BR112012006372B1

BR112012006372B1 - sinalização de retransmissora de rede para retransmissora transparente de enlace descedente

Info

Publication number: BR112012006372B1
Application number: BR112012006372-3A
Authority: BR
Inventors: Hua Xu; Jianglei Ma; Ming Jia; Hang Zhang
Original assignee: Blackberry Limited
Priority date: 2009-09-21
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2021-04-20
Also published as: CA2774723C; JP2013505603A; CA2774723A1; KR20150129094A; WO2011044667A3; BR112012006372A8; EP2481238A4; RU2543977C2; RU2012110922A; IN2012DN02390A; WO2011044667A2; BR112012006372B8; BR112012006372A2; CN102918884A; EP2481238A2

Abstract

SINALIZAÇÃO DE RETRANSMISSORA DE REDE PARA RETRANSMISSORA TRANSPARENTE DE ENLACE DESCENDENTE Em um método de provisão de retransmissões de enlace descendente para uma estação móvel em uma rede de comunicação sem fio, a rede de comunicação sem fio compreendendo uma estação base ligada de forma comunicativa a um estação de retransmissão transparente, a estação base recebe uma requisição para uma retransmissão a partir da estação móvel; programa recursos para retransmissão para a estação de retransmissão rtansparente através de um enlace de controle; e a estação de retransmissão transparente recebe a informação de programação para a retransmissão no enlace de controle; e envia a retransmissão para a estação móvel em um subquadro de retransmissão em uma banda de frequência de retransmissão.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a comunicações sem fio 5 e, mais particularmente, a métodos e sistemas para a provisão de retransmissões de DL para estações móveis em redes de comunicação sem fio empregando uma retransmissão transparente.

ANTECEDENTES

Os sistemas de comunicação sem fio são amplamente empregados para a provisão de vários tipos de conteúdo de comunicação, tais como conteúdos de voz, dados e outros. Estes sistemas podem ser sistemas de acesso múltiplo capazes de simultaneamente suportarem comunicação para 15 múltiplos terminais sem fio pelo compartilhamento dos recursos de transmissão disponíveis (por exemplo, canal de frequência e/ou intervalo de tempo) . Uma vez que os recursos de transmissão são compartilhados, uma alocação eficiente dos recursos de transmissão é importante, já que 20 tem impacto na utilização dos recursos de transmissão e na qualidade de serviço percebida pelos usuários de terminal individuais. Um sistema de comunicações sem fio como esse é o sistema de acesso múltiplo com divisão de frequência ortogonal (OFDMA), no qual múltiplos terminais sem fio 25 executam um acesso múltiplo usando multiplexação com divisão de frequência ortogonal. OFDM é uma técnica de modulação de portadora múltipla que divide a largura de banda de sistema geral em múltiplos subcanais de frequência ortogonal, cada um dos quais 30 estando associado a uma respectiva subportadora que pode ser modulada com dados. Devido ao fato de os subcanais serem tornados ortogonais, alguma superposição espectral entre os subcanais é permitida, levando a uma alta eficiência espectral. Em sistemas de OFDM, o fluxo de dados 5 de usuário é dividido em fluxos paralelos de taxa reduzida, e cada subfluxo obtido, então, modula uma subportadora em separado.

Em OFDMA, o acesso ao meio sem fio compartilhado é programado usando-se quadros que se estendem por duas 10 dimensões: tempo, em unidades de símbolos, e frequência, em unidades de subcanais lógicos. As rajadas de dados são portadas em regiões de dados bidimensionais (isto é, tempo e frequência) no quadro, as quais são programadas pela BS através de mensagens de controle específicas. Cada quadro é 15 dividido em subquadros de enlace descendente (DL) e enlace ascendente (UL) . Os primeiros são usados pela BS para a transmissão de dados para as MSs, ao passo que as MSs transmitem para a BS nos últimos.

Os exemplos de sistemas de comunicação de OFDM 20 incluem, mas não estão limitados a protocolos sem fio, tais como o protocolo de rede de área local sem fio ("WLAN") definido de acordo com as normas de rádio 802.11a, b, g e n do Institute of Electrical and Electronics Engineering ("IEEE") (a partir deste ponto, "Wi-Fi"), o padrão detecção 25 cesso sem fio de banda larga de MAN sem fio/fixo ("BWA") definido de acordo com IEEE 802.16 (a partir deste ponto, "WiMAX"), o protocolo de evolução de longo prazo ("LTE") de 3GPP de banda larga móvel tendo um acesso de pacote de OFDM de velocidade alta de interface de ar ("HSOPA") ou um 30 acesso por rádio terrestre de UMTS evoluído ("E-UTRA"), o protocolo de banda larga ultramóvel de 3GPP2 ("UMB"), protocolo de difusão de áudio digital de sistemas de rádio digitais ("DAB"), rádio digital híbrido ("HD"), difusão de vídeo digital de sistema de TV digital terrestre terrestre ("DVB-T"), os sistemas de comunicação celulares Flash-OFDM, etc. Os protocolos sem fio usando técnicas de OFDM incluem acesso de banda larga de linha de assinante digital assimétrica ("ADSL") e de linha de assinante digital de taxa de bit muito alta ("VDSL"), comunicação de linha de potência ("PLC") incluindo banda larga por linhas de potência ("BPL") e ligação de rede doméstica de multimídia por Coax Alliance ("MoCA").

