ES2347845T3 - Umbral adaptativo para descodificar la parte 1 de hs-scch. - Google Patents
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Abstract
Un método de descodificar un mensaje de la Parte 1 de un High Speed Shared Control Channel (Canal de Control Compartido de Alta Velocidad), Parte 1 del HS-SCCH, en un sistema de High Speed Downlink Packet Access, HSDPA (Acceso de Paquetes de Enlace Descendente de Alta Velocidad) que incluye un conjunto completo de posibles palabras de código en el que el mensaje de la Parte 1 del HS-SCCH está codificado en canales y enmascarado para proporcionar una palabra de código que es propagada por un código de propagación, comprendiendo el método: - recibir el mensaje de la Parte 1 del HS-SCCH; - agrupar el mensaje de la Parte 1 del HS-SCCH; - generar un conjunto de valores de correlación correlacionando cada uno de un conjunto reducido de posibles palabras de código, contra el mensaje de la Parte 1 del HS-SCCH agrupado, y - seleccionar como un valor descodificado aquél del conjunto reducido de posibles palabras de código que está asociado con uno máximo de los valores de correlación, en el que el conjunto reducido de posibles palabras de código es generado a partir del conjunto completo de posibles palabras de código.
Description
Umbral adaptativo para descodificar la parte 1
de HS-SCCH.
La presente invención se refiere a sistemas de
comunicaciones, más particularmente a sistemas de comunicaciones de
Code Division Multiple Access (CDMA - Acceso Múltiple por División
de Código), e incluso más particularmente a determinar
eficientemente y con exactitud si se ha detectado información
particular en una señal recibida en un sistema de comunicaciones de
CDMA.
La industria de la telefonía móvil ha dado pasos
enormes en operaciones comerciales en todo el mundo. El crecimiento
en áreas metropolitanas importantes ha excedido en mucho las
expectativas iniciales y está excediendo rápidamente la capacidad
del sistema. Si esta tendencia continúa, los efectos del crecimiento
de esta industria alcanzarán incluso a los mercados más pequeños.
Se requieren soluciones innovadoras para adaptarse a estas
necesidades de capacidad creciente, así como para mantener un
servicio de calidad alta y evitar que suban los precios.
En todo el mundo, un paso importante en el
avance de los sistemas de comunicaciones por radio ha sido el cambio
de transmisión analógica a digital. Igualmente significativa es la
elección de un esquema de transmisión digital efectivo para
implementar la tecnología de siguiente generación. Además, las
Personal Communication Networks (PCNs - Redes de Comunicación
Personales), que emplean teléfonos de bajo coste, de tamaño de
bolsillo, inalámbricos que pueden ser transportados cómodamente y
usados para hacer o recibir llamadas en casa, en la oficina, en la
calle, en el coche, y otros, son proporcionadas, por ejemplo, por
portadores de telefonía móvil que utilizan la infraestructura del
sistema de telefonía móvil digital. Una característica importante
deseada en estos nuevos sistemas es la mayor capacidad de tráfico,
y un uso eficiente de esta capacidad. Es también importante para
los dispositivos portátiles en tales sistema proporcionar un
servicio de alta calidad incluso ahorrando la mayor cantidad de
energía posible, puesto que muy a menudo son alimentados por
baterías.
Recientes esfuerzos en proporcionar tales
sistemas se han focalizado en el uso de técnicas de Wideband CDMA
(WCDMA - CDMA de Banda Ancha). En un sistema de WCDMA, múltiples
usuarios utilizan el mismo espectro de radio simultáneamente. Desde
el punto de vista de un receptor en un sistema de WCDMA, una señal
recibida comprende una señal deseada (es decir, una señal que
pretende ser recibida por ese receptor particular) y un elevado
nivel de ruido. Para permitir que el receptor extraiga la señal
deseada de la señal recibida, cierta información prevista para ese
receptor es "propagada" combinando (por ejemplo, mediante
multiplicación) la información con una secuencia de firma conocida
de velocidad de bits mucho mayor. La secuencia de firma es única
para este receptor particular. Una manera de generar la secuencia
de firma es con un proceso de pseudo-noise (PN -
Pseudo Ruido) que parece aleatorio, pero que puede ser replicado por
un usuario autorizado.
Debido a que cada transmisor activo está
utilizando el mismo proceso, una pluralidad de señales de
información propagadas modulan una portadora de radio frecuencia,
por ejemplo mediante binary phase shift keying (BPSK - Polarización
de Desviación de Fase Binaria), y como se ha dicho antes, se reciben
conjuntamente como una señal compuesta en el receptor. Cada una de
las señales propagadas se superpone a todas las demás señales
propagadas, así como a las señales relativas a ruido, tanto en
frecuencia como en tiempo. Si el receptor está autorizado, entonces
la señal compuesta es correlacionada con una de las únicas
secuencias de firma, y la señal de información correspondiente
puede ser aislada y agrupada. Si se utiliza la modulación con
quadrature phase shift keying (QPSK - Polarización de Desviación de
Fase en Cuadratura) o la quadrature amplitude modulation (QAM -
Modulación en Amplitud en Cuadratura), entonces la secuencia de
firma puede consistir en número complejos (que tienen partes real e
imaginaria), en los que las partes real e imaginaria se utilizan
para modular las respectivas de dos portadoras en la misma
frecuencia, pero desfasadas noventa grados una con respecto a
otra.
Tradicionalmente, una secuencia de firma se
utiliza para representar un bit de información. No obstante, pueden
emplearse otros tipos de secuencia de firmas. Recibir la secuencia
de firma transmitida o su complemento indica si el bit de
información es un +1 ó -1, denotado a veces "0" o "1". La
secuencia de firma normalmente comprende algún número, N, bits, y
cada bit de la secuencia de firma es llamado un "chip". La
secuencia de N-chips completa, o su complemento, se
denomina símbolo transmitido. El receptor convencional, tal como un
receptor RAKE, correlaciona la señal recibida con el conjugado
complejo de la secuencia de firma conocida para producir un valor de
correlación. Sólo la parte real del valor de correlación es
calculada. Cuando resulta una correlación positiva grande, se
detecta un "0"; Cuando resulta una correlación negativa grande,
se detecta un "1"; Debe reconocerse que pueden emplearse otros
tipos de receptores y otras técnicas de correlación.
Existe un número de esfuerzos para estandarizar
el uso de técnicas de WCDMA en sistemas de comunicación de
telefonía móvil. Uno de tales esfuerzos es llevado a cabo por el
Third Generation Partnership Project ("3GPP" - Proyecto de
Colaboración de Tercera Generación). El elemento "tercera
generación" se refiere al hecho de que la llamada tecnología de
acceso por radio de segunda generación ha llevado la telefonía móvil
a un amplio mercado. En contraste, la tecnología de acceso por
radio de tercera generación se extiende más allá de la telefonía
básica: una plataforma de servicio común, basada en Internet
Protocol (IP - Protocolo de Internet) ofrecerá a los usuarios de
telefonía móvil una abundancia de servicios en tiempo real y en
tiempo no real (datos tradicionales).
Servicios típicos con requisitos de tiempo real
son voz y vídeo, así como aplicaciones sensibles al retardo, tales
como sistemas de señalización de tráfico, prueba remota, y sistemas
que proporcionan acceso interactivo a servidores de World Wide Web
(WWW - Red Global Mundial). Como se ha explicado, por ejemplo en, F.
Müller et al., "Further evolution of the GSM/EDGE radio
access network", Ericsson Review vol. 78, no. 3, pp.
