МОБИЛЬНАЯ СТАНЦИЯ И БАЗОВАЯ СТАНЦИЯ РАДИОСВЯЗИ Российский патент 2013 года по МПК H04W72/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к мобильной станции и базовой станции радиосвязи.

Уровень техники

Для устранения помех (интерференции) многолучевого распространения (распространения сигнала по нескольким путям) в системах мобильной связи, основанных на схеме OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, ортогональное мультиплексирование с разделением по частоте) и схеме DFT-Spread OFDM (Discrete Fourier Transform Spread OFDM, OFDM с расширением спектра посредством дискретного преобразования Фурье), например в системе LTE (Long Term Evolution, долговременное развитие), системе WiFi (Wireless Fidelity) и системе WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), используется циклический префикс (CP, Cyclic Prefix).

В таких системах мобильной связи для восходящей и нисходящей линий связи используется циклический префикс одинаковой длины на основании предположения о том, что характеристики задержки обеих линий связи по существу одинаковы.

Когда базовая станция радиосвязи eNB в указанной выше системе мобильной связи передает одинаковую информацию посредством нескольких антенн Ant#1 и Ant#2, как показано на фиг.5(а), из-за разной длины кабелей от базовой станции радиосвязи eNB до антенн Ant#1, Ant#2 оба сигнала, передаваемые из антенн Ant#1 и Ant#2, рассматриваются мобильной станцией UE в качестве задержанных волн, как показано на фиг.5(b).

При этом в мобильной станции UE помехи (интерференция) от нисходящего сигнала, передаваемого с антенны Ant#2, составляют большую часть составляющей помех и шума в нисходящем сигнале, передаваемом с антенны Ant#1, а помехи от нисходящего сигнала, передаваемого с антенны Ant#1, составляют большую часть составляющей помех и шума в нисходящем сигнале, передаваемом с антенны Ant#2. Таким образом, отношение мощностей сигнал-помеха плюс шум (SINR, Signal-to-interference and Noise power Ratio) можно увеличить путем добавления в нисходящий сигнал удлиненного циклического префикса (Extended CP).

С другой стороны, в восходящей линии связи, как показано на фиг.6(a) и 6(b), на восходящие сигналы из мобильной станции UE#1, принимаемые соответствующими антеннами Ant#1 и Ant#2, влияют не только помехи от восходящего сигнала из мобильной станции UE#2, но также шум и/или помехи от другой соты, так как мощность передачи восходящего сигнала в каждой мобильной станции UE ограничена. Поэтому эффект, достигаемый путем добавления удлиненного циклического префикса в восходящий сигнал, передаваемый каждой мобильной станцией UE, не такой существенный, как эффект, достигаемый путем добавления удлиненного циклического префикса в нисходящий сигнал.

Напротив, добавление удлиненного циклического префикса в восходящую линию связи, то есть увеличение длины циклического префикса, приводит к увеличению объема служебных данных и уменьшению пропускной способности восходящей линии связи. Таким образом, данное решение имеет недостаток, заключающийся в том, что отрицательный эффект с большой степенью вероятности превосходит положительный эффект.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение выполнено с учетом указанной выше проблемы, и целью настоящего изобретения является предложение мобильной станции и базовой станции радиосвязи, выполненных с возможностью изменения гибким образом длины циклического префикса, используемого в восходящей и нисходящей линиях связи.

В первом аспекте настоящего изобретения предлагается мобильная станция, включающая модуль определения длительности циклического префикса, выполненный с возможностью определения длительности циклического префикса, добавляемого в восходящий сигнал; и модуль добавления циклического префикса, выполненный с возможностью формирования восходящего сигнала путем добавления циклического префикса в поступающий сигнал, модулированный по схеме DFT-Spread OFDM (схеме FDMA с одной несущей), или поступающий сигнал, модулированный по схеме OFDM, при этом длительность циклического префикса определена модулем определения длительности циклического префикса, причем модуль определения длительности циклического префикса выполнен с возможностью задания длительности циклического префикса, добавляемого в восходящий сигнал, независимо от длительности циклического префикса, добавляемого в нисходящий сигнал.

