Способы и устройства для расширяемого и масштабируемого канала управления для беспроводных сетей

Способы и устройства для расширяемого и масштабируемого канала управления для беспроводных сетей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПРИОРИТЕТ

По данной заявке испрашивается приоритет Патентной Заявки США №13/557,121 поданной 24 июля 2012 г., озаглавленной «METHODS AND APPARATUS FOR AN EXTENSIBLE AND SCALABLE CONTROL CHANNEL FOR WIRELESS NETWORKS», по которой испрашивается приоритет Предварительной Патентной Заявки США №61/557,329, поданной 08 ноября 2011 г., озаглавленной «METHODS AND APPARATUS FOR AN EXTENSIBLE AND SCALABLE CONTROL CHANNEL FOR WIRELESS NETWORKS», причем каждая из вышеприведенных заявок во всей своей полноте включена в настоящее описание посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение в целом относится к области беспроводной связи и сетям передачи данных. В частности, в одном примерном аспекте, изобретение направлено на способы и устройство для расширяемого и масштабируемого канала управления для беспроводных сетей.

2. ОПИСАНИЕ СВЯЗАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Оператор сотовой сети предоставляет услуги мобильной телекоммуникационной связи совокупности сотовых пользовательских устройств через сетевую инфраструктуру из, например, сотовых базовых станций (BS), контроллеров базовых станций, инфраструктурных узлов и т.п. Один важный аспект функционирования сотовой сети связан с управлением и администрированием сетевыми ресурсами. В некоторых сотовых технологиях, выделен так называемый «канал управления» для осуществления обмена информацией управления между сотовой базовой станцией, и совокупностью сотовых оборудований пользователя.

При разработке канала управления возникает множество проблем. В частности, устройство не осведомлено о функционировании сети до тех пор, пока устройство успешно не декодирует канал управления. По этой причине, каналы управления предшествующего уровня техники имеют распределенный предварительно определенный набор ресурсов для функционирования канала управления. Таким образом, даже если мобильное устройство не имеет другой информации о сети, мобильное устройство может обнаружить канал управления на основании известного предварительно определенного набора ресурсов.

Тем не менее, несмотря на то, что каналы управления необходимы для функционирования сети, они сокращают объем ресурсов, доступных для переноса данных. Следовательно, при заданной предварительно определенной природе существующих реализаций канала управления, существующие сети, как правило, не эффективны, поскольку предварительно определенные ресурсы управления намеренно консервативны, и не всегда полностью используются.

Более того, из-за важности информации канала управления, значительные усилия расходуются на обеспечение гарантии того, что информация канала управления точно принимается приемником. Существующие решения используют несколько контрмер для защиты доставки канала управления, включая, например, схемы помехоустойчивого кодирования, и относительно высокую мощность передачи для каналов управления. К сожалению, эти контрмеры также вносят свой вклад в недоиспользование сети. Например, схемы помехоустойчивого кодирования основаны на увеличении избыточности (т.е., полезные данные дополняются избыточной информацией); аналогичным образом, более высокая мощность передачи может увеличить помехи в других каналах. Также более высокая мощность канала управления может отрицательно сказаться на долговечности батареи в, например, мобильных сотовых устройствах.

Соответственно, требуются улучшенные решения для функционирования канала управления в существующих и будущих сотовых сетях. Улучшенное функционирование канала управления в идеале должно: (i) увеличить емкость канала управления, (ii) улучшить масштабируемость канала управления, (iii) обеспечить координацию исключения помех, и (iv) сократить издержки на канал управления.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение удовлетворяет вышеупомянутые потребности посредством предоставления, среди прочего, улучшенного устройства и способов для расширяемого и масштабируемого канала управления для беспроводных сетей.

Сначала раскрывается способ функционирования беспроводной сети. В одном варианте осуществления, способ включает в себя этапы, на которых: сегментируют один или более частотных ресурсов на некоторое количество сегментов частоты, при этом каждый сегмент частоты содержит одну или более областей канала управления; назначают одно или более мобильных устройств соответствующей одной из одной или более областей канала управления; и передают информацию управления, ассоциированную с назначенным одним или более устройствами через соответствующую одну из одной или более областей канала управления.

