РАЗБИЕНИЕ ЧАСТОТНЫХ РЕСУРСОВ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ УПРАВЛЯЮЩИХ СИГНАЛОВ И СИГНАЛОВ ДАННЫХ В СИСТЕМЕ СВЯЗИ SC-FDMA Российский патент 2011 года по МПК H04B7/26 H04L1/18 

Область техники

Данное изобретение, в общем, относится к беспроводным системам связи, а более конкретно к системе связи множественного доступа с частотным разделением с одной несущей (SC-FDMA), и дополнительно рассматривается в разработке долгосрочного развития (LTE) усовершенствованного универсального наземного радиодоступа (E-UTRA) партнерского проекта третьего поколения (3GPP).

Описание предшествующего уровня техники

Более конкретно, данное изобретение рассматривает разбиение ресурсов, выделяемых под передачи управляющих сигналов и сигналов данных в SC-FDMA системе связи. Это изобретение предполагает связь по восходящей линии (UL), соответствующую передачам сигналов от мобильных абонентских устройств (UE) к обслуживающей базовой станции (или Узлу B). UE, которое также обычно называют терминалом или мобильной станцией, может быть стационарным или мобильным и может быть беспроводным устройством, сотовым телефоном, устройством персонального компьютера, картой беспроводного модема и т.д. Узел В обычно представляет собой стационарную станцию и может называться базовой приемо-передающей станцией BST, точкой доступа или определяться некоторой другой терминологией.

Различные типы сигналов должны поддерживать для надлежащей функциональности системы связи. Помимо сигналов данных, которые переносят информационное содержание передачи, необходимо также передавать управляющие сигналы от абонентских устройств к их обслуживающему Узлу В по восходящей линии UL и от Узла В к абонентским устройствам по нисходящей линии (DL) для обеспечения надлежащей передачи сигналов данных. Нисходящая линия относится к связи от Узла В к UE. Эти управляющие сигналы будут детально описаны в дальнейшем с упором на UL.

Предполагается, что UE передают сигналы данных (или пакеты данных) по физическому каналу общего пользования восходящей линии (PUSCH). Как показано на фиг.1, канал PUSCH в течение одного и того же периода времени может использоваться множеством UE, при этом каждое UE использует отличающуюся часть рабочей полосы частот (BW), чтобы избегать взаимных помех (мультиплексирование частотной области (FDM)). UE1 110 передает в полосе частот BW 120, тогда как UE2 130, UE3 150 и UE4 170 передают в полосах частот BW 140, BW 160 и BW 180 соответственно. Исключением является использование методов множественного доступа с пространственным разделением (SDMA), в которых множество UE могут совместно использовать те же самые RB в одном субкадре для передач своих пакетов данных по каналу PUSCH.

Предполагается, что Узел В передает сигналы данных (или пакеты данных к UE по физическому каналу общего пользования исходящей линии (PDSCH). Аналогично, как и PUSCH, канал PDSCH в течение одного и того же периода времени может использоваться несколькими абонентскими устройствами посредством FDM.

Передачи данных по каналам PUSCH и PDSCH могут планироваться Узлом В посредством назначения планирования UL или DL соответственно, с использованием физического управляющего канала нисходящей линии (PDCCH) или они могут заранее конфигурироваться для периодического осуществления (постоянное планирование PUSCH или PDSCH передач). С использованием PDCCH передача сигналов данных по PUSCH или PDSCH, вообще говоря, может происходить в каждом субкадре, как определено планировщиком Узла В. Соответственно планирование таких передач обычно называют динамическим.

Чтобы избежать чрезмерных непроизводительных издержек в PDCCH, некоторые PUSCH и PDSCH передачи могут конфигурироваться для периодического осуществления в заранее определенных частях рабочей полосы частот. Такое планирование называется постоянным. На фиг.2 продемонстрирована эта концепция постоянного планирования, когда исходная пакетная передача 210 происходит периодически в каждом назначенном временном интервале 220. Постоянное планирование обычно используется для услуг связи с относительно малыми требованиями к ширине полосы на период передачи, но должно предоставляться множеству UE, что делает динамическое планирование по каналу PDCCH неэффективным из-за связанных с этим непроизводительных издержек в DL системы связи. Одним из характерных примеров таких услуг является IP телефония (VoIP).

Предполагается, что в ответ на PUSCH и PDSCH передачи передаются сигналы позитивного или негативного квитирования, ACK или NAK, соответственно, передаваемые к UE или от UE соответственно. Так как данное изобретение рассматривает UL системы связи, сфокусируем внимание на сигналах ACK/NAK, передаваемых посредством UE в ответ на PDSCH передачу. ACK/NAK сигнализация требуется для использования гибридного автоматического запроса на повторную передачу (HARQ), где после приема NAK пакет данных передается повторно, а после приема ACK передается новый пакет данных.

Так как PDSCH планирование UE в DL может быть динамическим или постоянным, передачи сигналов ACK/NAK от UE являются динамическими или постоянным соответственно. В последнем случае, подобно PDSCH передаче, передачи ACK/NAK от UE являются периодическими.

