ES2384322T3

ES2384322T3 - Radio communication system

Info

Publication number: ES2384322T3
Application number: ES03737404T
Authority: ES
Inventors: Timothy J. Moulsley; Matthew P. J. Baker
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2002-02-08
Filing date: 2003-01-27
Publication date: 2012-07-03
Anticipated expiration: 2023-01-27
Also published as: GB0202991D0; ATE549897T1; PT1479258E; KR100959801B1; KR20040077945A; DK1479258T3; GB0203263D0

Abstract

Sistema de comunicación de radio caracterizado porque tiene un canal (122) de datos para la transmisiónde paquetes de datos desde una estación (100) primaria hasta una estación (110) secundaria y unapluralidad de canales de control para la señalización de información de control en relación con los paquetesde datos desde la estación primaria hasta la estación secundaria, en el que la estación primaria comprendemedios para asignar uno de los canales de control a la estación secundaria y medios para cambiar el canalde control asignado según una secuencia definida, y la estación secundaria comprende medios paramonitorizar el canal de control asignado actualmente para determinar información acerca de transmisionesde paquetes, y en el que la estación primaria comprende medios para asignar canales de control para unapluralidad de estaciones secundarias según una pluralidad de secuencias definidas respectivas, que sontodas diferentes.Radio communication system characterized in that it has a data channel (122) for the transmission of data packets from a primary station (100) to a secondary station (110) and a plurality of control channels for signaling control information in relation with the data packets from the primary station to the secondary station, in which the primary station comprises means for assigning one of the control channels to the secondary station and means for changing the assigned control channel according to a defined sequence, and the secondary station comprises means for monitoring the currently assigned control channel to determine information about packet transmissions, and wherein the primary station comprises means for assigning control channels for a plurality of secondary stations according to a plurality of respective defined sequences, which are different.

Description

Sistema de comunicación de radio Radio communication system

Technical field

La presente invención se refiere a un sistema de comunicación de radio y además se refiere a estaciones primarias y secundarias para su uso en un sistema de este tipo y a un método para hacer funcionar un sistema de este tipo. Aunque la presente memoria descriptiva describe un sistema con referencia particular al sistema universal de telecomunicaciones móviles (UMTS), se entenderá que tales técnicas pueden aplicarse de igual manera para su uso en otros sistemas de radio móviles. The present invention relates to a radio communication system and also relates to primary and secondary stations for use in such a system and to a method for operating such a system. Although the present specification describes a system with particular reference to the universal mobile telecommunications system (UMTS), it will be understood that such techniques can be applied in the same manner for use in other mobile radio systems.

Prior art

Existe una demanda creciente en el área de comunicación móvil de un sistema que tenga la capacidad de descargar grandes bloques de datos a una estación móvil (MS) bajo petición a una tasa de transmisión razonable. Tales datos podrían ser por ejemplo páginas web de Internet, posiblemente incluyendo videoclips o similares. Normalmente una MS particular sólo requerirá tales datos de manera intermitente, así que no son apropiados enlaces dedicados de ancho de banda fijo. Para cumplir este requisito en UMTS, está desarrollándose un esquema de acceso por paquetes de enlace descendente de alta velocidad (HSDPA, High Speed Downlink Packet Access) que puede facilitar la transferencia de datos de paquetes a una estación móvil a hasta 4Mbps. There is a growing demand in the mobile communication area of a system that has the ability to download large blocks of data to a mobile station (MS) on request at a reasonable transmission rate. Such data could be for example Internet web pages, possibly including video clips or the like. Normally a particular MS will only require such data intermittently, so dedicated fixed bandwidth links are not appropriate. To meet this requirement in UMTS, a high-speed downlink packet access scheme (HSDPA) is being developed that can facilitate the transfer of packet data to a mobile station at up to 4Mbps.

Un problema particular con el diseño del esquema de HSDPA es el mecanismo para informar a una MS sobre la presencia de un paquete de datos para que reciba y proporcione información en relación con el paquete (que incluye normalmente detalles del esquema de transmisión particular empleado, por ejemplo código de ensanchamiento, esquema de modulación y esquema de codificación). Tal como se propuso actualmente, esta información se señaliza en uno de los cuatro canales de control de enlace descendente disponibles, distinguidos por sus códigos de ensanchamiento. Se instruye la MS para decodificar uno de los canales de control mediante una señal de indicador de dos bits que se transmite en un canal de enlace descendente dedicado de tasa de transmisión de datos baja (insertándose la señal mediante perforación). La MS entonces monitoriza el mismo canal de control para paquetes posteriores en una ráfaga. A particular problem with the design of the HSDPA scheme is the mechanism for informing an MS about the presence of a data packet to receive and provide information regarding the packet (which normally includes details of the particular transmission scheme used, for example spreading code, modulation scheme and coding scheme). As currently proposed, this information is signaled on one of the four available downlink control channels, distinguished by their spreading codes. The MS is instructed to decode one of the control channels by means of a two-bit indicator signal that is transmitted on a dedicated downlink channel of low data transmission rate (the signal being inserted by perforation). The MS then monitors the same control channel for subsequent packets in a burst.

