канала трафика, прокалывания принятых символов, извлеченных из частотно-временных сегментов для канала сигнализации, и обработки непроколотых принятых символов для получения декодированных данных для канала трафика.

31. Базовая станция по п.25, в котором, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью назначения терминалам кодов расширения спектра для посылки сигнализации на канале сигнализации, и в котором, по меньшей мере, один код расширения спектра резервирован для оценки помех.

32. Способ приема сигнализации, содержащий этапы, на которых:
извлекают принятые символы из частотно-временных сегментов для канала сигнализации, который прокалывает каналы трафика;
обрабатывают извлеченные принятые символы для восстановления сигнализации, посланной на канале сигнализации; и
определяют ресурсы для канала сигнализации на основании схемы скачкообразной перестройки частоты,
причем сигнализация содержит подтверждения приема для принятых передач данных.

33. Способ по п.32, в котором обработка извлеченных принятых символов содержит этапы, на которых:
сжимают спектр извлеченных принятых символов с помощью кода расширения спектра для получения сжатых по спектру символов, и
выполняют детектирование на сжатых по спектру символах, чтобы восстановить сигнализацию, посланную на канале сигнализации.

34. Способ по п.32, в котором обработка извлеченных принятых символов содержит этапы, на которых:
сжимают спектр извлеченных принятых символов с помощью кода расширения спектра для получения сжатых по спектру символов,
сжимают спектр извлеченных принятых символов, по меньшей мере, с помощью одного кода расширения спектра, не используемого для сигнализации, для получения оценок помех, и
выполняют детектирование на сжатых по спектру символах с оценками помех, чтобы восстанавливать сигнализацию, посланную на канале сигнализации.

35. Способ по п.32, дополнительно содержащий этапы, на которых:
извлекают принятые символы из ресурсов, содержащих частотно-временные блоки для канала трафика,
прокалывают принятые символы, извлеченные из ресурсов, содержащих частотно-временные сегменты для канала сигнализации, и
обрабатывают непроколотые принятые символы для получения декодированных данных для канала трафика.

36. Базовая станция системы связи, содержащая:
средство извлечения принятых символов из ресурсов, содержащих частотно-временные блоки, для канала сигнализации, который прокалывает каналы трафика;
средство определения ресурсов для канала сигнализации на основании схемы скачкообразной перестройки частоты, и
средство обработки извлеченных принятых символов, чтобы восстанавливать сигнализацию, посланную по каналу сигнализации,
причем сигнализация содержит подтверждения приема для принятых передач данных.

37. Базовая станция по п.36, в которой средство обработки извлеченных принятых символов содержит:
средство сжатия спектра извлеченных принятых символов с помощью кода расширения спектра, чтобы получать сжатые по спектру символы, и
средство выполнения детектирования на сжатых по спектру символах, чтобы восстанавливать сигнализацию, посланную на канале сигнализации.

38. Базовая станция по п.36, в которой средство обработки извлеченных принятых символов содержит:
средство сжатия спектра извлеченных принятых символов с помощью кода расширения спектра, чтобы получать сжатые по спектру символы,
средство сжатия спектра извлеченных принятых символов, по меньшей мере, с помощью одного кода расширения спектра, не используемого для сигнализации, чтобы получать оценки помех, и
средство выполнения детектирования на сжатых по спектру символах с оценками помех, чтобы восстанавливать сигнализацию, посланную на канале сигнализации.

39. Базовая станция по п.36, дополнительно содержащая:
средство извлечения принятых символов из ресурсов, содержащих частотно-временные блоки, для канала трафика,
средство прокалывания принятых символов, извлеченных из ресурсов, содержащих частотно-временные блоки, для канала сигнализации, и
средство обработки непроколотых принятых символов, чтобы получать декодированные данные для канала трафика.

40. Машиночитаемый носитель, на котором сохранены команды, которые при выполнении компьютером побуждают компьютер:
формировать сигнализацию для передачи через канал связи;
отображать сигнализацию на ресурсы для канала сигнализации, который прокалывает каналы трафика; и
определять ресурсы для канала сигнализации на основании схемы скачкообразной перестройки частоты,
причем сигнализация содержит подтверждения приема для принятых передач данных.

41. Машиночитаемый носитель по п.40, дополнительно содержащий команды, которые побуждают компьютер:
расширять спектр сигнализации с помощью кода расширения спектра, причем сигнализация с расширенным спектром отображается на ресурсы для канала сигнализации.

42. Машиночитаемый носитель по п.40, в котором отображение сигнализации на ресурсы заключается в отображении сообщения сигнализации на множество частотно-временных сегментов.

43. Машиночитаемый носитель по п.40, дополнительно содержащий команды, которые побуждают компьютер:
отображать данные ресурсов на частотно-временные блоки для канала трафика; и
прокалывать данные ресурсами, содержащими частотно-временные сегменты для канала сигнализации.