Кроме периодических и динамических передач сигналов ACK/NAK UE могут периодически передавать и другие управляющие сигналы. Одним из примеров таких сигналов является индикация качества канала (CQI). Предполагается, что CQI периодически передается, чтобы информировать обслуживающий Узел В о состоянии канала, что может быть представлено как отношение сигнала к помехе и шуму (SINR), которое UE испытывает в DL. Могут также существовать и другие периодические передачи управляющих сигналов, отличных от CQI или ACK/NAK.

Таким образом, предполагается, что UL системы связи поддерживает динамические и постоянные PUSCH передачи, ACK/NAK передачи в ответ на динамические или постоянные PDSCH передачи, CQI передачи и, возможно, другую сигнализацию управления. Предполагается, что передачи CQI, постоянного PUSCH и ACK/NAK в ответ на постоянный PDSCH происходят периодически, пока они не деактивируются Узлом В или пока не истечет срок, соответствующий конфигурации передачи. Эти сигналы ACK/NAK и CQI совместно будут упоминаться как физический канал управления восходящей линии (PUCCH). В канале PUCCH периодически могут передаваться и другие управляющие сигналы.

Предполагается, что PUSCH передачи происходят в течение периода времени передачи (TTI), который соответствует одному субкадру. На фиг.3 показана блок-схема структуры 310 субкадра, предполагаемой в типичном воплощении описываемого изобретения. Этот субкадр включает в себя два слота. Каждый слот 320 включает в себя семь символов, а каждый символ 330 включает в себя циклический префикс (CP) для смягчения помех из-за эффектов распространения в канале. Передача сигналов в этих двух слотах может осуществляться как в одном диапазоне, так и в разных диапазонах рабочей полосы частот.

В типичной структуре субкадра в блок-схеме на фиг.3 средний символ в каждом слоте осуществляет передачу опорных сигналов (RS) 340, известных также как пилот-сигналы, которые предназначены для различных целей, включая обеспечение оценки канала, которая позволяет осуществить когерентную демодуляцию принятого сигнала. Количество символов для RS передач UL субкадре может быть разным для PUSCH, PUCCH с передачей ACK/NAK и PUCCH с передачей CQI. Например, в случае ACK/NAK PUCCH передач средние три символа в каждом слоте могут быть использованы для передач RS (а оставшиеся символы используются для передач ACK/NAK); тогда как в случае CQI PUCCH передач второй и шестой символы в каждом слоте могут использоваться для передачи RS (а оставшиеся символы используются для передачи CQI). Это также показано на фиг.9, фиг.10 и фиг.11, которые будут описаны далее.

Предполагается, что полоса частот передачи состоит из сегментов частотных ресурсов, которые будут называться блоками ресурсов (RB). Типичное воплощение изобретения предполагает, что каждый RB включает в себя 12 SC-FDMA поднесущих, и для UE выделяется множество N последовательных RB 350 для PUSCH передач и один RB для PUCCH передач. Тем не менее, данные цифры приведены лишь для иллюстрации и не ограничивают изобретение.

Хотя это и не материал раскрытого изобретения, типичная блок-схема структуры передатчика для PUSCH показана на фиг.4. Если UE имеет как биты данных, так и управления (ACK/NAK, CQI и т.д.) для передачи в одном и том же субкадре PUSCH, то для передачи ACK/NAK некоторые биты данных (такие, например, как биты четности в случае турбокодирования) могут быть выколоты и заменены на биты ACK/NAK. Таким образом, мы избегаем одновременной PUSCH и PUCCH передачи от UE, а свойство одной несущей сохраняется. Закодированные CQI биты 405 (если они есть) и закодированные биты данных 410 мультиплексируются 420. Если нужно также передать и биты ACK/NAK по PUSCH, некоторые биты информации (или, возможно, биты CQI) выкалываются для размещения там битов ACK/NAK 430. Затем производится дискретное преобразование Фурье (DFT) 440 объединенных битов данных и битов управления, выбираются поднесущие 450, соответствующие назначенной полосе частот передачи 455, осуществляется обратное быстрое преобразование Фурье (IFFT) 460 и, наконец, к передаваемому сигналу 490 применяются циклический префикс (CP) 470 и фильтрация 480.

Предполагается, что рассматриваемым UE применяется дополнение сигнала нулями в поднесущих, которые используются другими UE, и в защитных поднесущих (не показаны). Более того, для краткости, дополнительные элементы схемы передатчика, такие как цифроаналоговый преобразователь, аналоговые фильтры, усилители и антенны передатчика, известные в данной области техники, не указаны на фиг.4. Аналогично, опущены для краткости процесс кодирования для битов данных и для битов CQI, а также процесс модуляции всех передаваемых сигналов, хорошо известные в данной области техники.