В одном варианте, каждая область канала управления включает в себя целое число физически последовательных или логически последовательных физических блоков ресурсов. В одном примерном сценарии, каждая область канала управления назначается одному или более удаленным объектам радиосвязи, ассоциированным с макро-сотой. В одном таком сценарии, устройство функционирует в соответствии со схемой дуплекса с временным разделением (TDD). В качестве альтернативы, устройство функционирует в соответствии со схемой дуплекса с частотным разделением (FDD).

В другом варианте, один или более частотных ресурсов дополнительно сегментированы в соответствии с временным интервалом. В одном таком варианте, временной интервал является временным слотом. В качестве альтернативы, временной интервал является субкадром.

В другом варианте осуществления, способ включает в себя этапы, на которых: передают одну или более областей канала управления с емкостью, при этом одна или более областей канала управления ассоциированы с набором клиентских устройств; и в ответ на изменение издержек на канал управления применительно к набору клиентских устройств, регулируют емкость одной или более областей канала управления.

В одном варианте, регулируемая емкость включает в себя расширенный частотный диапазон одной или более областей канала управления. В другом варианте, регулируемая емкость включает в себя расширение временного диапазона одной или более областей канала управления.

В другом варианте, изменение издержек на канал управления включает в себя изменение совокупности клиентских устройств. В качестве альтернативы, изменение издержек на канал управления включает в себя изменение в одном или более форматах сообщения.

В еще одном другом варианте осуществления, способ включает в себя этапы, на которых: сегментируют один или более частотных ресурсов на некоторое количество сегментов частоты, при этом каждый сегмент частоты содержит одну или более областей канала управления; передают первую область канала управления через первый сегмент частоты в первом географическом местоположении; передают вторую область канала управления через первый сегмент частоты во втором географическом местоположении; при этом первое и второе географические местоположения пространственно отличаются; и при этом первая и вторая области канала управления совместно используют общий идентификатор соты.

В одном варианте, один или более сегментов частоты дополнительно сегментированы на один или более временные сегменты. В другом варианте, одна или более областей канала управления включают в себя множество физических блоков ресурсов (PRB). В одном таком варианте, множество PRB дополнительно подвергается перестановке и рассредоточению по совокупности из одного или более клиентских устройств.

В других вариантах, первое географическое местоположение обслуживается первой удаленной станцией радиосвязи (RRH), а второе географическое местоположение обслуживается второй RRH.

В еще одном другом варианте осуществления, способ включает в себя этапы, на которых: для множества временных интервалов: выполняют перестановку одной или более информации управления, ассоциированной с одним или более мобильными устройствами, по одному или более блокам ресурсов области канала управления; и передают переставленную одну или более информацию управления через один или более блоки ресурсов области канала управления.

В одном варианте, перестановка сконфигурирована для обеспечения максимального частотного разнесения применительно к одной или более информации управления. В качестве альтернативы, перестановка является случайной.

В другом варианте осуществления, область канала управления имеет частотный диапазон, который является подмножеством полного частотного диапазона. В альтернативном варианте, область канала управления имеет временной диапазон, который является подмножеством полного временного диапазона.

Также раскрывается способ беспроводного функционирования. В одном варианте осуществления, способ включает в себя этапы, на которых: сегментируют один или более частотных ресурсов на некоторое количество сегментов частоты, при этом каждый сегмент частоты содержит одну или более областей канала управления; назначают одно или более мобильных устройств соответствующей одной из одной или более областей канала управления; и выполняют формирование диаграммы направленности одной или более передач информации управления, ассоциированных с назначенным одним или более мобильными устройствами, через множество антенн.

В одном варианте, передачи информации управления включают в себя один или более опорных сигналов, конкретные для соответствующего одного из назначенных одного или более мобильных устройств.

Дополнительно раскрывается беспроводной передатчик. В одном варианте осуществления, беспроводной передатчик включает в себя: беспроводной интерфейс, при этом беспроводной интерфейс выполнен с возможностью осуществления связи с одним или более мобильными устройствами; процессор; и не временное компьютерно-читаемое устройство, содержащее запоминающий носитель с хранящейся на нем, по меньшей мере, одной компьютерной программой, при этом, по меньшей мере, одна компьютерная программа выполнена с возможностью, при исполнении процессором: ассоциации одного или более мобильных устройств к соответствующей одной или более областям канала управления; и передачи информации управления, ассоциированной с ассоциированным одним или более мобильными устройствами через соответствующую одну или более областей канала управления.

