Система передачи данных, способ, базовая станция и устройство передачи данных
Группа изобретений относится к системам беспроводной передачи данных, использующим беспроводные базовые станции и другие устройства, такие как узел радиорелейной передачи, и обеспечивает переключения между режимом объединения спектра и режимом, использующим множество входов и множество выходов (MIMO), в соответствии с наблюдаемым объемом трафика для заданной пропускной способности канала. Использование трафика обнаруживается и основано на использовании канала относительно пропускной способности, выбирают использование объединения спектра вместо MIMO, при определенных условиях. С другой стороны, при более высокой степени использования канала компоненты системы переключаются в режим работы MIMO для уменьшения требований к использованию канала, при обеспечении хорошей пропускной способности для станций передачи данных. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 табл., 19 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящая группа изобретений относится к системе передачи данных, способу передачи данных, базовой станции и устройству передачи данных.
Уровень техники
Технология радиорелейной передачи стандартизирована в IEEE (Институт инженеров по электронике и радиотехнике) 802. 16j. Кроме того, в 3GPP (Проект партнерства 3-его поколения) LTE-A (Расширенный проект долговременного развития) также активно исследуется технология с использованием радиорелейного узла (RN) для улучшения пропускной способности оборудования пользователя (UE), расположенного на краю соты.
Кроме того, в LTE базовые станции работают с использованием частотного диапазона с полосой пропускания от 1 МГц до 20 МГц относительно определенной центральной частоты. Таким образом, не предполагается, что устройство передачи данных использует дискретные каналы. С другой стороны, в LTE-A рассматривается возможность резервирования оборудованием пользователя полосы 20 МГц или больше путем объединения спектра, что обеспечивает возможность достижения более высокой пропускной способности при одновременном использовании дискретных или последовательных каналов.
Список литературы
Патентная литература
[PTL 1] Публикация №2006-148388 находящейся на экспертизе заявки на японский патент
В публикации №2006-148388 (JP 2006-148388) находящейся на экспертизе заявки на японский патент, принадлежащей автору настоящей заявки и представленной здесь полностью по ссылке, раскрыто устройство радиопередачи данных, которое включает в себя множество антенн и использует некоторые антенны для обработки приема, например, в качестве первого процесса приема/передачи, и использует другие антенны для обработки передачи, например, в качестве второго процесса приема/передачи.
Сущность изобретения
Техническая задача
Для обработки рассеянных каналов одним "ответвлением" приемника (антенна, модуль аналоговой обработки и т.д., и иногда называемый "каналом" приемника), необходим фильтр FFT, совместимый с широкой полосой пропускания. Учитывая это, становится возможным упростить конфигурацию каждого ответвления, применяя устройство радиопередачи данных, раскрытое в описанной выше публикации JP 2006-148388 для объединения спектра, и обеспечения того, что разные каналы (каналы передачи данных) будут соответствовать соответствующим ответвлениям (ответвлениям приемника).
Однако, как определил автор настоящего изобретения, использование объединения спектра приводит к увеличению количества каналов, ассоциированных для передачи данных с одним устройством передачи данных, что приводит к серьезному напряжению ресурсов по сравнению с передачей данных с использованием множества входов, множества выходов (MIMO).
Учитывая описанное выше, желательно обеспечить систему передачи данных, базовую станцию и устройство передачи данных, которые были бы новыми и улучшенными, и которые обеспечили бы возможность переключения между режимом объединения спектра и режимом MIMO, в соответствии с наблюдаемым объемом трафика для данной пропускной способности канала.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан пояснительный вид, представляющий конфигурацию системы передачи данных в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.2 показан пояснительный вид, представляющий пример распределения ресурсов в случае использования одной и той же частоты в UL и DL.
На фиг.3 показан пояснительный вид, представляющий пример распределения ресурсов в случае использования разных частот в UL и DL.
На фиг.4 показан пояснительный вид, представляющий, что пример формата радиофрейма DL.
На фиг.5 показан пояснительный вид, представляющий пример формата радиофрейма UL.
На фиг.6 показан пояснительный вид, представляющий последовательность обработки соединения.
На фиг.7 показан пояснительный вид, представляющий иллюстративный пример обработки передачи/приема MBSFN.
На фиг.8 показан пояснительный вид, представляющий пример выделения частоты в каждом элементе.
На фиг.9 показана функциональная блок-схема, представляющая конфигурацию оборудования пользователя в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.10 показан пояснительный вид, представляющий иллюстративный пример группировки каналов.
На фиг.11 показана функциональная блок-схема, представляющая конфигурацию базовой станции в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.12 показан пояснительный вид, представляющий пример степени перегрузки группы каналов.
На фиг.13 является блок-схема последовательности операций, представляющая поток обработки для переключения режима передачи/приема.
На фиг.14 показан пояснительный вид, представляющий иллюстративный пример многоканального соединения узла радиорелейной передачи.
На фиг.15 показан пояснительный вид, представляющий иллюстративный пример многоканального соединения оборудования пользователя.
На фиг.16 показан пояснительный вид, представляющий пример комбинации Сomp и объединения спектра.
На фиг.17 показан пояснительный вид, представляющий радиорелейную передачу узлом радиорелейной передачи.
На фиг.18 показан пояснительный вид, представляющий пример комбинации Сomp и объединения спектра.
На фиг.19 показан пояснительный вид, представляющий радиорелейную передачу узлом радиорелейной станции.
Подробное описание изобретения
Ниже варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны со ссылкой на приложенные чертежи. Следует отметить, что, в данном описании и на приложенных чертежах, конструктивные элементы, которые имеют, по существу, одинаковую функцию и структуру, обозначены одинаковыми номерами ссылочных позиций, и повторное пояснение этих конструктивных элементов исключено.
Кроме того, в данном описании и на чертежах, каждый из множества конструктивных элементов, имеющий, по существу, одинаковую функцию, в некоторых случаях отличают путем приложения разной буквы алфавита к тому же номеру ссылочной позиции. Например, множество конструктивных элементов, имеющих, по существу, одинаковую функцию, отличают, как оборудование 20А, 20В и 20С пользователя, когда это необходимо. Однако когда нет особой необходимости различать между множеством конструктивных элементов, имеющих одинаковую функцию, они обозначены одинаковым номером ссылочной позиции. Например, когда нет конкретной необходимости различать между оборудованием 20А, 20В и 20С пользователя, они обозначены просто, как оборудование 20 пользователя.
Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже в следующем порядке.
1. Основная конфигурация системы передачи данных (Пример распределения ресурсов для каждого канала) (Пример формата радиофрейма) (Последовательность обработки соединения)
(MBSFN)
(Пример выделения частоты для каждой соты)
2. Иллюстративная конфигурация системы передачи данных
2-1. Переключение между режимом объединения спектра и режимом MIMO
2-2. Соединение по множеству каналов
2-3. Комбинация Сomp и объединения спектра
1. Основная конфигурация системы передачи данных
Основная конфигурация системы 1 передачи данных, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, описана ниже со ссылкой на фиг.1 - фиг.8. На фиг.1 показан пояснительный вид, представляющий конфигурацию системы 1 передачи данных, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. На фиг.1 система 1 передачи данных, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, включает в себя базовые станции 10А и 10В, базовую сеть 12, оборудование 20А, 20В и 20Х пользователя и узлы 30А и ЗОВ радиорелейной передачи. Термин "узел" описывает станции, устройства, устройства и оборудование, которые выполняют радиорелейную передачу беспроводного сигнала из одного устройства в другое.
Базовая станция 10 обеспечивает возможность связи между узлом 30 радиорелейной передачи и оборудованием 20 пользователя, расположенным внутри соты, сформированной базовой станцией 10. Например, базовая станция 10А управляет информацией планирования для обмена данными с оборудованием 20Х пользователя, расположенным внутри соты, и связывается с оборудованием 20Х пользователя в соответствии с информацией планирования. Кроме того, базовая станция 10А управляет информацией планирования для связи с узлом 30А радиорелейной передачи, который расположен внутри соты, и информацией планирования для связи с радиорелейным узлом 30А и оборудованием 20А пользователя.
Следует отметить, что управление информацией планирования может быть выполнено во взаимодействии с базовой станцией 10 и узлом 30 радиорелейной передачи, может быть выполнено во взаимодействии с базовой станцией 10, узлом 30 радиорелейной передачи и оборудованием 20 пользователя, или может быть выполнено узлом 30 радиорелейной передачи.