В первом аспекте модуль задания длительности циклического префикса может быть выполнен с возможностью задания длительности циклического префикса, добавляемого в восходящий сигнал, равной длительности, указываемой в широковещательной информации, передаваемой базовой станцией радиосвязи.

В первом аспекте модуль задания длительности циклического префикса может быть выполнен с возможностью задания длительности циклического префикса, добавляемого в восходящий сигнал, равной длительности, указываемой в адресной информации управления, передаваемой базовой станцией радиосвязи во время осуществления хэндовера.

Во втором аспекте настоящего изобретения предлагается базовая станция радиосвязи, выполненная с возможностью приема восходящего сигнала из мобильной станции в заданной соте, при этом восходящий сигнал сформирован путем добавления циклического префикса к сигналу, модулированному по схеме DFT-Spread OFDM (схеме FDMA с одной несущей), или сигналу, модулированному по схеме OFDM, причем базовая станция радиосвязи выполнена с возможностью указания длительности циклического префикса, добавляемого в восходящий сигнал, для мобильной станции в заданной соте посредством широковещательной информации.

В третьем аспекте настоящего изобретения предлагается базовая станция радиосвязи, выполненная с возможностью приема восходящего сигнала из мобильной станции в заданной соте, при этом восходящий сигнал сформирован путем добавления циклического префикса к сигналу, модулированному по схеме DFT-Spread OFDM (схеме FDMA с одной несущей), или сигналу, модулированному по схеме OFDM, причем базовая станция радиосвязи выполнена с возможностью указания длительности циклического префикса, добавляемого в восходящий сигнал, для мобильной станции, которая осуществляет хэндовер из другой соты в заданную соту, посредством адресной информации управления.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой схему всей системы мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 представляет собой пример широковещательной информации, передаваемой базовой станцией радиосвязи в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения.

Фиг.3 представляет собой функциональную блок-схему мобильной станции в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 представляет собой схему примера циклического префикса, используемого в мобильной станции в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 представляет собой схему, на которой показан недостаток системы мобильной связи, в которой используется традиционная схема LTE.

Фиг.6 представляет собой другую схему, на которой показан недостаток системы мобильной связи, в которой используется традиционная схема LTE.

Осуществление изобретения

Система мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения

Далее со ссылкой на фиг.1-4 описана система мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг.1, система мобильной связи в соответствии с настоящим вариантом осуществления представляет собой систему мобильной связи, в которой используется схема LTE и которая включает базовую станцию радиосвязи eNB, имеющую антенны Ant#1 и Ant#2, а также мобильную станцию UE.

Кроме того, система мобильной связи в соответствии с настоящим изобретением выполнена таким образом, что в качестве схемы радиодоступа в нисходящей линии связи применяется схема OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), а в восходящей линии связи применяется схема SC-FDMA (Single-Carrier Frequency Division Multiple Access, множественный доступ с частотным разделением на одной несущей).

Схема OFDM представляет собой схему, в которой заданная полоса частот разделяется на множество узких полос частот (поднесущих) и данные передаются в каждой полосе частот. В схеме OFDM благодаря плотному расположению поднесущих на оси частот, так чтобы они не создавали помех друг другу и при этом часть из них перекрывалась, можно добиться высокоскоростной передачи и повысить эффективность использования частот.

В свою очередь, схема SC-FDMA представляет собой схему передачи, обеспечивающую уменьшение помех (интерференции) между множеством мобильных станций UE, посредством разделения конкретной полосы частот и выполнения передачи с использованием разных полос частот для множества мобильных станций UE. Схема SC-FDMA может обеспечить уменьшение потребления энергии и увеличение покрытия мобильной станции UE благодаря тому, что схема SC-FDMA позволяет уменьшить колебания мощности передачи.

В соответствии с предлагаемой в настоящем варианте осуществления системой мобильной связи в восходящей линии связи восходящий сигнал данных передается, например, по каналу PUSCH (Physical Uplink Shared Channel, физический восходящий общий канал), а восходящий сигнал управления передается, например, по каналу PUCCH (Physical Uplink Control Channel, физический восходящий канал управления).