O 3GPP LTE define os canais físicos a seguir: • Enlace Descendente (DL) o Canal de Difusão Físico (PBCH) : este canal porta uma informação de sistema para equipamentos de usuário (UEs) requerendo acesso à rede. o Canal de Controle de Enlace Descendente Físico (PDCCH): a finalidade principal deste canal físico é portar uma informação de programação. o Canal de Indicador de ARQ Híbrido Físico (PHICH): este canal é usado para reportar o status de ARQ Híbrido. o Canal Compartilhado de Enlace Descendente Físico (PDSCH): este canal é usado para funções de unidifusão e envio de radiochamada. o Canal de Multidifusão Físico (PMCH): este canal físico porta uma informação de sistema para fins de multidifusão. o Canal de Indicador de Formato de Controle Fxsico (PCFICH): este canal provê uma informação para permitir que os UEs decodifiquem o PDSCH. • Enlace Ascendente (UL) o Canal de Controle de Enlace Ascendente Físico (PUCCH): este canal é usado para transporte de dados de sinalização de usuário a partir de um ou mais UEs que podem transmitir no canal de controle. 0 PUCCH transporta, por exemplo, respostas de reconhecimento e requisições de retransmissão, requisições de programação de serviço e informação de qualidade de canal medida pelo UE para o sistema. o Canal Compartilhado de Enlace Ascendente Físico (PUSCH): este canal é usado para transporte de dados de usuário a partir de um ou mais móveis que podem transmitir no canal compartilhado. o Canal de Acesso Randômico Físico (PRACH): este canal físico de enlace ascendente permite que um móvel transmita requisições de acesso randomicamente quando o móvel tentar acessar o sistema de comunicação sem fio.

Os sistemas de comunicação sem fio podem empregar um esquema de retransmissão para retransmissão de dados de usuário e, possivelmente, uma informação de controle entre uma estação base (BS) e uma estação móvel (MS) através de uma ou mais estações de retransmissão (RS) . Um esquema de retransmissão pode ser usado para melhoria da cobertura, do alcance, do ritmo de transmissão e/ou da capacidade de uma estação base. As estações de retransmissão podem repetir 3 0 transmissões para/a partir da BS, de modo que as MSs no alcance de comunicação de uma retransmissora possam se comunicar com a BS através da retransmissora. As retransmissoras não precisam de um enlace de backhaul, porque elas podem se comunicar de forma sem fio com as BSs e as MSs. Este tipo de rede pode ser referido como uma rede de salto múltiplo, porque pode haver mais de uma conexão sem fio entre a MS e uma conexão com fio. Dependendo da configuração de rede em particular, uma MS em particular pode obter acesso à rede através de uma ou mais retransmissoras vizinhas e/ou uma ou mais BSs vizinhas. Além disso, as retransmissoras em si poderiam ter uma ou mais opções de percurso disponíveis para conexão a uma BS em particular. 0 enlace de rádio entre uma BS ou RS e uma MS é denominado um enlace de acesso, enquanto o enlace entre uma BS e uma RS ou entre um par de RSs é denominado um enlace de retransmissão.

As retransmissoras convencionais operam em um de dois modos diferentes: transparente e não transparente. Uma RS transparente não transmite uma informação de controle, de modo que uma MS conectada a uma RS transparente receba uma informação de controle diretamente a partir da BS, e a RS retransmite apenas tráfego de dados. Uma RS não transparente transmite uma informação de controle e retransmite tráfego de dados da mesma forma.

As operações de requisição de repetição automática híbrida (HARQ) podem ser usadas para controle de erro em sistemas de comunicação sem fio. Com HARQ, o receptor detecta um erro em uma mensagem e automaticamente requisita uma retransmissão da mensagem a partir do transmissor. Em 3 0 resposta ao recebimento da requisição de HARQ (um "NACK"), o transmissor retransmite a mensagem até ser recebida corretamente, a menos que o erro persista. Em uma variação, a HARQ combina uma correção de erro antecipada (FEC) com um código de correção de erro. LTE usa uma transmissão de HARQ assíncrona no DL. Em HARQ assíncrona, o receptor não sabe à frente no tempo quando a retransmissão está sendo enviada e, portanto, uma informação de controle deve ser enviada juntamente com os dados. Isto é realizado pelo envio de mensagens de alocação de recurso no PDCCH simultaneamente com a transmissão de PDSCH correspondente. A vantagem deste esquema é que o algoritmo de programação tem liberdade considerável para decidir para quais MSs são enviados dados durante qualquer subquadro.

Em sistemas de LTE em que retransmissoras transparentes são usadas, uma RS poderia ajudar a melhorar a performance de sistema pelo envio de retransmissões de HARQ de DL para a MS ao mesmo tempo em que envia para a BS. Contudo, surge uma questão quanto a como a BS e a RS podem coordenar uma retransmissão de HARQ de DL concorrente. Antes da retransmissão, a RS tem que saber quais recursos físicos (tempo e frequência) são usados para uma retransmissão do pacote pela BS, de modo que a RS possa usar os mesmos recursos para a transmissão do mesmo pacote concorrentemente. Contudo, uma vez que retransmissões de HARQ de DL são assíncronas, a BS envia PDCCH e PDSCH em um subquadro para retransmissão, quando um NACK é recebido. Como a região de sinalização de controle e a região de transmissão de dados são multiplexadas de forma contígua de uma forma com multiplexação de divisão de tempo (TDM), não há tempo de guarda entre as duas regiões. O PDCCH é transmitido nos n primeiros símbolos de OFDM (onde n = 1, 2 ou 3) em cada subquadro, e o PDSCH é transmitido através dos (N-n) símbolos de OFDM remanescentes (onde N é o número de símbolos de OFDM em cada subquadro). É difícil que a RS comute do modo de recepção para o modo de transmissão entre símbolos contíguos. Também é difícil que a RS decodifique uma informação de controle de retransmissão no PDCCH e prepare uma retransmissão no PDSCH no mesmo subquadro. Adicionalmente, em algumas situações, o número de PDCCH portado pelo PCFICH poderia variar de subquadro para subquadro, requerendo que a RS decodificasse PCFICH, determinasse o começo de PDCCH e preparasse uma retransmissão no PDSCH no mesmo subquadro.

Embora o uso de HARQ síncrono (isto é, as retransmissões são programadas em subquadros predeterminados) pudesse aliviar algumas das dificuldades mencionadas anteriormente, uma abordagem como essa poderia introduzir restrições indesejáveis no programador.

Existe uma necessidade de um esquema melhorado para retransmissões de enlace descendente em sistemas de retransmissão transparente.