Узел 30 радиорелейной передачи выполняет радиорелейную передачу между базовой станцией 10 и оборудованием 20 пользователя, в соответствии с информацией планирования, управляемой базовой станцией 10. В частности, узел 30 радиорелейной передачи принимает сигнал, переданный из базовой станции 10, и передает усиленный сигнал в оборудование 20 пользователя, используя частоту/время в соответствии с информацией планирования в нисходящем канале передачи данных. При такой радиорелейной передаче в узле 30 радиорелейной передачи отношение сигнал-шум будет выше по сравнению с непосредственной передачей сигнала из базовой станции 10 в оборудование 20 пользователя, которое расположено рядом с кромкой соты. Более подробное пояснение узла радиорелейной передачи и как он взаимодействует с базовой станцией и оборудованием пользователя описано в заявке 2010-040224, на патент JP, поданной в японское патентное ведомство 25 февраля 2010, и в JP 2010-040227, поданной в японское патентное ведомство 25 февраля 2010 г., полное содержание обеих из которых представлено здесь по ссылке.
Аналогично, также в восходящем канале передачи, узел 30 радиорелейной передачи выполняет радиорелейную передачу сигнала, переданного из оборудования 20 пользователя в базовую станцию 10, в соответствии с информацией планирования, управляемой базовой станцией 10, поддерживая, таким образом, высокое отношение сигнал-шум. Хотя случай, когда только узел 30А радиорелейной передачи присутствует в соте, сформированной базовой станцией 10А, множество узлов 30 радиорелейной передачи могут присутствовать в соте, сформированной базовой станцией 10А.
Тип 1 и Тип 2 предложены, как типы узлов 30 радиорелейной передачи. Узел 30 радиорелейной передачи Тип 1 имеет отдельный ID соты, и ему разрешено управлять собственной сотой. Таким образом, узел 30 радиорелейной передачи Тип 1 работает таким образом, что оборудование 20 пользователя распознает его, как базовую станцию 10.
Однако узел 30 радиорелейной передачи Тип 1 не полностью работает автономно, и узел 30 радиорелейной передачи выполняет радиорелейный обмен данными в пределах возможности ресурсов, выделенных базовой станцией 10.
С другой стороны, узел 30 радиорелейной передачи Тип 2, в отличие от Типа 1, не имеет индивидуальный ID соты и поддерживает непосредственный обмен данными между базовой станцией 10 и оборудованием 20 пользователя. Например, исследуется технология радиорелейной передачи с использованием взаимодействующей радиорелейной передачи или сетевого кодирования. В следующей таблице 1 представлены характеристики изучаемых Типа 1 и Типа 2.
| Таблица 1 | ||
| Пункт | Тип 1 | Тип 2 |
| Решение | R1-091098 | R1-091632 |
| Тип радиорелейной передачи | Релейная передача L2 и L3 | L2 |
| Физический ID соты | Собственный ID соты | ID соты отсутствует |
| Прозрачность | Непрозрачный для UE узел радиолинейной передачи | Прозрачный узел радиолинейной передачи для UE |
| Новая сота | Создает новую соту (другой eNB) | Не формирует новую соту |
| Параметр RF | Оптимизированные параметры | Не применимо |
| НО | НО между сотами (обобщенный НО) | НО прозрачный для UE |
| Генерирование управления канала | Генерировать синхронный канал, RS, канал H-ARQ, и планирование информации и т.д. | Не генерировать свой собственный канал, но декодировать/передать дальше сигнал ENB-донор в UE |
| Обратная совместимость | Поддерживается (выглядит, как Rel-8 eNB для Rel-8 UE) | Поддерживается (способен передавать также в/из Rel-8 UE) |
| LTE-A прямая совместимость | Поддерживается (выглядит по-другому, чем Rel-8 eNB дляLТЕ-AUE | ?? |
| Осведомленность для MS | ?? (>Rel-8 eNB для LTE- A UE или радиолинейной передачи) | ?? |
| Взаимодействие | Взаимодействие между сотами | Взаимодействие внутри соты |
| Использование обратного соединения | Высокое | Низкое |
| Модель использования | Расширение зоны обслуживания | Улучшение пропускной способности и расширение зоны обслуживания |
| Стоимость | Высокая | Низкая |
Оборудование 20 пользователя связывается с базовой станцией 10 непосредственно или через узел 30 радиорелейной передачи в соответствии с информацией планирования, управляемой базовой станцией 10. Данные, передаваемые или принимаемые оборудованием 20 пользователя, могут представлять собой голосовые данные, музыкальные данные, такие как музыка, лекции или радиопрограммы, статические данные изображения, такие как данные неподвижного изображения, такие как фотографии, документы, изображения или графики, или видеоданные, такие как кинофильмы, телевизионные программы, видеопрограммы, изображения для игр и т.п. Кроме того, оборудование 20 пользователя может представлять собой устройство обработки информации, имеющее функцию радиосвязи, такое как мобильный телефон или персональный компьютер (PC).
Сервер 16 управления соединен с каждой базовой станцией 10 через базовую сеть 12. Сервер 16 управления выполняет функцию мобильного управления (ММЕ). Кроме того, сервер 16 управления может функционировать, как обслуживающий шлюз. Сервер 16 управления принимает информацию управления, обозначающую статус соты, формируемой каждой базовой станцией 10, из соответствующих базовых станций 10, и управляет обменом данными в соте, формируемой каждой базовой станцией 10 на основе информация управления. Функция сервера 16 управления может быть встроена во множество физически отдельных структур распределенным образом.
(Пример распределения ресурсов для каждого канала)
Распределение ресурсов для каждого канала описано ниже. В следующем описании, канал передачи данных между базовой станцией 10 и узлом 30 радиорелейной передачи называется каналом радиорелейной передачи, канал передачи данных между узлом 30 радиорелейной передачи и оборудованием пользователя 20 называется каналом доступа, и канал прямой передачи данных между базовой станцией 10 и оборудованием 20 пользователя называется прямым каналом передачи. Кроме того, канал передачи данных в направлении базовой станции 10 называется UL (восходящий канал передачи), и канал передачи данных в направлении оборудования 20 пользователя называется GL (нисходящий канала передачи). Передача данных в каждом канале передачи основана на OFDMA.
Узел 30 радиорелейной передачи разделяет канал радиорелейной передачи и канал доступа по частоте или времени, для исключения помехи между каналом радиорелейной передачи и каналом доступа. Например, узел 30 радиорелейной передачи может разделять канал радиорелейной передачи и канал доступа в одном направлении TDD (Дуплексирование с разделением времени) при использовании общей частоты.
На фиг.2 показан пояснительный вид, представляющий пример выделения ресурсов в случае использования одной и той же частоты в UL и DL. Как показано на фиг.2, один радиофрейм состоит из подфреймов 0-9. Кроме того, в примере, показанном на фиг.2, узел 30 радиорелейной передачи распознает подфреймы 8 и 9, как ресурсы DL или канала доступа, в соответствии с направлением из базовой станции 10 и, поэтому, выполняет радиолинейную передачу сигнала, переданного из базовой станции 10, в оборудование 20 пользователя с использованием подфреймов 8 и 9.
Следует отметить, что PSC (первичный канал синхронизации) и SSC (вторичный канал синхронизации), которые представляют собой синхронные сигналы нисходящего канала передачи данных, или РВСН (физический канал широковещательной передачи) выделены для подфреймов 0 и 5. Кроме того, пейджинговый канал выделен для подфреймов 1 и 6.
На фиг.3 показан пояснительный вид, представляющий пример выделения ресурсов в случае использования разных частот в UL и DL. Как показано на фиг.3, частота f0 используется для DL, и частота fl используется для UL. Кроме того, в примере, показанном на фиг.3, узел 30 радиорелейной передачи распознает подфреймы 6-8 на частоте f0, как ресурсы для DL, и канал доступа, в соответствии с направлением из базовой станции 10 и, поэтому, выполняет радиорелейную передачу сигнала, переданного из базовой станции 10 в оборудование 20 пользователя, используя подфреймы 6-8 с частотой f0.
Следует отметить, что PSC и SSC, которые представляют собой синхронные сигналы для нисходящего канала передачи данных, выделены для подфреймов 0 и 5 частоты f0 (для DL), и пейджинговый канал выделен для подфреймов 4 и 9.