116-123 (2001), el reto es implementar servicios de
extremo a extremo basados en el Internet Protocol (IP - Protocolo
de Internet). El principal beneficio de ejecutar IP de extremo a
extremo - incluyendo la interfaz aérea - es la flexibilidad de
servicio. Ciertamente, la flexibilidad más o menos elimina
dependencias entre aplicaciones y redes subyacentes, por ejemplo,
redes de acceso. Hasta la fecha, las redes de telefonía móvil han
sido optimizadas en términos de calidad de voz y eficiencia de
espectro para aplicaciones con conmutación de circuitos. No
obstante, para servicios tales como multimedia sobre IP, que
incluyen voz, el principal reto es mantener una calidad comparable
y una eficiencia de espectro sin disminuir la flexibilidad del
servicio. Hoy en día, por ejemplo, podemos sufrir un considerable
gasto de protocolo cuando establecemos un puente entre la interfaz
aérea y el real-time protocol (RTP - Protocolo de
Tiempo Real), user datagram protocol (UDP - Protocolo de Datagrama
de Usuario) o paquetes de IP (que llevan tramas de medios). No es
necesario decir que esto va en contra del éxito de la eficiencia
del espectro. Para lograr una eficiencia de espectro, en su lugar se
pueden caracterizar diferentes flujos de paquetes distintos en
términos de requisitos de ancho de banda y de retardo. Una
caracterización de este tipo resulta útil cuando se implementan
algoritmos de acceso de admisión que adaptan múltiples flujos de
datos de usuario en el espectro disponible. Diferentes métodos de
limitar los datos (tales como compresión de cabecera y compresión
de señalización de sesión) pueden aplicarse también para obtener
una adecuada eficiencia del espectro.
T. Hedberg y S. Parkvall, "Evolving WCDMA",
Ericsson Review vol. 77, no. El documento 2 pp.
124-131 (2001) describe cómo, con el propósito de
mejorar el soporte para datos en paquetes de mejor esfuerzo, el 3GPP
está trabajando en una evolución del WCDMA conocida como high speed
downlink packet data access (HSDPA - Acceso a Datos en Paquetes de
Enlace Descendente de Alta Velocidad). Esta mejora para los sistemas
anteriores aumenta la capacidad, reduce el retardo del tiempo de
ida y vuelta, y aumenta las velocidades de datos de pico hasta
8-10 Mbit/s. Para alcanzar estos logros, se ha
introducido un nuevo downlink shared channel
(HS-DSCH - Canal Compartido de Enlace Descendente).
Además, se han introducido con este canal tres tecnologías
fundamentales, que están estrechamente relacionadas y se basan en
la rápida adaptación de los parámetros de transmisión para las
condiciones de radio instantáneas:
- \bullet
- la tecnología de adaptación de enlace rápido permite la adaptación de la velocidad de código del canal, y permite el uso de una modulación de orden superior de espectro eficiente (por ejemplo, 16 QAM) cuando las condiciones del canal lo permiten (por ejemplo, durante un pico de desvanecimiento), y vuelve a una modulación de QPSK robusta durante condiciones de canal menos favorables (por ejemplo, cuando se experimenta un dip de desvanecimiento);
- \bullet
- la tecnología de fast hybrid automatic-repeat-request (H-ARQ) requiere rápidamente la retransmisión de entidades de datos faltantes y combina la información soft de la transmisión original y cualesquiera retransmisiones subsiguientes antes de cualesquiera intentos de descodificar un mensaje; y
- \bullet
- planificación rápida de usuarios que comparten el HS-DSCH - esta técnica, que explota la diversidad de multi-usuarios, procura transmitir a los usuarios condiciones de radio favorables.
Con los principios básicos anteriores, existe la
posibilidad de una desigual provisión de servicio, ofreciendo
velocidades de datos más elevadas para usuarios en condiciones
favorables.
Un aspecto del HSDPA es su estructura de
canales. El canal de transporte para transportar datos de usuario
es un high-speed downlink shared channel
(HS-DSCH - Canal Compartido de Enlace Descendente de
Alta Velocidad). Un canal físico correspondiente se denomina
HS-PDSCH. Los recursos de código de
HS-DSCH incluyen uno o más códigos de canalización
con un factor de propagación de 16. Con el fin de dejar suficiente
espacio para otros portadores de control y datos requeridos, hasta
15 de tales códigos pueden ser asignados. Los recursos de código
disponibles son en primer lugar compartidos en el dominio del
tiempo. Por ejemplo, pueden ser asignados a un usuario cada vez.
Alternativamente, los recursos de código pueden ser compartidos
utilizando multiplexación de código. En este caso, de dos a cuatro
usuarios comparten los recursos de código dentro de un mismo
transmission time interval (TTI - Intervalo de Tiempo de
Transmisión).
El HS-DSCH emplea un TTI corto
(2 ms) con el fin de reducir los retardos de adaptación de enlace,
aumenta la granularidad en el proceso de planificación, facilita un
mejor seguimiento de las condiciones de radio que varían con el
tiempo, y disminuyen el round trip time (RTT - Tiempo de Ida y
Vuelta).
Además de datos de usuario, también es necesario
transmitir señalización de control para notificar al siguiente user
equipment (UE - Equipo de Usuario) que va a ser planificado. Esta
señalización es conducida en un high-speed shared
control channel (HS-SCCH - Canal de Control
Compartido de Alta Velocidad), que es común para todos los
usuarios. El HS-SCCH es transmitido dos slots por
delante del correspondiente HS-DSCH TTI. El
HS-SCCH es codificado mediante una máscara
específica de equipo de usuario y también contiene información de
control de capa inferior, que incluye los ajustes empleados para
modulación, esquema de codificación, código de canalización,
y
H-ARQ.
H-ARQ.
Además para los canales descritos anteriormente,
cada equipo de usuario tiene un associated dedicated physical
channel (DPCH - Canal Físico Dedicado Asociado) tanto en la
dirección de enlace ascendente como en la dirección de enlace
descendente. El canal asociado de enlace descendente transporta la
portadora de radio de la señal para la señalización de Capa 3 así
como las órdenes de control de potencia para el canal de enlace
ascendente. En contraste, el canal de enlace ascendente es
utilizado como un canal de información de retorno, que por ejemplo
podría llevar las órdenes de TPC para el control de potencia del
enlace descendente. Si es necesario, otros servicios (por ejemplo,
voz o vídeo con conmutación de circuitos) pueden ser también
transportados en el DPCH.
El concepto de HSDPA requiere un
high-speed dedicated physical control channel
(HS-DPCCH - Canal de Control Físico Dedicado de
Alta Velocidad) adicional en el enlace ascendente para transportar
la información de Channel Quality Indicator (CQI - Indicador de
Calidad de Canal) además de los reconocimientos del
H-ARQ.
Centrándose ahora en el HS-SCCH,
se utiliza para direccionar al UE mediante la red.
El HS-SCCH transporta la
siguiente información:
- 1
- Identidad de UE (16 bits): X_{ue}
- 2
- Conjunto de código de Canalización (7 bits): X_{ccs}
- 3
- Información de esquema de modulación (1 bit): X_{ms}
- 4
- Información de tamaño de bloque de transporte (6 bits): X_{tbs}
- 5
- Información de proceso de Hybrid-ARQ (3 bits): X_{hap}
- 6
- Redundancia y versión de constelación (3 bits): X_{rv}
- 7
- Nuevo indicador de datos (1 bit): X_{nd}.
Los tres primeros de los anteriores se necesitan
para disponer el receptor RAKE para la recepción del
HS-PDSCH - en realidad la información de la
identidad del UE es utilizada por el UE para determinar si es el
receptor previsto de los datos que están a punto de ser
transmitidos. Así, el HS-SCCH es transmitido en dos
partes sucesivas, siendo los primeros tres de los anteriores
transmitidos en la Parte 1 del HS-SCCH. La
información restante es transportada en la Parte 2 del
HS-SCCH. Toda la información de Capa 1 (L1) es
transmitida en e HS-SCCH; es decir, ninguna
información L1 es transmitida en el HS-PDSCH o en el
DPCH.
