Método y aparato de transmisión y recepción de información de control para aleatorizar la interferencia entre celdas en un sistema de comunicación móvil.

Método para transmitir información de control de enlace ascendente en un sistema de acceso múltiple por divisiónde frecuencias de portadora única,

SC-FDMA, que comprende:

generar diferentes valores de desplazamiento cíclico para símbolos SC-FDMA diferentes en uno de unintervalo y una subtrama;

desplazar cíclicamente una secuencia asignada para multiplexación por división de código, CDM, deinformación de control mediante los valores de desplazamiento cíclico; y

combinar una señal de canal de control que incluye la información de control con las secuenciasdesplazadas cíclicamente, por cada símbolo SC-FDMA, y transmitir la señal de canal de control combinadaen los símbolos SC-FDMA.

Método y aparato de transmisión y recepción de información de control para aleatorizar la interferencia entre celdas en un sistema de comunicación móvil.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

1. Campo de la invención

La presente invención se refiere, de forma general, a un sistema de comunicación móvil. Más en particular, la presente invención está relacionada con un método y un aparato para transmitir y recibir información de control para aleatorizar la interferencia entre celdas provocada mediante transmisión de enlace ascendente (UL, UpLink) en un sistema de comunicación móvil de múltiples celdas de próxima generación.

2. Descripción de la técnica relacionada

En el campo de las tecnologías de comunicación móvil, recientes estudios en el área del acceso múltiple por división de frecuencias ortogonales (OFDMA, Orthogonal Frequency Division Multiple Access) o del acceso múltiple por división de frecuencias de portadora única (SC-FDMA, Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) se muestran muy prometedores para la transmisión de alta velocidad en canales radioeléctricos. La organización de estandarización de las comunicaciones móviles celulares asíncronas, proyecto de asociación de tercera generación (3GPP, 3rd Generation Partnership Project) , está trabajando sobre un sistema de comunicaciones móvil de próxima generación, evolución a largo plazo (LTE, Long Term Evolution) , en relación con el esquema de acceso múltiple.

El sistema LTE utiliza un formato de transporte (TP, Transport Format) diferente para la información de control de enlace ascendente, dependiendo de si se trata de transmisión de datos o de transmisión no de datos. Cuando se transmiten simultáneamente datos e información de control sobre el UL, estos son multiplexados mediante multiplexación por división de tiempo (TDM, Time Division Multiplexing) . Si se transmite solamente información de control, se asigna una banda de frecuencia particular para la información de control.

La figura 1 muestra un mecanismo de transmisión cuando se transmite solamente información de control en el UL, en un sistema LTE convencional. El eje horizontal representa el tiempo y el eje vertical representa la frecuencia. Una subtrama 102 está definida en tiempo y un ancho de banda 120 de transmisión (TX) está definido en frecuencia.

Haciendo referencia a la figura 1, una unidad básica de transmisión de tiempo en UL, la subtrama 102, dura 1 ms e incluye dos intervalos 104 y 106, cada uno de 0, 5 ms de duración. Cada intervalo 104 ó 106 se compone de una serie de bloques largos (LBs, Long Blocks) 108 (o símbolos SC-FDMA largos) y bloques cortos (SBs, Short Blocks) 110 (o símbolos SC-FDMA cortos) . En el caso mostrado en la figura 1, un intervalo está configurado de manera que tiene seis LBs 108 y dos SBs 110.

Una unidad mínima de transmisión de frecuencia es un tono de frecuencia de un LB y una unidad básica de asignación de recursos es una unidad de recursos (RU, Resource Unit) . Cada una de las RU 112 y 114 tienen una serie de tonos de frecuencia, por ejemplo, 12 tonos de frecuencia forman una RU. La diversidad de frecuencia puede conseguirse asimismo formando una RU con tonos de frecuencia dispersos, en lugar de con tonos de frecuencia sucesivos.