(Пример формата радиофрейма)
Подробные примеры формата фрейма для радиофрейма DL, и радиофрейма UL описаны ниже со ссылкой на фиг.4 и 5.
На фиг.4 показан пояснительный вид, представляющий пример формата радиофрейма DL. Радиофрейм DL состоит из подфреймов 0-9, причем каждый подфрейм составлен из двух интервалов размером 0,5 мс, и каждый интервал 0,5 мс состоит из вплоть до семи символов OFDM (ортогональное мультиплексирование с частотным разделением).
Как показано на фиг.4, канал управления, такой как PCFICH (канал - индикатор формата физического управления), РHIСН (канал - индикатор физического гибридного ARQ) или PDCCH (канал управления физическим нисходящим каналом передачи данных) присутствует в первом - третьем символах OFDM в заголовке каждого подфрейма.
Каждый из упомянутых выше каналов содержит следующую информацию в качестве примера.
PCFICH: количество символов PDCCH, относящихся к уровню 1 и уровню 2 PHICH: ACK/NACK для PUSCH
PDCCH: Информация для нисходящего канала передачи. Информация планирования (формат, такой как схема модуляции или скорость кодирования) для PDSCH/PUSCH
Кроме того, один блок ресурса (1RB), который представляет собой минимальную единицу выделения ресурсов, состоит из шести или семи символов OFDM и 12 поднесущих. Ссылка на демодуляцию (опорный сигнал) присутствует в части блока ресурса.
Кроме того, SSC, РВСН и PSC присутствуют в подфреймах 0 и 5. Свободное пространство в радиофрейме, показанном на фиг.4, используется как PDSCH (совместно используемый физический канал нисходящей передачи).
На фиг.5 показан пояснительный вид, представляющий пример формата радиофрейма UL. Аналогично радиофрейму DL, радиофрейм UL состоит из подфреймов 0 - 9, причем каждый подфрейм состоит вплоть до двух интервалов по 0,5 мс, и каждый из интервалов 0,5 мс состоит вплоть до семи символов OFDM.
Как показано на фиг.5, опорный сигнал демодуляции (опорный сигнал) присутствует в каждом из интервалов по 0,5 мс, и опорный сигнал измерения CQI присутствует распределенным образом. В базовой станции 10 или в узле 30 радиорелейной передачи, на конце приема выполняют оценку канала, используя опорный сигнал демодуляции, и демодулируют принятый сигнал в соответствии с результатом оценки канала. Кроме того, базовая станция 10 или узел 30 радиорелейной передачи на конце приема измеряет опорный сигнал измерения CQI, и, таким образом, получает CQI с узлом 30 радиорелейной передачи или оборудованием 20 пользователя на конце передачи.
Кроме того, свободное пространство в радиофрейме, показанном на фиг.5, используется как PUSCH (физический совместно используемый канал передачи по восходящему каналу). Следует отметить, что после приема запроса на отчет CQI, оборудование 20 пользователя или узел 30 радиорелейной передачи передает отчет CQI, используя PUSCH.
(Последовательность обработки соединения)
Последовательность обработки соединения между узлом 30 радиорелейной передачи или оборудованием 20 пользователя и базовой станцией 10 описана ниже со ссылкой на фиг.6.
На фиг.6 показан пояснительный вид, представляющий последовательность обработки соединения. Как показано на фиг.6, узел 30 радиорелейной передачи или оборудование 20 пользователя передает преамбулу RACH (канал произвольного доступа) в базовую станцию 10 (S62). Принимая преамбулу RACH, базовая станция 10 получает информацию ТА (опережение по времени) и передает информацию ТА вместе с выделенной информацией ресурса в узел 30 радиорелейной передачи или в оборудование 20 пользователя (S64). Например, в случае, когда момент времени передачи преамбулы RACH известен, базовая станция 10 может получить разность между моментом времени передачи и моментом времени приема преамбулы RACH, как информацию ТА.
После этого узел 30 радиорелейной передачи или оборудование 20 пользователя передает запрос на соединение RRC в базовую станцию 10, используя ресурсы, обозначенные информацией выделенного ресурса (S66). После приема запроса на соединение RRC, базовая станция 10 передает разрешение на соединение RRC, обозначающее источник передачи для запроса соединения RRC (S68). Узел 30 радиорелейной передачи или оборудование 20 пользователя, таким образом, могут подтвердить, приняла ли базовая станция 10 запрос на соединение RRC.
Затем базовая станция 10 передает запрос на соединение, обозначающий, что узел 30 радиорелейной передачи или оборудование 20 пользователя выполняет запрос на обслуживание, в сервер 16 управления, который функционирует как ММЕ (S70). Принимая запрос на соединение, сервер 16 управления передает информацию, которая должна быть установлена, в узел 30 радиорелейной передачи или в оборудование 20 пользователя, как установку соединения (S72).
Затем базовая станция 10 передает установку соединения RRC в узел 30 радиорелейной передачи или в оборудование 20 пользователя на основе установления соединения из сервера 16 управления (S74), и узел 30 радиорелейной передачи или оборудование 20 пользователя выполняют установки соединения. После этого, узел 30 радиорелейной передачи или оборудование 20 пользователя передает соединение RRC закончено, обозначающее завершение установок соединения, в базовую станцию 10 (S76).
Соединение между узлом 30 радиорелейной передачи или оборудованием 20 пользователя и базовой станцией 10, таким образом, завершается, и обмен данными становится доступным. Описанная выше последовательность обработки соединения представлена только в качестве иллюстрации, и узел 30 радиорелейной передачи или оборудование 20 пользователя, и базовая станция 10 могут соединяться с использованием другой последовательности (MBSFN).
Ниже будет описана передача MBSFN (одночастотная сеть мультимедийной широковещательной передачи), которую выполняют с помощью базовой станции 10 и примерная работа узла 30 радиорелейной передачи в ответ на передачу MBSFN.
MBSFN представляет собой режим, в котором множество базовых станций 10 одновременно передает данные в режиме широковещательной передачи на одной частоте. Поэтому, при MBSFN, узел 30 радиорелейной передачи Типа 1, который практически работает, как базовая станция, передает канал управления для DL и т.п., использует ту же частоту, что и у базовой станции 10. Конкретный поток обработки передачи/приема MBSFN описан ниже со ссылкой на фиг.7.
На фиг.7 показан пояснительный вид, представляющий иллюстративный пример обработки передачи/приема MBSFN. Вначале, как показано на фиг.7, базовая станция 10 и узел 30 радиорелейной передачи одновременно передают PDCCH. Базовая станция 10 передает после PDCCH, PDSCH для оборудования 20 пользователя и R-PDCCH, для управления радиорелейной передачей. После R-PDCCH базовая станция 10 передает PDSCH для узла 30 радиорелейной передачи (целевые данные радиорелейной передачи). Период отсутствия передачи следует после PDSCH для узла 30 радиорелейной передачи.
Узел 30 радиорелейной передачи принимает, после передачи PDCCH, PDSCH (целевые данные радиорелейной передачи) из базовой станции 10 после периода переключения для обработки приема. Узел 30 радиорелейной передачи затем переключает обработку приема на обработку передачи в непереходный период, который следует после PDSCH (целевые данные радиорелейной передачи) из базовой станции 10. Кроме того, на следующем этапе, узел 30 радиорелейной передачи добавляет PDCCH в декодируемую PDSCH (целевые данные радиорелейной передачи) и затем передает эти данные в оборудование 20 пользователя.
Существующее оборудование пользователя, которое не предполагает присутствие узла 30 радиорелейной передачи, таким образом, может преимущественно выполнять радиорелейную передачу с помощь узла 30 радиорелейной передачи без какой-либо неопределенности.
(Пример выделения частоты для каждой соты)
Пример выделения частоты для каждой соты в случае, когда множество сот расположены рядом друг с другом, будет описан ниже.
На фиг.8 показан пояснительный вид, представляющий пример выделения частоты в каждой соте. В случае, когда каждая сота состоит из трех секторов, частоты fl-f3 выделяют для соответствующих секторов, как показано на фиг.8, подавляя, таким образом, помехи на частотах на границе соты. Такое выделение является особенно эффективным в плотно населенной области с сильным трафиком.