SUMARIO DA INVENÇÃO

De acordo com um aspecto da presente invenção, é provido um método de provisão de retransmissões de enlace descendente para uma estação móvel em uma rede de comunicação sem fio, a rede de comunicação sem fio compreendendo uma estação base ligada de forma comunicativa a uma estação de retransmissão transparente. De acordo com 3 0 o método, a estação base recebe uma requisição para uma retransmissão a partir da estação móvel; programa recursos para a retransmissão; sinaliza uma informação de programação para a retransmissão para a estação de retransmissão transparente através de um enlace de controle; e a estação de retransmissão transparente recebe a informação de programação para a retransmissão no enlace de controle; e envia a retransmissão para a estação móvel em um subquadro de retransmissão em uma banda de frequência de retransmissão.

Em um aspecto adicional da presente invenção, é provida uma estação base em uma rede de comunicação sem fio, a estação base compreendendo um controlador operãvel para: receber uma requisição para uma retransmissão a partir da estação móvel; programar recursos para a retransmissão; sinalizar uma informação de programação para a retransmissão para a estação de retransmissão transparente através de um enlace de controle; e em que sinalização da informação de programação permite que a estação de retransmissão transparente envie a retransmissão para a estação móvel em um subquadro de retransmissão em uma banda de frequência de retransmissão.

Em um aspecto adicional da presente invenção, é provida uma estação de retransmissão transparente em uma rede de comunicação sem fio, a estação de retransmissão transparente compreendendo um controlador operãvel para: receber, em um enlace de controle a partir de uma estação base, uma informação de programação para uma retransmissão para uma estação móvel; e enviar a retransmissão para a estação móvel no subquadro de retransmissão na banda de 30 frequência de retransmissão.

Outros aspectos e recursos da presente invenção tornar-se-ão evidentes para aqueles costumeiramente versados na técnica mediante uma revisão da descrição a seguir de modalidades específicas da invenção em conjunto com as figuras associadas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Nas figuras, as quais ilustram as modalidades da invenção, por exemplo, apenas: a figura 1 é um diagrama de blocos de um sistema de comunicação celular; a figura 2 é um diagrama de blocos de uma estação base de exemplo que poderia ser usada para a implementação de algumas modalidades do presente pedido; a figura 3 é um diagrama de blocos de um terminal móvel de exemplo que poderia ser usado para a implementação de algumas modalidades do presente pedido; a figura 4 é um diagrama de blocos de uma estação de retransmissão que poderia ser usada para a implementação de algumas modalidades do presente pedido; a figura 5 é um diagrama de blocos de uma decomposição lógica de uma arquitetura de transmissor de OFDM de exemplo que poderia ser usada para a implementação de algumas modalidades do presente pedido; a figura 6 é um diagrama de blocos de uma decomposição lógica de uma arquitetura de receptor de OFDM de exemplo que poderia ser usada para a implementação de algumas modalidades do presente pedido; a figura 7A é um transmissor de SC-FDMA de exemplo; a figura 7B é um receptor de SC-FDMA de exemplo; a figura 8 ilustra um esquema de retransmissão de HARQ de DL de exemplo de acordo com as modalidades do presente pedido; a figura 9 mostra um fluxograma ilustrando as etapas para uma retransmissão de HARQ de DL de acordo com o esquema da figura 8; a figura 10A ilustra um outro esquema de retransmissão de HARQ de DL de exemplo de acordo com as modalidades do presente pedido; e a figura 10B ilustra ainda um outro esquema de retransmissão de HARQ de DL de exemplo de acordo com as modalidades do presente pedido.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Com referência, agora, às figuras de desenho, nas quais designadores de referência iguais se referem a elementos iguais, a figura 1 mostra um controlador de estação base (BSC) 10, o qual controla as comunicações sem fio em múltiplas células 12, cujas células são servidas por estações base (BS) correspondentes 14. Em algumas configurações, cada célula é adicionalmente dividida em múltiplos setores 13 (não mostrados). Em geral, cada estação base 14 facilita as comunicações usando OFDM com terminais móveis 16, os quais estão na célula 12 associada à estação base 14 correspondente. O movimento dos terminais móveis 16 em relação às estações base 14 resulta em uma flutuação significativa em condições de canal. Conforme ilustrado, as estações base 14 e os terminais móveis 16 podem incluir múltiplas antenas para a provisão de diversidade espacial para comunicações. Conforme descrito em maiores detalhes abaixo, as estações de retransmissão 15 podem ajudar nas comunicações entre as estações base 14 e os terminais móveis 16. Os terminais móveis 16 podem ser transferidos 18 de qualquer célula 12, setor 13, zona (não mostrada) , estação base 14 ou retransmissora 15 para uma outra célula 12, setor 13 (não mostrado), estação base 14 ou retransmissora 15. Em algumas configurações, as estações base 14 se comunicam com cada outra e com uma outra rede (tal como uma rede de núcleo ou a internet, ambas não mostradas) por uma rede de backhaul 11. Em algumas configurações, um controlador de estação base 10 não é necessário. A figura 2 descreve um exemplo de uma estação base 14. A estação base 14 geralmente inclui um sistema de controle 20, um processador de banda base 22, um circuito de transmissão 24, um circuito de recepção 26, antenas 28 e uma interface de rede 30. O circuito de recepção 26 recebe sinais de frequência de rádio portando uma informação a partir de um ou mais transmissores remotos providos por terminais móveis 16 (ilustrados na figura 3) e estações retransmissoras 15 (ilustradas na figura 4). Um amplificador de ruído baixo e um filtro (não mostrados) podem cooperar para a aplicação e a remoção de uma interferência de banda larga do sinal para processamento. Um circuito de conversão descendente e de digitalização (não mostrado) então converterá de forma descendente o sinal recebido filtrado para um sinal de frequência intermediária ou de banda base, o qual então é digitalizado para um ou mais fluxos digitais.

O processador de banda base 22 processa o sinal recebido digitalizado para extrair a informação ou os bits de dados transportados no sinal recebido. processamento tipicamente compreende uma demodulação, uma decodificação e operações de correção de erro. Como tal, o processador de banda base 22 geralmente é implementado em um ou mais processadores de sinal digital (DSPs) ou circuitos integrados específicos de aplicação (ASICs). A informação recebida então é enviada através de uma rede sem fio através da interface de rede 30 ou transmitida para um outro terminal móvel 16 servido pela estação base 14, diretamente ou com a assistência de uma retransmissora 15.