Puede haber un máximo de cuatro códigos de
HS-SCCH para monitorizar en una celda, todos
transmitidos con un factor de propagación de 128 y modulación de
QPSK. Con el fin de permitir tiempo para descodificar y disponer el
receptor para la recepción en el UE, la sub-trama de
HS-PDSCH (que transporta los datos de usuario) no
empieza hasta dos slots después del inicio de la
sub-trama del HS-SCCH. Esto se
ilustra en la Fig. 1, y se describe con mayor detalle en el
documento 3GPP TS 25.101 V5.5.0 (2003-09). Esta
disposición permite que toda la Parte 1 del HS-SCCH
sea recibida y a continuación descodificada simultáneamente a la
recepción del primer slot de la Parte 2 del
HS-SCCH.
La Fig. 2 es un diagrama de flujo que representa
las acciones convencionales llevadas a cabo dentro de un UE junto
con el HS-SCCH. Debe entenderse que si el UE, debido
a su Categoría de UE, tiene límites en inter-TTI,
entonces debe haber una cierta distancia entre TTIs con
HS-PDSCH. Esto hará innecesaria la recepción del
HS-SCCH para algunos TTIs. Así, una acción inicial
llevada a cabo por el UE es esperar hasta una próxima posible
sub-trama (etapa 201). Entonces, la Parte 1 del
HS-SCCH es recibida para hasta cuatro códigos de
propagación (etapa 203).
A continuación, se llevan a cabo dos operaciones
en paralelo: La Parte 1 del HS-SCCH es descodificada
(etapa 205) y el slot 1 de la Parte 2 del HS-SCCH
es recibido para todos los posibles códigos (etapa 207). Cuál, si
tiene que ser alguna, de estas Partes 2 del HS-SCCH
recibidas debe utilizar, se decidirá mediante la información de la
Parte
1.
1.
Necesita determinarse si el UE detectó que la
Parte 1 del HS-SCCH recibida está prevista para este
UE particular (bloque de decisión 209). Si la respuesta es
"no" (ruta "NO" del bloque de decisión 209), entonces no
tiene sentido llevar a cabo más etapas para recibir este
HS-SCCH, y el proceso es abortado (etapa 211). En
este caso, el proceso continuará de nuevo en la etapa 201.
Si se ha determinado que la Parte 1 del
HS-SCCH descodificada está prevista para este UE
(ruta "SÍ" del bloque de decisión 209), entonces se conoce qué
código, c, aplica para este HS-SCCH. El Proceso
continúa entonces usando los códigos de propagación de la
descodificación de la Parte 1 para establecer el UE que va a recibir
el HS-PDSCH (etapa 213) y, en paralelo con esta
acción, recibiendo el segundo slot de la Parte 2 para el
HS-SCCH asociado con el código c (etapa 215) y a
continuación descodificando la Parte 2 del HS-SCCH
asociada con el código c (etapa
217).
217).
Después de que la Parte 2 del
HS-SCCH ha sido recibida y descodificada, su código
CRC puede ser comprobado para determinar si la descodificación ha
tenido éxito (bloque de decisión 219). Si no (ruta "NO" del
bloque de decisión 219), entonces la recepción del
HS-PDSCH es abortada (etapa 221) y el proceso vuelve
a la etapa 201.
Si la descodificación de la Parte 2 del
HS-SCCH ha tenido éxito (ruta "SÍ" del bloque
de decisión 219), entonces el UE es preparado para la recepción del
slot 3 del HS-PDSCH de acuerdo con el código c
(etapa 223). El UE es entonces preparado para descodificar el
HS-PDSCH usando los parámetros derivados de la
descodificación de la Parte 2 del HS-SCCH (etapa
225).
En referencia de nuevo al bloque de decisión
219, debe entenderse que una descodificación sin éxito de la Parte
2 del HS-SCCH puede ser el resultado de los errores
introducidos en la propia Parte 2 del HS-SCCH, pero
puede ser también el resultado de determinar erróneamente que la
Parte 1 del HS-SCCH ha sido detectada con éxito.
Para mostrar por qué esto es así, la siguiente explicación examinará
con detalle la Parte 1 del HS-SCCH.
La Fig. 3 ilustra el proceso convencional que es
llevado a cabo para construir la información del
HS-SCCH (tanto en la Parte 1 como en la 2). Los
parámetros X_{ccs} y X_{ms} son combinados por un
multiplexador 301 para generar datos denotados con X_{1}. Como es
convencional en el sector, los multiplexadores 301 y 311 que
concatenan entradas en una salida se ilustran sin una entrada de
control de la selección. Con el fin de generar la porción de la
Parte 1 del HS-SCCH, los datos X_{1} son entonces
convolucionalmente codificados por la lógica de codificación del
canal 303 que lleva a cabo la codificación de canal 1 para generar
los datos denotados como Z_{1}. La lógica de adaptación de
velocidad 305 lleva entonces a cabo la adaptación de velocidad de
la Parte 1 que transforma los datos Z_{1} en los datos denotados
como R_{1}.
Con el fin de permitir que el UE detecte que es
el receptor previsto del mensaje de la Parte 1 del
HS-SCCH, se aplica entonces la lógica de
enmascaramiento del UE 307 que lleva a cabo el enmascaramiento
específico del UE en R_{1}. Los detalles de este enmascaramiento
se describirán ahora junto con el diagrama lógico ilustrado en la
Fig. 4. En un aspecto de esta lógica, un único código que representa
al UE que es el receptor previsto es generado aplicando lógica de
codificación convolucional 401 para los datos X_{ue} de
16-bits para generar un número de
48-bits denotados como bi. Se aplica entonces la
lógica de penetración 403 para que el bi genere un número de
40-bits denotado como ci. El número ci es entonces
aplicado como una máscara para los datos R1 llevando a cabo una
operación de lógica exclusiva OR (XOR) 405 entre los dos valores. El
valor resultante es denotado como S_{1}.
La idea detrás de este enmascaramiento es que
cada UE que recibe el mensaje de la Parte 1 del
HS-SCCH pueda aplicar su propio valor conocido de
ci en una operación de desenmascaramiento. Por ejemplo, donde se usa
XOR como función de enmascaramiento, entonces aplicar de nuevo el
mismo valor de ci deshará la operación de enmascaramiento original.
Si el valor resultante es un valor R_{1} utilizable (es decir, si
R_{1} es un código de paso válido), esto significa que el valor
de ci del UE era el correcto, y este UE es el receptor previsto del
HS-SCCH. Todos los demás LTE's aplicarán el ci
valorado erróneamente, lo que producirá un valor no descodificable,
informando así a cada uno de esos UE's de que no era el receptor
previsto del mensaje de la Parte 1 del HS-SCCH. Se
ha determinado que la mínima distancia Hamming entre dos máscaras
(ci en la Fig. 4) es 8.
No merece la pena que, aunque sea al principio,
cada UE aplique el enmascaramiento para la Parte 1 del
HS-SCCH recibida y determine entonces si el R_{1}
resultante es un código de paso válido, esto no es necesario en
realizaciones prácticas. La razón para esto es que cada UE es capaz
de conocer que su propia Parte 1 del HS-SCCH
debería ser como justo antes del desenmascaramiento. Así, pueden ser
implementadas realizaciones más eficientes que obvian la etapa del
propio enmascaramiento del UE.
En referencia ahora de nuevo a la Fig. 3, se
describirá ahora la generación de la información de la Parte 2 del
HS-SCCH. En un aspecto, los parámetros r, s, y b son
proporcionados a la lógica de codificación de RV 309 para generar
redundancia e información de versión de constelación,
X_{rv}. La información X_{rv} así como
X_{tbs}, X_{hap}, y X_{nd} son combinadas en la
lógica de multiplexación 311 para generar la información X_{2}.
La información X_{2} junto con X_{ue} y X_{1} son
entonces proporcionadas a la lógica de unión CRC específica del UE
313 para generar la información Y. Específicamente, la lógica de
unión específica del UE 313 combina la información de la Parte 1
(X_{1}) y la información de la Parte 2 (X_{2}) y genera un CRC.