В одном варианте, беспроводной передатчик является удаленной станцией радиосвязи (RRH), связанной с внешним развитым Узлом-B (eNB). В альтернативном варианте, беспроводной передатчик является развитым Узлом-B (eNB).

В еще одних других вариантах, по меньшей мере, компьютерная программа дополнительно выполнена с возможностью сегментирования одного или более частотных ресурсов на некоторое количество сегментов частоты, при этом, по меньшей мере, один сегмент частоты содержит одну или более областей канала управления. В другом варианте, по меньшей мере, одна компьютерная программа дополнительно выполнена с возможностью назначения одного или более мобильных устройств соответствующей одной из одной или более областей канала управления.

В другом варианте, один или более частотных ресурсов дополнительно сегментируются в соответствии с временным интервалом. В таком варианте, временной интервал является временным слотом, или в качестве альтернативы, субкадром.

Также в данном документе раскрывается беспроводной приемник. В одном варианте осуществления, беспроводной приемник включает в себя: беспроводной интерфейс, при этом беспроводной интерфейс выполнен с возможностью осуществления связи с одним или более устройствами базовой станции; процессор; и не временное компьютерно-читаемое устройство, содержащее запоминающий носитель с хранящейся на нем, по меньшей мере, одной компьютерной программой, при этом, по меньшей мере, одна компьютерная программа выполнена с возможностью, при исполнении процессором: идентификации одной или более областей канала управления, ассоциированных с беспроводным приемником, передаваемых одним или более устройствами базовой станции; и декодирования информации управления в идентифицированной одной или более областях канала управления.

В одном варианте, идентифицированная одна или более областей канала управления включают в себя частотный диапазон, который является подмножеством полного частотного диапазона.

В другом варианте, идентифицированная одна или более областей канала управления включают в себя временной диапазон, который является подмножеством полного временного диапазона. Например, в одном сценарии временной диапазон является временным слотом. В качестве альтернативы, временной диапазон может быть субкадром.

В одном варианте, декодированная информация управления включает в себя один или более опорных сигналов конкретные для беспроводного приемника. В еще одних других вариантах, идентификация одной или более областей канала управления основана на сообщении, принятом, по меньшей мере, от одного из одного или более устройств базовой станции.

Прочие признаки и преимущества настоящего изобретения станут легко понятны специалистам в соответствующей области при обращении к прилагаемым чертежам и подробному описанию примерных вариантов осуществления, представленных ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 является графической иллюстрацией структуры канала управления стандарта Долгосрочного Развития (LTE) известного уровня техники.

Фиг. 2A иллюстрирует примерный Развитый Узел-B (eNB) и массив Удаленных Станций Радиосвязи (RRH), которые используются для обеспечения улучшенного покрытия для совокупности Оборудований Пользователя (UE), используемые в сочетании с различными аспектами настоящего изобретения.

Фиг. 2B является графической иллюстрацией одного варианта осуществления структуры для областей улучшенного Физического Канала Управления Нисходящей Линии Связи (ePDCCH) в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 2С является графическим представлением одной примерной процедуры для формирования областей ePDCCH через слот в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 3 является графическим представление содержимого области ePDCCH в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 4 является графическим представление структуры физического блока ресурсов в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 5 является графическим представлением относительного местоположения ePDCCH по времени и частоте при обратной совместимости и без обратной совместимости типов несущей в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 6 является функциональной структурной схемой, иллюстрирующей один вариант осуществления клиентского или пользовательского устройства, включающего в себя функциональные возможности улучшенного канала управления настоящего изобретения.

Фиг. 7 является функциональной структурной схемой, иллюстрирующей один вариант осуществления серверного устройства, включающего в себя функциональные возможности улучшенного канала управления настоящего изобретения.