Puesto que los LBs 108 y los SBs 110 tienen la misma tasa de muestreo, los SBs 110 tienen un tamaño de tono de frecuencia dos veces mayor que el de los LBs 108. El número de tonos de frecuencia asignados a una RU en los SBs 110 es de la mitad de los tonos de frecuencia asignados a una RU en los LBs 108. En el caso ilustrado de la figura 1, los LBs 108 llevan información de control, mientras que los SBs 108 llevan una señal piloto (o una señal de referencia (RS, Reference Signal) ) . La señal piloto es una secuencia determinada, mediante la cual un receptor lleva a cabo estimación de canal para una desmodulación coherente.

Si se transmite solamente información de control en el UL, ésta es transmitida en una banda de frecuencia predeterminada en el sistema LTE. En la figura 1, la banda de frecuencias es por lo menos una de las RU 112 y 114 de los lados del ancho de banda de TX 120.

En general, la banda de frecuencia que lleva información de control se define unidades de RUs. Cuando se necesitan una serie de RUs, se utilizan RU sucesivas para satisfacer una propiedad de portadora única. El salto de frecuencia puede producirse por intervalo, cuando se incrementa la diversidad de frecuencia para una subtrama.

En la figura 1, la primera información de control (control #1) se transmite en la RU 112 en un primer intervalo 104 y en la RU 114 en un segundo intervalo 106 mediante salto de frecuencia. Al mismo tiempo, la segunda información de control (control #2) se transmite en la RU 114 en el primer intervalo 104 y en la RU 112 en el segundo intervalo 106 mediante saltos de frecuencia.

La información de control es, por ejemplo, información de retroalimentación que indica una recepción satisfactoria o fallida de datos de enlace descendente (DL, DownLink) , acuse de recibo/acuse de recibo negativo (ACK/NACK, ACKnowledgment/Negative ACKnowledgment) , que generalmente tiene 1 bit. Ésta se repite en una serie de LBs para aumentar el rendimiento de la recepción y expandir la cobertura de las celdas. Cuando se transmite información de control de 1 bit desde usuarios diferentes, puede considerarse multiplexación por división de código (CDM, Code Division Multiplexing) para utilizar la información de control de 1 bit. CDM está caracterizada por su resistencia a la interferencia, en comparación con la multiplexación por división de frecuencia (FDM, Frequency Division Multiplexing) .

Se describe una secuencia de Zadoff-Chu (ZC) como una secuencia de código para la multiplexación CDM de información de control. Debido a su envolvente constante en tiempo y frecuencia, la secuencia ZC ofrece buenas características de relación potencia pico/potencia promedio (PAPR, Peak-to-Average Power Ratio) y un excelente rendimiento de la estimación de canal en frecuencia. PAPR es el aspecto más significativo para transmisión de UL. Una PAPR mayor conduce a una cobertura de celdas menor, aumentando de ese modo el requisito de potencia de señal para un equipo de usuario (UE, User Equipment) . Por lo tanto, los esfuerzos deberían dirigirse en primer lugar a la reducción de la PAPR en la transmisión de UL.

Una secuencia ZC con buenas características de PAPR tiene un valor de autocorrelación circular de 0 con respecto a un desplazamiento distinto de cero. La siguiente ecuación (1) describe matemáticamente la secuencia ZC.

donde N es la longitud de la secuencia ZC, p es el índice de la secuencia ZC y n indica el índice de una muestra de la secuencia ZC (n = 0, ..., N-1) . Debido a la condición de que p y N deben ser primos relativos, el número de índices de secuencia p varía con la longitud de la secuencia N. Para N = 6, p = 1, 5. Por lo tanto, se generan dos secuencias ZC. Si N es un número primo, se generan N - 1 secuencias.

Dos secuencias ZC con valores p diferentes generados mediante la ecuación (1) tienen una correlación transversal compleja, cuyo valor absoluto es 1/ºN y la fase de varía con p.

Se describirán a modo de ejemplo, cómo se distingue la información de control procedente de un usuario respecto de la información de control procedente de otros usuarios mediante una secuencia ZC.

