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 las etapas de:

generar diferentes códigos ortogonales para intervalos diferentes, que comprenden cada uno una serie desímbolos SC-FDMA en una subtrama (304);

generar una señal de canal de control multiplicando símbolos de control que llevan información de control,por una secuencia asignada para multiplexación por división de código de la información de control (306,308, 310); y

multiplicar la señal de canal de control por chips de los códigos ortogonales, para cada símbolo SC-FDMA,y transmitir la señal de canal de control multiplexada en los símbolos SC-FDMA (312).

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 manera general, a un sistema de comunicación móvil, y más en particular, a un método y un aparato de transmisión y recepción de información de control para aleatorizar la interferencia entre celdas provocada por la transmisión de enlace ascendente (UL, UpLink) en un sistema de comunicación de múltiples celdas de próxima generación.

2. Descripción de la técnica relacionada

En el campo de las tecnologías de comunicación móvil, el acceso múltiple por división de frecuencias ortogonales (OFDMA, Orthogonal Frequency Division Multiple Access) , o el acceso múltiple por división de frecuencias de portadora única (SC-FDMA, Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) , se han estudiado recientemente 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 UL, 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 es un diagrama que 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) . Las RU 112 y 114 tienen cada una, una serie de tonos de frecuencia. En este caso, 12 tonos de frecuencia forman una RU, a modo de ejemplo. 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 del doble 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 110 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. Para aumentar la diversidad de frecuencia para una subtrama puede producirse salto de frecuencias, en el presente documento, por intervalos.

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 salto 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 indica la longitud de la secuencia ZC, p indica el índice de la secuencia ZC y n indica el índice de una muestra de la secuencia ZC (n = 0, ..., N-1) . Debido a que p y N deberían ser primos relativos, el número de índices de secuencia p varía con la longitud de la secuencia N. En este caso, para N = 6, p = 1, 5, 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.

La información de control procedente de un usuario se distingue de la información de control procedente de otros usuarios mediante una secuencia ZC, y se describe en mayor detalle a modo de ejemplo.

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 acceso múltiple 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, el acceso múltiple está disponible 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 de la figura 2, para expandir la cobertura... [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 las etapas de:

generar diferentes códigos ortogonales para intervalos diferentes, que comprenden cada uno una serie de símbolos SC-FDMA en una subtrama (304) ;

generar una señal de canal de control multiplicando símbolos de control que llevan información de control, por una secuencia asignada para multiplexación por división de código de la información de control (306, 308, 310) ; y

multiplicar la señal de canal de control por chips de los códigos ortogonales, para cada símbolo SC-FDMA, y transmitir la señal de canal de control multiplexada en los símbolos SC-FDMA (312) .

2. El método según la reivindicación 1, en el que una combinación de los códigos ortogonales utilizados en la subtrama es diferente para cada celda.

3. El método según la reivindicación 1, en el que una combinación de los códigos ortogonales utilizados en la subtrama es diferente para por lo menos uno de cada celda y cada equipo de usuario, y se señaliza desde un nodo B hasta un equipo de usuario.

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

5. El método según la reivindicación 1, en el que la multiplicación y la transmisión comprende multiplicar tantos símbolos de control que llevan la información de control como el número de símbolos SC-FDMA, por secuencias aleatorizadas, y transmitir los símbolos de control multiplicados.

6. 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 las etapas de:

generar diferentes códigos ortogonales para intervalos diferentes, que comprenden cada uno una serie de símbolos SC-FDMA en una subtrama;

multiplicar una señal de canal de control recibida por una secuencia conjugada de una secuencia asignada para multiplexación por división de código de la información de control (404) ; y

obtener la información de control multiplicando la señal de canal de control multiplicada por chips de los códigos ortogonales, por cada símbolo SC-FDMA (406) .

7. El método según la reivindicación 6, en el que una combinación de los códigos ortogonales utilizados en la subtrama es diferente para cada celda.

8. El método según la reivindicación 6, en el que una combinación de los códigos ortogonales utilizados en la subtrama es diferente para por lo menos uno de cada celda y cada equipo de usuario, y se señaliza desde un nodo B hasta un equipo de usuario.

9. El método según la reivindicación 6, en el que la secuencia es una secuencia Zadoff-Chu específica por celda.

10. El método según la reivindicación 6, en el que la obtención comprende multiplicar tantos símbolos de control que forman la señal de canal de control, como el número de símbolos SC-FDMA, por la secuencia conjugada.

11. 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 (614; 1014) de señales de canal de control para generar una señal de canal de control multiplicando símbolos de control que comprenden información de control, por una secuencia asignada para multiplexación por división de código de la información de control; y

un transmisor para generar diferentes códigos ortogonales para diferentes intervalos, que comprenden cada uno una serie de símbolos SC-FDMA en una subtrama, multiplicar la señal de canal de control por chips de los códigos ortogonales, para cada símbolo SC-FDMA, y transmitir la señal de canal de control multiplicada en los símbolos SC-FDMA.

12. El aparato según la reivindicación 11, en el que una combinación de los códigos ortogonales utilizados en la subtrama es diferente para cada celda.

13. El aparato según la reivindicación 11, en el que una combinación de los códigos ortogonales utilizados en la

subtrama es diferente para por lo menos uno de cada celda y cada equipo de usuario, y se señaliza desde un nodo 5 B hasta un equipo de usuario.

14. El aparato según la reivindicación 11, en el que la secuencia es una secuencia de Zadoff-Chu específica por celda.

15. El aparato según la reivindicación 11, en el que un aleatorizador (1044) multiplica por las secuencias

aleatorizadas tantos símbolos de control que comprenden la información de control como el número de símbolos 10 SC-FDMA, y transmite los símbolos de control multiplicados.

16. 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 comprende información de control; y

un receptor (728; 1128) de señales de canal de control para multiplicar la señal de canal de control por una secuencia conjugada de una secuencia asignada para multiplexación por división de código de la información de control, y obtener la información de control multiplicando la señal de canal de control multiplicada, por chips de diferentes códigos ortogonales utilizados para diferentes intervalos, que comprenden cada uno una serie de símbolos SC-FDMA en una subtrama, para cada símbolo SC-FDMA.

17. El aparato según la reivindicación 16, en el que una combinación de los códigos ortogonales utilizados en la 20 subtrama es diferente para cada celda.

18. El aparato según la reivindicación 16, en el que una combinación de los códigos ortogonales utilizados en la subtrama es diferente para por lo menos uno de cada celda y cada equipo de usuario, y se señaliza desde un nodo B hasta un equipo de usuario.

19. El aparato según la reivindicación 16, en el que la secuencia es una secuencia de Zadoff-Chu específica por 25 celda.

20. El aparato según la reivindicación 16, en el que el receptor (728; 1128) de señales de canal de control multiplica por los códigos ortogonales tantos símbolos de control que forman la señal de canal de control como el número de símbolos SC-FDMA.