Фиг. 8 является функциональной структурной схемой, иллюстрирующей один вариант осуществления способа динамического распределения ресурсов для передачи информации управления в расширяемом и масштабируемом канале управления беспроводной сети, в соответствии с настоящим изобретением.

Права на все фигуры принадлежат Apple Inc. 2012 г. © Все права защищены.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Далее ссылка делается на чертежи, при этом подобные цифровые обозначения относятся к подобным частям во всех чертежах.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Теперь подробно будут описаны примерные варианты осуществления настоящего изобретения. Несмотря на то, что эти варианты осуществления главным образом рассматриваются в контексте беспроводной UMTS сети третьего поколения (3G), и в частности в одном варианте применительно к сетям LTE (3.9G) и четвертого поколения LTE-A (4G), специалистам в соответствующей области будет понятно, что настоящее изобретение этим не ограничивается. В действительности, различные аспекты изобретения полезны в любой беспроводной сети, которая может получить выгоду от описываемых в данном документе расширяемых и масштабируемых каналов управления для беспроводных сетей.

Используемое в данном документе понятие «беспроводной» означает любой беспроводной сигнал, данные, связь, или иной интерфейс, включающий в себя без ограничения Wi-Fi, Bluetooth, 3G (например, 3GPP, 3GPP2, и UMTS), HSDPA/HSUPA, TDMA, CDMA (например, IS-95A, WCDMA, и т.д.), FHSS, DSSS, GSM, PAN/802.15, WiMAX (802.16), 802.20, узкополосный/FDMA, OFDM, PCS/DCS, аналоговые сотовые, CDPD, спутниковые системы, системы миллиметровых волн, микроволновые системы, акустические, и инфракрасные (т.е., IrDA).

Кроме того, используемое в данном документе понятие «сеть» относится главным образом к любому типу данных, телекоммуникациям или другой сети, включая, без ограничения, сети передачи данных (включая MAN, PAN, WAN, LAN, WLAN, микросети, пикосети, интерсети, и интрасети), спутниковые сети, сотовые сети, и т.д.

ФИЗИЧЕСКИЙ КАНАЛ УПРАВЛЕНИЯ НИСХОДЯЩЕЙ ЛИНИИ СВЯЗИ (PDCCH) ИЗВЕСТНОГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

Теперь обращаясь к Фиг. 1, показана одна иллюстрация структуры 100 канала управления стандарта Долгосрочного Развития (LTE) известного уровня техники. Каждый кадр охватывает 10 мс, и состоит из десяти (10) субкадров (пронумерованных от #0 до #9); при этом каждый субкадр состоит из двух (2) слотов (пронумерованных #0, #1); и каждый слот состоит из семи (7) символов OFDM (пронумерованных от #0 до #6). Полная полоса пропускания стандарта LTE разбита на N «поднесущих», где N обозначает размер FFT/IFFT. Данные LTE переносятся в соответствии с данной частотно-временной «сеткой ресурсов». Как показано, сигнализация управления нисходящей линии связи располагается в начале каждого субкадра нисходящей линии связи, и может охватывать вплоть до трех (3) первых символов OFDM.

Сигнализация управления нисходящей линии связи состоит из трех физических каналов: (i) Физический Канал Индикатора Формата Управления (PCFICH), (ii) Физический Канал Индикатора Гибридного-ARQ (Автоматический Запрос Повторной Передачи) (PHICH), и (iii) Физический Общий Канал Управления Нисходящей Линии Связи (PDCCH). Каждый из вышеприведенного более подробно описывается далее.

PCFICH указывает количество символов (1, 2, или 3) Мультиплексирования с Ортогональным Частотным Разделением (OFDM), используемых для сигнализации управления в данном субкадре. PCFICH содержит кодовое слово, которое соответствует подходящей длине PDCCH. PCFICH отображается в первом символе OFDM, если присутствует, тем не менее PCFICH передается только когда количество символов OFDM для PDCCH больше нуля.