Приемным устройством осуществляются операции, обратные (комплементарные) к операциям передатчика. Концептуально это изображено на фиг.5, где применяются операции, обратные тем, которые производились на фиг.4. Как известно в данной области техники (не показано для краткости), антенна принимает аналоговый высокочастотный (RF) сигнал, и после дальнейшей обработки (такими блоками как фильтры, усилители, понижающие частотные преобразователи и аналогово-цифровые преобразователи) принятый цифровой сигнал 510 проходит через блок анализа во временной области 520 и удаляется CP 530. Далее, приемное устройство применяет преобразование Фурье FFT 540, выбирает 545 поднесущие 550, использовавшиеся передатчиком, применяет обратное цифровое преобразование Фурье IDFT 560, извлекает биты ACK/NAK и расставляет соответствующие стирания в битах данных 570 и демультиплексирует 580 биты CQI 590 и биты данных 595. Как и в случае передатчика, хорошо известные в данной области техники функции принимающего устройства, такие как оценка канала, демодуляция и декодирование, не показаны для краткости, и они не являются материалом для данного изобретения.

Блок-схема структуры передачи канала PUCCH (ACK/NAK, CQI) продемонстрирована на фиг.6, она также не является материалом описываемого изобретения. Предполагается, что передача осуществляется посредством модуляции последовательностей 610 на основе CAZAC (постоянной амплитуды с нулевой автокорреляцией). Аналогичным образом предполагается, что передача RS осуществляется посредством немодулированных последовательностей 610 на основе CAZAC. Выбираются поднесущие 620, соответствующие полосе частот, назначенной для передачи, и элементы последовательности размещаются по выбранным поднесущим 630 канала PUCCH. Осуществляется Обратное Быстрое Преобразование Фурье (IFFT) 640, полученный результат подвергается циклическому сдвигу во временной области 650, и, наконец, к передаваемому сигналу 680 применяется циклический префикс (CP) 660 и фильтрация 670. По сравнению со структурой передатчика PUSCH на фиг.4 основным отличием является отсутствие DFT блока (потому что предполагается, хотя этого и не требуется, что последовательности на основе CAZAC сразу отображаются в частотную область, чтобы избежать операции DFT) и применение циклического сдвига 650. Кроме того, к сигналам ACK/NAK, RS, и, возможно, CQI может применяться защита кодом Уолша для совокупности соответствующих символов в этом субкадре (фиг.3).

При приеме последовательности на основе CAZAC осуществляются обратные операции, что показано на фиг.7. Принятый сигнал 710 проходит через блок анализа во временной области 720 и удаляется CP 730. Далее восстанавливается циклический сдвиг 740 применяется FFT 750, выбираются поднесущие 760, использовавшиеся передатчиком 765, применяется 780 корреляция с репликой 770 последовательности на основе CAZAC и получаются выходные данные 790. Эти выходные данные могут быть отправлены в блок оценки канала, такой как частотно-временной интерполятор, в случае RS, или могут быть использованы для обнаружения переданной информации, в случае если последовательность на основе CAZAC модулируется посредством информационных битов ACK/NAK или CQI.

Пример последовательностей на основе CAZAC дается следующим уравнением (1):

(1)

В уравнении (1) L - длина последовательности CAZAC, n - индекс конкретного элемента этой последовательности n={0,1,2…,L-1} и, наконец, k - индекс самой последовательности. Для заданной длины L существует L-1 различных последовательностей, при условии что L - это простое число. Таким образом, определяется целое семейство последовательностей, так как индекс k меняется в диапазоне {1,2,…,L-1}. Однако последовательности CAZAC, используемые при передаче сигналов по каналу PUCCH, не обязательно порождаются с использованием этого точного выражения, приведенного выше, как это обсуждено дополнительно ниже.

Для последовательностей CAZAC длины L, выражаемой простым числом, количество последовательностей равно L-l. Так как предполагается, что диапазоны RB содержат четное количество поднесущих, при этом 1 RB содержит 12 поднесущих, то последовательности, используемые для передач ACK/NAK и RS, могут генерироваться в частотной или временной области либо посредством усечения последовательности CAZAC, построенной по слишком длинному простому числу (длине) L (такому как 13), либо посредством удлинения последовательности CAZAC, построенной по слишком короткому простому числу (длине) L (такому как 11), путем повторения его первого элемента (или нескольких начальных элементов) в его конце (циклическое удлинение), хотя получающиеся таким образом последовательности не удовлетворяют определению последовательности CAZAC. Альтернативно, последовательности CAZAC могут генерироваться посредством компьютерного поиска последовательностей, удовлетворяющих свойствам CAZAC.

Различные циклические сдвиги одной и той же последовательности CAZAC дают ортогональные последовательности CAZAC. Следовательно, различные циклические сдвиги одной и той же последовательности CAZAC могут быть выделены различным UE в одном и том же RB для их передачи RS, ACK/NAK или CQI, и достигается ортогональное мультиплексирование сигналов UE. Этот принцип продемонстрирован на фиг.8.

Для того чтобы различные последовательности CAZAC 810, 830, 850, 870, генерированные посредством разных циклических сдвигов 820, 840, 860, 880, соответственно, одной и той же корневой последовательности CAZAC, были ортогональными, значение циклического сдвига 890 должно превосходить величину D разброса задержки распространения в канале (что включает в себя ошибку временной неопределенности и эффекты переполнения фильтра). Если - длительность одного символа, количество циклических сдвигов равно математической нижней целой части отношения . Гранулярность циклического сдвига равна одному элементу последовательности CAZAC. Для последовательности CAZAC длины 12 количество возможных циклических сдвигов равно 12 и для длительности символа около 66 микросекунд (14 символов в 1 миллисекунд субкадре), временное разделение последовательных циклических сдвигов равно примерно 5,5 микросекунд.