Este esquema soporta convenientemente la planificación de hasta cuatro paquetes para diferentes MS en el mismo intervalo de tiempo. Se pretende que el uso de la señal indicadora reduzca la complejidad de la MS y su consumo de potencia, puesto que la MS sólo necesita monitorizar el canal de enlace descendente dedicado para la señal indicadora en lugar de tener que recibir continuamente los cuatro canales de control. Sin embargo, hay inconvenientes significativos con el uso de la señal indicadora. Un inconveniente es que se requiere un formato de ranura adicional para el canal de enlace descendente dedicado (para acomodar la señal adicional), que añade complejidad. Otro inconveniente es que la potencia de transmisión requerida para la señal indicadora puede ser relativamente alta para garantizar una recepción fiable de la señal incluso al borde de una célula. This scheme conveniently supports the planning of up to four packets for different MS in the same time interval. It is intended that the use of the indicator signal reduces the complexity of the MS and its power consumption, since the MS only needs to monitor the dedicated downlink channel for the indicator signal instead of having to continuously receive the four control channels . However, there are significant drawbacks with the use of the indicator signal. A drawback is that an additional slot format is required for the dedicated downlink channel (to accommodate the additional signal), which adds complexity. Another drawback is that the transmission power required for the indicator signal can be relatively high to ensure reliable reception of the signal even at the edge of a cell.

Una solución que evita el uso de una señal indicadora es que para cada MS se asigne uno de los cuatro canales de control, que luego monitoriza continuamente. Sin embargo, si se asigna más de una MS al mismo canal de control, se restringe la flexibilidad de planificación de paquete. Otra solución es la provisión de un canal de control para cada MS; sin embargo, el número de canales requeridos potencialmente grande podría consumir excesivos recursos de sistema. One solution that avoids the use of an indicator signal is that for each MS one of the four control channels is assigned, which is then continuously monitored. However, if more than one MS is assigned to the same control channel, package planning flexibility is restricted. Another solution is the provision of a control channel for each MS; however, the number of potentially large required channels could consume excessive system resources.

La solicitud de patente europea n.º EP-A- 0 650 304 da a conocer un sistema que comprende una estación primaria y una estación secundaria, y que usa un esquema de salto de frecuencia. Por motivos de sincronización, se transmiten ráfagas especiales a las estaciones secundarias para señalizar la secuencia de salto a seguir para la estación secundaria. European Patent Application No. EP-A-0 650 304 discloses a system comprising a primary station and a secondary station, and using a frequency hopping scheme. For synchronization reasons, special bursts are transmitted to the secondary stations to signal the jump sequence to be followed for the secondary station.

Description of the invention

Un objeto de la presente invención es proporcionar una disposición mejorada que no requiere una señal indicadora o provisión de un gran número de canales de control. An object of the present invention is to provide an improved arrangement that does not require an indicator signal or provision of a large number of control channels.

Según un primer aspecto de la presente invención se proporciona un sistema de comunicación de radio según la reivindicación 1. According to a first aspect of the present invention, a radio communication system according to claim 1 is provided.

Al cambiar la asignación de canal de control, el rendimiento de sistema se mejora enormemente en las peores condiciones sin la necesidad de una señal indicadora, que introduce complejidad adicional significativa. La secuencia definida puede repetirse de manera regular, por ejemplo una vez por trama, y puede usar como referencia de sincronismo un canal de enlace descendente común, por ejemplo un canal de sincronización en UMTS. By changing the control channel assignment, system performance is greatly improved in the worst conditions without the need for an indicator signal, which introduces significant additional complexity. The defined sequence can be repeated on a regular basis, for example once per frame, and can use a common downlink channel as a synchronization reference, for example a synchronization channel in UMTS.

Cuando los canales de control se asignan a una pluralidad de estaciones secundarias, sus secuencias definidas respectivas son preferiblemente todas diferentes (siempre que el número de estaciones secundarias no sea demasiado grande), y algunas (pero no necesariamente todas) de las secuencias pueden incluir sólo un único canal de control. When the control channels are assigned to a plurality of secondary stations, their respective defined sequences are preferably all different (as long as the number of secondary stations is not too large), and some (but not necessarily all) of the sequences may include only A single control channel.

Según un segundo aspecto de la presente invención se proporciona una estación primaria según la reivindicación 5. According to a second aspect of the present invention, a primary station according to claim 5 is provided.

Según un tercer aspecto de la presente invención se proporciona una estación secundaria según la reivindicación 9. According to a third aspect of the present invention a secondary station according to claim 9 is provided.

Según un cuarto aspecto de la presente invención se proporciona un método para hacer funcionar un sistema de comunicación de radio según la reivindicación 12. According to a fourth aspect of the present invention there is provided a method for operating a radio communication system according to claim 12.

Brief description of the drawings

Ahora se describirán realizaciones de la presente invención, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que: Embodiments of the present invention will now be described, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which:

la figura 1 es un diagrama esquemático de bloques de un sistema de comunicación de radio; y Figure 1 is a schematic block diagram of a radio communication system; Y

la figura 2 es una gráfica del rendimiento global T de sistema del peor caso en millones de bits por segundo (Mbps) frente a una carga O ofrecida en Mbps para diversos esquemas de canal de control. Figure 2 is a graph of the overall system performance T of the worst case in millions of bits per second (Mbps) versus a load O offered in Mbps for various control channel schemes.