El CRC es enmascarado con la identidad de UE (X_{ue}), y el
resultado es añadido a la información de la Parte 2 para generar la
información Y. Para más información relativa a la operación de la
lógica de unión específica del UE, el lector interesado debe
referirse al documento 3GPP TS 25.212 V5.6.0
(2003-09). Éste es a continuación procesado por la
lógica 2 de codificación de canal 315 para generar la información
Z_{2}. La información Z_{2} es procesada mediante la lógica 2 de
acoplamiento de velocidad 317 para generar la información
R_{2}.
Finalmente, la información S_{1} (de la
generación de la Parte 1 del HS-SCCH) y la
información R_{2} son sometidas a la lógica de mapeo de canal
físico 319 para ceder el HS-SCCH.
En referencia de nuevo a la detección de la
Parte 1 (por ejemplo, el bloque de decisión 209 en la Fig. 2), es
conocido utilizar un algoritmo de maximum likelihood (ML - Máxima
Probabilidad) para correlacionar la información de la Parte 1 del
HS-SCCH recibida con todos los códigos de paso
R_{1} hipotéticos posibles 256 (o S_{1} si el enmascaramiento
está incluido). El método de ML se explicará ahora con mayor
detalle.
Introduce \hat{S}_{1}^{c} como el código de
paso recibido en el código c \in [1,...,n_{c}]. En el
planteamiento descrito no se realiza desenmascaramiento en el código
de paso recibido. En su lugar el enmascaramiento es incluido en los
hipotéticos códigos de paso. Un método equivalente es trabajar sobre
los códigos de paso R_{1}^{c} recibidos desenmascarados
Se modeliza \hat{S}_{1}^{c} como:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
donde e_{c} es un vector
de ruido que contiene partes desemparejadas de transmisión/recepción
imperfectas, y v_{c} es un vector aleatorio debido a la
disposición de
enmascaramiento/desenmascaramiento.
En el ejemplo de HSDPA, X_{1} es un vector de
8-bits. Por lo tanto, existen 256 códigos de paso
S_{1} correspondientes para cualquier UE dado. Los códigos
de paso son enumerados
Si se introduce
entonces la matriz de decisión D es
construida
como
La detección de máxima probabilidad para cada
código c se encuentra entonces como el número de fila asociado con
el mayor valor en la correspondiente columna de D:
Para permitir la comparación de ML se formulan
estimaciones de diferentes códigos, estimaciones de la varianza de
v_{c} + e_{c} como
donde "excl." significa
excluir el elemento con índice x, y en este caso se produce un nuevo
vector con un elemento menos, es decir, sin el pico. La detección
puede entonces ser definida
como
El enmascaramiento de la identidad del UE es la
única medida tomada para proporcionar una transmisión
suficientemente fiable de la información de la Parte 1 del
HS-SCCH. A diferencia de la información de la Parte
2, la información de la Parte 1 no está protegida por la
codificación del CRC. Esto no es absolutamente crítico, puesto que
un UE que cree erróneamente que ha detectado la información de la
Parte 1 del HS-SCCH para sí mismo descubrirá el
error cuando la información de la Parte 2 del
HS-SCCH no coincide (debido al uso del código c
erróneo en el proceso de descodificación). De manera similar, si un
UE erróneamente falla en detectar la información de la Parte 1 del
HS-SCCH, esto también se descubrirá cuando el
transmisor se dé cuenta de que no se ha recibido ningún ACK para
los datos transmitidos subsiguientemente.
Aun más, estos errores son costosos en términos
de potencia transmitida (por ejemplo, un UE que gasta energía
recibiendo y descodificando la información de la Parte 2 del
HS-SCCH y del HS-PDSCH que realmente
no está previsto para ese UE) y tiempo y ancho de banda perdidos
(por ejemplo, para detectar que una transmisión nunca ha sido
recibida por un receptor previsto, y para retransmitir esa
información).
Aunque esta sección de antecedentes se ha
centrado en un ejemplo específico en conexión con la recepción de
información del HS-SCCH en un sistema de 3GPP,
pueden aparecer problemas similares en cualquier sistema de
comunicación que se apoye en técnicas de correlación para determinar
si la información ha sido detectada de manera precisa, y si debe
tomarse alguna decisión para abortar otros esfuerzos para recibir un
mensaje de multi-parte.
De acuerdo con esto, es deseable proporcionar
métodos y aparatos que pueden emplear técnicas de correlación para
recibir y descodificar información de manera precisa de una manera
eficiente en HSDPA así como otros sistemas.
Debe ponerse énfasis en que los términos
"comprende" y "que comprende", cuando se usa en esta
especificación, se toman para especificar la presencia de
características indicadas, números enteros, pasos o componentes;
pero el uso de estas condiciones no excluye la presencia o suma de
una o más de otras características, números enteros, pasos,
componentes o grupos de la misma.
De acuerdo con un aspecto de la presente
invención, los anteriores y otros objetos se logran en los métodos,
aparatos y medios de almacenamiento legibles mediante máquina que
descodifican un mensaje de multi-parte en un
sistema de comunicación de acceso múltiple por división de
código.
El sistema de comunicación de acceso múltiple
por división de código es un sistema de High Speed Downlink Packet
Access (HSDPA - Acceso de Paquetes de Enlace Descendente de Alta
Velocidad), y la parte del mensaje de multi-parte
es un mensaje de la Parte 1 del High Speed Shared Control Channel
(Parte 1 del HS-SCCH).
En otro aspecto más de la invención, el sistema
de HSDPA incluye un conjunto completo de posibles códigos de paso.
Un valor de correlación es uno de un conjunto de valores de
correlación que son generados correlacionando cada uno de un
conjunto de posibles códigos de paso contra el mensaje de la Parte 1
del HS-SCCH, en el que el conjunto reducido de
posibles códigos de paso es generado a partir del conjunto completo
de posibles secuencias conocidas.
El conjunto reducido de posibles códigos de paso
puede incluir; por ejemplo, sólo aquellos códigos de paso que
expresan algo con significado.
En otro aspecto, el conjunto reducido de
posibles códigos de paso puede incluir, por ejemplo, sólo aquellos
códigos de paso que están asociados con una o más capacidades de un
primer User Equipment (UE - Equipo de Usuario), en el que el
conjunto completo de códigos de paso incluye al menos un código de
paso que no está asociado con una o más capacidades del primer UE,
y el al menos un código de paso está asociado con una o más
capacidades de un segundo UE.
Los objetivos y ventajas de la invención se
comprenderán leyendo la siguiente descripción detallada en unión
con los dibujos en los que:
La Fig. 1 es un diagrama de tiempo que ilustra
la relación entre el inicio de una sub-trama de
HS-PDSCH y el inicio de una
sub-trama de HS-SCCH.
La Fig. 2 es un diagrama de flujo que representa
las acciones convencionales llevadas a cabo dentro de un UE junto
con el HS-SCCH.
La Fig. 3 ilustra un proceso convencional que es
llevado a cabo para construir la información del
HS-SCCH (tanto en la Parte 1 como en la 2).
La Fig. 4 es un diagrama lógico que ilustra
detalles de la lógica de enmascaramiento del UE que permite a un UE
detectar que es el receptor previsto de un mensaje de la Parte 1 del
HS-SCCH.
La Fig. 5 es un diagrama de flujo que representa
una lógica de ejemplo que descodifica el HS-SCCH y
ajusta dinámicamente un nivel de umbral, \tau, de acuerdo con una
realización de ejemplo de la invención.
La Fig. 6 es un diagrama de flujo que representa
una lógica de ejemplo que descodifica el HS-SCCH y
ajusta dinámicamente un nivel de umbral, \tau, de acuerdo con una
realización alternativa de ejemplo de la invención.