No lado de transmissão, o processador de banda base 22 recebe os dados digitalizados, os quais podem representar voz, dados ou informação de controle, a partir da interface de rede 3 0 sob o controle do sistema de controle 20, e codifica os dados para transmissão. Os dados codificados são extraídos para o circuito de transmissão 24, onde são modulados por um ou mais sinais de portadora tendo uma frequência de transmissão desejada ou frequências. Um amplificador de potência (não mostrado) amplificará os sinais de portadora modulados para um nível apropriado para transmissão, e entregará os sinais de portadora modulados para as antenas 28 através de uma rede de combinação (não mostrada). Os detalhes de modulação e de processamento são descritos em maiores detalhes abaixo. A figura 3 ilustra um exemplo de um terminal móvel 16. De modo similar à estação base 14, o terminal móvel 16 incluirá um sistema de controle 32, um processador de banda base 34, um circuito de transmissão 36, um circuito de recepção 38, antenas 40 e um circuito de interface de usuário 42. O circuito de recepção 38 recebe sinais de frequência de rádio portando uma informação a partir de uma ou mais estações base 14 e retransmissoras 15. Um amplificador de ruído baixo e um filtro (não mostrados) podem cooperar para a aplicação e a remoção de uma interferência de banda larga do sinal para processamento. Um circuito de conversão descendente e de digitalização (não mostrado) então converterá de forma descendente o sinal recebido filtrado para um sinal de frequência intermediária ou de banda base, o qual então é digitalizado para um ou mais fluxos digitais.

O processador de banda base 34 processa o sinal recebido digitalizado para extrair a informação ou os bits de dados transportados no sinal recebido. Este processamento tipicamente compreende uma demodulação, uma decodificação e operações de correção de erro. Como tal, o processador de banda base 34 geralmente é implementado em um ou mais processadores de sinal digital (DSPs) ou circuitos integrados específicos de aplicação (ASICs).

Quanto à transmissão, o processador de banda base 34 recebe os dados digitalizados, os quais podem representar voz, dados ou informação de controle, a partir do sistema de controle 32, os quais ele codifica para transmissão. Os dados codificados são extraídos para o circuito de transmissão 36, onde são usados por um modulador para a modulação de um ou mais sinais de portadora que estão a uma frequência de transmissão desejada ou frequências. Um amplificador de potência (não mostrado) amplificará os sinais de portadora modulados para um nível apropriado para transmissão, e entregará o sinal de portadora modulado para as antenas 4 0 através de uma rede de combinação (não 30 mostrada). Varias técnicas de modulaçao e de processamento disponíveis para aqueles versados na técnica são usados para uma transmissão de sinal entre o terminal móvel e a estação base, diretamente ou através da estação retransmissora.

Em uma modulação de OFDM, a banda de transmissão é dividida em múltiplas ondas portadoras ortogonais. Cada onda portadora é modulada de acordo com os dados digitais a serem transmitidos. Devido ao fato de a OFDM dividir a banda de transmissão em múltiplas portadoras, a largura de banda por portadora diminui e o tempo de modulação por portadora aumenta. Uma vez que múltiplas portadoras são transmitidas em paralelo, a taxa de transmissão para os dados digitais ou símbolos, em qualquer dada portadora, é mais baixa do que quando uma única portadora é usada.

Uma modulação de OFDM utiliza a execução de uma transformada de Fourier rápida inversa (IFFT) sobre a informação a ser transmitida. Para uma demodulação, a execução de uma transformada de Fourier rápida (FFT) no sinal recebido recupera a informação transmitida. Na prática, a IFFT e a FFT são providas por um processamento de sinal digital realizando uma transformada de Fourier discreta inversa (IDFT) e uma transformada de Fourier discreta (DFT), respectivamente. Assim sendo, o recurso de caracterização de modulação de OFDM é que as ondas portadoras ortogonais são geradas para múltiplas bandas em um canal de transmissão. Os sinais modulados são sinais digitais tendo uma taxa de transmissão relativamente baixa e capazes de ficarem em suas respectivas bandas. As ondas portadoras individuais não são moduladas diretamente pelos 30 sinais digitais. Ao inves disso, todas as ondas portadoras são moduladas de uma vez por um processamento de IFFT.

Em uma modalidade, OFDM preferencialmente é usado para pelo menos uma transmissão de enlace descendente a partir das estações base 14 para os terminais móveis 16. Cada estação base 14 é equipada com "n" antenas de transmissão 28 (n > 1) , e cada terminal móvel 16 é equipado com "m" antenas de recepção 40 (m > 1) . Notadamente, as respectivas antenas podem ser usadas para recepção e transmissão usando duplexadores ou comutadores e também são rotulados assim apenas por clareza.

Quando as estações retransmissoras 15 são usadas, a OFDM preferencialmente é usada para uma transmissão de enlace descendente a partir das estações base 14 para as retransmissoras 15 e a partir das retransmissoras 15 para os terminais móveis 16. A figura 4 ilustra um exemplo de uma estação retransmissora 15. De modo similar à estação base 14 e ao terminal móvel 16, a estação retransmissora 15 inclui um sistema de controle 132, um processador de banda base 134, um circuito de transmissão 136, um circuito de recepção 138, antenas 130 e um circuito de retransmissão 142. O circuito de retransmissão 142 permite que a retransmissora 15 ajude nas comunicações entre uma estação base 14 e terminais móveis 16. 0 circuito de recepção 138 recebe sinais de frequência de rádio portando uma informação a partir de uma ou mais estações base 14 e terminais móveis 16. Um amplificador de ruído baixo e um filtro (não mostrados) podem cooperar para a aplicação e a remoção de uma interferência de banda larga do sinal para 30 processamento. Um circuito de conversão descendente e de digitalização (não mostrado) então converterá de forma descendente o sinal recebido filtrado para um sinal de frequência intermediária ou de banda base, o qual então é digitalizado para um ou mais fluxos digitais.