Modes for carrying out the invention

En referencia a la figura 1, un sistema de comunicación de radio comprende una estación 100 primaria (BS) y una pluralidad de estaciones 110 secundarias (MS). La BS 100 comprende un microcontrolador 102 (uC), medios 104 transceptores (Tx/Rx) conectados a medios 106 de antena, medios 107 de control de potencia (PC) para alterar el nivel de potencia transmitido, y medios 108 de conexión para una conexión a la PSTN u otra red adecuada. Cada MS 110 comprende un microcontrolador 112 (!C), medios 114 transceptores (Tx/Rx) conectados a medios 116 de antena, y medios 118 de control de potencia (PC) para alterar el nivel de potencia transmitido. La comunicación desde BS 100 hasta MS 110 tiene lugar en un canal 122 de enlace descendente, mientras que la comunicación desde MS 110 hasta BS 100 tiene lugar en un canal 124 de enlace ascendente. Referring to Figure 1, a radio communication system comprises a primary station 100 (BS) and a plurality of secondary stations 110 (MS). The BS 100 comprises a microcontroller 102 (uC), transceiver means 104 (Tx / Rx) connected to antenna means 106, power control means (PC) 107 to alter the transmitted power level, and connection means 108 for a connection to the PSTN or other suitable network. Each MS 110 comprises a microcontroller 112 (! C), transceiver means 114 (Tx / Rx) connected to antenna means 116, and power control means (PC) 118 to alter the transmitted power level. Communication from BS 100 to MS 110 takes place on a downlink channel 122, while communication from MS 110 to BS 100 takes place on an uplink channel 124.

Las características generales del HSDPA de UMTS se expusieron anteriormente y se resumen en este caso por motivos de claridad: The general characteristics of the UMTS HSDPA were discussed above and are summarized in this case for reasons of clarity:

••: Hay canales de enlace 124 ascendente y enlace 122 descendente dedicados (de tasa de transmisión de datos baja) entre una BS 100 y cada MS 110 en su célula. There are dedicated uplink and downlink channels 124 (low data rate) between a BS 100 and each MS 110 in its cell.

••: Se usa un canal 122 de enlace descendente específico para una transmisión de alta velocidad de paquetes de datos. Este canal se subdivide en intervalos de tiempo de transmisión (TTI), en los que cada TTI es el tiempo tomado para la transmisión de un paquete de datos. En UMTS la duración de un TTI es 2 ms, y este periodo de tiempo también se identifica como una subtrama (habiendo tres ranuras de tiempo en una subtrama, y por tanto 15 ranuras de tiempo en una trama de 10 ms). A specific downlink channel 122 is used for high-speed transmission of data packets. This channel is subdivided into transmission time intervals (TTI), in which each TTI is the time taken for the transmission of a data packet. In UMTS the duration of a TTI is 2 ms, and this period of time is also identified as a subframe (there are three time slots in a subframe, and therefore 15 time slots in a 10 ms frame).

••: Se proporcionan hasta cuatro canales de control de enlace descendente, distinguidos por sus códigos de ensanchamiento y relacionándose cada uno con parámetros de transmisión de un paquete de datos. Por tanto, pueden transmitirse hasta cuatro paquetes de datos simultáneamente por TTI. Up to four downlink control channels are provided, distinguished by their spreading codes and each related to transmission parameters of a data packet. Therefore, up to four data packets can be transmitted simultaneously by TTI.

El requisito para poder planificar cuatro paquetes de datos a diferentes estaciones 110 en el mismo TTI es permitir que se logre un alto rendimiento global del sistema en una célula en la que algunas estaciones 110 no tienen la capacidad de recibir todo el recurso de enlace ascendente de HSDPA. Por ejemplo, algunas estaciones 110 pueden tener la capacidad de recibir sólo 5 códigos de ensanchamiento cuando hay hasta 15 disponibles. The requirement to be able to plan four data packets to different stations 110 in the same TTI is to allow a high overall system performance to be achieved in a cell in which some stations 110 do not have the ability to receive the entire uplink resource of HSDPA For example, some stations 110 may have the ability to receive only 5 spreading codes when up to 15 are available.

••: Se proporciona un mecanismo para indicar a una MS 110 particular que se planifica para recibir un paquete de datos, y para indicar qué canal de control debe escucharse con el fin de determinar cómo recibir el paquete. A mechanism is provided to indicate to a particular MS 110 that it is planned to receive a data packet, and to indicate which control channel should be heard in order to determine how to receive the packet.

Tal como se describió anteriormente, un posible mecanismo es la transmisión de una señal indicadora en el canal 122 de enlace descendente dedicado para informar a una MS 110 de la transmisión de un paquete de datos. Sin embargo, este mecanismo tiene varios problemas. As described above, a possible mechanism is the transmission of an indicator signal on dedicated downlink channel 122 to inform an MS 110 of the transmission of a data packet. However, this mechanism has several problems.