La Fig. 7 es un diagrama de árbol que ilustra la
posible descodificación que resulta de varios escenarios de
interés.
Las Figs. 8-10 son gráficos que
muestran resultados de tests para tests con diferentes umbrales para
tres métodos descritos aquí.
Las Figs. 11-13 son gráficos que
representan el funcionamiento de los tres métodos descritos aquí
para tres casos de test de HS-SCCH.
Varias características de la invención se
describirán ahora con relación a las figuras, en las cuales partes
iguales se identifican con los mismos caracteres de referencia.
Varios aspectos de la invención se describirán
ahora con mayor detalle en conexión con una pluralidad de
realizaciones ejemplares. Para facilitar una comprensión de la
invención, se describen muchos aspectos de la invención en términos
de secuencias de acciones para ser realizadas por elementos de un
sistema informático. Se reconocerá que en cada una de las
realizaciones, varias acciones podrían ser realizadas por circuitos
especializados (por ejemplo, puertas lógicas discretas
interconectadas para realizar una función especializada), por
instrucciones de programa que son ejecutadas por uno o más
procesadores, o por una combinación de ambos. Además, adicionalmente
puede considerarse que la invención se realice completamente
incorporada dentro de cualquier forma de portador legible por
ordenador, tal como memoria de estado sólido, disco magnético, disco
óptico u onda portadora (tal como radiofrecuencia, audiofrecuencia
u ondas portadoras de frecuencia óptica) que contienen un conjunto
apropiado de instrucciones de ordenador que causarían que un
procesador realice las técnicas descritas aquí. De esta manera, los
diferentes aspectos de la invención pueden ser realizados de muchas
maneras distintas, y se contempla que todas las formas están dentro
del alcance de la invención. Para cada uno de los diferentes
aspectos de la invención, alguna de tales formas de realizaciones
puede denominarse aquí como "lógica configurada para" realizar
una acción descrita, o alternativamente como "lógica que"
realiza una acción descrita.
Como se ha mencionado en la sección de
Antecedentes, es posible detectar que un mensaje de la Parte 1 del
HS-SCCH fue erróneamente detectado (llamado aquí
"falsa detección" o "falsa alarma") apoyándose en el fallo
de descodificación de la Parte 2 del HS-SCCH. No
obstante, es deseable reducir el consumo actual abortando la
descodificación del HS-SCCH lo más pronto posible si
resulta probable una falsa detección. Así, de acuerdo con un
aspecto de la invención, una falsa detección es reconocida probando
la calidad de detección de la Parte 1 del HS-SCCH.
Más específicamente, se introduce un valor de umbral, \tau, que
necesita ser alcanzado para que una detección se deba considerar
como válida. Esto puede expresarse como:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\hskip0.7cm
\vskip1.000000\baselineskip
La explicación se dirigirá ahora hacia técnicas
para asignar valores al umbral \tau. Sintonizar el umbral de
decisión \tau requiere que se elija entre la probabilidad de falsa
alarma (P(E_{fa})) y la probabilidad de detección
perdida (P(E_{m})) (es decir, el fallo en la Parte
de un UE en detectar que un mensaje de la Parte 1 del
HS-SCCH estaba realmente previsto para su recepción
por ese UE). Una detección perdida provoca una disminución del
rendimiento, y una falsa alarma provoca un mayor consumo de energía
debido al inicio de la descodificación de la Parte 2 del
HS-SCCH y de la descodificación del
HS-PDSCH sin estar dirigida por el Nodo B, es
decir, la estación de base.
La mejor técnica para la sintonización del valor
de \tau dependerá de qué método se utilice para determinar si una
correlación de código de HS-SCCH es probable que sea
una detección correcta. En la sección de Antecedentes, se ha
descrito una técnica de detección en la cual se utiliza una
estimación de varianza para hacer esta determinación. No obstante,
una estimación de varianza podría ser bastante compleja de
implementar. Una alternativa es utilizar una "estimación de
desviación estándar", como sigue:
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
Con esta modificación, el algoritmo de detección
es:
Otra implementación alternativa más (tercera) de
un algoritmo de detección compara la relación entre la mayor
correlación con la segunda mayor correlación para cada código de
HS-SCCH para un umbral \tau.
Independientemente de cuál de los anteriores u
otros algoritmos de detección se utilicen, la influencia del umbral
es tal que un mayor umbral reducirá la tasa de falsa alarma, pero
también aumentará la probabilidad de una detección fallida. Por el
contrario, un menor umbral provoca la relación contraria.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, los
duros resultados de la elección que proceden de usar un umbral
estático son relajados utilizando en su lugar una técnica de
adaptación para ajustar dinámicamente el valor de umbral, \tau,
basándose en el comportamiento del tráfico de comunicación. Tal
comportamiento es si el tráfico dirigido al UE es parte de una
ráfaga dirigida a ese UE o no. Un comportamiento de ráfaga ocurre
típicamente para descargas de ficheros, navegación por la web, y
otros. De acuerdo con una realización de la invención,
\bullet Si el UE está en una ráfaga, entonces
tiene que utilizarse un valor de umbral, \tau, relativamente bajo.
Esto provocará falsas alarmas, pero no pondrá en peligro el
rendimiento.
\bullet No obstante, si el UE no está en una
ráfaga, entonces se utiliza un valor de umbral, \tau,
relativamente más alto. Esto reducirá el número de falsas alarmas,
y reducirá por ello el consumo de energía. No obstante, la
capacidad de detectar un mensaje disminuirá ligeramente.
Puede utilizarse cualquier técnica para detectar
la existencia de una ráfaga como parte de la invención. Una técnica
tal es declarar que una ráfaga existe si el UE ha sido direccionado
en algún momento durante algún número, n, de los TTI's más
recientes. Por el contrario, si el UE no ha sido direccionado
durante ninguno de los n TTI's más recientes, entonces se considera
que no existe ninguna ráfaga. Como ejemplo, n puede ser
puesto a 10. Por supuesto, este número puede ser ajustado para
adaptarse mejor a la aplicación particular. Otra técnica sería
declarar que una ráfaga existe si el UE ha sido direccionado al
menos un número de veces durante los n TTI's más recientes, donde
el número es mayor de uno.
Una implementación del umbral adaptativo,
entonces, puede ser:
donde \tau_{low} y
\tau_{high} representan los respectivos valores relativamente
bajo y alto del umbral, \tau. El valor de los umbrales
\tau_{low} y \tau_{high} debe ser ajustado para conseguir
el funcionamiento deseado. Un peligro potencial con este
planteamiento es que la probabilidad de detección perdida será tan
grande con \tau = \tau_{high} que el UE no podrá detectar que
está direccionado tras una pausa en la transmisión. No obstante, se
ha encontrado (como se explicará con mayor detalle a continuación)
que puede hacerse que la probabilidad de una detección fallida
aumente sólo ligeramente ajustando el umbral de \tau_{low} a
\tau_{high}; Es decir, puede hacerse que cambie de 4% a 6%, o
similar. Al mismo tiempo, puede hacerse que la probabilidad de
falsa alarma puede vaya de 50% (cuando \tau_{low} está activo)
a 1% (cuando \tau_{high} está
activo).
Una modificación de la técnica de umbral
adaptativo puede emplear un umbral filtrado. Específicamente, un
umbral intermedio \tau'_{t} es puesto bien a
\tau_{low} o \tau_{high}, siendo
\tau_{low} y \tau_{high} calculado como se ha
explicado anteriormente. La selección de \tau_{low}
frente a \tau_{high} como el umbral intermedio
\tau'_{t} se basa en si se cree que una ráfaga existe o
una ráfaga no existe. \tau'_{t} es filtrado mediante una
técnica de filtrado conocida, por ejemplo \tau'_{(t,filt)} . =
(1-\lambda_{\tau})* \tau'_{t} +
(\lambda_{\tau} * \tau'_{(t-1,filt)}).
\tau'_{(t,filt)} se usa como umbral \tau.