Конфигурация параметров передачи сигналов CQI, таких как RB передачи и субкадр передачи, производится для каждого UE посредством сигнализации более высокого уровня, и эта конфигурация остается в силе в течение более продолжительного времени, чем субкадр. Точно также параметры передачи ACK/NAK согласно постоянному планированию PDSCH и параметры постоянных PUSCH передач (такие как RB и субкадр) остаются теми же в течение сравнимых периодов времени.

Следствием SC-FDMA сигнализации является то, что полоса частот передачи должна быть непрерывной. Для того чтобы избежать фрагментации для PUSCH передач, PUCCH передачи должны быть помещены на двух концах рабочей полосы частот. В противном случае, если с обеих сторон полосы частот PUCCH передач остаются доступные RB, то они не могут быть использованы тем же UE для PUSCH передачи, чтобы при этом сохранилось свойство единой несущей передачи.

Более того, так как PUCCH передачи включают в себя периодические CQI передачи, периодические ACK/NAK передачи и динамические ACK/NAK передачи, необходимо определить надлежащее упорядочение для соответствующих RB на двух концах рабочей полосы частот.

Кроме PUCCH передачи постоянное планирование PUSCH передач также приводит к подобным характеристикам заполнения полосы частот, как и в случае канала PUCCH.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение было создано для решения проблем, приведенных выше, возникавших на предшествующем уровне техники, и данное изобретение обеспечивает устройство и способ выделения ресурсов для передачи управляющих сигналов и сигналов данных от абонентских устройств к обслуживающему их узлу В.

Дополнительно, данное изобретение определяет разбиение RB, выделяемых для PUCCH передач, между RB, используемыми для CQI передач, периодических ACK/NAK передач согласно постоянному планированию PDSCH и для динамических ACK/NAK передач согласно динамическому планированию PDSCH.

Дополнительно, данное изобретение максимизирует использование полосы частот для PUSCH передач и в то же время размещает PUCCH передачи.

Дополнительно, данное изобретение учитывает постоянные PUSCH передачи, и при этом не допускается фрагментация полосы частот.

Дополнительно, данное изобретение способствует достижению требований надежности приема передач, особенно для управляющих сигналов.

Дополнительно, данное изобретение информирует UE о первом RB, который доступен для динамических ACK/NAK передач.

Согласно одному из воплощений данного изобретения представлен способ выделения частотных сегментов (блоков ресурсов (RB)), используемых управляющими сигналами с периодической передачей, управляющими сигналами с динамической передачей и сигналами данных.

Согласно другому воплощению данного изобретения представлен способ выделения частотных сегментов, используемых управляющими сигналами с периодической передачей, управляющими сигналами с динамической передачей, сигналами данных с периодической передачей, сигналами данных с динамической передачей.

Согласно другому воплощению данного изобретения представлены устройство и способ, позволяющие абонентскому устройству, имеющему сигнал квитирования в ответ на сигнал данных, переданный ему обслуживающим Узлом В согласно соответствующему плановому назначению, определить первый частотный сегмент, подходящий для передачи этого сигнала квитирования.

Согласно другому воплощению данного изобретения предоставлены устройство и способ, позволяющие обслуживающему Узлу В сообщить абонентским устройствам, имеющим сигналы квитирования в ответ на соответствующие сигналы данных, переданные им обслуживающим Узлом В согласно соответствующим плановым назначениям, о первом частотном сегменте, подходящем для передачи этих сигналов квитирования.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Все указанные ранее и другие аспекты, признаки и преимущества данного изобретения станут более наглядными из последующего детального описания в сочетании с сопровождающими графическими материалами, в которых:

фиг.1 - диаграмма, демонстрирующая разбиение рабочей полосы частот для ортогональной передачи сигналов от нескольких UE посредством мультиплексирования с частотным разделением (FDM);

фиг.2 - диаграмма, демонстрирующая понятие постоянной (периодической) передачи сигналов данных от UE;

фиг.3 - блок-схема, демонстрирующая типичную структуру субкадра для системы связи SC-FDMA;

фиг.4 - блок-схема, демонстрирующая первый типичный передатчик SC-FDMA для мультиплексирования битов данных, битов CQI и битов ACK/NAK в субкадре передачи;

фиг.5 - блок-схема, демонстрирующая типичный приемник SC-FDMA для демультиплексирования битов данных, битов CQI и битов ACK/NAK в субкадре приема;

фиг.6 - блок-схема, демонстрирующая типичный передатчик для последовательности на основе CAZAC в частотной области;

фиг.7 - блок-схема, демонстрирующая типичный приемник для последовательности на основе CAZAC в частотной области;

фиг.8 - блок-схема, демонстрирующая типичное построение ортогональных последовательностей на основе CAZAC посредством применения различных циклических сдвигов к корневой последовательности на основе CAZAC;

фиг.9 - диаграмма, демонстрирующая типичное разбиение блоков ресурсов для передач CQI, ACK/NAK и сигналов данных;