Como alternativa cada MS 110 podría asignarse a uno de los canales de control para monitorizar, evitando así la necesidad de una señal indicadora. Sin embargo, si se asigna más de una MS 110 a un canal de control particular se restringe la flexibilidad de planificación de paquete. Por ejemplo, se consideran dos estaciones 110 móviles, cada una con datos que van a enviarse pero ambas asignadas al mismo canal de control. Generalmente podría desearse enviar datos simultáneamente a ambas estaciones 110. Sin embargo, cuando ambas estaciones están compartiendo un canal de control, sólo puede enviarse un paquete a la vez. Dado que esa transmisión de paquete es a menudo en ráfagas por naturaleza, es probable que esta situación continúe para varios TTI y el rendimiento global del sistema podría ser sólo del 50% del máximo. Podría introducirse una flexibilidad de planificación superior al requerir que cada MS 110 monitorice dos canales de control, pero al coste de un consumo de potencia de MS aumentado. Alternatively, each MS 110 could be assigned to one of the control channels for monitoring, thus avoiding the need for an indicator signal. However, if more than one MS 110 is assigned to a particular control channel, package planning flexibility is restricted. For example, two mobile stations 110 are considered, each with data to be sent but both assigned to the same control channel. Generally, it may be desirable to send data simultaneously to both stations 110. However, when both stations are sharing a control channel, only one packet can be sent at a time. Since that packet transmission is often in bursts by nature, this situation is likely to continue for several TTIs and the overall system performance could only be 50% of the maximum. Greater planning flexibility could be introduced by requiring each MS 110 to monitor two control channels, but at the cost of increased MS power consumption.

En un sistema realizado según la presente invención, este problema se aborda ordenando aleatoriamente la In a system made according to the present invention, this problem is addressed by randomly ordering the

5 asignación de canales de control desde un TTI hasta el siguiente. Así, si dos estaciones 110 comparten un canal de control en un TTI, tendrán diferentes canales en el siguiente TTI. Si un esquema de este tipo se aplica al ejemplo anterior de dos estaciones 110 activas, entonces un esquema de orden aleatorio bien diseñado debe poder reducir la probabilidad de una “colisión de asignación” a 1/Ncon, donde Ncon es el número total de canales de control (cuatro en los ejemplos anteriores). La pérdida máxima en rendimiento global sería entonces 0,5/Ncon, o el 12,5% con Ncon = 5 assignment of control channels from one TTI to the next. Thus, if two stations 110 share a control channel in one TTI, they will have different channels in the next TTI. If such a scheme applies to the previous example of two active stations 110, then a well-designed random order scheme should be able to reduce the probability of an "allocation collision" to 1 / Ncon, where Ncon is the total number of channels of control (four in the previous examples). The maximum loss in overall performance would then be 0.5 / Ncon, or 12.5% with Ncon =

10 4 (en comparación con el 50% sin orden aleatorio). 10 4 (compared to 50% without random order).

Ahora se presentarán algunos ejemplos de cómo puede realizarse un orden aleatorio, aunque los esquemas mismos no sean necesariamente óptimos. Now some examples of how a random order can be performed will be presented, although the schemes themselves are not necessarily optimal.

15 En primer lugar se considera el caso de dos canales de control y cuatro estaciones 110. La asignación de canales de control para cada estación (0 a 3) para cada TTI (0 a 4) en una trama de 10 ms es: 15 First, the case of two control channels and four stations 110 is considered. The allocation of control channels for each station (0 to 3) for each TTI (0 to 4) in a 10 ms frame is:

TTI TTI

estación station: 0 1 2 3 4 0 one 2 3 4

0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0

1 one
1 one
1 one
1 one
1 one
1 one

2 2: 0 1 0 1 0 0 one 0 one 0

3 3: 1 0 1 0 1 one 0 one 0 one

Este esquema podría o bien repetirse en la siguiente trama o bien realizarse en un ciclo más largo. This scheme could either be repeated in the next frame or performed in a longer cycle.

A continuación, se considera una extensión del esquema anterior al caso de dos canales de control y seis estaciones 110:Next, an extension of the previous scheme to the case of two control channels and six stations 110 is considered:

TTI TTI

estación station: 0 1 2 3 4 0 one 2 3 4

0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0

1 one
1 one
1 one
1 one
1 one
1 one

2 2: 0 1 0 1 0 0 one 0 one 0

3 3: 1 0 1 0 1 one 0 one 0 one

4 4: 0 0 1 1 0 0 0 one one 0

5 5: 1 1 0 0 1 one one 0 0 one

25 Como tercer ejemplo, se considera un sistema con cuatro canales de control y doce estaciones 110: 25 As a third example, a system with four control channels and twelve stations 110 is considered:

TTI TTI

estación station: 0 1 2 3 4 0 one 2 3 4

0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0

1 one
1 one
1 one
1 one
1 one
1 one

2 2
2 2
2 2
2 2
2 2
2 2

3 3
3 3
3 3
3 3
3 3
3 3

4 4: 0 1 2 3 0 0 one 2 3 0

5 5: 1 2 3 0 1 one 2 3 0 one

6 6: 2 3 0 1 2 2 3 0 one 2

7 7: 3 0 1 2 3 3 0 one 2 3

8 8: 0 3 2 1 0 0 3 2 one 0

9 9: 1 0 3 2 1 one 0 3 2 one

10 10: 2 1 0 3 2 2 one 0 3 2

11 eleven: 3 2 1 0 3 3 2 one 0 3

Puede no requerirse tener un patrón de orden aleatorio único para cada MS 110. En este caso parece preferible tomar el número de estación como un identificador de patrón de orden aleatorio, y asignar las estaciones 110 a cada It may not be necessary to have a unique random order pattern for each MS 110. In this case it seems preferable to take the station number as a random order pattern identifier, and assign stations 110 to each