В LTE-A, для достижения высокой пропускной способности из конца в конец, исследуют различные новые технологии, такие как объединение спектра, сетевой режим MIMO, восходящий MIMO для множества пользователей и технологию радиорелейной передачи. Поэтому, с появлением новых мобильных приложений с высокой пропускной способностью, возникает вероятность того, что ресурсы по частоте будут исчерпаны, как проблема, также в пригородных областях. Кроме того, во вводной части LTE-A, чрезвычайно вероятно, что установка узла 30 радиорелейной передачи будет активирована с целью достижения разработки инфраструктуры при низких затратах.
2. Иллюстративная конфигурация системы передачи данных
Основная конфигурация системы 1 передачи данных, в соответствии с вариантом осуществления, описана выше со ссылкой на фиг.1-8. Ниже описана иллюстративная конфигурация системы 1 передачи данных в соответствии с вариантом осуществления.
(2-1. Переключение между режимом объединения спектра и режимом MIMO) В последнее время исследуют то, что устройство передачи данных (узел 30 радиорелейной передачи или оборудование 20 пользователя) резервирует полосу частот 20 МГц или больше, используя объединение спектра, что позволяет одновременно использовать дискретные или последовательные каналы. Однако, для того чтобы обрабатывать разнообразные каналы с помощью одного ответвления (ресурсы передачи/приема, такие как антенна и модуль аналоговой обработки), необходим фильтр FFT, совместимый с широкой полосой пропускания. Кроме того, использование объединения спектра приводит к увеличению количества каналов, выделенных для передачи данных с одним устройством передачи данных, что могло бы привести к серьезной озабоченности в связи с тем, что значительная напряженность будет наложена на ресурсы по сравнению с передачей данных MIMO.
В соответствии с приведенным выше описанием предшествующего уровня техники была изобретена система 1 передачи данных в соответствии с вариантом осуществления. В соответствии с вариантом осуществления, становится возможным упростить конфигурацию каждого ответвления устройства передачи данных и избирательно использовать режим объединения спектра и режим MIMO, в соответствии с объемом трафика. Ниже, подробно описаны оборудование 20 пользователя и базовая станция 10, которые составляют систему 1 передачи данных, в соответствии с вариантом осуществления. Кроме того, более детальные пояснения операции MIMO представлены в международной публикации РСТ WO 2004/030238, и в патенте США 6, 862, 271, полное содержание которых представлено здесь по ссылке.
На фиг.9 показана функциональная блок-схема, представляющая конфигурацию оборудования 20 пользователя, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.9, оборудование 20 пользователя включает в себя модуль 210 аналоговой обработки, модуль 230 цифровой обработки, модуль 242 управления и модуль 244 выбора канала. Модуль 210 аналоговой обработки состоит из множества ответвлений А, В и С.
Каждое ответвление включает в себя антенну 220 и модуль обработки сигналов, такой как BPF (полосовой фильтр) 222, AGC (автоматическая регулировка усиления) 224, преобразователь 226 DC (преобразователь с понижением частоты)/11С (преобразователь с повышением частоты) и AD/DA 228. Соответствующие ответвления (ресурсы передачи/приема) могут включать в себя не только элементы в модуле 210 аналоговой обработки, но также и элементы в модуле 230 цифровой обработки, таком как FFT и IFFT.
Антенна 220 принимает радиосигнал из базовой станции 10 или узла 30 радиорелейной передачи, и получает электрический высокочастотный сигнал приема. Кроме того, антенна 220 передает радиосигнал в базовую станцию 10 или в узел 30 радиорелейной передачи на основе сигнала высокочастотной передачи, передаваемого из BPF 222.
BPF 222 передает определенные компоненты частоты принимаемого сигнала высокой частоты, полученного с помощью антенны 220. Кроме того, BPF 222 передает определенные частотные компоненты для сигнала передачи с высокой частотой, переданного из AGC 224. AGC 224 выполняет автоматическую регулировку усиления высокочастотного принимаемого сигнала, подаваемого из BPF 222, и высокочастотного сигнала передачи, подаваемого из DC/UC 226.
DC/UC 226 выполняет преобразование с понижением частоты высокочастотного принятого сигнала, подаваемого из AGC 224, в принятый сигнал основной полосы пропускания. Кроме того, DC/UC 226 выполняет преобразование с повышением частоты сигнала передачи в основной полосе пропускания, поданного из AD/DA 228 для сигнала передачи высокой частоты.
AD/DA 228 преобразует принятый сигнал в основной полосе, переданный из DC/UC 226, из аналоговой в цифровую форму. Кроме того, AD/DA 228 преобразует сигнал передачи в основной полосе пропускания, поданный из модуля 230 цифровой обработки, из цифровой в аналоговую форму.
Модуль 230 цифровой обработки включает в себя FFT, который выполняет быстрое преобразование Фурье для принятого сигнала в основной полосе пропускания, поданного из каждого ответвления, Р (параллельный)/S (последовательный) преобразователь, демодулятор, декодер и так далее, как элементы приема. Кроме того, модуль 230 цифровой обработки включает в себя кодер, модулятор, S/P, IFFT и так далее, как элементы для передачи, и подает сигнал передачи в основной полосе пропускания, на который наложен сигнал поднесущей, например, в AD/DA 228. Кроме того, модуль 230 цифровой обработки имеет функцию обработки MIMO, которая обеспечивает возможность обмена данными MIMO.
Модуль 244 выбора канала выбирает каналы (или группу каналов), которые должны использоваться для обмена данными в режиме объединения спектра. Несоответствующий выбор может привести к проблеме в следующих случаях:
- когда группа каналов, которая должна быть обработана в определенном ответвлении, превышает пределы пропускной способности ответвления; то есть, когда каналы в группе каналов, которая должна быть обработана, являются слишком распределенными;
- когда существуют значительные различия в характеристиках пути распространения между каналами в группе каналов, предназначенных для обработки определенным ответвлением, и ожидаемое улучшение пропускной способности не достигается.
Поэтому, модуль 244 выбора канала выполняет выбор канала в соответствии со следующей процедурой:
(1) Получают информацию (используют информацию канала), такую как центральная частота и основная полоса пропускания соответствующих каналов, используемых для соединенной базовой станции 10.
(2) Определяют ресурсы (скорость передачи данных), которые должны быть зарезервированы для оборудования 20 пользователя.
(3) Классифицируют множество каналов, используемых подключенной базовой станцией 10, как группу канала.
(4) Определяют комбинацию группы канала и ответвления.
В частности, в описанном выше пункте (3), модуль 244 выбора канала классифицирует один или больше чем один, каналы, которые могут быть одновременно обработаны каждым ответвлением, как группу, в соответствии с устанавливаемой центральной частотой, размером фильтра, размером FFT и т.п. Например, модуль 244 выбора канала классифицирует каналы в группы таким образом, чтобы полоса пропускания каждой группы не превышала полосу пропускания, которая может быть обработана FFT. Группировка каналов, в частности, описана ниже со ссылкой на фиг.10.
На фиг.10 показан пояснительный вид, представляющий иллюстративный пример группирования каналов. В примере, показанном на фиг.10, каналы, используемые базовой станцией 10, представляют собой О, Р, Q, R, S, Т, U и так далее. В этом случае, модуль 244 выбора канала, например, классифицирует каналы О, Р и Q, как группу №1 канала, классифицирует каналы R, S и Q, как группу №2 канала, и классифицирует канал U, как группу №3 канала.
Кроме того, что касается приведенного выше пункта (4), каждое ответвление выполняет обработку сигналов по известным сигналам (например, опорным сигналам) для всех каналов, переданных из базовой станции 10. Затем модуль 244 выбора канала усредняет качество передачи данных, такое как уровень приема или SINR каналов, составляющих каждую группу каналов, и, таким образом, получает качество передачи данных каждой группы канала относительно каждого ответвления. Например, модуль 244 выбора канала усредняет качество передачи данных каналов О, Р и Q по ответвлению А и, таким образом, получает качество передачи данных группы №1 канала.