фиг.10 - диаграмма, демонстрирующая первое типичное разбиение блоков ресурсов для передач CQI, постоянных и динамических передач ACK/NAK, а также постоянных и динамических передач сигналов данных; и

фиг.11 - диаграмма, демонстрирующая второе типичное разбиение блоков ресурсов для передач CQI, постоянных и динамических передач ACK/NAK, а также постоянных и динамических передач сигналов данных.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее изобретение описано более полно со ссылками на сопровождающие графические материалы. Это изобретение, однако, может быть воплощено во многих различных формах и не следует делать вывод, что оно ограничивается предложенными здесь воплощениями. Скорее эти воплощения представлены для того, чтобы данное описание было доскональным и полным и полностью передавало возможности этого изобретения для специалистов в данной области техники.

Кроме того, хотя данное изобретение предполагает систему связи множественного доступа с частотным разделением с одной несущей (SC-FDMA), оно также применимо ко всем системам FDM в общем и, более конкретно, к OFDMA, OFDM, FDMA, DFT-расширенному OFDM, DFT-расширенному OFDMA, OFDMA с одной несущей (SC-OFDMA) и OFDM с одной несущей.

Система идей и способы этих воплощений данного изобретения решают задачи, касающиеся потребностей максимизации использования доступной полосы частот для передачи сигналов от абонентских устройств к обслуживающему Узлу В, обеспечения достижения заданного уровня надежности приема передач и информирования UE передачей сигналов квитирования о первом частотном сегменте (или блоке ресурсов (RB)), подходящем для передачи этих сигналов.

Как уже обсуждалось в предшествующем описании уровня техники, некоторые сигналы в UL имеют периодический характер, и соответствующее выделение блоков ресурсов (RB), или частотных сегментов, в каждом субкадре может быть заранее определено на относительно длинный период времени, сравнимый с длительностью субкадра. Эти сигналы включают в себя CQI, ACK/NAK, связанные с постоянными передачами PDSCH, и постоянные передачи PUSCH. Как подробно объяснено далее, в силу ряда причин, среди которых необходимость предотвращения фрагментации полосы частот и в то же время сохранения поддержки передач на одной несущей, желательно расположить эти сигналы около двух краев (концов) рабочей полосы частот.

Кроме динамически планируемых передач PUSCH, другие сигналы, которые могут потребовать переменное количество блоков ресурсов RB на один субкадр, включают в себя ACK/NAK в ответ на динамические передачи PDSCH (динамические ACK/NAK). Эти блоки RB для динамических передач ACK/NAK, следовательно, следует разместить после блоков для динамических передач PUSCH, начиная с последнего блока RB, выделенного для периодических передач PUCCH и PUSCH, и разместить в сторону внутренней части рабочей полосы частот (BW).

Разбиение периодических передач PUCCH, таких как передача CQI, и динамических передач ACK/NAK сначала рассматривается в типичной ситуации, изображенной на фиг.9. Предполагается, что передача CQI от UE осуществляется на противоположных концах рабочей полосы частот BW в первом слоте 910A и во втором слоте 910B. Согласно данному изобретению, блоки RB, используемые для динамической передачи ACK/NAK от другого UE в первом слоте 920A и во втором слоте 920B, размещаются во внутреннюю сторону от блоков RB, используемых для передачи CQI, примыкают к блокам RB, используемым для динамической передачи PUSCH в первом слоте 930A и втором слоте 930B этого субкадра, и располагаются во внешнюю сторону от них.

Так как количество UE с динамическими передачами PDSCH в одном субкадре может меняться, количество блоков RB, используемых соответствующими динамическими передачами ACK/NAK канала PUCCH, может также меняться от субкадра к субкадру (хотя на фиг.9 продемонстрирован только один блок RB для динамической передачи ACK/NAK). Такие изменения невозможно учесть заранее, так как предполагается, что планировщик Узла В работает без ограничений для определенного количества назначенных динамических передач PDSCH на один субкадр.

Так как предполагается, что каждое UE с динамической передачей ACK/NAK знает допустимый диапазон мультиплексирования в одном блоке RB (этот параметр может транслироваться для всех обслуживающим Узлом В) и свое расположение относительно передач ACK/NAK от других UE (либо из явных сигналов обслуживающего Узла В, либо неявно, например, через индекс PDCCH, используемого для планового назначения), то это UE может узнать, какой блок RB и какой ресурс в этом блоке (такой как выбор циклического сдвига последовательности на основе CAZAC) ему использовать. Например, если диапазон ACK/NAK мультиплексирования равен 18, а относительный порядок UE для передачи ACK/NAK равен 20, то это UE для своей передачи ACK/NAK использует второй ресурс во втором блоке RB, использующемся для динамических передач ACK/NAK. Более общим образом, если диапазон ACK/NAK мультиплексирования в блоке RB равен M, а относительный порядок UE с динамической передачей ACK/NAK равен P, это устройство UE может использовать ресурс:

mod(P, M),

в блоке RB с номером

Q=ceil(P/M),

где mod(x, y) равно x минус (n умножить на y), а число n равно floor(x делить на y). Операция "floor" округляет число до его ближайшего меньшего целого числа, тогда как операция "ceil" округляет число до его ближайшего большего целого числа.