30 patrón en secuencia ascendente. Así, para pequeños números de estaciones 110 todas ellas (o la mayoría) tendrán una asignación constante de canal de control. Aunque sea conveniente, claramente no es un requisito de la presente invención que cualquiera de los patrones de orden aleatorio se relacione con una asignación de canal de control constante. 30 pattern in ascending sequence. Thus, for small numbers of stations 110 all of them (or most) will have a constant control channel assignment. Although convenient, it is clearly not a requirement of the present invention that any of the random order patterns be related to a constant control channel assignment.

35 El patrón de orden aleatorio del tercer ejemplo puede representarse como 35 The random order pattern of the third example can be represented as

ncch=[(axnTTI)+b]mod NCCH ncch = [(axnTTI) + b] mod NCCH

donde: nCCH es el número del canal de control que va a usarse; NCCH es el número total de canales de control disponibles; nTTI es el número del TTI en la trama; a es un parámetro que toma los valores 0, 1 ó 3; y b es un parámetro que toma los valores 0, 1, 2 ó 3. where: nCCH is the number of the control channel to be used; NCCH is the total number of control channels available; nTTI is the number of the TTI in the frame; a is a parameter that takes the values 0, 1 or 3; and b is a parameter that takes the values 0, 1, 2 or 3.

Se realizaron simulaciones de rendimiento global del sistema del peor caso usando el patrón de orden aleatorio del tercer ejemplo. Lo siguiente son las suposiciones principales realizadas para la especificación detallada del sistema simulado: Overall performance simulations of the worst case system were performed using the random order pattern of the third example. The following are the main assumptions made for the detailed specification of the simulated system:

• •: Esquema hexagonal de 19 células, con un segmento representativo de la célula central considerada para la estimación del rendimiento global. Hexagonal scheme of 19 cells, with a representative segment of the central cell considered for the estimation of the overall performance.

• •: Número de estaciones 110 (por célula) = 12 Number of stations 110 (per cell) = 12

••: TTl estático = 3 ranuras (2 ms) Static TTl = 3 slots (2 ms)

• •: Exponente de propagación = 3,76 Propagation exponent = 3.76

• •: Modelo de desvanecimiento rápido de Rayleigh de trayectoria simple (espectro plano) Rayleigh fast fade model of single path (flat spectrum)

••: Estados de canal estacionarios durante un TTI Stationary channel states during a TTI

• •: Velocidad de MS a 3 km/h MS speed at 3 km / h

• •: Desviación estándar de ensombrecimiento de logaritmo normal = 8 dB Standard deviation of normal logarithm overshadow = 8 dB

• •: Correlación de ensombrecimiento entre sitios = 0,5 Shading correlation between sites = 0.5

• •: El 30% de potencia de BS asignada a canales comunes, etc. en todas las células 30% of BS power allocated to common channels, etc. in all cells

• •: El 70% de potencia de BS asignada a HSDPA en todas las células de interferencia 70% of BS power assigned to HSDPA in all interference cells

• •: El 70% de potencia de BS disponible para HSDPA en células deseadas 70% BS power available for HSDPA in desired cells

• •: Sobrecargas debido a canales dedicados asociados con HSDPA no considerado Overloads due to dedicated channels associated with HSDPA not considered

• •: 10 códigos de ensanchamiento disponibles para HSDPA 10 spreading codes available for HSDPA

• •: Capacidad de MS: 5 códigos de ensanchamiento MS capacity: 5 spreading codes

• •: Factor de ensanchamiento = 16 Widening factor = 16

• •: Esquemas de modulación y codificación disponibles (MCS): Modulation and coding schemes available (MCS):

1.one.: 1/4 de tasa de transmisión de QPSK 1/4 of QPSK transmission rate

2.2.: 1/2 tasa de transmisión de QPSK 1/2 QPSK transmission rate

3.3.: 3/4 de tasa de transmisión de QPSK 3/4 QPSK transmission rate

4.Four.: 1/2 tasa de transmisión de 16 QAM 1/2 transmission rate of 16 QAM

5.5.: 3/4 de tasa de transmisión de 16 QAM 3/4 transmission rate of 16 QAM

• •: Potencia de transmisión uniforme por código Uniform transmission power per code

• •: Tasa de transmisión de errores de trama calculada a partir de una relación señal a interferencia (SIR, Signal to Interference Ratio) y límites de rendimiento de código de bloque Frame error transmission rate calculated from a signal-to-interference ratio (SIR) and block code throughput limits

Para representar servicios de transmisión por secuencias se supone que la carga ofrecida está compuesta por un flujo de datos de tasa de transmisión constante por MS 110. Por motivos de simplicidad, también se suponen tasas de transmisión de bits iguales para cada flujo de datos. Se supone que los datos para cada usuario llegan a una cola en la BS 100, y la cola se actualiza en cada TTI. Se supone que una CRC (Comprobación de redundancia cíclica) se une por paquete. In order to represent streaming services, it is assumed that the load offered is composed of a data stream of constant transmission rate per MS 110. For simplicity reasons, similar bit rate rates are also assumed for each data stream. It is assumed that the data for each user reaches a queue in BS 100, and the queue is updated in each TTI. It is assumed that a CRC (Cyclic Redundancy Check) is bound by packet.