Dentro de la misma celda, la información de control de 1 bit procedente de diferentes UE se identifica mediante valores de desplazamiento cíclico en el dominio temporal, de una secuencia ZC. Los valores de desplazamiento cíclico son específicos del UE, para satisfacer la condición de que sean mayores que el retardo de transmisión máximo de una trayectoria de transmisión radioeléctrica, asegurando de ese modo la ortogonalidad mutua entre los UE. Por lo tanto, el número de UE que pueden acomodarse para múltiples accesos depende de la longitud de la secuencia ZC y de los valores de desplazamiento cíclico. Por ejemplo, si la secuencia ZC tiene una longitud de 12 muestras y un valor de desplazamiento cíclico mínimo que asegura garantiza ortogonalidad entre la secuencia ZC en 2 muestras, los múltiples accesos están disponibles para seis UE (= 12/2) .

La figura 2 muestra un mecanismo de transmisión en el que es multiplexada con CDM la información de control procedente de UEs.

Haciendo referencia a la figura 2, el primer y el segundo UEs 204 y 206 (UE #1 y UE #2) utilizan la misma secuencia ZC, ZC #1 en los LBs, en una celda 202 (celda A) , y desplazan cíclicamente ZC #1 en 0 y /, respectivamente 208 y 210, para la identificación de usuarios. En el caso ilustrado... [Seguir leyendo]

1. Método para transmitir información de control de enlace ascendente en un sistema de acceso múltiple por división de frecuencias de portadora única, SC-FDMA, que comprende:

generar diferentes valores de desplazamiento cíclico para símbolos SC-FDMA diferentes en uno de un 5 intervalo y una subtrama;

desplazar cíclicamente una secuencia asignada para multiplexación por división de código, CDM, de información de control mediante los valores de desplazamiento cíclico; y

combinar una señal de canal de control que incluye la información de control con las secuencias desplazadas cíclicamente, por cada símbolo SC-FDMA, y transmitir la señal de canal de control combinada 10 en los símbolos SC-FDMA.

2. El método según la reivindicación 1, en el que una combinación de los valores de desplazamiento cíclico es diferente para cada celda.

3. El método según la reivindicación 1, en el que una combinación de los valores de desplazamiento cíclico es

diferente para por lo menos uno de cada celda y cada equipo de usuario UE, y se señaliza desde un nodo B hasta 15 un UE.

4. El método según la reivindicación 1, en el que la secuencia es una secuencia Zadoff-Chu, ZC, específica por celda.

5. El método según la reivindicación 1, en el que la combinación y transmisión comprende cambiar las fases de tantos símbolos de control que llevan la información de control como el número de símbolos SC-FDMA, de acuerdo

con las fases de las secuencias desplazadas cíclicamente, y transmitir los símbolos de control con las fases modificadas.

6. El método según la reivindicación 1, que comprende adicionalmente transmitir una señal piloto en símbolos SC-FDMA predeterminados de uno del intervalo y de la subtrama, aplicando a la señal piloto valores aleatorios de desplazamiento cíclico en el dominio de tiempo específicos por celda.

7. Método para recibir información de control de enlace ascendente en un sistema de acceso múltiple por división de frecuencias de portadora única, SC-FDMA, que comprende:

generar diferentes valores de desplazamiento cíclico para símbolos SC-FDMA diferentes en uno de un intervalo y una subtrama;

desplazar cíclicamente una secuencia asignada para multiplexación por división de código, CDM, de 30 información de control mediante los valores de desplazamiento cíclico; y

obtener la información de control desmultiplexando una señal de canal de control recibida mediante secuencias conjugadas de las secuencias desplazadas cíclicamente.

8. El método según la reivindicación 7, en el que una combinación de los valores de desplazamiento cíclico es diferente para cada celda.

9. El método según la reivindicación 7, en el que una combinación de los valores de desplazamiento cíclico es diferente para por lo menos uno de cada celda y cada equipo de usuario UE, y se señaliza desde un nodo B hasta un UE.

10. El método según la reivindicación 7, en el que la secuencia es una secuencia Zadoff-Chu, ZC, específica por celda.

11. El método según la reivindicación 7, en el que la adquisición comprende cambiar las fases de tantos símbolos de control que llevan la información de control como el número de símbolos SC-FDMA, de acuerdo con las fases de las secuencias conjugadas.