Размещение блоков RB для динамических передач ACK/NAK во внутреннюю сторону рабочей полосы частот сразу после блоков RB, используемых для периодических передач PUCCH (таких как CQI), для которых количество RB на один субкадр фиксировано в течение длительных периодов времени (при этом они располагаются сразу же после (и во внешнюю сторону от) блоков RB, используемых для динамических передач PUSCH), позволяет избежать фрагментации или напрасной траты полосы частот из-за появления неиспользуемых блоков RB. В противном случае, если бы блоки RB для динамических передач ACK/NAK помещались перед блоками RB для периодических передач PUCCH и во внешнюю сторону рабочей полосы частот, могла бы произойти фрагментация полосы частот в ситуации, когда количество RB для динамических передач ACK/NAK меняется от субкадра к субкадру.

Вместо этого, если эти блоки RB разбиты в промежутке между периодическими и динамическими передачами PUCCH, как продемонстрировано на фиг.9, любое изменение в количестве блоков RB, использующихся для динамических передач ACK/NAK, может, без возникновения каких-либо проблем, быть включено в планирование динамических передач PUSCH в оставшихся блоках RB без появления каких-либо неиспользуемых RB или фрагментации полосы частот, так как упомянутые первыми блоки просто могут рассматриваться как продолжение последних и наоборот. Обслуживающему Узлу В известно, сколько блоков RB потребуется в каждом субкадре для динамических передач ACK/NAK, и он может соответствующим образом выделить блоки RB для передачи PUSCH, не подвергая полосу частот фрагментации.

Еще одна причина размещения блоков RB для динамических передач ACK/NAK во внутреннюю сторону от блоков RB, выделенных для периодических передач PUCCH, состоит в том, что упомянутые первыми блоки могут стать доступными для передач PUSCH после некоторого количества субкадров линии UL. Такое происходит в ситуации, когда субкадры линии DL осуществляют многоадресный широковещательный трафик, потому что в этом случае нет никаких передач ACK/NAK в соответствующих последующих субкадрах UL (во время многоадресных широковещательных субкадров DL не предполагается никаких одноадресных передач PDSCH, требующих ответных ACK/NAK). Это не всегда можно было бы сделать из-за свойства одной несущей, если бы блоки RB для передач ACK/NAK не примыкали к блокам RB для передач PUSCH.

Еще одна причина того, что блоки RB для динамических ACK/NAK размещаются во внутренней части полосы частот между блоками для динамических ACK/NAK и для периодических передач PUCCH, состоит в том, что от первых обычно требуется большая степень надежности, чем от вторых. Передачи во внутренних блоках RB в большей степени избегают внеполосных помех, вызванных передачами в примыкающих полосах частот, которые могут быть значительно более мощными, и поэтому сигналы ACK/NAK лучше защищены от таких помех, если они размешены во внутренних блоках RB.

Обобщение выделения блоков RB, показанное на фиг.9, представлено на фиг.10, где помимо блоков RB для CQI, для динамических ACK/NAK и для динамических передач PUSCH, также включены в рассмотрение и блоки RB для постоянных ACK/NAK и постоянных передач PUSCH. Периодические передачи можно поменять местами или перемешать. Такое альтернативное упорядочение для периодических передач изображено на фиг.11.

Эти блоки RB для постоянных передач ACK/NAK 1010A и 1010B или блоки RB для постоянных передач PUSCH 1020A и 1020B располагаются во внешнюю сторону от блоков RB для динамических передач ACK/NAK 1030A и 1030В, которые опять примыкают друг к другу и во внешнюю сторону от блоков RB для динамических передач PUSCH 1040A и 1040B, поскольку только они могут меняться от субкадра к субкадру непредсказуемым образом. При этом блоки RB для периодических передач PUCCH и постоянных передач PUSCH также могут меняться от субкадра к субкадру, но эти изменения происходят заранее определенным образом.

Более того, хотя на фиг.10 блоки RB для передачи ACK/NAK, согласно постоянному планированию PDSCH, располагаются с внутренней стороны от блоков RB для передач CQI в обоих слотах, но это не является необходимым, и блоки, упомянутые вторыми, могут располагаться с внутренней стороны от первых в одном из двух слотов. Дополнительно, передача любого из этих сигналов может быть заключена только в один слот или может распространяться после одного субкадра.

На фиг.11 показан тот же принцип, что и на фиг.10, с единственным отличием в относительном расположении постоянных передач PUSCH 1110A и 1110В и передач CQI 1120A и 1120B. Передачи CQI, как правило, требуют большей степени надежности приема, чем постоянные передачи PUSCH, так как последние пользуются преимуществами использования HARQ, поэтому если мы избегаем размещения CQI в блоки RB на краях рабочей полосы частот, то предохраняем CQI от возможных внеполосных помех и, как следствие, повышаем надежность его приема.