Otra modificación de la técnica de umbral
adaptativo puede emplear valores filtrados para el direccionamiento
del UE. Específicamente, un parámetro X_{t} es puesto a 1 si el UE
fue direccionado TTI_{t}, y X_{t} es puesto a 0 si el UE no fue
direccionado. X_{t} es entonces filtrado usando un método de
filtrado conocido, por ejemplo X_{(t,filt)} =
(1-\lambda_{x})*X_{t}+(\lambda_{x}*X_{x}*X_{(t-1,filt)}).
El valor filtrado X_{(t,filt)} tienen en cuenta lo reciente que
haya sido el direccionamiento del UE. Para determinar si el UE está
en una ráfaga X_{(t,filt)} es comparado con un umbral. El umbral
con el cual se compara X_{(t,filt)} no es el mismo umbral \tau.
Este umbral es seleccionado para equilibrar las falsas detecciones y
las detecciones perdidas.
Como alternativa para el uso de dos valores de
umbral (\tau_{high} y \tau_{low}), se puede
emplear una pluralidad de umbrales para formar un espectro continuo
de valores de umbral. Cuál de la pluralidad de valores de umbral
emplear se determina basándose en lo reciente que haya sido el
direccionamiento del UE.
La Fig. 5 es un diagrama de flujo que representa
una lógica de ejemplo que descodifica el HS-SCCH y
ajusta dinámicamente un nivel de umbral, \tau, de acuerdo con una
realización de ejemplo de la invención. Las etapas 501, 503, 505, y
507 operan igual que sus etapas homólogas 201, 203, 205, y 207, y
por lo tanto no necesitan describirse aquí con detalle.
En el momento de entrar en el bloque de decisión
509se necesita determinar si el UE detectó que la Parte 1 del
HS-SCCH recibida está prevista para este UE
particular. Para hacer esta determinación, cualquiera de los tests
descritos anteriormente que implican la comparación de un valor que
indica detección (por ejemplo, se utiliza un valor de correlación o
su equivalente) con el nivel de umbral \tau. Si la respuesta es
"no" (ruta "NO" del bloque de decisión 509), entonces no
tiene sentido llevar a cabo más etapas para recibir este
HS-SCCH, y el proceso es abortado (etapa 511).
Puesto que el comportamiento del tráfico puede también haber
cambiado, el nivel de umbral \tau es potencialmente ajustado
(etapa 513). En la realización de ejemplo en la cual la presencia o
ausencia de una ráfaga es el comportamiento del tráfico relevante,
el nivel de umbral \tau es puesto a (o mantenido en) su valor
máximo, \tau_{high}, si se determina que no hay ninguna
ráfaga de datos dirigida al UE. Si existe la posibilidad de que
continúe habiendo una ráfaga, a pesar del hecho de que el UE
parezca no haber sido direccionado por esta particular
sub-trama de HS-SCCH, entonces el
nivel de umbral \tau puede ser mantenido en un valor bajo,
\tau_{low} ya existente. El proceso continúa entonces de
nuevo hacia la etapa 501.
Si se ha determinado que la Parte 1 del
HS-SCCH descodificada está prevista para este UE
(ruta "SÍ" del bloque de decisión 509), entonces se conoce qué
código, c, aplica para este HS-SCCH. El Proceso
continúa entonces usando los códigos de propagación de la
descodificación de la Parte 1 para establecer el UE que va a recibir
el HS-PDSCH (etapa 515) y, en paralelo con esta
acción, recibiendo el segundo slot de la Parte 2 para el
HS-SCCH asociado con el código c (etapa 517) y a
continuación descodificando la Parte 2 del HS-SCCH
asociada con el código c (etapa
519).
519).
Después de que la Parte 2 del
HS-SCCH ha sido recibida y descodificada, su código
CRC puede ser comprobado para determinar si la descodificación ha
tenido éxito (bloque de decisión 521). Si no (ruta "NO" del
bloque de decisión 521), entonces la recepción del
HS-PDSCH es abortada (etapa 523). Debe observarse
que la descodificación de la Parte 2 del HS-SCCH
podría haber fallado por alguna de varias razones. Una posibilidad
es que la detección de la Parte 1 puede haber sido una falsa
alarma. Esto significa que el UE no era realmente el receptor
previsto del HS-SCCH. Alternativamente, el fallo en
descodificar con éxito la Parte 2 puede haber sido debido a la
corrupción real de los datos de la Parte 2 durante la recepción. En
esta realización de ejemplo, se asume que el fallo es debido a la
existencia de una falsa alarma.
Habiendo tomado la ruta "NO" del bloque de
decisión 521, de nuevo es posible que el comportamiento del tráfico
haya cambiado desde que fue comprobado por última vez. Así, el nivel
de umbral \tau es potencialmente ajustado (etapa 525). En la
realización de ejemplo en la cual la presencia o ausencia de una
ráfaga es el comportamiento del tráfico relevante, el nivel de
umbral \tau puede ser puesto a (o mantenido en) su valor máximo,
\tau_{high}, si se determina que no hay ninguna ráfaga
de datos dirigida a la UE. Si existe la posibilidad de que continúe
habiendo una ráfaga, a pesar del hecho de que el UE parezca no haber
sido direccionado por esta particular sub-trama de
HS-SCCH, entonces el nivel de umbral \tau puede
ser mantenido en un valor bajo, \tau_{low} ya existente.
El proceso entonces vuelve a la etapa
501.
501.
Si la descodificación de la Parte 2 del
HS-SCCH ha tenido éxito (ruta "YES" del bloque
de decisión 521), entonces el UE está preparado para la recepción
del slot 3 del HS-PDSCH de acuerdo con el código c
(etapa 527). El UE está entonces preparado para descodificar el
HS-PDSCH usando los parámetros derivados de la
descodificación de la Parte 2 del HS-SCCH (etapa
529). También, el nivel de umbral \tau es potencialmente ajustado
(etapa 531) para tener en cuenta la posibilidad de que el
comportamiento del tráfico haya cambiado desde que fue comprobado
por última vez. En la realización de ejemplo en la cual la presencia
o ausencia de una ráfaga es el comportamiento del tráfico
relevante, el nivel de umbral \tau puede ser puesto a (o mantenido
en) su valor bajo, \tau_{low}, si se determina que hay
una ráfaga de datos dirigida a la UE (etapa 531).Por ejemplo,
usando el test de ejemplo explicado anteriormente, el hecho de
volver a través de esta ruta en la lógica indica que el UE ha sido
direccionado. Así, es cierto que el UE ha sido direccionado dentro
de los n TTI's más recientes, y el nivel de umbral,
\tau, debe ser disminuido a (o mantenido en) su nivel
bajo, \tau_{low}. Si se usa algún otro test para la
presencia de una ráfaga, su resultado debe utilizarse para
determinar si el nivel de umbral, \tau, debe ser puesto a su valor
bajo o alto. El proceso entonces vuelve a la etapa 501.
La Fig. 6 es un diagrama de flujo que representa
una lógica de ejemplo que descodifica el HS-SCCH y
ajusta dinámicamente un nivel de umbral, \tau, de acuerdo con una
realización alternativa de ejemplo de la invención. Aquellos
bloques de la Fig. 6 que tienen números de referencia iguales a los
representados en la Fig. 5 realizan las mismas funciones que sus
bloques homólogos respectivos de la Fig. 5, y por lo tanto no
necesitan ser descritos aquí de nuevo. El diagrama de flujo de la
Fig. 6 difiere de la Fig. 5 en que no incluye el bloque 525, y en
que incluye en su lugar el bloque 601.