O processador de banda base 134 processa o sinal recebido digitalizado para extrair a informação ou os bits de dados transportados no sinal recebido. Este processamento tipicamente compreende uma demodulação, uma decodificação e operações de correção de erro. Como tal, o processador de banda base 134 geralmente é implementado em um ou mais processadores de sinal digital (DSPs) ou circuitos integrados específicos de aplicação (ASICs).

Quanto à transmissão, o processador de banda base 134 recebe os dados digitalizados, os quais podem representar voz, dados ou informação de controle, a partir do sistema de controle 132, os quais ele codifica para transmissão. Os dados codificados são extraídos para o circuito de transmissão 13 6, onde são usados por um modulador para a modulação de um ou mais sinais de portadora que estão a uma frequência de transmissão desejada ou frequências. Um amplificador de potência (não mostrado) amplificará os sinais de portadora modulados para um nível apropriado para transmissão, e entregará o sinal de portadora modulado para as antenas 13 0 através de uma rede de combinação (não mostrada). Várias técnicas de modulação e de processamento disponíveis para aqueles versados na técnica são usados para uma transmissão de sinal entre o terminal móvel e a estação base, diretamente ou através da estação retransmissora, conforme descrito acima.

Com referência a figura 5, uma arquitetura de transmissão de OFDM lógica será descrita. Inicialmente, o controlador de estação base 10 enviará dados a serem transmitidos para vários terminais móveis 16 para a estação base 14, diretamente ou com a assistência de uma estação retransmissora 15. Conforme descrito em maiores detalhes abaixo, a estação base 14 usa os indicadores de qualidade de canal (CQIs) associados aos terminais móveis para a programação dos dados para transmissão, bem como para a seleção de um nível apropriado de esquema de codificação e de modulação (MCS) para a transmissão dos dados programados. Os valores de CQI podem ser recebidos diretamente a partir dos terminais móveis 16 ou determinados na estação base 14 com base em uma informação provida pelos terminais móveis 16. Em qualquer caso, o valor de CQI para cada terminal móvel 16 pode ser, por exemplo, uma função da relação de sinal para interferência (SIR), bem como do grau até o qual a amplitude de canal (ou resposta) varia através da banda de frequência de OFDM.

Os dados programados 44, os quais são um fluxo de bits, são embaralhados de uma maneira que reduz a relação de potência de pico para média associada aos dados usando- se uma lógica de embaralhamento de dados 46. Uma checagem de redundância cíclica (CRC) para os dados embaralhados é determinada e posta em apenso aos dados embaralhados usando uma lógica de adição de CRC 48. Em seguida, uma codificação de canal é realizada usando-se uma lógica de codificador de canal 50 para se adicionar redundância efetivamente aos dados para facilitação da recuperação e de uma correção de erro no terminal móvel 16. Conforme descrito em maiores 30 detalhes abaixo, a codificação de canal para um terminal móvel 16 em particular é com base no valor de CQI atual associado àquele terminal móvel. Em algumas implementações, a lógica de codificador de canal 50 usa técnicas de turbocodificação conhecidas. Os dados codificados então são processados por uma lógica de combinação de taxa 52 para compensação pela expansão de dados associada a uma codificação.

A lógica de intercalador de bit 54 reordena sistematicamente os bits nos dados codificados para a minimização da perda de bits de dados consecutivos. Os bits de dados resultantes são sistematicamente mapeados em símbolos correspondentes, dependendo da modulação de banda base escolhida pela lógica de mapeamento 56. Preferencialmente, uma modulação de amplitude em quadratura (QAM) ou uma modulação de chave com deslocamento de fase em quadratura (QPSK) é usada. 0 grau de modulação preferencialmente é escolhido com base no valor de CQI para o terminal móvel em particular. Os símbolos podem ser sistematicamente reordenados para o reforço adicional da imunidade do sinal transmitido para uma perda de dados periódica causada por um desvanecimento seletivo de frequência usando-se a lógica de entrelaçador de símbolo 58.

Neste ponto, grupos de bits foram mapeados em símbolos representando localizações em uma constelação de amplitude e de fase. Quando uma diversidade espacial é desejada, blocos de símbolos então são processados por uma lógica de codificador de código de bloco de espaço-tempo (STC) 60, o que modifica os símbolos de uma forma tornando os símbolos 3 0 transmitidos mais resistentes a uma imagem e mais prontamente decodificados em um terminal móvel 16. A lógica de codificador de STC 60 processará os símbolos entrando e proverá "n" saídas correspondentes ao número de antenas de transmissão 28 para a estação base 14. 0 sistema de 5 controle 20 e/ou o processador de banda base 22, conforme descrito aqui com respeito à figura 5, proverão um mapeamento de sinal de controle para controle de uma codificação de STC. Neste ponto, assuma que os símbolos para as "n" saídas sejam representativos dos dados a serem 10 transmitidos e capazes de serem recuperados pelo terminal móvel 16.

Para o presente exemplo, assuma que a estação base 14 tenha duas antenas 28 (n = 2) e a lógica de codificador de STC 60 proveja dos fluxos de saída de símbolos. Assim 15 sendo, cada um dos fluxos de símbolo extraídos pela lógica de codificador de STC 60 é enviado para um processador de IFFT 62 correspondente, ilustrado separadamente para facilidade de entendimento. Aqueles versados na técnica reconhecerão que um ou mais processadores podem ser usados 20 para a provisão desse processamento de sinal digital, sozinho ou em combinação com um outro processamento descrito aqui. Os processadores de IFFT 62 preferencialmente operarão nos respectivos símbolos para a provisão de uma transformada de Fourier inversa. A saída 25 dos processadores de TUFT 62 provê símbolos no domínio de tempo. Os símbolos de domínio de tempo são agrupados em quadros, os quais estão associados a uma lógica de inserção de prefixo por prefixo 64. Cada um dos sinais resultantes é convertido de forma ascendente no domínio digital para uma 30 frequência intermediária e convertido em um sinal analógico através do circuito de conversão ascendente digital (DUG) e de conversão de digital para analógico (DIA) 66. Os sinais resultantes (analógicos) então são simultaneamente modulados na frequência RF desejada, amplificados e transmitidos via o circuito de RF 68 e as antenas 28. Notadamente, os sinais pilotos conhecidos pelo terminal móvel 16 pretendido são dispersos dentre as subportadoras. 0 terminal móvel 16, o qual é discutido em detalhes abaixo, usará os sinais pilotos para uma estimativa de canal.