На обоих чертежах, фиг.10 и фиг.11, блоки RB для постоянных передач ACK/NAK располагаются во внешнюю сторону от блоков RB для динамических передач ACK/NAK, но с внутренней стороны от блоков RB для передач CQI или постоянных передач PUSCH. В таком случае, если в предыдущем субкадре не было никакого планирования PDSCH, как это бывает, когда этот субкадр осуществляет трафик многоадресной широковещательной связи, то в последующем субкадре UL не происходит никаких передач ACK/NAK, а тогда те блоки RB, которые в противном случае использовались бы абонентскими устройствами UE для передач ACK/NAK, могут быть использованы для передач PUSCH.

При фиксированном количестве всех блоков RB для периодических передач (CQI, ACK/NAK согласно постоянному планированию PDSCH, постоянному планированию PUSCH) в одном субкадре, и при размещении блоков RB для ACK/NAK, согласно динамическому планированию PDSCH, между блоками RB для периодических передач и блоками RB для динамических передач PUSCH, блоки RB, доступные для динамических передач PUSCH, соприкасаются и хорошо определены. Это фиксированное количество блоков RB для периодических передач в одном субкадре может быть сообщено абонентским устройствам RB через широковещательный канал. Эта информация используется абонентскими устройствами как индикатор для определения блоков RB для динамических передач ACK/NAK (первый блок RB), если эти блоки RB не начинаются от краев рабочей полосы частот. Зная фиксированное количество блоков RB на один субкадр, используемых для периодических передач, UE может применить коррекцию, равную количеству этих RB (оно равно индикатору) для того, чтобы определить первый блок UE, доступный для передачи ACK/NAK, согласно планированию PDSCH.

В качестве примера, показанного на фиг.10, обслуживающий Узел В транслирует общее количество блоков RB, использующихся для всех периодических передач (таких как CQI, согласно постоянному планированию PUSCH, и ACK/NAK, согласно постоянному планированию PDSCH), и это значение служит как индекс для UE для определения первого блока RB, доступного для передачи ACK/NAK согласно динамическому планированию PDSCH, путем применения соответствующего сдвига, равного этому индексу, относительно каждого из блоков RB на обоих краях рабочей полосы частот.

Хотя данное изобретение продемонстрировано и описано со ссылками на его конкретные типичные воплощения, специалисты в данной области техники поймут, что различные изменения в его форме и деталях могут быть осуществлены без отхода от сущности и объема изобретения, как это определено в прилагаемой формуле изобретения.

Изобретение относится к беспроводным системам связи. Способ разбиения частотных ресурсов, используемых для передачи сигналов данных и управляющих сигналов абонентскими устройствами в системе связи. Эти сигналы данных и управляющие сигналы предназначены для периодической и динамической передачи. Представлено устройство и способ определения абонентскими устройствами первого частотного сегмента, доступного для передачи динамических управляющих сигналов, таких как сигналы квитирования, связанных с соответствующим приемом сигналов данных согласно плановому предписанию узла В. Использование рабочей полосы частот максимизировано посредством предотвращения ее фрагментации и обеспечивает достижение заданного уровня надежности, особенно для управляющих сигналов, что является техническим результатом. 6 н. и 18 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Способ выделения частотных ресурсов для передачи управляющих сигналов и сигналов данных от абонентских устройств к Узлу В в рабочей полосе частот в системе связи, причем управляющие сигналы включают в себя управляющие сигналы первого типа и управляющие сигналы второго типа, передача управляющих сигналов первого типа осуществляется периодически, причем первый набор абонентских устройств использует первые частотные ресурсы для передачи управляющих сигналов первого типа, второй набор абонентских устройств использует вторые частотные ресурсы для передачи управляющих сигналов второго типа, и третий набор абонентских устройств использует третьи частотные ресурсы для передачи информационных сигналов, причем способ содержит:
размещение вторых частотных ресурсов между первыми частотными ресурсами и третьими частотными ресурсами на каждой стороне рабочей полосы частот; и
размещение третьих частотных ресурсов между вторыми частотными ресурсами.

2. Способ по п.1, в котором управляющие сигналы первого типа представляют собой сигналы индикации качества канала.

3. Способ по п.1, в котором управляющие сигналы второго типа представляют собой сигналы квитирования, передающиеся в ответ на сигналы данных от Узла В ко второму набору абонентских устройств.

4. Способ по п.1, в котором передача сигналов данных связана с назначением планирования, переданным от Узла В к каждому из абонентских устройств из третьего набора абонентских устройств.

5. Способ по п.1, в котором система связи представляет собой систему связи множественного доступа с одной несущей в частотной области.

6. Способ определения в абонентском устройстве частотных ресурсов в рабочей полосе частот для передачи сигнала квитирования к Узлу В в системе связи, причем рабочая полоса частот включает в себя некоторое количество ресурсных блоков (RB), сигнал квитирования посылается в ответ на сигнал данных от Узла В к абонентскому устройству, при этом способ содержит:
прием, по меньшей мере, одного индекса от Узла В, причем индекс соответствует количеству блоков RB; и
определение, с использованием принятого индекса, первого блока RB частотных ресурсов для передачи сигнала квитирования.

7. Способ по п.6, дополнительно содержащий:
передачу сигналов данных в ответ на назначение планирования, переданное от Узла В к абонентскому устройству.