PHICH содержит квитанцию (ACK) или негативную квитанцию (NACK) применительно к передаче данных восходящей линии связи. PHICH размещаются в первом символе OFDM каждого субкадра, и отправляются через четыре (4) субкадра после передачи с HARQ по нескольким (например, если передача восходящей линии связи произошла в субкадре n, то соответствующий PHICH будет в субкадре n+4). PHICH переносится несколькими Группами Элементов Ресурса (REG); в качестве краткого отступления, каждая REG содержит четыре (4) частотно-временных Элемента Ресурса (RE) и каждый RE соответствует конкретной частотно-временной единице, которая определена посредством поднесущей и символа. Несколько PHICH могут совместно использовать один и тот же набор REG, используя ортогональные последовательности разнесения, в качестве так называемой «группы PHICH». Каждый PHICH идентифицируется двумя параметрами: номером группы PHICH, и индексом ортогональной последовательности в группе.

PDCCH несет в себе назначения планирования нисходящей линии связи и разрешения планирования восходящей линии связи для каждого UE. Чуть более подробно, PDCCH передается по одному или более последовательным Элементам Канала Управления (CCE), где CCE соответствует числу кратному девяти (9) Группам Элементов Ресурсов (REG). Вкратце, PDCCH несет в себе назначения планирования и прочую информацию управления в виде сообщений Информации Управления Нисходящей Линии Связи (DCI). Каждая DCI генерируется на основании набора параметров, которые включают в себя: некоторое количество Блоков Ресурсов (RB) нисходящей линии связи, формат DCI, и т.д. Сообщения DCI обрабатываются (например, канально кодируются, скремблируются, модулируются, предварительно кодируются, и отображаются в комплексных символах), и отображаются в RE. Распределенные для каждой передачи сигнализации управления нисходящей линии связи REG/CCE составлены из этих результирующих RE.

Как упомянуто ранее, область управления субкадра (например, первый из двух или трех символов OFDM, охватывающий полную полосу частот) содержит PDCCH для нескольких UE, так что UE должно отслеживать сравнительно большую зону для извлечения своей собственной информации управления (которая является лишь фрагментом полной области управления). Поскольку UE заранее не знает структуру канала управления, то UE должно декодировать полную область управления (первые три символа полной спектральной полосы пропускания). Это накладывает значительную нагрузку на UE; значительная нагрузка в виде декодирования канала управления увеличивает комплексность компонентов (и стоимость), а также уменьшает производительность UE и в некоторой степени вносит свой вклад в разряд батареи.

В общем, существующая структура PDCCH была разработана для обеспечения сигнализации управления и назначений ресурсов для Оборудований Пользователя (UE) на основании сценария использования вида: одна точка передачи на макро-соту. Тем не менее, появилось много сценариев использования, которые не подпадают под парадигму одной точки передачи. Несколько этих сценариев более подробно описывается ниже.

В одном таком примере, значительные исследования были направлены на методики Координированной Многоточечной Передачи (CoMP), которые обеспечивают передачу и прием сигналов от нескольких узлов сотовой связи. В различных сценариях CoMP, несколько узлов сотовой связи могут координировать транзакции. Например, в так называемом «сценарии 4 CoMP» (как описано в документе 3GPP TR 36.819 Technical Specification Group Radio Access Network; Coordinated multi-point operation for LTE physical layer aspects (Release 11), опубликованном в сентябре 2011 г., и включенном во всей своей полноте в настоящее описание посредством ссылки), в одной макро-соте разворачивается несколько Удаленных Станций Радиосвязи (RRH) с одинаковым физическим Идентификатором Соты (ID Соты). Существующие реализации RRH могут быть рассмотрены в качестве географически отдаленных антенн, управление которыми осуществляется посредством eNB через оптоволокно (или другую высокоскоростную линию передачи данных). Поскольку каждая RRH имеет одинаковый ID Соты, то RRH неотличимы от eNB со стороны UE. Таким образом, RRH обеспечивает виртуально идентичный радиоинтерфейс в разных физических местоположениях, что приводит к улучшенному физическому покрытию соты в зоне. Несмотря на то, что сценарий 4 CoMP обеспечивает улучшенное покрытие, сценарий 4 CoMP не обеспечивает какого-либо прироста в емкости.