Por defecto, se supone una combinación de Chase de retransmisiones. Se retransmite un paquete erróneo con el mismo MCS. Se supone una combinación de relación máxima perfecta, y la SIR final se calcula como la suma de las SIR de los dos paquetes que van a combinarse. By default, a combination of Chase retransmissions is assumed. An erroneous packet with the same MCS is retransmitted. A combination of perfect maximum ratio is assumed, and the final SIR is calculated as the sum of the SIRs of the two packages to be combined.

El planificador simulado es novedoso, y se pretende maximizar los rendimientos globales del sistema. Esto se realiza dando prioridad a los usuarios que pueden enviar los paquetes más grandes. Para el caso de un tiempo de transmisión fijado esto es equivalente a planificar según la tasa de transmisión de bits máxima que puede proporcionarse para cada usuario. El tamaño de paquete que puede enviarse se determina principalmente por la CIR (Relación portadora a interferencia, Carrier to Interference Ratio). Esto determina la probabilidad de una transmisión exitosa que se obtendrá con cualquier esquema de modulación y codificación dado. Para cada posible esquema puede calcularse un tamaño de paquete eficaz como Ptamaño = Ncódigo x Pbits(1 -BLER), donde Ncódigo es el número de códigos de canalización que puede usarse, Pbits es el número de bits transmitidos por código de canalización, y BLER es la tasa de transmisión de errores de bloque estimada para el esquema de transmisión dado. Lo más probable es que Ncódigo se determine por la capacidad de la MS 110 para recibir un número dado de códigos de canalización simultáneamente, pero podría limitarse por el número de códigos asignados por el sistema. También habrá un límite superior en Ncódigo x Pbits debido a la cantidad de datos en la cola esperando a ser enviados a esa MS. The simulated planner is new, and it is intended to maximize the overall performance of the system. This is done by giving priority to users who can send larger packages. In the case of a set transmission time this is equivalent to planning according to the maximum bit rate that can be provided for each user. The packet size that can be sent is mainly determined by the CIR (Carrier to Interference Ratio). This determines the probability of a successful transmission that will be obtained with any given modulation and coding scheme. For each possible scheme, an effective packet size can be calculated as Size = Ncode x Pbits (1 -BLER), where Ncode is the number of channelization codes that can be used, Pbits is the number of bits transmitted per channelization code, and BLER is the estimated block error transmission rate for the given transmission scheme. Most likely, Ncode is determined by the ability of the MS 110 to receive a given number of channelization codes simultaneously, but could be limited by the number of codes assigned by the system. There will also be an upper limit in Ncode x Pbits due to the amount of data in the queue waiting to be sent to that MS.

Un enfoque viable es calcular el valor máximo de Ptamaño para cada MS 110 en cada TTI (subtrama). Luego se clasifica esto en una lista en orden de Ptamaño decreciente, luego se planifica la transmisión de paquetes a cada MS comenzando en la parte de delante de la lista y resolviéndolo hacia abajo hasta que se asigne todo el recurso de enlace descendente disponible. Son posibles variaciones adicionales, en las que la potencia asignada a cada paquete podría ajustarse para optimizar el rendimiento. A viable approach is to calculate the maximum Size value for each MS 110 in each TTI (subframe). This is then classified into a list in order of decreasing size, then the transmission of packets to each MS is planned starting at the front of the list and resolving it down until all available downlink resource is allocated. Additional variations are possible, in which the power assigned to each package could be adjusted to optimize performance.

Un planificador de este tipo tiene el objetivo de maximizar el rendimiento global total para esas estaciones 110 a las que se les ha otorgado acceso a HSDPA. A planner of this type has the objective of maximizing the total overall performance for those stations 110 that have been granted access to HSDPA.

Otras suposiciones generales son que: Other general assumptions are that:

• •: Puede asignarse un paquete de datos para cualquier usuario a cualquier código de canalización. A data packet for any user can be assigned to any pipeline code.

• •: Puede asignarse más de un código de canalización a un usuario. More than one channelization code can be assigned to a user.

• •: El tamaño de bloque de código es igual a la cantidad de datos que pueden enviarse con un código de canalización, lo que significa que un “paquete” puede comprender múltiples bloques de código enviados en paralelo dentro de un TTI. The code block size is equal to the amount of data that can be sent with a pipeline code, which means that a "packet" can comprise multiple blocks of code sent in parallel within a TTI.

••: No se permiten retransmisiones y primeras transmisiones al mismo usuario dentro del mismo TTI. No retransmissions and first transmissions are allowed to the same user within the same TTI.

• •: La modulación, el esquema de codificación y el nivel de potencia para primeras transmisiones se escogen para maximizar el rendimiento global. Modulation, coding scheme and power level for first transmissions are chosen to maximize overall performance.

• •: Se planifican todas las retransmisiones antes de las primeras transmisiones, proporcionándoles así una prioridad superior, y no se permiten primeras transmisiones a una MS 110 mientras quede alguna retransmisión para enviarse. All retransmissions are planned before the first transmissions, thus providing them with a higher priority, and first transmissions to an MS 110 are not allowed while there is any retransmission to be sent.