Кроме того, модуль 244 выбора каналов комбинирует каждое ответвление и группу каналов с наибольшим качеством передачи в каждом ответвлении. Например, модуль 244 выбора канала комбинирует ответвление А и группу №1 канала, комбинирует ответвление В и группу №2 канала, и комбинирует ответвление С и группу №3 канала. Следует отметить, что, если одна группа канала имеет наибольшее качество передачи данных в разных ответвлениях, модуль 244 выбора канала может скомбинировать ответвление, в котором качество передачи данных группы канала является самым высоким, и группу каналов. Кроме того, модуль 244 выбора канала может скомбинировать другое ответвление и группу каналов со вторым наибольшим качеством передачи данных в другом ответвлении.
Конфигурация оборудования 20 пользователя дополнительно описана ниже снова со ссылкой на фиг.9. Модуль 242 управления оборудования 20 пользователя управляет общей работой оборудования 20 пользователя, такой как обработка передачи данных, обработка приема и обработка соединения с узлом 30 радиорелейной передачи или базовой станцией 10. Например, модуль 242 управления выполняет ТРС (управление мощностью передачи), CQI отчетом об управлении передачей и т.п.
Кроме того, модуль 242 управления запрашивает базовую станцию 10 использовать группу канала, выбранную модулем 244 выбора канала (то есть, группу канала, скомбинированную с ответвлением). Хотя способ запроса не ограничен чем-либо конкретным, примерные способы представляют собой следующее:
- получают каналы для использования, путем автономной передачи запроса на соединение с данным интервалом (RACH: канал произвольного доступа) относительно каждого из выбранных каналов. Запрос на соединение может быть выполнен из ответвления RACH, скомбинированного с каналом;
- уведомляют выбранные каналы, используя один канал, не для каждого из выбранных каналов. Один канал может представлять собой любой один из выбранных каналов или другой канал. Кроме того, один канал может быть передан из базовой станции 10 через канал широковещательной передачи, такой как РВСН или информация о рабочем параметре соседней базовой станции для передачи абонента. Кроме того, уведомление может содержаться в любом сигнале передачи (например, RACH) в последовательности обработки соединения (обработка вызова).
На основе описанного выше запроса, базовая станция 10 выделяет ресурсы в каналах для оборудования 20 пользователя, и базовая станция 10 и оборудование 20 пользователя, таким образом, могут связываться в режиме объединения спектров. Например, базовая станция 10 может передавать радиосигналы путем использования групп №1 - №3 канала, оборудование 20 пользователя выполняет обработку приема радиосигнала, используя группу №1 канала по ответвлению А, выполняет обработку приема радиосигнала, используя группу №2 канала по ответвлению В, и выполняет обработку приема радиосигнала, используя группу №3 канала по ответвлению С.
Следует отметить, что модуль 244 выбора канала и модуль 242 управления могут выполнять выбор группы канала и запрос на использование в базовую станцию 10, как описано выше, в соответствии с командой из базовой станции 10. Кроме того, конфигурация оборудования 20 пользователя применима также для узла 30 радиорелейной передачи. В частности, узел 30 радиорелейной передачи может включать в себя множество ответвлений, которые, соответственно, передают и принимают сигналы, используя разные каналы, чтобы, таким образом, реализовать объединение спектра. В это время узел 30 радиорелейной передачи может выбирать группу канала с соответствующим качеством передачи данных и запрашивать базовую станцию 10 использовать выбранную группу каналов с помощью описанного выше способа.
Ниже будет представлена конфигурация базовой станции 10 со ссылкой на фиг.11.
На фиг.11 показана функциональная блок-схема, представляющая конфигурацию базовой станции 10, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.11 базовая станция 10 включает в себя модуль ПО аналоговой обработки, модуль 130 цифровой обработки и модуль 142 управления. Кроме того, модуль ПО аналоговой обработки выполнен из множества ответвлений А, В и С.
Каждое ответвление включает в себя антенну 120 и модуль обработки сигналов, такой как BPF 122, AGC 124, DC/UC 126 и AD/DA 128. Соответствующие ответвления могут включать в себя не только элементы в модуле 110 аналоговой обработки, но также и элементы в модуле 130 цифровой обработки, такие как FFT и IFFT. Кроме того, хотя базовая станция 10 включает в себя три ответвления в примере, показанном на фиг.11, количество ответвлений в базовой станции 10 не ограничено чем-либо конкретным.
Антенна 120 принимает радиосигнал из оборудования 20 пользователя или узла 30 радиорелейной передачи и получает электрический высокочастотный принятый сигнал. Кроме того, антенна 120 передает радиосигнал в оборудование 20 пользователя или в узел 30 радиорелейной передачи на основе высокочастотного сигнала передачи, переданного из BPF 122.
BPF 122 передает определенные компоненты частот высокочастотного принятого сигнала, полученного антенной 120. Кроме того, BPF 122 передает определенные компонент частот высокочастотного сигнала передачи, переданного из AGC 124. AGC 124 выполняет автоматическое регулирование усиления высокочастотного принятого сигнала, переданного из BPF 122, и высокочастотного сигнала передачи, поданного из DC/UC 126.
DC/UC 126 выполняет преобразование с понижением частоты высокочастотного принятого сигнала, поданного из AGC 124, до принятого сигнала в основной полосе пропускания. Кроме того, DC/UC 126 выполняет преобразование с повышением частоты сигнала передачи в основной полосе пропускания, переданного из AD/DA 128 до высокочастотного сигнала передачи.
AD/DA 128 преобразует принятый сигнал в основной полосе пропускания, поданный из DC/UC 126 из аналоговой в цифровую форму. Кроме того, AD/DA 128 преобразует сигнал передачи в основной полосе пропускания, поданный из модуля 130 цифровой обработки из цифровой в аналоговую форму.
Модуль 130 цифровой обработки включает в себя FFT, который выполняет быстрое преобразование Фурье для принятого сигнала в основной полосе пропускания, переданного из каждого ответвления, P/S, демодулятор, декодер и так далее, как элементы для приема. Кроме того, модуль 130 цифровой обработки включает в себя кодер, модулятор, S/P, IFFT и так далее, как элементы для передачи, и подает принятый сигнал передачи данных в основной полосе пропускания, на который наложен сигнал поднесущей, например, в AD/DA 128. Кроме того, модуль 130 цифровой обработки имеет функцию обработки MIMO, которая обеспечивает возможность обмена данными MIMO.
Модуль 142 управления управляет общим обменом данных в соте, сформированной базовой станцией 10, такой как обработка передачи, обработка приема, обработка соединения с узлом 30 радиорелейной передачи или с оборудованием 20 пользователя, и выполняет управление информацией планирования. Например, когда узел 30 радиорелейной передачи или оборудование 20 пользователя запрашивает использование (соединение) множества каналов, модуль 142 управления может выполнять последовательность обработки соединения с узлом 30 радиорелейной передачи или с оборудованием 20 пользователя и выполнить планирование блока ресурса в запрашиваемых каналах в узел 30 радиорелейной передачи или оборудование 20 пользователя. Базовая станция 10, таким образом, может реализовать объединение спектра, которое использует множество каналов, запрашиваемых из узла 30 радиорелейной передачи или из оборудования 20 пользователя. Следует отметить, что, при его объединении спектра, модуль 142 управления может ассоциировать каждый из запрашиваемых каналов любого из ответвлений базовой станции 10 и связываться с узлом 30 радиорелейной передачи или оборудованием 20 пользователя путем использования соответствующего ответвления.
Кроме того, модуль 142 управления функционирует, как модуль переключения режимов, который переключает режим объединения спектра в режим MIMO, в соответствии с величиной нагрузки (объемом трафика) используемых каналов, для объединения спектра. Режим переключения описан здесь ниже. В более общем случае, когда использование канала (например, объем трафика, уровень SNIR, % пропускной способности канала, частота ошибок, занимаемая часть спектра, количество зарезервированных пользователей и т.д.) детектируют, как превышающее определенный уровень, модуль 142 управления переключается в режим работы MIMO.
В качестве технологии передачи данных, для улучшения пропускной способности, используется MIMO, помимо объединения спектра. MIMO представляет собой технологию, которая передает множество последовательностей сигнала параллельно через множество передающих антенн, принимает их с использованием множества приемных антенн, и разделяет множество последовательностей сигналов, используя независимость характеристик путей распространения между множеством передающих антенн и множеством приемных антенн.
Однако в MIMO возникает случай, когда независимость характеристик путей распространения между множеством передающих антенн и множеством приемных антенн будет низкой, и высокая пропускная способность будет недостижимой в этом случае. С другой стороны, при объединении спектра, пропускная способность повышается с увеличением количества каналов. Поэтому, высокая пропускная способность более надежно достигается с помощью объединения спектра, чем с использованием MIMO.