В другом таком примере, в рамках так называемого «сценария 3 CoMP», каждая RRH имеет разный ID Соты по отношению к ассоциированной макро-соте. Поскольку eNB и RRH совместно используют одинаковые временные/частотные ресурсы, но более не являются неотличимыми друг от друга, eNB и RRH будут вызывать взаимные помехи, вызывая значительные внутрисотовые помехи. Кроме того, в контексте сценария 3 CoMP, назначения ресурсов, соответствующих каждой RRH, находится под управлением eNB; каждое назначение должно одновременно передаваться RRH, чтобы гарантировать правильную координацию. Тем не менее, эти издержки на управление вызывают значительное увеличение количества назначений ресурсов, и сокращает количество доступных Элементов Канала Управления (CCE) на субкадр. Таким образом, требования сценария 3 CoMP могут значительно нагрузить ограниченную емкость существующего функционирования PDCCH. Более того, в данном контексте, методики для обнаружения существующих структур PDCCH в субкадрах с сильными помехами могут быть неудовлетворительными. Предлагаемые решения включают в себя, например, планирование Практически Пустого Субкадра (ABS) в одном узле для сокращения помех в то время, пока другие узлы осуществляют передачу. К сожалению, схемы ABS требуют от подавляющего сетевого узла уменьшения его собственной активности (например, мощности передачи) при ABS, что очень неэффективно с точки зрения использования спектра. Как и при сценарии 4 CoMP, сценарий 3 CoMP расходует значительную емкость канала управления.

Кроме того, несколько улучшений было выполнено с момента выхода исходного исполнения PDCCH (PDCCH описывается в документе 3GPP TS 36.300, «Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); Overall description; Stage 2 (Release 11), опубликованном в сентябре 2011 г., и который во всей своей полноте включен в настоящее описание посредством ссылки). В частности, были реализованы или предложены новые режимы передачи на основании опорных сигналов, характерных для UE, которые были предназначены для обеспечения Многопользовательской схемы с Множеством Входов и Множеством Выходов (MU-MIMO). Например, ожидается, что так называемый «Режим Передачи 9» будет широко использоваться в будущих развертываниях (Режим Передачи 9 описывается в документе 3GPP TS 36.213 Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer procedures, опубликованном в марте 2012 г., и который во всей своей полноте включен в настоящее описание посредством ссылки). Режим Передачи 9 обеспечивает гладкое переключение между Однопользовательской MIMO (SU-MIMO) и MU-MIMO. К сожалению, формат Информации Управления Нисходящей Линии Связи (DCI), используемый при Режиме Передачи 9 (т.е., формат 2C DCI), имеет очень большой размер полезной нагрузки. Поскольку, существующая структура PDCCH имеет фиксированный формат (только 1, 2, или 3 первых символа OFDM из субкадра), то PDCCH должен функционировать с меньшим числом назначений ресурсов (т.е., меньшим количеством CCE на субкадр) для того, чтобы обеспечивать большие полезные нагрузки, например, формата 2C DCI. Таким образом, существующие структуры PDCCH плохо подходят для обработки новых структур полезной нагрузки и/или структур полезной нагрузки значительного размера.

Более того, в некоторых средах, соседние узлы передачи могут вызывать взаимные помехи. Существующих механизмов PDCCH в ранних версиях стандарта LTE может быть недостаточно для надежной передачи каналов управления при плотных и разнородных развертываниях. Например, усовершенствование реализации MIMO посредством улучшенной обратной связи в отношении Информации о Состоянии Канала (CSI) для высокоприоритетных сценариев, непосредственно не направлены на усовершенствования обратной связи в документе GPP TS 36.213 Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer procedures, опубликованном в марте 2012 г., и который во всей своей полноте включен в настоящее описание посредством ссылки. В действительности, сценарии, в которых несколько (например, четыре (4)) передающих антенн функционируют в конфигурации с взаимно-ортогональной поляризацией до сих пор не изучены в гомогенных и гетерогенных сценариях. Несмотря на то, что в настоящий момент не известно, могут ли существующие решения обеспечить достаточную производительность, вероятно, что настоящие решения обеспечивают недостаточную координацию исключения помех.