С другой стороны, в нисходящей линии связи сигнал синхронизации передается, например, по каналу SCH (Synchronization Channel, канал синхронизации), нисходящий сигнал данных передается, например, по каналу PDSCH (Physical Downlink Shared Channel, физический нисходящий общий канал), а нисходящий сигнал управления передается, например, по каналу PDCCH (Physical Downlink Control Channel, физический нисходящий канал управления).

Кроме того, в нисходящей линии связи блок основной информации (MIB, Master Information Block) предназначен для передачи в качестве широковещательной информации в каждой соте, например, по каналу РВСН (Physical Broadcast Channel, физический широковещательный канал), а блоки системной информации (SIB, System Information Block) с 1 по 11 предназначены для передачи, например, по каналу PDSCH (см. фиг.2).

Более конкретно, блок MIB включает физические параметры, например ширину полосы частот соты и информацию идентификации передающей антенны, а также номер кадра системы (SFN, system frame number), и предназначен для передачи с интервалом 40 мс.

Кроме того, блок SIB1 отображается на системную информацию SI-1 (System Information-1) и предназначен для передачи с интервалом 80 мс. Блок SIB1 дополнительно может включать идентификатор наземной сети мобильной связи общего пользования (PLMN-ID), идентификатор области отслеживания (ТАС), идентификатор соты, информацию о границе соты (метка значимости), а также информацию планирования другой системной информации SI и т.п.

Кроме того, блоки с SIB2 по SIB8 отображаются на любую системную информацию SI-x и далее передаются. Для таких блоков с SIB2 по SIB4 может быть задан интервал передачи. Например, блок SIB2 может включать общую информацию каналов и информацию об общем канале, блок SIB3 может включать информацию перевыбора соты, а блоки с SIB4 по SIB8 могут включать информацию о смежных сотах на одной и той же частоте, информацию о смежных сотах на отличных частотах и т.п.

Базовая станция радиосвязи eNB выполнена с возможностью указания длительности циклического префикса, добавляемого в восходящий сигнал (например, восходящий сигнал данных и/или восходящий сигнал управления) для мобильной станции UE в заданной соте (соте, находящейся под управлением базовой станции радиосвязи eNB), посредством указанной выше широковещательной информации. Например, базовая станция радиосвязи eNB выполнена с возможностью осуществления данного указания путем использования блоков MIB, SIB1, SIB2 и т.п.

Кроме того, базовая станция радиосвязи eNB может быть выполнена с возможностью указания посредством адресной информации управления (выделенной информации управления, dedicated control information) (например, посредством сообщения реконфигурации RRC-соединения) длительности циклического префикса, добавляемого в восходящий сигнал, в заданной соте для мобильной станции UE, которая осуществляет хэндовер (handover, переключение связи между станциями) из другой соты в заданную соту (соту, находящуюся под управлением базовой станции радиосвязи eNB).

На фиг.3 показана часть конструкции мобильной станции UE, предназначенная для передачи восходящего сигнала, в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Как показано на фиг.3, мобильная станция UE включает модуль 11 дискретного преобразования Фурье (DFT, Discrete Fourier Transform), модуль 12 отображения поднесущей, модуль 13 обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT, Inversed Fast Fourier Transform), модуль 14 добавления циклического префикса (CP) и модуль 15 определения длительности циклического префикса.

Кодированный символ данных подвергается дискретному преобразованию Фурье в модуле 11 дискретного преобразования Фурье и подается на вход модуля 12 отображения поднесущей.

Модуль 12 отображения поднесущей выполнен с возможностью отображения выдаваемого сигнала (символа) из модуля 11 дискретного преобразования Фурье на непрерывные поднесущие.

Модуль 13 обратного быстрого преобразования Фурье выполнен с возможностью осуществления обратного быстрого преобразования Фурье выдаваемого сигнала из модуля 12 отображения поднесущей (символ у) и подачи в модуль 14 добавления циклического префикса сигнала, модулированного по схеме DFT-Spread OFDM.

Модуль 14 добавления циклического префикса выполнен с возможностью формирования восходящего сигнала путем добавления циклического префикса к поступающему сигналу, модулированному по схеме DFT-Spread OFDM, при этом длина циклического префикса определяется модулем 15 определения длины циклического префикса.