Uma referência é feita, agora, à figura 6, para ilustração da recepção dos sinais transmitidos por um terminal móvel 16, diretamente a partir da estação base 14 ou com a assistência da retransmissora 15. Mediante a chegada dos sinais transmitidos em cada uma das antenas 40 do terminal móvel 16, os respectivos sinais são demodulados e amplificados por um circuito de RF correspondente 70. Em nome da concisão e da clareza, apenas um dos dois percursos de recepção é descrito e ilustrado em detalhes. Um circuito de conversor de analógico para digital (AID) e de conversão descendente 72 digitaliza e converte de forma descendente o sinal analógico para um processamento digital. O sinal digitalizado resultante pode ser usado por um circuito de controle de ganho automático (AGC) 74 para controle do ganho dos amplificadores no circuito de RF 70 com base no nível de sinal recebido.

Inicialmente, o sinal digitalizado é provido para uma lógica de sincronização 76, a qual inclui uma lógica de sincronização grosseira 78, a qual armazena em buffer vários símbolos de OFDM e calcula uma autocorrelação entre 30 dois símbolos de OFDM sucessivos. Um índice de tempo resultante correspondente ao máximo do resultado de correlação determina uma janela de busca de sincronização fina, a qual é usada pela lógica de sincronização fina 80 para a determinação de uma posição de começo de enquadramento precisa, com base nos cabeçalhos. A saída da lógica de sincronização fina 80 facilita uma aquisição de quadro pela lógica de alinhamento de quadro 84. Um alinhamento de enquadramento apropriado é importante, de modo que um processamento de PET subsequente proveja uma conversão acurada a partir do domínio de tempo para o domínio de frequência. 0 algoritmo de sincronização fina é com base na correlação entre os sinais pilotos recebidos portados pelos cabeçalhos e uma cópia local dos dados pilotos conhecidos. Uma vez que uma aquisição de alinhamento de quadro ocorra, o prefixo do símbolo de OFDM é removido com a lógica de remoção de prefixo 86, e as amostras resultantes são enviadas para uma lógica de correção de deslocamento de frequência 88, a qual compensa o deslocamento de frequência de sistema causado por osciladores locais não combinados no transmissor e no receptor. Preferencialmente, a lógica de sincronização 76 inclui uma lógica de deslocamento de frequência e de estimativa de relógio 82, a qual é com base nos cabeçalhos, para ajudar na estimativa desses efeitos sobre o sinal transmitido e prover estas estimativas para a lógica de correlação 88 para o processamento apropriado de símbolos de OFDM.

Neste ponto, os símbolos de OFDM no domínio de tempo estão prontos para uma conversão para o domínio de 30 frequência usando uma lógica de processamento de FFT 90. Os resultados são símbolos de domínio de frequência, os quais são enviados para uma lógica de processamento 92. A lógica de processamento 92 extrai o sinal piloto disperso usando uma lógica de extração de piloto disperso 94, determina uma estimativa de canal com base no sinal piloto extraído usando a lógica de estimativa de canal 96, e provê as respostas de canal para todas as subportadoras usando uma lógica de reconstrução de canal 98. De modo a determinar uma resposta de canal para cada uma das subportadoras, o sinal piloto é essencialmente de múltiplos símbolos pilotos que são dispersos dentre os símbolos de dados por todas as subportadoras de OFDM em um padrão conhecido no tempo e na frequência. Continuando com a figura 6, a lógica de processamento compara os símbolos pilotos recebidos com os símbolos pilotos que são esperados em certas subportadoras em certos momentos para a determinação de uma resposta de canal para as subportadoras nas quais os símbolos pilotos foram transmitidos. Os resultados são interpolados para uma estimativa de uma resposta de canal para a maioria, se não todas as subportadoras remanescentes para as quais símbolos pilotos não foram providos. As respostas de canal reais e interpoladas são usadas para a estimativa de uma resposta de canal geral, a qual inclui as respostas de canal para a maioria, se não todas as subportadoras no canal de OFDM.

Os símbolos de domínio de frequência e a informação de reconstrução de canal, os quais são derivados a partir das respostas de canal para cada percurso de recepção, são providos para um decodificador de STC 100, o qual provê uma decodificação de STC em ambos os percursos recebidos para a 30 recuperação dos símbolos transmitidos. A informação de reconstrução de canal provê uma informação de equalização para o decodificador de STC 100 suficiente para a remoção dos efeitos do canal de transmissão, quando do processamento dos respectivos símbolos de domínio de frequência. A estação de retransmissão poderia atuar como uma outra estação base ou como um terminal no contexto desta invenção.

Os símbolos recuperados são colocados de volta em ordem, usando uma lógica de entrelaçador de símbolo 102, a qual corresponde à lógica de entrelaçador de símbolo 58 do transmissor. Os símbolos desentrelaçados então são demodulados ou desmapeados para um fluxo de bit correspondente usando-se uma lógica de desmapeamento 104. Os bits então são desentrelaçados usando-se uma lógica de desentrelaçador de bit 106, a qual corresponde à lógica de entrelaçador de bit 54 da arquitetura de transmissor. Os bits desentrelaçados então são processados por uma lógica de descombinação de taxa 108 e apresentados para a lógica de decodificador de canal 110 para a recuperação dos dados inicialmente embaralhados e da soma de verificação de CRC. Assim sendo, a lógica de CRC 112 remove a soma de verificação de CRC, checa os dados embaralhados de forma tradicional, e os provê para a lógica de desembaralhamento 114 para desembaralhamento, usando o código de desembaralhamento de estação base conhecido para a recuperação dos dados originalmente transmitidos 116.