En referencia a la ruta "NO" del bloque de
decisión 521 de la Fig. 6, debe recordarse de nuevo que la
descodificación de la Parte 2 del HS-SCCH podría
haber fallado por alguna de varias razones. Una posibilidad es que
la detección de la Parte 1 puede haber sido una falsa alarma. Esto
significa que el UE no era realmente el receptor previsto del
HS-SCCH. Alternativamente, el fallo en descodificar
con éxito la Parte 2 puede haber sido debido a la corrupción real
de los datos de la Parte 2 durante la recepción. En esta realización
de ejemplo alternativa, se asume que el UE realmente era el
receptor previsto del HS-SCCH, y que el fallo es por
el contrario debido a la corrupción de los datos de la Parte 2
durante la recepción. De acuerdo con esto, cuando llega el momento
de evaluar de nuevo si el nivel de umbral \tau está puesto a un
nivel apropiado, se asume que las condiciones de ráfaga prevalecen.
Así, el nivel de umbral debería ser puesto a (o mantenido en) un
nivel bajo, \tau_{low} (etapa 601). Con respecto a todo
lo demás, no obstante, la lógica representada en la Fig. 6 es
idéntica a la representada en la Fig. 5. Aunque los métodos de las
Figs. 5 y 6 han sido descritos en conexión con dos niveles de
umbral, puede emplearse cualquiera de los diferentes niveles de
umbral explicados anteriormente.
Volviendo ahora a otras mejoras que pueden
hacerse al algoritmo-ML introducido en la sección de
Antecedentes, es posible reducir la complejidad del
algoritmo-ML de varias maneras posibles.
En un aspecto de la invención, el número de
palabras de código para correlacionar puede reducirse de 256 a 240.
Una inspección de cómo se construye X_{ccs} (véase el
documento 3GPP TS 25.212 V5.6.0 (2003-09)) revela
cómo es esto posible. El X_{ccs} (7 bits) es construido
como
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
donde P es el código de inicio y O
es el número de códigos. Trabajando sobre la definición anterior
resulta que X_{ccs}, [112, ..., 119] no señala nada con
significado, y así no será usado por el Nodo B. En la formulación
X_{1}, corresponde al siguiente conjunto de palabras de código que
es ilegal: X_{1}, [224, ...,
239].
Con esta simplificación, el número de
correlaciones que se pueden hacer se reduce de 256n_{c} a
240n_{c} (es decir, el número de filas en
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
es
reducido).
En otro aspecto, es posible reducir el número de
posibles palabras de código basándose en la categoría del UE. Se
espera que la mayoría de los UE's no será capaz de recibir más de 5
ó 10 códigos de propagación en paralelo; algunos no serán incluso
capaces de una recepción de 16QAM. Esto limitará también el conjunto
de posibles valores O, P y X_{ms}, y así reducirá
el número de posibles palabras de código para un cierto UE. La
capacidad de un UE en términos de multi-código y de
recepción de 16QAM viene dada por la Categoría del UE (véase el
documento 3GPP TS 25.306 V5.6.0 (2003-09) para
detalles). A continuación, el número de posibles palabras de código
ha sido calculado para las diferentes Categorías de UE:
\vskip1.000000\baselineskip
Con esta simplificación, el número de
correlaciones que deben hacerse se reduce de 240n_{c} a
130n_{c} para un terminal de código 5 con capacidad de
16QAM. Esta capacidad se utilizará en los resultados del test que
siguen aho-
ra.
ra.
Se han llevado a cabo tests para determinar el
funcionamiento de los métodos de descodificación del
HS-SCCH descritos anteriormente. Las asunciones de
la simulación utilizadas se basan en los casos de test de
HS-SCCH definidos en el documento 3GPP TS 25.101
V5.5.0 (2003-09). En estos tests, se ha utilizado un
buscador de ruta de
genio.
genio.
Existen tres tests de HS-SCCH
definidos en el documento 3GPP TS 25.101 V5.5.0
(2003-09). Las diferencias en los casos de test son
las condiciones de canal (PA3 o VA3O) y la situación en la celda
(\hat{I}_{or}/I_{oc} = 0 ó 5). El test es si el UE bajo test
tiene una probabilidad de perder la detección
P(E_{m}) menos de un valor de especificación a un
cierto E_{c}/I_{or} para el
HS-SCCH. En los tests el UE es informado de que la
celda tiene cuatro códigos de canal para el HS-SCCH.
El UE bajo test es direccionado cada tres TTI en un patrón
"...XOOXOOXOOX...". Se han definido identidades de UE
específicas para ser utilizadas.
La Fig. 7 es un diagrama de árbol que ilustra la
posible descodificación que resulta de varios escenarios de
interés. Los casos de tests de 3GPP sólo especifican un mínimo
funcionamiento en la Parte izquierda de la gráfica (es decir,
cuando el UE es direccionado). La cantidad, probabilidad y detección
de pérdida vienen dadas por
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
estando la notación tomada de la
Fig. 7. El lado derecho de la gráfica es, no obstante, también de
importancia con respecto al decreciente consumo de corriente debido
a falsas alarmas. Como se ha mostrado anteriormente (véase, por
ejemplo, la Fig. 5), si una falsa alarma es generada, el UE
continuará la descodificación del HS-SCCH con la
Parte 2, y establecerá el receptor RAKE para la recepción del
HS-PDSCH.
Este análisis no mirará en los casos
"patológicos" que ocurren cuando el CRC falla al certificar que
la detección fue incorrecta. La probabilidad para este caso es
2^{16} = 1.52e-5, es decir, una comprobación de CRC en
65000. El caso de error sólo ocurrirá cuando ocurra una falsa
detección en la Parte 1 y las comprobaciones del CRC, que ocurrirán
aproximadamente una vez cada pocas horas. Estos casos de error son
bastante severos, pero serán manejados por las capas
superiores.
Los métodos que se van a evaluar sólo difieren
en el método utilizado para detectar si se ha encontrado una
correlación suficientemente buena en la descodificación de la Parte
1 del HS-SCCH. Los métodos bajo test serán
enumerados como sigue.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
En todos los casos se asume que la Categoría del
UE es 6 (es decir, 16QAM con 5 multi-códigos). Esta
asunción reduce el número de posibles palabras de código a 130.
\newpage
Las Figs. 8-10 son gráficos que
muestran resultados de tests para tests con diferentes umbrales para
los tres métodos. Más particularmente, la Fig. 8 representa las
probabilidades de detección de pérdida y de falsa alarma para
diferentes valores de umbral, \tau cuando se emplea el ajuste del
Método 1. La Fig. 9 representa las probabilidades de detección de
pérdida y de falsa alarma para diferentes valores de umbral, \tau
cuando se emplea el ajuste del Método 2. La Fig. 10 representa las
probabilidades de detección de pérdida y de falsa alarma para
diferentes valores de umbral, \tau cuando se emplea el ajuste del
Método 3.
Los tests fueron llevados a cabo para los casos
de test de 3GPP HS-SCCH, con un
HS-SCCH E_{c}/I_{or} fijo (-11.5,
-12, -13 para los casos de test respectivamente). En las Figs.
8-10, las probabilidades de detección de pérdida y
falsa alarma se muestran para diferentes valores del umbral,
υ. Puede verse que la elección entre falsa alarma y
detección de pérdida es bastante complicada. A continuación se
eligieron un umbral que dio una buena probabilidad de detección de
pérdida y un umbral que da una probabilidad razonable de falsa
alarma. Estos podrían ser valores razonables para usar en un
algoritmo de umbral adaptativo; de otro modo, sería necesario usar
algún valor de umbral fijo de
compromiso.
compromiso.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
El umbral inferior está diseñado para ser
utilizado dentro de una ráfaga de tráfico, mientras que el superior
está diseñado para ser utilizado entre ráfagas de tráfico.
El rendimiento de los métodos y umbrales
elegidos será evaluado ahora en los casos de test del
HS-SCCH definidos en el documento 3GPP TS 25.101
V5.5.0 (2003-09). Los casos de test sólo requieren
un rendimiento suficientemente bueno en la probabilidad de pérdida
de detección, pero para disminuir el consumo de energía la
probabilidad de falsa alarma tiene que ser también considerada.