В данном случае, как показано на фиг.4, циклический префикс, добавляемый в восходящий сигнал, бывает двух типов: стандартный циклический префикс (Normal CP) и удлиненный циклический префикс (Extended CP). Длительность Т1 удлиненного циклического префикса больше длительности Т2 стандартного циклического префикса.

И стандартный, и удлиненный циклические префиксы формируются путем копирования части эффективного символа. Циклический префикс также может называться защитным интервалом (GI, Guard Interval).

Модуль 15 определения длительности циклического префикса выполнен с возможностью определения длительности циклического префикса, добавляемого в восходящий сигнал.

Модуль 15 определения длительности циклического префикса также выполнен с возможностью задания длительности циклического префикса, добавляемого в восходящий сигнал (например, восходящий сигнал данных и/или восходящий сигнал управления), независимо от длительности циклического префикса, добавляемого в нисходящий сигнал (например, нисходящий сигнал данных и/или нисходящий сигнал управления).

Длительность циклического префикса, добавляемого в восходящий сигнал, и длительность циклического префикса, добавляемого в нисходящий сигнал (например, нисходящий сигнал данных и/или нисходящий сигнал управления), могут задаваться одинаковыми или могут задаваться разными.

Мобильная станция UE может вычислять длительность циклического префикса, добавляемого в нисходящий сигнал, путем использования сигнала синхронизации, принимаемого по каналу SCH.

Более конкретно, модуль 15 задания длительности циклического префикса может быть выполнен с возможностью задания длительности циклического префикса, добавляемого в восходящий сигнал, равной длительности, указываемой в широковещательной информации (например, блоках MIB, SIB1, SIB2 и т.п.), передаваемой базовой станицей радиосвязи eNB.

Кроме того, модуль 15 задания длительности циклического префикса может быть выполнен с возможностью задания длительности циклического префикса, добавляемого в восходящий сигнал, равной длительности, указываемой в адресной информации управления (например, сообщении реконфигурации RRC-соединения), передаваемой базовой станцией радиосвязи eNB во время осуществления хэндовера.

Технический результат и преимущества системы мобильной связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения

В предлагаемой в настоящем варианте осуществления системе мобильной связи мобильная станция UE задает длительность циклического префикса, добавляемого в восходящий сигнал, равной длительности, указываемой в широковещательной информации (например, блоках MIB, SIB1, SIB2 и т.п.), передаваемой базовой станицей радиосвязи eNB, таким образом, что длительность циклического префикса, применяемого в восходящей линии связи, и длительность циклического префикса, применяемого в нисходящей линии связи, могут быть заданы разными.

Кроме того, в предлагаемой в настоящем варианте осуществления системе мобильной связи мобильная станция UE задает длительность циклического префикса, добавляемого в восходящий сигнал, равной длительности, указываемой в индивидуальной информации управления (например, сообщении реконфигурации RRC-соединения), передаваемой базовой станицей радиосвязи eNB, таким образом, что длительность циклического префикса, применяемого в восходящей линии связи, и длительность циклического префикса, применяемого в нисходящей линии связи, могут быть заданы разными.

Следует отметить, что функции описанной выше мобильной станции UE и базовой станции радиосвязи eNB могут быть реализованы с использованием аппаратных средств, программного модуля, исполняемого вычислительным устройством, или их комбинации.

Программный модуль может находиться на носителе информации любого типа, например ОЗУ (оперативное запоминающее устройство, RAM, Random Access Memory), флеш-памяти, ПЗУ (постоянное запоминающее устройство, ROM, Read Only Memory), ЭСППЗУ (EEPROM, Electronically Erasable and Programmable ROM, электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство), регистре, накопителе на жестком магнитном диске, сменном диске или CD-ROM.

Носитель информации соединен с вычислительным устройством так, что вычислительное устройство может считывать информацию из носителя информации и записывать информацию на носитель информации. Носитель информации также может быть встроен в вычислительное устройство. Носитель информации и вычислительное устройство также могут быть выполнены в специализированной интегральной схеме (ASIC). Специализированная интегральная схема может быть выполнена в мобильной станции UE и базовой станции радиосвязи eNB. Носитель информации и вычислительное устройство также могут быть выполнены в мобильной станции UE и в базовой станции радиосвязи eNB как дискретные компоненты.