Em paralelo com a recuperação dos dados 116, um valor de CQI, ou pelo menos uma informação suficiente para a criação de um valor de CQI na estação base 14, é 30 determinado e transmitido para a estaçao base 14. Conforme citado acima, o valor de CQI pode ser uma função da relação de sinal para interferência (SIR) , bem como do grau até o qual a resposta de canal varia através das várias subportadoras na banda de frequência de OFDM. Para esta modalidade, o ganho de canal para cada subportadora na banda de frequência de OFDM sendo usada para a transmissão de uma informação é comparado com relação a um outro, para a determinação do grau até o qual o ganho de sinal varia através da banda de frequência de OFDM. Embora numerosas técnicas estejam disponíveis para a medição do grau de variação, uma técnica é calcular o desvio padrão do ganho de canal para cada subportadora por toda a banda de frequência de OFDM sendo usada para a transmissão de dados.

Em algumas modalidades, o acesso múltiplo com divisão de frequência de portadora única (SC-FDMA) é usado para transmissões de enlace ascendente a partir da estação móvel 16. O SC-FDMA é um esquema de modulação e acesso múltiplo introduzido para o enlace ascendente das normas de interface com ar de quarta geração (4G) sem fio de banda larga de 3GPP LTE, e similares. Com referência às figuras 7A e 7B, um transmissor e um receptor de SC-FDMA de exemplo para uma configuração de entrada única e saída única (SISO) é ilustrado, provido de acordo com uma modalidade do presente pedido. Em SISO, as estações móveis transmitem em uma antena e BS e/ou estações de retransmissão recebem em uma antena. As figuras 7A e 7B ilustram as etapas de processamento de sinal básicas necessárias no transmissor e no receptor para o enlace ascendente de SC-FDMA de LTE. Há várias similaridades no processamento de transceptor geral 30 de SC-FDMA e OFDMA. Estes aspectos comuns entre OFDMA e SC- FDMA são descritos geralmente como um "circuito de transmissão de OFDMA" e um "circuito de recepção de OFDMA", como eles serão óbvios para uma pessoa tendo um conhecimento comum na técnica, tendo em vista o presente relatório descritivo. O SC-FDMA é distintamente diferente de OFDMA por causa da pré-codificação de DFT dos símbolos modulados, e a IDFT correspondente dos símbolos demodulados. Devido a esta pré-codificação, as subportadoras de SC-FDMA não são moduladas independentemente como no caso das subportadoras de OFDMA. Como resultado, a relação de potência de pico para média (PAPR) do sinal de SC-FDMA é mais baixa do que a PAPR do sinal de OFDMA. Uma PAPR beneficia grandemente o terminal móvel em termos de eficiência de potência de transmissão. As figuras 1 a 7 proveem um exemplo específico de um sistema de comunicação que poderia ser usado para a implementação de modalidades do pedido. É para ser entendido que as modalidades podem ser implementadas com sistemas de comunicação tendo arquiteturas que são diferentes do exemplo específico, mas que operam de uma maneira consistente com a implementação das modalidades conforme descrito aqui.

De acordo com as modalidades do presente pedido, a estação de retransmissão 15 é capaz de ajudar em retransmissões de DL (por exemplo, retransmissões de HARQ de DL), enquanto opera em um modo transparente. Mais especificamente, a estação base 14 é configurada para uma retransmissão de sinal de informação para a estação de retransmissão 15 por um enlace de controle (aqui referido 3 0 como um "enlace de rede para retransmissora") , o qual pode estar em banda ou fora de banda, antes do envio de uma retransmissão, de modo que a estação de retransmissão 15 possa enviar a retransmissão concorrentemente com a estação base 14 (por exemplo, no mesmo subquadro de OFDMA). A figura 8 mostra um fluxograma que ilustra as etapas para uma retransmissão de DL assistida por uma retransmissora transparente de acordo com as modalidades do presente pedido. Conforme mostrado, na etapa 802, uma estação base (BS) recebe uma requisição para uma retransmissão (por exemplo, um NACK de HARQ) a partir de uma estação móvel (MS). Na etapa 804, a BS identifica a MS como estando na ou perto da borda de célula e potencialmente requerendo a assistência de uma estação de retransmissão transparente (RS) para a retransmissão. Na etapa 806, a BS programa recursos para a retransmissão, e, na etapa 808, a BS sinaliza a informação de programação para a retransmissão para a RS através do enlace de rede para retransmissão. Conforme explicado em maiores detalhes abaixo, em algumas modalidades, os recursos para a retransmissão podem ser programados um subquadro à frente da retransmissão. Ê notado que, com a assistência da RS para retransmissão, a exigência sobre o programador para a captura de variações instantâneas de canal é facilitada. Na etapa 810, a BS envia a retransmissão programada para a MS. Na RS, na etapa 812, a RS obtém a informação de retransmissão e, na etapa 814, a RS envia a retransmissão programada para a MS concorrentemente com e na mesma banda de frequência que a BS. A figura 9 ilustra um esquema de retransmissão de DL 3 0 em que o enlace de rede para retransmissão esta em banda; isto é, o enlace de rede para retransmissão ocupa a mesma banda de frequência F1 que o enlace de acesso de rede para móvel. Conforme mostrado, no subquadro (n), a NR recebe uma informação de retransmissão a partir da estação base (eNB) na banda de frequência Fl, e, no subquadro (n+1), a estação de retransmissão (NR) envia os dados de retransmissão para o UE concorrentemente com a estação base 14, com ambas as retransmissões ocorrendo na mesma banda de frequência F1. O enlace de rede para retransmissão em banda poderia usar alguns recursos reservados em PDSCH ou PDCCH. Um novo formato de canal de controle pode ser definido, por exemplo, um PDCCH para um grupo de estações móveis de borda de célula pode ser definido. As figuras 10A e 10B ilustram esquemas de retransmissão de HARQ de DL, onde o enlace de rede para retransmissão está fora de banda; isto é, o enlace de rede para retransmissão e o enlace de acesso de rede para móvel ocupam bandas de frequência diferentes F2 e Fl, respectivamente. Em algumas modalidades, a banda de frequência F2 atribuída para o enlace de rede para retransmissão pode ser uma banda de frequência dedicada. Por exemplo, em algumas modalidades, F2 pode ser um espectro 'novo', tal como a banda de 2,5 GHz. Conforme mostrado, a NR recebe sinais a partir do eNB e transmite os sinais para o UE em bandas de frequência diferentes. Duas opções são apresentadas. Em uma primeira opção ilustrada na figura 10A, o eNB transmite o PDCCH relacionado a HARQ no subquadro (n) , e a NR transmite os dados de retransmissão para o UE no subquadro (n+1) . Em uma segunda opção ilustrada na figura 10B, o eNB transmite o PDCCH relacionado a HARQ no subquadro (n) , e a NR transmite os dados de retransmissão para o UE no subquadro (n) . Em modalidades adotando a segunda opção, um formato de canal de controle diferente pode ser definido para o PDCCH 5 orientado para NR, para a provisão de um tempo de guarda suficiente para se permitir que a NR decodifique seu PDCCH, antes do PDSCH correspondente ser para ser enviado.