8. Способ по п.6, в котором система связи представляет собой систему связи множественного доступа с одной несущей в частотной области.

9. Способ по п.6, в котором блок ресурсов включает в себя некоторое количество последовательных частотных поднесущих.

10. Способ выделения частотных ресурсов для передачи управляющих сигналов и сигналов данных от абонентских устройств к Узлу В в рабочей полосе частот в системе связи, причем управляющие сигналы включают в себя управляющие сигналы первого типа и управляющие сигналы второго типа, передача управляющих сигналов первого типа осуществляется периодически, сигналы данных включают в себя сигналы данных первого типа и сигналы данных второго типа, и передача сигналов данных первого типа осуществляется периодически, при этом первый набор абонентских устройств использует первые частотные ресурсы для передачи управляющих сигналов первого типа, второй набор абонентских устройств использует вторые частотные ресурсы для передачи управляющих сигналов второго типа, третий набор абонентских устройств использует третьи частотные ресурсы для передачи сигналов данных первого типа, и четвертый набор абонентских устройств использует четвертые частотные ресурсы для передачи сигналов данных второго типа, при этом способ содержит:
размещение вторых частотных ресурсов между первыми частотными ресурсами и четвертыми частотными ресурсами с каждой стороны рабочей полосы частот;
размещение вторых частотных ресурсов между третьими частотными ресурсами и четвертыми частотными ресурсами с каждой стороны рабочей полосы частот; и
размещение четвертых частотных ресурсов между вторыми частотными ресурсами в рабочей полосе частот.

11. Способ по п.10, в котором управляющие сигналы первого типа представляют собой сигналы индикации качества канала.

12. Способ по п.10, в котором управляющие сигналы второго типа представляют собой сигналы квитирования в ответ на передачу сигналов данных от Узла В ко второму набору абонентских устройств.

13. Способ по п.10, в котором передача для каждого из сигналов данных второго типа осуществляется в ответ на соответствующие назначения планирования от Узла В к четвертому набору абонентских устройств.

14. Способ по п.10, в котором система связи представляет собой систему связи множественного доступа с одной несущей в частотной области.

15. Способ по п.10, дополнительно содержащий:
размещение первых частотных ресурсов между третьими частотными ресурсами и вторыми частотными ресурсами с каждой стороны рабочей полосы частот.

16. Способ по п.10, дополнительно содержащий:
размещение третьих частотных ресурсов в начале противоположных концов рабочей полосы частот.

17. Устройство для передачи сигнала квитирования в системе связи, причем сигнал квитирования передается от абонентского устройства в рабочей полосе частот в ответ на прием сигнала данных, переданного Узлом В, и рабочая полоса частот включает в себя ресурсные (RB), при этом устройство содержит:
приемник для приема сигнала передачи широковещательной передачи, переданного Узлом В, причем принятый сигнал широковещательной передачи указывает, по меньшей мере, количество блоков RB в рабочей полосе частот; и
передатчик для передачи сигнала квитирования,
при этом первый блок RB, доступный для передачи сигнала квитирования, определяется, по меньшей мере, от одного из концов рабочей полосы частот исходя из количества блоков RB.

18. Устройство по п.17, в котором передача сигнала данных осуществляется в ответ на назначение планирования, переданное от Узла В к абонентскому устройству.

19. Устройство по п.17, в котором система связи содержит систему связи множественного доступа с одной несущей в частотной области.

20. Способ оповещения абонентских устройств о ресурсных блоках (RB), доступных для передачи соответствующих сигналов квитирования в системе связи, причем сигналы квитирования отправляются в ответ на соответствующий прием сигнала данных, переданного Узлом В в рабочей полосе частот, при этом способ содержит:
передачу, в абонентское устройство, через широковещательный канал, количества ресурсных блоков (RB) в одном субкадре для выполнения периодических передач; и
использование абонентским устройством переданного количества RB для выполнения периодических передач, в качестве индекса для определения RB для динамических передач сигналов квитирования.

21. Способ по п.20, в котором передачи сигналов данных осуществляются в ответ на соответствующие назначения планирования, переданные от Узла В к абонентским устройствам.

22. Способ по п.20, в котором система связи содержит систему связи множественного доступа с одной несущей в частотной области.

23. Способ по п.20, дополнительно содержащий определение первого доступного блока RB для динамических передач.

24. Способ выделения частотных ресурсов для передачи управляющих сигналов и сигналов данных от абонентских устройств к Узлу В в конкретном диапазоне рабочей полосы частот в системе связи, причем управляющие сигналы включают в себя первые управляющие сигналы, причем передача, по меньшей мере, первых управляющих сигналов осуществляется периодически, при этом первый набор абонентских устройств использует первые частотные ресурсы для передачи первых управляющих сигналов, второй набор абонентских устройств использует вторые частотные ресурсы для передачи вторых управляющих сигналов, а третий набор абонентских устройств использует третьи частотные ресурсы для передачи сигналов данных, при этом способ содержит:
размещение отдельных вторых частотных ресурсов перед и после всех третьих частотных ресурсов в рабочей полосе частот; и
размещение отдельных первых частотных ресурсов перед и после отдельных вторых частотных ресурсов в рабочей полосе частот.