La probabilidad de falsa alarma no es
dependiente del HS-SCCH E_{c}/I_{or}
porque ningún HS-SCCH es enviado al UE cuando hay
una falsa alarma. Las probabilidades de falsa alarma simuladas para
diferentes métodos y umbrales
son:
son:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Como se ve de las probabilidades de falsa alarma
anteriores, el Método 2 es claramente peor que los otros. El Método
1 parece ligeramente mejor que el Método 3.
La explicación girará ahora hacia la
probabilidad de pérdida de detección, P(E_{m}). Las Figs.
11-13 son gráficos que representan el rendimiento
de los tres métodos para los tres casos de test de
HS-SCCH. Más particularmente, la Fig. 11 es un
gráfico que representa el rendimiento de los métodos de
descodificación 1, 2, y 3 para él caso de test de 3GPP
HS-SCCH 1. La Fig. 12 es un gráfico que representa
el rendimiento de los Métodos de descodificación 1, 2, y 3 para el
caso de test de 3GPP HS-SCCH 2. Y, la Fig. 13 es un
gráfico que representa el rendimiento de los Métodos de
descodificación 1, 2, y 3 para el caso de test de 3GPP
HS-SCCH 3.
De los tests de rendimiento, se ve claramente
que el Método 2 es superado en rendimiento por los otros dos
métodos, tanto en probabilidad de detección de pérdida como en
probabilidad de falsa alarma. La diferencia de rendimiento es menor
entre el Método 1 y el Método 3. El Método 1 es no obstante
ligeramente mejor tanto en probabilidad de detección de pérdida
como en probabilidad de falsa alarma.
Si se implementa el método de umbral adaptivo
descrito anteriormente, se obtienen los siguientes márgenes de
implementación (es decir, mostrados como la distancia entre la curva
de umbral bajo y el punto de especificación de 3GPP):
Se alcanzan las siguientes conclusiones: Los
Métodos para la descodificación de la Parte 1 del
HS-SCCH han sido descritos y analizados. Todos los
métodos estudiados configuran el método-ML que se
correlaciona con todas las posibles palabras de código. La
complejidad de las correlaciones de ML ha disminuido observando
limitaciones en el número de posibles palabras de código. La
disminución de las posibles palabras de código ha resultado de que
algunas no se usan, y en algunos casos debido a que no se usa la
Categoría de UE más alta.
Con respecto al problema de cómo detectar si la
red está direccionando al UE, se han descrito tres métodos con
diferente complejidad. Los tres métodos se comportan de manera
diferente en términos de probabilidad de detección de pérdida y de
probabilidad de falsa alarma. No obstante se ha juzgado que un
método es mejor que los otros dos.
Para evitar la elección entre la probabilidad de
detección de pérdida y de probabilidad de falsa alarma, se ha
descrito un método adaptativo para el control del umbral de
decisión.
Con los algoritmos de descodificación del
HS-SCCH 2.6-3. propuestos se obtiene
1dB en el margen de implementación, comparado con el punto de
especificación de 3GPP.
La invención ha sido descrita con relación a
realizaciones particulares. No obstante, será fácilmente evidente
para aquellos expertos en la técnica que es posible realizar la
invención en formas específicas distintas de aquellas de la
realización preferente descrita arriba. Esto puede hacerse sin
separarse del espíritu de la invención.
Debe observarse que el UE puede llevar a cabo la
descodificación de la Parte 1 de diferentes maneras, dependiendo de
si está en una ráfaga o no. Generalmente, el UE puede manejar la
recepción de la información de la Parte 1 del
HS-SCCH de diferentes maneras, dependiendo de si
está en una ráfaga o no.
Así, la realización preferida es meramente
ilustrativa y no debe ser considerada en absoluto restrictiva. El
alcance de la invención viene dado por las reivindicaciones
adjuntas, más que por la descripción precedente, y todas las
variaciones y equivalentes que caen dentro del alcance de las
reivindicaciones se pretende sean abarcadas en ella.
Claims (7)
1. Un método de descodificar un mensaje de la
Parte 1 de un High Speed Shared Control Channel (Canal de Control
Compartido de Alta Velocidad), Parte 1 del HS-SCCH,
en un sistema de High Speed Downlink Packet Access, HSDPA (Acceso
de Paquetes de Enlace Descendente de Alta Velocidad) que incluye un
conjunto completo de posibles palabras de código en el que el
mensaje de la Parte 1 del HS-SCCH está codificado en
canales y enmascarado para proporcionar una palabra de código que
es propagada por un código de propagación, comprendiendo el
método:
- \bullet
- recibir el mensaje de la Parte 1 del HS-SCCH;
- \bullet
- agrupar el mensaje de la Parte 1 del HS-SCCH;
- \bullet
- generar un conjunto de valores de correlación correlacionando cada uno de un conjunto reducido de posibles palabras de código, contra el mensaje de la Parte 1 del HS-SCCH agrupado, y
- \bullet
- seleccionar como un valor descodificado aquél del conjunto reducido de posibles palabras de código que está asociado con uno máximo de los valores de correlación,
en el que el conjunto reducido de posibles
palabras de código es generado a partir del conjunto completo de
posibles palabras de código.
2. El método de la reivindicación 1, en el que
el conjunto reducido de posibles palabras de código incluye sólo
aquellas palabras de código que quieren decir algo con
significado.
3. El método de la reivindicación 1, en el
que
- \bullet
- el conjunto reducido de posibles palabras de código incluye sólo aquellas palabras de código que están asociadas con una o más capacidades de un primer User Equipment, UE (Equipo de Usuario); y
- \bullet
- el conjunto completo de posibles palabras de código incluye al menos una palabra de código que no está asociada con una o más capacidades del primer UE, y la al menos una palabra de código está asociada con una o más capacidades de un segundo UE.
4. Un aparato que descodifica un mensaje de la
Parte 1 de un High Speed Shared Control Channel (Canal de Control
Compartido de Alta Velocidad), Parte 1 del HS-SCCH,
en un sistema de High Speed Downlink Packet Access, HSDPA (Acceso
de Paquetes de Enlace Descendente de Alta Velocidad) que incluye un
conjunto completo de posibles palabras de código en el que el
mensaje de la Parte 1 del HS-SCCH está codificado en
canales y enmascarado para proporcionar una palabra de código que
es propagada por un código de propagación, comprendiendo el
aparato:
- \bullet
- lógica que recibe el mensaje de la Parte 1 del HS-SCCH;
- \bullet
- lógica que agrupa el mensaje de la Parte 1 del HS-SCCH;
- \bullet
- lógica que genera un conjunto de valores de correlación correlacionando cada uno de un conjunto reducido de posibles palabras de código, contra el mensaje de la Parte 1 del HS-SCCH agrupado, y
- \bullet
- lógica que selecciona como un valor descodificado aquél del conjunto reducido de posibles palabras de código que está asociado con uno máximo de los valores de correlación,
en el que el conjunto reducido de posibles
palabras de código es generado a partir del conjunto completo de
posibles palabras de código.
5. El aparato de la reivindicación 4, en el que
el conjunto reducido de posibles palabras de código incluye sólo
aquellas palabras de código que quieren decir algo con
significado.
6. El aparato de la reivindicación 4, en el
que
- \bullet
- el conjunto reducido de posibles palabras de código incluye sólo aquellas palabras de código que están asociadas con una o más capacidades de un primer User Equipment, UE (Equipo de Usuario); y
- \bullet
- el conjunto completo de posibles palabras de código incluye al menos una palabra de código que no está asociada con una o más capacidades del primer UE, y la al menos una palabra de código está asociada con una o más capacidades de un segundo UE.
7. Un medio de almacenamiento legible mediante
una máquina habiendo almacenado en el mismo una o más instrucciones
que provocan que un procesador ejecute las etapas de cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 3.
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