Vantajosamente, os esquemas descritos aqui permitem que as estações de retransmissão 15 operando em modo 10 transparente enviem retransmissões de DL para as estações móveis 16 concorrentemente com a estação base 14, assim aumentando a robustez do sistema de retransmissão transparente e melhorando sua performance.

Outras modificações serão evidentes para aqueles 15 versados na técnica e, portanto, a invenção é definida nas reivindicações.

Claims

1. Método de provisão de retransmissões de DL para uma estação móvel (16) em uma rede de comunicação sem fio, a referida rede de comunicação sem fio compreendendo uma estação base (14) ligada de forma comunicativa a uma estação de retransmissão transparente (15), o referido método caracterizado pelo fato de que compreende na referida estação base (14): o recebimento de uma requisição para uma retransmissão a partir da referida estação móvel (16); identificar a referida estação móvel (16) como requerendo assistência de retransmissão antes do agendamento de recursos para a referida retransmissão, em que a referida identificação da referida estação móvel como requerendo assistência de retransmissão compreende identificar a referida estação móvel como estando próxima a uma borda de célula; a programação de recursos para a referida retransmissão; a sinalização de uma informação de programação para a referida retransmissão para a referida estação de retransmissão transparente (15) através de um enlace de controle; e enviar a referida retransmissão para a referida estação móvel (16) em uma subestrutura de retransmissão em uma banda de frequência de retransmissão; e na referida estação de retransmissão transparente (15): o recebimento da referida informação de programação para a referida retransmissão no referido enlace de controle; e o envio da referida retransmissão para a referida estação móvel (16) em um subquadro de retransmissão em uma banda de frequência de retransmissão.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o referido enlace de controle ocupar a referida banda de frequência de retransmissão.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido enlace de controle ocupa uma banda de frequência designada, a referida banda de frequência designada sendo diferente da referida banda de frequência de retransmissão.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a referida sinalização da referida informação de programação para a referida retransmissão ocorre em um subquadro de programação, e o referido subquadro de retransmissão é consecutivo ao referido subquadro de programação.

5. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a referida sinalização da referida informação de programação para a referida retransmissão ocorre no referido subquadro de retransmissão.

6. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a referida banda de frequência designada é a banda de 2,5 GHz.

7. Estação base (14) em uma rede de comunicação sem fio, a referida estação base caracterizada pelo fato de que compreende um controlador operável para: o recebimento de uma requisição para uma retransmissão a partir da referida estação móvel (16); identificar a referida estação móvel (16) como requerendo assistência de retransmissão antes do agendamento de recursos para a referida retransmissão, em que a referida identificação da referida estação móvel como requerendo assistência de retransmissão compreende identificar a referida estação móvel como estando próxima a uma borda de célula; a programação de recursos para a referida retransmissão; a sinalização de uma informação de programação para a referida retransmissão para a referida estação de retransmissão transparente (15) através de um enlace de controle; e enviar a referida retransmissão para a referida estação móvel (16) em uma subestrutura de retransmissão em uma banda de frequência de retransmissão; em que a referida sinalização da referida informação de programação permite que a referida estação de retransmissão transparente envie a referida retransmissão para a referida estação móvel em um subquadro de retransmissão em uma banda de frequência de retransmissão.

8. Estação base, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o referido enlace de controle ocupa a referida banda de frequência de retransmissão.

9. Estação base, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o referido enlace de controle ocupa uma banda de frequência designada, a referida banda de frequência designada sendo diferente da referida banda de frequência de retransmissão.

10. Estação base, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a referida sinalização da referida informação de programação para a referida retransmissão ocorre em um subquadro de programação, e o referido subquadro de retransmissão é consecutivo ao referido subquadro de programação.

11. Estação base, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a referida sinalização da referida informação de programação para a referida retransmissão ocorre no referido subquadro de retransmissão.

12. Estação base, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a referida banda de frequência designada é a banda de 2,5 GHz.

13. Estação de retransmissão transparente em uma rede de comunicação sem fio, a referida estação de retransmissão transparente caracterizada pelo fato de que compreende um controlador operável para: o recebimento, em um enlace de controle a partir de uma estação base, de uma informação de programação para uma retransmissão para uma estação móvel; e o envio da referida retransmissão para a referida estação móvel no referido subquadro de retransmissão na referida banda de frequência de retransmissão.

14. Estação de retransmissão transparente, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o referido enlace de controle ocupa a referida banda de frequência de retransmissão.

15. Estação de retransmissão transparente, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o referido enlace de controle ocupa uma banda de frequência designada, a referida banda de frequência designada sendo 5 diferente da referida banda de frequência de retransmissão.

16. Estação de retransmissão transparente, de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracterizada pelo fato de que o referido recebimento da referida informação de programação ocorre em um subquadro de programação, e o 10 referido subquadro de retransmissão é consecutivo com o referido subquadro de programação.

17. Estação de retransmissão transparente, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que o referido recebimento da referida informação de programação 15 ocorre no referido subquadro de retransmissão.

18. Estação de retransmissão transparente, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que a referida banda de frequência designada é a banda de 2,5 GHz.