Учитывая изложенное выше, модуль 142 управления устанавливает наибольший приоритет операции в режиме объединения спектра. Это обеспечивает более высокую пропускную способность. С другой стороны, когда объем трафика повышается и степень перегруженности (или использование) становится высокой, желательно уменьшить занимаемую полосу пропускания для каждого пользователя. Поэтому, модуль 142 управления переключает режим объединения спектра в режим MIMO, в соответствии с увеличением объема трафика.
Например, в случае, когда группы канала №1-№3 используются для передачи данных с объединением спектра с узлом 30 радиорелейной передачи или оборудованием пользователя 20 и когда степень загруженности групп канала №1 и №2 превышает пороговое значение, как показано на фиг.12, модуль 142 управления переключает режим объединения спектра на режим MIMO. Модуль 142 управления может использовать группу №3 канала со степенью загруженности ниже, чем пороговое значение, в режиме MIMO. Следует отметить, что степень загруженности может представлять собой абсолютный объем трафика в каждой группе канала или частоту использования ресурсов в каждой группе канала. Кроме того, пороговое значение степени загруженности может отличаться между группами канала.
Кроме того, когда степень загруженности определенной группы канала превышает пороговое значение, но степень загруженности множества групп канала остается ниже порогового значения, модуль 142 управления продолжает работу в режиме объединения спектра, исключив определенную группу канала со степенью перегруженности, превышающей пороговое значение. Например, когда степень перегруженности только в группе №1 канала превышает пороговое значение, модуль 142 управления может продолжить выполнять объединение спектра, используя группы №2 и №3 канала.
Кроме того, после переключения в режим MIMO, модуль 142 управления может передавать инициирующую информацию, для уведомления (подсказки) о необходимости переключения в узел 30 радиорелейной передачи или в оборудование 20 пользователя, которое представляет собой другой конец передачи данных при объединении спектра. Например, модуль 142 управления может передавать инициирующую информацию, используя PDCCH или PDSCH. Кроме того, инициирующая информация может содержать информацию канала (частоту канала, полосу пропускания и т.д.), используемую для передачи данных MIMO, или информацию, обозначающую время переключения.
Модуль 242 управления узла 30 радиорелейной передачи или оборудования 20 пользователя, таким образом, может переключать режим передачи/приема модуля 210 аналоговой обработки и/или модуля 230 цифровой обработки на режим MIMO, на основе инициирующей информации. Следует отметить, что модуль 210 аналоговой обработки и/или модуль 230 цифровой обработки ожидают приема преамбулы MIMO после переключения в режим MIMO.
Конфигурации оборудования 20 пользователя и базовой станции 10 описаны выше. Ниже, со ссылкой на фиг.13, описана последовательность потока обработки, для переключения режима передачи/приема.
На фиг.13 показана блок-схема последовательности операций, представляющая поток обработки для переключения режима передачи/приема. Вначале, оборудование пользователя 20 получает информацию о множестве каналов, используемых базовой станцией 10, в ответ на команду из базовой станции 10, например (S404). После этого оборудование пользователя 20 классифицирует множество каналов, используемых базовой станцией 10, на группы каналов (S408). В частности, оборудование 20 пользователя классифицирует один или больше чем один канал, которые могут быть одновременно обработаны каждым ответвлением, как одну группу канала.
Затем оборудование 20 пользователя определяет комбинацию каждого ответвления и группы канала с наибольшим качеством передачи данных в каждом ответвлении (S412), и запрашивает базовую станцию 10 использовать группу канала, комбинация которой с ответвлением была определена (S416). После этого базовая станция 10 выполняет обработку соединения с оборудованием 20 пользователя и выделяет блок ресурса в запрашиваемых каналах в оборудование 20 пользователя, и базовая станция 10 и оборудование 20 пользователя, таким образом, могут выполнять обмен данными, используя объединение спектра (S420).
После этого, когда степень перегруженности трафика в соте превышает определенный критерий (ДА на этапе S424), базовая станция 10 передает инициирующую информацию, обозначающую переключение из режима объединения спектра в режим MIMO, в оборудование 20 пользователя (S428). На основе инициирующей информации, оборудование 20 пользователя переключает режим передачи/приема в режим MIMO и затем выполняет обмен данными с базовой станцией 10, используя MIMO (S432). Следует отметить, что, когда перегруженность трафика в соте уменьшается, базовая станция 10 может подать команду выполнить обработку, начиная с этапа S404, в оборудование 20 пользователя для переключения в режим объединения спектра.
Как описано выше, при работе в режиме объединения спектра, базовая станция 10 переключает режим передачи/приема на режим MIMO, в соответствии с увеличением объема трафика. Таким образом, становится возможным обеспечить высокую пропускную способность, благодаря режиму объединения спектра, когда объем трафика мал, и уменьшить занимаемую каждым пользователем полосу пропускания, используя режим MIMO, когда объем трафика увеличивается.
(2-2. Многоканальное соединение)
Когда имеется большее количество доступных ресурсов в другой базовой станции 10, чем в подключенной базовой станции 10, узел 30 радиорелейной передачи может переключить канал радиорелейной передачи на эту базовую станцию 10, чтобы, таким образом, эффективно использовать ресурсы.
Однако, если последовательность обработки соединения (установка вызова) с другой базовой станцией 10 выполняется каждый раз с переключением канала радиорелейной передачи, возникает задержка переключения, из-за множественной процедуры. Учитывая это, узел 30 радиорелейной передачи, в соответствии с вариантом осуществления, формирует многоканальное соединение с множеством базовых станций 10, используя множество ответвлений, чтобы, таким образом, уменьшить задержку переключения. Это подробно описано ниже.
Вначале, узел 30 радиорелейной передачи получает информацию канала использования (центральная частота, полоса пропускания и т.д.) для множества подключаемых базовых станций 10. Затем узел 30 радиорелейной передачи выполняет установку вызова с множеством подключаемых базовых станций 10 и заканчивает процедуру вплоть до полного соединения RRC. Узел 30 радиорелейной передачи, таким образом, представляет собой многоканальное соединение с множеством базовых станций 10.
На фиг.14 показан пояснительный вид, представляющий иллюстративный пример многоканального соединения узла 30 радиорелейной передачи. В примере, показанном на фиг.14, узел 30 радиорелейной передачи представляет собой многоканальное соединение с базовой станцией 10А и базовой станцией 10В. Следует отметить, что узел 30 радиорелейной передачи может осуществлять установку вызова, параллельно используя множество ответвлений (или каналов). Например, как показано на фиг.14, узел 30 радиорелейной передачи может одновременно выполнять установку вызова с базовой станцией 10А, используя ответвление А (или канал А), и установку вызова с базовой станцией 10В, используя ответвление В (или канал В).
После этого узел 30 радиорелейной передачи использует канал радиорелейной передачи с наибольшим усилением среди каналов радиорелейной передачи с множеством базовых станций 10. Например, если усиление канала радиорелейной передачи с базовой станцией 10А выше, чем усиление канала радиорелейной передачи с базовой станцией 10В в примере, показанном на фиг.14, узел 30 радиорелейной передачи выбирает использование канала радиорелейной передачи с базовой станцией 10А. В частности, узел 30 радиорелейной передачи передает сообщение, относящееся к оборудованию 20 пользователя, используя каналы радиорелейной передачи с базовой станцией 10А, и устанавливает канал радиорелейной передачи с базовой станцией 10В, как канал в состоянии готовности.
Базовая станция 10 может добавить спецификатор, который устанавливает, является ли канал радиорелейной передачи с соединенным узлом 30 радиорелейной передачи, каналом в состоянии готовности или нет, в интерфейс (S1-MME IF) между сервером 16 управления (ММЕ) и базовой станцией 10. Например, в примере, показанном на фиг.14, базовая станция 10 В может добавить спецификатор, который устанавливает, что канал радиорелейной передачи с узлом 30 радиорелейной передачи представляет собой канал в состоянии готовности, в интерфейс с сервером 16 управления. Сервер 16 управления или базовая станция 10, таким образом, может выполнить обработку в соответствии с тем, является ли каждый канал радиорелейной передачи каналом в состоянии готовности или нет. Например, сервер 16 управления или базовая станция 10 может задать более высокий приоритет для планирования канала радиорелейной передачи, который не является каналом в состоянии готовности, и может одобрить запрос, относящийся к каналу в состоянии готовности, если имеются доступные ресурсы. Кроме того, узел 30 радиорелейной передачи может использовать разные ответвления для разных каналов. Например, узел 30 радиорелейной передачи может использовать ответвление А для канала радиорелейной передачи с базовой станцией 10А, использовать ответвление В для канала радиорелейной передачи с базовой станцией 10В, и использовать ответвление N и (или канал N) для канала доступа с оборудованием 20 пользователя.