• •: El esquema de modulación y codificación de una retransmisión es el mismo que para la primera transmisión. The modulation and coding scheme of a retransmission is the same as for the first transmission.

Los resultados de la simulación se muestran en la figura 2, como una gráfica de rendimiento global del sistema T en millones de bits por segundo (Mbps) frente a una carga ofrecida O en Mbps. Los resultados se muestran para tres esquemas de canal de control. En el primero, mostrado como una línea continua, cada MS 110 se asigna a un único canal de control (y todas las estaciones 110 se asignan al mismo canal de control para esta situación del peor caso). En el segundo, mostrado como una línea discontinua, se usa una señal indicadora para informar a una MS 110 de qué canal de control monitorizar, así cada MS 110 está monitorizando eficazmente los cuatro canales. En el tercero, mostrado como una línea de puntos y rayas, se usa una asignación de canal de control de orden aleatorio tal como se muestra para el tercer ejemplo anteriormente. The simulation results are shown in Figure 2, as a graph of the overall performance of the T system in millions of bits per second (Mbps) versus an offered load O in Mbps. The results are shown for three control channel schemes . In the first, shown as a continuous line, each MS 110 is assigned to a single control channel (and all stations 110 are assigned to the same control channel for this worst case situation). In the second, shown as a dashed line, an indicator signal is used to inform an MS 110 of which control channel to monitor, so each MS 110 is effectively monitoring the four channels. In the third, shown as a dotted and dashed line, a random order control channel assignment is used as shown for the third example above.

Los resultados claramente muestran que el primer esquema puede dar como resultado un rendimiento significativamente degradado en condiciones del peor caso, mientras que los esquemas segundo y tercero tienen un rendimiento comparable. Aunque el uso de una señal indicadora proporciona los mejores resultados, los resultados del uso de un esquema de asignación de control de orden aleatorio no son significativamente peores y a la vez, tal como se comentó anteriormente, proporcionan simplificaciones significativas a la implementación del sistema. The results clearly show that the first scheme can result in significantly degraded performance in worst case conditions, while the second and third schemes have comparable performance. Although the use of an indicator signal provides the best results, the results of the use of a random order control allocation scheme are not significantly worse and at the same time, as discussed above, they provide significant simplifications to the implementation of the system.

En las realizaciones de la presente invención, es posible una serie de modificaciones de los esquemas descritos anteriormente. La BS 100 podría aceptar un patrón de orden aleatorio con cada MS 110. Entonces, si una MS 110 decodifica correctamente el canal de control para el TTI actual, el principio (empleado actualmente en HSDPA) que decodifica el mismo canal de control en el siguiente TTI debe interpretarse como que significa que en el siguiente TTI la MS 110 decodifica el canal de control indicado por su patrón de orden aleatorio asignado (que puede o no puede ser el mismo que para el TTI actual). In the embodiments of the present invention, a series of modifications of the schemes described above are possible. The BS 100 could accept a random order pattern with each MS 110. Then, if an MS 110 correctly decodes the control channel for the current TTI, the principle (currently used in HSDPA) that decodes the same control channel in the next TTI should be interpreted as meaning that in the next TTI the MS 110 decodes the control channel indicated by its assigned random order pattern (which may or may not be the same as for the current TTI).

No es necesario que el periodo de tiempo del ciclo de asignación de canal de control sea una trama sino que podría ser cualquier longitud conveniente. La referencia de sincronismo para la secuencia de orden aleatorio podría ser un canal de enlace descendente común tal como un canal de sincronización. It is not necessary that the time period of the control channel assignment cycle be a frame but could be any convenient length. The synchronization reference for the random order sequence could be a common downlink channel such as a synchronization channel.

El protocolo podría modificarse de modo que si una MS 110 detecta una transmisión de canal de control pero la CRC cae, la MS 110 envía un NACK (acuse de recibo negativo), que podría ser diferente del que se envía cuando falla la CRC para un paquete de datos. Esto reduciría los requisitos de potencia para la transmisión de canal de control, puesto que podría entonces tolerarse una tasa de transmisión de errores superior. Esto proporcionaría a la BS 100 algo de flexibilidad al escoger la potencia de canal de control, pero podría restringir el uso de versiones de redundancia no autodecodificables para la retransmisión de paquetes de datos (donde los datos originales no pueden deducirse únicamente de la retransmisión). The protocol could be modified so that if an MS 110 detects a control channel transmission but the CRC drops, the MS 110 sends a NACK (negative acknowledgment), which could be different from the one sent when the CRC fails for a data packet This would reduce the power requirements for control channel transmission, since a higher error rate could then be tolerated. This would provide the BS 100 with some flexibility in choosing the control channel power, but could restrict the use of non-self-decoding redundancy versions for the retransmission of data packets (where the original data cannot be deduced solely from the retransmission).