Настоящее изобретение подробно описано выше с использованием указанного выше варианта осуществления, однако специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что настоящее изобретение не ограничивается описанным вариантом осуществления. Могут быть выполнены модификации и изменения настоящего изобретения без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения, определенных в границах формулы изобретения. Таким образом, представленное выше описание приведено с целью иллюстрации и не предназначено для ограничения каким-либо образом настоящего изобретения.

Изобретение относится к системам связи. Технический результат заключается в обеспечении гибкости изменения длительности циклического префикса. Мобильная станция (UE) в соответствии с настоящим изобретением включает модуль определения длительности циклического префикса, выполненный с возможностью определения длительности циклического префикса, добавляемого в восходящий сигнал, и модуль добавления циклического префикса, выполненный с возможностью формирования восходящего сигнала путем добавления циклического префикса в поступающий сигнал, модулированный по схеме DFT-Spread OFDM (схеме FDMA с одной несущей), или поступающий сигнал, модулированный по схеме OFDM, при этом длительность циклического префикса определяется модулем определения длительности циклического префикса, причем модуль определения длительности циклического префикса выполнен с возможностью задания длительности циклического префикса, добавляемого в восходящий сигнал, независимо от длительности циклического префикса, добавляемого в нисходящий сигнал. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Мобильная станция, содержащая модуль определения длительности циклического префикса, выполненный с возможностью определения длительности циклического префикса, добавляемого в восходящий сигнал; и модуль добавления циклического префикса, выполненный с возможностью формирования восходящего сигнала путем добавления циклического префикса в поступающий сигнал, модулированный по схеме DFT-Spread OFDM (схеме FDMA с одной несущей), или
поступающий сигнал, модулированный по схеме OFDM, при этом длительность циклического префикса определена модулем определения длительности циклического префикса; причем модуль определения длительности циклического префикса выполнен с возможностью задания длительности циклического префикса, добавляемого в восходящий сигнал, независимо от длительности циклического префикса, добавляемого в нисходящий сигнал, причем модуль задания длительности циклического префикса выполнен с возможностью задания длительности циклического префикса, добавляемого в восходящий сигнал, равной длительности, указываемой в адресной информации управления, передаваемой базовой станцией радиосвязи во время осуществления хэндовера.

2. Мобильная станция по п.1, отличающаяся тем, что модуль задания длительности циклического префикса выполнен с возможностью задания длительности циклического префикса, добавляемого в восходящий сигнал, равной длительности, указываемой в широковещательной информации, передаваемой базовой станцией радиосвязи.

3. Базовая станция радиосвязи, выполненная с возможностью приема восходящего сигнала из мобильной станции в заданной соте, при этом восходящий сигнал сформирован путем добавления циклического префикса к сигналу, модулированному по схеме DFT-Spread OFDM (схеме FDMA с одной несущей), или сигналу, модулированному по схеме OFDM, причем базовая станция радиосвязи выполнена с возможностью указания длительности циклического префикса, добавляемого в восходящий сигнал, для мобильной станции в заданной соте посредством широковещательной информации, причем модуль задания длительности циклического префикса выполнен с возможностью задания длительности циклического префикса, добавляемого в восходящий сигнал, равной длительности, указываемой в адресной информации управления, передаваемой базовой станцией радиосвязи во время осуществления хэндовера.

4. Базовая станция радиосвязи, выполненная с возможностью приема восходящего сигнала из мобильной станции в заданной соте, при этом восходящий сигнал сформирован путем добавления циклического префикса к сигналу, модулированному по схеме DFT-Spread OFDM (схеме FDMA с одной несущей), или сигналу, модулированному по схеме OFDM, причем базовая станция радиосвязи выполнена с возможностью указания длительности циклического префикса, добавляемого в восходящий сигнал, для мобильной станции, которая осуществляет хэндовер из другой соты в заданную соту, посредством адресной информации управления.