После этого, когда требуется уменьшить трафик или выделение ресурсов и т.п., узел 30 радиорелейной передачи выбирает использование канала в состоянии готовности. Например, узел 30 радиорелейной передачи может переключить канал радиорелейной передачи на использование из канала радиорелейной станции с базовой станцией 10А в канал радиорелейной передачи с базовой станцией 10В. Следует отметить, что узел 30 радиорелейной передачи может выполнить необходимые шаги для получения ресурсов, относящихся к каналу радиорелейной передачи с базовой станцией 10В, выполняя радиорелейную передачу сообщений, относящихся к оборудованию 20 пользователя, используя канал радиорелейной передачи с базовой станцией 10А. Например, узел 30 радиорелейной передачи может заранее установить контакт с сервером 16 управления через базовую станцию 10 о ресурсах, которые должны быть получены (ресурсы, которые, вероятно, будут переключены). Ожидая, таким образом, получение мгновенного ответа на запрос для получения ресурсов из узла 30 радиорелейной передачи.
Аналогично представленному выше, возможно уменьшить время задержки от возникновения необходимости на переключение канала радиорелейной передачи до переключения канала радиорелейной передачи. Та же процедура применима также для канала доступа. В частности, оборудование 20 пользователя может уменьшить задержку переключения канала доступа, формируя соединение по множеству каналов, с множеством подключаемых узлов 30 радиорелейной передачи.
На фиг.15 показан пояснительный вид, представляющий иллюстративный пример соединения с множеством каналов оборудования 20 пользователя. В примере, показанном на фиг.15, узел 30А радиорелейной передачи соединен с базовой станцией 10А, узел 30В радиорелейной передачи соединен с базовой станцией 10В, и оборудование 20 пользователя соединено по множеству каналов с узлом 30А радиорелейной передачи и узлом 30В радиорелейной передачи. В этом случае, оборудование 20 пользователя может переключать канал доступа для использования между каналом доступа с узлом 30А радиорелейной передачи, и каналом доступа с узлом 30В радиорелейной передачи, в соответствии с необходимостью.
(2-3. Комбинация СоМР и объединение спектра)
В последнее время СоМР (скоординированная многоточечная передача) исследуется, как технология улучшения допустимых отклонений канала в отношении оборудования пользователя, находящегося на кромке соты. СоМР представляет собой технологию, в которой множество соседних базовых станций одновременно передают один и тот же сигнал, используя один и тот же канал. Вариант осуществления, в котором комбинируется СоМР и объединение спектра, будет описан ниже.
(Пример 1)
В этом примере, когда происходит перегрузка трафика в определенной базовой станции 10 и множество каналов не могут быть выделены для одного оборудования 20 пользователя, базовая станция 10 передает сигнал в оборудование 20 пользователя, используя один канал и, одновременно, расположенная поблизости базовая станция 10 передает сигнал в оборудование 20 пользователя, используя другой канал. Затем узел 30 радиорелейной передачи принимает сигналы, переданные из множества базовых станций 10, использующих разные каналы, и передает их в оборудование 20 пользователя. Таким образом, становится возможным улучшить пропускную способность при передаче сообщений, относящихся к оборудованию 20 пользователя. Это, в частности, описано ниже со ссылкой на фиг.16 и 17.
На фиг.16 показан пояснительный вид, представляющий пример комбинации СоМР и объединения спектра. Как показано на фиг.16, базовая станция 10А передает сигнал в оборудование 20 пользователя, используя fl и, одновременно, базовая станция 10 В и базовая станция ЮС передают сигналы в оборудование 20 пользователя, используя f5 и f9, соответственно.
Затем узел 30 радиорелейной передачи принимает сигналы, переданные из соответствующих базовых станций 10, и передает их в оборудование 20 пользователя. Узел 30 радиорелейной передачи может выполнить обмен данными с соответствующими базовыми станциями 10, используя разные ответвления. Например, узел 30 радиорелейной передачи может выполнять обмен данными с базовой станцией 10А, используя ответвление А, выполнять обмен данными с базовой станцией 10 В, используя ответвление В, и выполнять обмен данными с базовой станцией ЮС, используя ответвление С.
Кроме того, хотя узел 30 радиорелейной передачи принимает сигналы в оборудование 20 пользователя из соответствующих базовых станций 10 с дискретными каналами в области частот, узел 30 радиорелейной передачи передает сигналы в оборудование 20 пользователя, используя менее диспергированные каналы. Например, когда узел 30 радиорелейной передачи принимает сигналы с каналами fl, f5 и f9, которые являются дискретными в области частот, как показано на фиг.17, узел 30 радиорелейной передачи может выполнять радиорелейную передачу сигналов в оборудование 20 пользователя, используя каналы f4, f5 и f6, которые являются последовательными в области частот. Поскольку оборудование 20 пользователя, таким образом, может принимать сигналы с каналами f4, f5 и f6, которые являются последовательными в области частот, становится возможным уменьшить нагрузку на обработку оборудования 20 пользователя.
Хотя случай, когда количество каналов для передачи является таким же, что как и количество каналов для приема, показан на фиг.17, количество каналов для передачи может быть меньшим, чем количество каналов для приема. Например, количество каналов для приема может быть равно трем, и количество каналов для передачи может быть равно двум. В этом случае, соотношение кодирования в каналах для передачи может быть установлено более высоким, чем соотношение кодирования в каналах для приема. Кроме того, количество каналов для передачи может быть равно одному.
Кроме того, способ выбора канала, предназначенного для использования для передачи, не ограничен чем-либо конкретным. Например, канал, предназначенный для использования для передачи, может быть выбран из каналов, близких по полосе частот, в которых получают высокое значение SINR, используя оборудование 20 пользователя.
(Пример 2)
В этом примере базовая станция 10 передает сигналы в оборудование 20 пользователя, принадлежащее ей, по множеству каналов, используя объединение спектра. Затем ближайшая базовая станция 10 также передает сигнал в канале с большим затуханием среди сигналов во множестве каналов, переданных из базовой станции 10, и узел 30 радиорелейной передачи передает сигнал в оборудование 20 пользователя. Таким образом, становится возможным усилить сигнал, переданный из базовой станции 10. Это, в частности, описано ниже со ссылкой на фиг.18 и 19.
На фиг.18 показан пояснительный вид, представляющий пример комбинации СоМР и объединения спектра. Как показано на фиг.18, базовая станция 10А передает сигналы в оборудование 20 пользователя, используя f1, f3 и f6. Если аттенюация на f3 и f6 велика (когда требуемое значение SNIR не удовлетворяется), базовая станция 10В и базовая станция 10С также передают сигналы, которые были переданы базовой станцией 10А, используя f3 и f6.
Например, сигнал, переданный базовой станцией 10А, используя f3, передается также базовой станцией 10В, используя f2, и сигнал, переданный базовой станцией 10А с использованием f6, также передают в базовую станцию ЮС с использованием f7. Затем, как показано на фиг.19, узел 30 радиорелейной передачи передает сигнал, принятый из базовой станции 10В с использованием f2 в оборудование 20 пользователя, используя f3, и передает сигнал, принятый из базовой станции 10С на f7 в оборудование 20 пользователя, используя f6. В этой конфигурации становится возможным усилить сигналы, переданные из базовой станции 10А, используя f3 и f6. Хотя случай, когда базовые станции 10В и ЮС усиливают сигналы, используя частоты, отличающиеся от частоты базовой станции 10А, был описан выше, базовые станции 10В и 10С могут усиливать сигналы, используя ту же частоту, что и частота базовой станции 10А. Например, базовая станция 10В может использовать f3, и базовая станция 10С может использовать f6.