12. El método según la reivindicación 7, que comprende adicionalmente recibir una señal piloto a la que se aplican los valores aleatorios de desplazamiento cíclico en el dominio de tiempo específicos por celda, en símbolos SC45 FDMA predeterminados de uno del intervalo y de la subtrama.

13. Aparato para transmitir información de control de enlace ascendente en un sistema de acceso múltiple por división de frecuencias de portadora única, SC-FDMA, que comprende:

un generador de información de control para generar información de control;

un generador de secuencias para generar una secuencia asignada para multiplexación por división de 5 código CDM, de la información de control;

un aleatorizador para desplazar cíclicamente la secuencia mediante diferentes valores de desplazamiento cíclico a utilizar para símbolos SC-FDMA diferentes, en uno de un intervalo y una subtrama; y

un transmisor para combinar una señal de canal de control que incluye la información de control con las secuencias desplazadas cíclicamente, por cada símbolo SC-FDMA, y transmitir la señal de canal de control

combinada.

14. El aparato según la reivindicación 13, en el que una combinación de los valores de desplazamiento cíclico es diferente para cada celda.

15. El aparato según la reivindicación 13, en el que una combinación de los valores de desplazamiento cíclico es

diferente para por lo menos uno de cada celda y cada equipo de usuario UE, y se señaliza desde un nodo B hasta 15 un UE.

16. El aparato según la reivindicación 13, en el que la secuencia es una secuencia de Zadoff-Chu, ZC, específica por celda.

17. El aparato según la reivindicación 13, en el que el transmisor cambia las fases de tantos símbolos de control que

llevan la información de control como el número de símbolos SC-FDMA, de acuerdo con los valores de fase de las 20 secuencias desplazadas cíclicamente.

18. El aparato según la reivindicación 13, que comprende adicionalmente un generador de señales piloto para generar y transmitir una señal piloto en símbolos SC-FDMA predeterminados de uno del intervalo y de la subtrama, aplicando a la señal piloto valores aleatorios de desplazamiento cíclico en el dominio de tiempo específicos por celda.

19. Aparato para recibir información de control de enlace ascendente en un sistema de acceso múltiple por división de frecuencias de portadora única, SC-FDMA, que comprende:

un receptor para recibir una señal de canal de control que incluye información de control; y

un receptor de señales de canal de control para desplazar cíclicamente una secuencia conjugada de una secuencia asignada para multiplexación por división de código, CDM, de información de control por cada símbolo SC-FDMA, mediante diferentes valores de desplazamiento cíclico para diferentes símbolos SC-FDMA en uno de un intervalo y una subtrama, y obtener la información de control desmultiplexando la señal de canal de control utilizando secuencias conjugadas de las secuencias desplazadas cíclicamente.

20. El aparato según la reivindicación 19, en el que una combinación de los valores de desplazamiento cíclico es diferente para cada celda.

21. El aparato según la reivindicación 19, en el que una combinación de los valores de desplazamiento cíclico es diferente para por lo menos uno de cada celda y cada equipo de usuario UE, y se señaliza desde un nodo B hasta un UE.

22. El aparato según la reivindicación 19, en el que la secuencia es una secuencia de Zadoff-Chu, ZC, específica por celda.

23. El aparato según la reivindicación 19, en el que el receptor de señales de canal de control cambia las fases de tantos símbolos de control que llevan la información de control como el número de símbolos SC-FDMA, de acuerdo con los valores de fase de las secuencias conjugadas.

24. El aparato según la reivindicación 19, que comprende adicionalmente un receptor de pilotos para recibir una señal piloto a la que se aplican los valores aleatorios de desplazamiento cíclico en el dominio de tiempo específicos 45 por celda, en símbolos SC-FDMA predeterminados de dicho uno de un intervalo y una subtrama.

25. El aparato según la reivindicación 13, en el que el aleatorizador está adaptado para rotar las fases de la secuencia mediante los valores de fase, siendo una combinación de los valores de fase por lo menos una de específica por equipo de usuario, UE, y específica por celda.