Кроме того, из-за ограничений по емкости существующих структур PDCCH, некоторые ресурсы данных не могут быть своевременно распределены. Например, существующие структуры PDCCH используют хэш-функцию для отображения CCE в так называемой «области управления». Специалисты в соответствующей области будут понимать, что хэш-функция не гарантирует уникальные отображения, и в некоторых случаях два или более потенциальных набора могут конфликтовать. Вероятность конфликта дополнительно обостряется, когда UE выбирает уровни агрегации выше одного. Во время конфликтов, количество назначения, которое может быть передано по PDCCH, ограничено (т.е., передается только один из потенциальных наборов), что сокращает общую пользовательскую пропускную способность и увеличивает общую задержку передачи.

Дополнительно, существующие структуры PDCCH были разработаны на основании предполагаемого одного сегмента частоты в каждом слоте/субкадре с коэффициентом повторного использования частоты равным единице. В разговорной речи это известно как «жесткое» сегментирование частоты. В противоположность, схемы «мягкого» сегментирования частоты могут динамически меняться в программном обеспечении для регулировки применительно к разным схемам сегментирования и обеспечивать разные схемы повторного использования частоты. Жесткое сегментирование частоты не может быть использовано с методиками Частичного Повторного Использования Частоты (FFR). FFR совместно с мягким сегментированием частоты может быть использовано для уменьшения помех, что приводит к улучшенной устойчивости и надежности управления и сигнализации данных. Кроме того, использование мультиплексирования с частотным разделением данных и областей управления обеспечит более тонкое управление мощностью для каждого канала.

Более того, существующее функционирование PDССH основано на Опорных Сигналах, характерных для Соты (CRS), для оценки канала и когерентного обнаружения. Эмпирически, схемы CRS требуют значительных издержек (например, CRS не содержит какой-либо полезной информации и его широковещательная передача осуществляться при значительной мощности) и являются неэффективными для некоторых приложений (например, методик замкнутого предварительного кодирования, формирования диаграммы направленности и Многопользовательской схемы с Множеством Входом и Множеством Выходов (MU-MIMO)).

В заключение, существующее функционирование PDCCH основано на детализации распределения ресурсов равном одному, двум, или трем символам OFDM для PDCCH. Каждый символ OFDM составляет приблизительно 7% сетевых издержек; данная детализация распределения ресурсов довольно большая, и вносит свой вклад в значительный объем неиспользуемых ресурсов.

Существующие решения для PDCCH стандарта LTE имеют значительные ограничения, включающие в себя: (i) ограниченную емкость, (ii) ограниченные возможности полезной нагрузки, (iii) недостаточную координацию исключения помех, (iv) низкую пользовательскую пропускную способность, (v) недостаточные возможности повторного использования частоты, (vi) отсутствие возможностей формирования диаграммы направленности, и (vii) чрезмерные издержки. Соответственно, требуется улучшенное расширяемое и масштабируемое решение для функционирования канала управления в существующих и будущих сотовых сетях.

«УЛУЧШЕННЫЙ» ФИЗИЧЕСКИЙ КАНАЛ УПРАВЛЕНИЯ НИСХОДЯЩЕЙ ЛИНИИ СВЯЗИ

В связи с недостатками существующей структуры PDCCH, требуются усовершенствованные решения для Улучшенного Физического Канала Управления Нисходящей Линии Связи (ePDCCH). В идеале, усовершенствованный ePDCCH должен обладать одним или более из следующих атрибутов: (i) поддерживать увеличенную емкость канала управления, (ii) поддерживать Улучшенную Координацию Межсотовых Помех (eICIC) в частотной области, (iii) достигать усовершенствованного пространственного повторного использования ресурса канала управления, (iv) поддерживать формирование диаграммы направленности и/или разнесение, (v) функционировать по новым типа несущей и обеспечивать дальнейшие улучшения свойств на физическом уровне, такие как, например, субкадры Одночастотных Сетей Многоадресной-Широковещательной Передачи (MBSFN) (смотри, например, документ 3GPP TS 36.211 Technical Specification Group Radio Access Network, Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 10), опубликованный в марте 2011 г., и который во всей своей полноте включен в настоящее описание посредством ссылки), (vi) сосуществовать на тех же самых технологиях несущей, что и унаследованные UE, и/или (vii) использовать частотно выборочное планирование для подавления межсотовых помех.