Кроме того, как в примере 1, так и в примере 2, сервер 16 управления (ММЕ/обслуживающий шлюз), который отслеживает соответствующие каналы передачи между базовой станции 10, узлом 30 радиорелейной передачи и оборудованием 20 пользователя, играет важную роль. Кроме того, в примере 1, информация, которая делает объединение спектра между множеством соседних базовых станций 10, взаимодействующих друг с другом, передают и принимают через интерфейс Х2 между базовыми станциями 10 и интерфейс S1 между базовой станцией 10 и сервером 16 управления. Информация может представлять собой список отчетов об измерениях канала в отношении каждого канала, используемого для объединения спектра, информацию о положении и пропускной способности (полоса пропускания, которая может быть передана и принята одновременно и т.д.), узла 30 радиорелейной передачи или оборудования 20 пользователя, информацию о дополнительном ресурсе каждой базовой станции 10 и т.п. В примере 2 также информацию для усиления каналов объединения спектра передают и принимают через интерфейс Х2 и интерфейс S1.
Хотя предпочтительные варианты воплощения настоящего изобретения были подробно описаны выше со ссылкой на приложенные чертежи, настоящее изобретение не ограничивается этим. Для специалиста в данной области техники должно быть понятно, что различные модификации, комбинации, подкомбинации и изменения могут возникать, в зависимости от конструктивных требований и других факторов, если только они находятся в пределах объема приложенной формулы изобретения или ее эквивалентов.
Например, не всегда требуется выполнять соответствующие этапы при обработке системы 1 передачи данных, представленной в данном описании, в хронологическом порядке, в соответствии с последовательностью, показанной в блок-схемах последовательности операций. Например, соответствующие этапы при обработке системы 1 передачи данных могут быть выполнены в другой последовательности, чем в последовательности, показанной в блок-схемах последовательности операций, или могут быть выполнены параллельно.
Кроме того, становится возможным сформировать компьютерную программу, которая обеспечивает, что аппаратные средства, такие как ЦПУ, ROM и RAM, внедренные в базовую станцию 10, в оборудование пользователя 20 и в узел 30 радиорелейной передачи, будут функционировать в равной степени для соответствующих элементов базовой станции 10, оборудования 20 пользователя и узла 30 радиорелейной передачи, описанных выше. Кроме того, может быть предусмотрен носитель информации, на котором содержится такая компьютерная программа.
Список номеров ссылочных позиций
10А, 10А, 10В, 10С Базовая станция
20 Оборудование пользователя
30, 30А, 30В Узел радиорелейной передачи
110, 210 Модуль аналоговой обработки
130, 230 Модуль цифровой обработки
142,242 Модуль управления
244 Модуль выбора канала.
1. Станция беспроводной передачи данных, содержащая:
множество антенн, выполненных с возможностью принимать и передавать радиосигналы между станцией беспроводной передачи данных и, по меньшей мере, одним другим устройством;
приемопередатчик, соединенный с упомянутым множеством антенн, упомянутый приемопередатчик является MIMO совместимым и совместимым с объединением спектра; и
контроллер, инициируемый для переключения между режимом работы MIMO и режимом работы с объединением спектра на основе уровня детектируемого использования канала.
2. Станция передачи данных по п.1, в которой упомянутый приемопередатчик представляет собой многоканальный приемопередатчик, каждый канал в упомянутом многоканальном приемопередатчике имеет отдельный блок аналоговой обработки.
3. Станция передачи данных по п.1, в которой упомянутая станция беспроводной передачи данных представляет собой базовую станцию.
4. Станция передачи данных по п.3, в которой упомянутая базовая станция дополнительно включает в себя детектор, выполненный с возможностью детектировать уровень использования канала и подготавливать индикатор, который передают в другое устройство для инициирования другого устройства, для работы в режиме работы MIMO или в режиме работы с объединением спектра на основе детектированного уровня использования канала.
5. Станция передачи данных по п.1, в которой упомянутая станция беспроводной передачи данных представляет собой узел радиорелейной передачи.
6. Станция передачи данных по п.5, в которой упомянутый узел радиорелейной передачи выполнен с возможностью принимать сигнал, который обозначает, должен ли контроллер переключиться между режимом работы MIMO и режимом работы с объединением спектра на основе уровня использования канала, детектированного в другом устройстве.
7. Станция передачи данных по п.1, в которой упомянутый контроллер включает в себя детектор использования, который инициирует изменение режима от упомянутого режима работы объединения спектра до упомянутого режима работы MIMO, когда упомянутый уровень использования канала выше заданного порога.
8. Станция передачи данных по п.1, в которой упомянутая станция беспроводной передачи данных представляет собой узел радиорелейной передачи, упомянутый узел радиорелейной передачи выполнен с возможностью обмена данными с другими базовыми станциями, используя другие режимы обмена данными, чем режим обмена данными, используемый узлом радиорелейной передачи, для обмена данными с оборудованием пользователя.
9. Станция передачи данных по п.8, в которой упомянутый приемопередатчик выполнен с возможностью принимать множество других передач от множества базовых станций и выполнять радиорелейную передачу информации в упомянутом множестве передач в одно оборудование пользователя по одному каналу передачи данных.
10. Станция передачи данных по п.8, в которой упомянутый узел радиорелейной передачи, дополнительно выполнен с возможностью принимать сигналы от первой базовой станции, используя объединение спектра, и комбинировать информацию от упомянутой первой базовой станции с информацией, принятой от второй базовой станции, через другой канал передачи данных, и передавать информацию из первой базовой станции с информацией из второй базовой станции в одном сигнале в упомянутое оборудование пользователя.
11. Станция передачи данных по п.1, в которой упомянутый контроллер выполнен с возможностью подавать запрос в базовую станцию, чтобы назначить группу канала из множества других каналов кандидатов для передачи данных.
12. Способ для обмена информацией в системе беспроводной передачи данных, в котором:
принимают сигналы через множество антенн из множества разных источников сигнала;
объединяют упомянутые сигналы и формируют совокупный набор информации;
формируют сигнал передачи, включающий в себя упомянутый совокупный набор информации;
проверяют, не находится ли показатель использования канала выше заданного уровня, и передают упомянутый совокупный набор информации путем передачи данных MIMO, когда детектируют, что упомянутое использование канала передачи данных выше упомянутого заданного уровня, и
передают упомянутый совокупный набор информации в режиме передачи с объединением спектра, когда детектируют, что упомянутое использование ниже, чем упомянутый заданный уровень.
13. Способ по п.12, в котором дополнительно:
детектируют уровень использования канала в пределах упомянутого канала передачи данных и сравнивают упомянутый уровень использования канала с заданным уровнем; и
генерируют сигнал инициирования для инициирования переключения между режимом работы MIMO и режимом работы с объединением спектра, в зависимости от уровня использования, детектированного на упомянутом этапе детектирования.
14. Способ по п.12, в котором дополнительно:
передают информацию об упомянутом совокупном наборе информации в оборудование пользователя.
15. Способ по п.14, в котором упомянутый этап передачи включает в себя использование другого протокола передачи сигналов, нежели протокол передачи сигналов, используемый с сигналами, принятыми узлом радиорелейной передачи.
16. Энергонезависимый считываемый компьютером носитель информации, имеющий инструкции, которые, при их выполнении процессором, реализуют этапы:
принимают сигналы через множество антенн из множества разных источников сигнала;
объединяют упомянутые сигналы и формируют совокупный набор информации;
формируют сигнал передачи, включающий в себя упомянутый совокупный набор информации;
проверяют, не находится ли показатель использования канала выше заданного уровня, и передают упомянутый совокупный набор информации путем передачи данных MIMO, когда детектируют, что упомянутое использование канала передачи данных выше упомянутого заданного уровня, и
передают упомянутый совокупный набор информации в режиме передачи с объединением спектра, когда детектируют, что упомянутое использование ниже, чем упомянутый заданный уровень.
17. Станция беспроводной передачи данных, содержащая:
множество антенн, выполненных с возможностью принимать и передавать радиосигналы между станцией беспроводной передачи данных и, по меньшей мере, одним другим устройством;
приемопередатчик, соединенный с упомянутым множеством антенн, упомянутый приемопередатчик является MIMO совместимым и совместимым с объединением спектра; и
средство для переключения между режимом работы MIMO и режимом работы с объединением спектра на основе детектированного уровня использования канала.