Соответственно, в одном примерном варианте осуществления настоящего изобретения, область ePDCCH определяется во временной и частотной области. В отличие от структур канала PDCCH известного уровня техники, которые ограничиваются несколькими первыми символами каждого субкадра и передаются по полной спектральной полосе пропускания соты, в одном варианте ePDCCH рассредоточивается по всей спектральной полосе пропускания в соответствии с частотой, временем, и/или передатчиком. В одном таком варианте, каждой Удаленной Станции Радиосвязи (RRH) распределяется область ePDCCH, которая определена в соответствии с набором из одного или более улучшенных CCE (eCCE), при этом каждый eCCE дополнительно инкапсулирован в одном Физическом Блоке Ресурсов (PRB) в каждом слоте/субкадре. Каждый примерный PRB состоит из двенадцати (12) последовательных поднесущих для одного слота. Более того, каждый RRH ассоциирован с подмножеством пользователей соты; таким образом, каждая область ePDCCH может быть сокращена до только спектральных ресурсов, которые необходимы для обслуживания подмножества пользователей, ассоциированных с RRH.

В качестве краткого отступления, PRB является наименьшей детализацией спектральных ресурсов, которую может планировать примерный развитый Узел-B (eNB) стандарта LTE. В зависимости от размера eCCE, может присутствовать один или более eCCE в PRB. Как более подробно описано ниже, данная конфигурируемая структура обеспечивает, среди прочего, мультиплексирование с частотным разделением ePDCCH с другими каналами, такими как, например, Физические Совместно Используемые Каналы Нисходящей Линии Связи (PDSCH). Например, предпочтительно может быть выполнено перемежение PDSCH, чтобы он занимал спектральные полосы пропускания, которые не используются ePDCCH (и наоборот).

Дополнительно, гибкая структура eCCE может обеспечивать несколько форматов DCI, которые необходимы для поддержки настоящих и будущих приложений и улучшенных режимов (например, схемы с Множеством Входов и Множеством Выходов (MIMO), и т.д.). Кроме того, блоки ресурсов, используемые для ePDCCH, могут быть переставлены и распределены локализованным или рассредоточенным образом, чтобы использовать выигрыш от частотного разнесения.

В одном примерном варианте, Опорные Сигналы Демодуляции (DM-RS) используются исключительно для оценки канала и когерентного обнаружения в блоках ресурсов, назначенных конкретному пользователю. Посредством удаления зависимости от Опорных Сигналов, характерных для Соты (CRS), для оценки канала и когерентного обнаружения, различные варианты осуществления настоящего изобретения могут быть дополнительно усилены схемами MU-MIMO и формирования диаграммы направленности для обеспечения ePDCCCH. В частности, UE может регулировать прием в соответствии с существующей сигнализацией DM-RS в соответствии с существующими методиками формирования диаграммы направленности. При помощи весовых векторов формирования диаграммы направленности, UE может принимать ePDCCH от обслуживающей BS. Возможность приема ePDCCH со сформированной диаграммой направленности значительно улучшает надежность и покрытие сети.

Более того, в одном варианте обратной совместимости, ePDCCH может быть дополнительно подразделен на «четную область» и «нечетную область». Четная область ePDCCH совместно использует с унаследованными форматами PDCCH слоты с четными номерами. Нечетная область ePDCCH занимает слоты с нечетными номерами. Данная конфигурация гарантирует обратную совместимость и поддержку наследования, при этом вводя новую структуру управления с мультиплексированием с частотным разделением (FDM).

В одном таком варианте осуществления, пространства поиска (как общие, так и характерные для UE) UE Версии 11 отделяются от тех, что выпущены ранее. Это позволяет осуществлять независимое функционирование UE Версии 11 и eNB в так называемых развертываниях «зеленого поля» (т.е., там, где не разворачивается предыдущая сетевая инфраструктура) независимо от унаследованных конфигураций, что приводит к меньшим издержкам.

Дополнительно, будет очевидно, что аналогичные (если не идентичные) структуры могут быть использованы для сетей с дуплексом с временным разделением (TDD) и дуплексом с частотным разделением (FDD). Данная структура с двойственной природой применительно к ePDCCH при функ