La transmisión de canales de control podría restringirse en el momento a uno de cada N TTI (al menos para el primer paquete de un grupo). Esto permitiría a la MS 110 ahorrar algo de energía al no decodificar continuamente un canal de control. El primer TTI asignado podría ser un parámetro específico de MS. La restricción podría relajarse cuando comienza la transmisión de datos (por ejemplo, cuando la BS 100 ha recibido un ACK (acuse de recibo) para el primer paquete en una secuencia de paquetes). Este evento podría establecer un temporizador. Cuando el temporizador expira la situación podría revertir al uso de cada N-ésimo TTI. También podría usarse un rango de secuencias distinto de uno en cada N TTI. The transmission of control channels could be restricted at the moment to one of each N TTI (at least for the first packet of a group). This would allow the MS 110 to save some energy by not continuously decoding a control channel. The first assigned TTI could be a specific MS parameter. The restriction could be relaxed when data transmission begins (for example, when BS 100 has received an ACK (acknowledgment) for the first packet in a packet sequence). This event could set a timer. When the timer expires the situation could revert to the use of each N-th TTI. A sequence of sequences other than one could also be used in each N TTI.

Hay un método alternativo para resolver el problema de planificación en el que es necesario enviar datos a más de una MS 110 al mismo tiempo, pero se les ha asignado el mismo canal de control. El formato del canal de control se modifica para contener una indicación de que un mensaje de capa física diferente está dirigido a la MS 110. En una realización de UMTS esto es preferiblemente como una alternativa (en vez de una adición) a la información en el formato de un paquete de datos que va a enviarse en el canal de datos de enlace descendente. Esta indicación podría ser una única etiqueta de bit. El mensaje de capa física en este caso sería una instrucción para cambiar uno There is an alternative method to solve the planning problem in which it is necessary to send data to more than one MS 110 at the same time, but they have been assigned the same control channel. The format of the control channel is modified to contain an indication that a different physical layer message is addressed to the MS 110. In an UMTS embodiment this is preferably as an alternative (rather than an addition) to the information in the format of a data packet to be sent in the downlink data channel. This indication could be a single bit tag. The physical layer message in this case would be an instruction to change one

o más de los canal/canales de control que la MS 110 debe monitorizar, de entre un conjunto predefinido. En una realización de UMTS, podría usarse la señalización de ACK/NACK existente (que se pretende actualmente relacionar con datos en el canal de datos de enlace descendente) para indicar si el mensaje de capa física se recibió correctamente por la MS 110. Alternativamente, podrían usarse diferentes palabras de código en el campo de ACK/NACK para este propósito. Podrían usarse algunas de las estructuras de canal de control existentes (por ejemplo, campos de datos que identifican al receptor dirigido, o CRC para detección de errores). Podrían transportarse otros mensajes de capas físicas de la misma manera, como alternativa a usar el canal de control para describir el formato de un paquete en el canal de datos. Esto puede requerir una indicación/etiqueta multibits del tipo de mensaje. De manera preferiblemente sustancial se usaría el mismo formato en el canal de control, independientemente del contenido del mensaje. or more of the control channels / channels that the MS 110 must monitor, from a predefined set. In an embodiment of UMTS, the existing ACK / NACK signaling (which is currently intended to relate to data in the downlink data channel) could be used to indicate whether the physical layer message was correctly received by MS 110. Alternatively, Different code words could be used in the ACK / NACK field for this purpose. Some of the existing control channel structures could be used (for example, data fields that identify the targeted receiver, or CRC for error detection). Other physical layer messages could be transported in the same way, as an alternative to using the control channel to describe the format of a packet in the data channel. This may require a multi-bit indication / label of the message type. Preferably substantially the same format would be used in the control channel, regardless of the content of the message.

Una alternativa adicional es añadir un campo de datos al canal de control de modo que un mensaje para cambiar la asignación de canal de control pueda enviarse al mismo tiempo que un paquete de datos. Esto evita la pérdida de capacidad de transmisión de datos en el enlace descendente. Un mensaje de este tipo podría indicar que, comenzando con un TTI futuro, el canal de control debe cambiar. En este caso podría desearse limitar el tamaño del mensaje necesario (por ejemplo a uno o dos bits). Por tanto, el cambio podría ser a un nuevo canal a partir de un pequeño conjunto de canales disponibles o a un nuevo canal que es el siguiente en una secuencia definida. An additional alternative is to add a data field to the control channel so that a message to change the control channel assignment can be sent at the same time as a data packet. This prevents loss of data transmission capacity in the downlink. Such a message could indicate that, beginning with a future TTI, the control channel must change. In this case, you might want to limit the size of the required message (for example, one or two bits). Therefore, the change could be to a new channel from a small set of available channels or to a new channel that is next in a defined sequence.

La descripción relacionada anteriormente con la BS 100 desempeña una variedad de papeles en relación con la presente invención. En la práctica, estas tareas pueden ser la responsabilidad de una variedad de partes de la infraestructura fijada, por ejemplo en un “Nodo B”, que es la parte de la infraestructura fijada que se interconecta directamente con una MS 110, o en un nivel más alto en el controlador de red de radio (RNC). En esta memoria descriptiva, el uso de la expresión “estación base” o “estación primaria” se entenderá por tanto como que incluye las partes de la infraestructura fijada a la red involucrada en una realización de la presente invención. The description previously related to BS 100 plays a variety of roles in relation to the present invention. In practice, these tasks may be the responsibility of a variety of parts of the fixed infrastructure, for example in a “Node B”, which is the part of the fixed infrastructure that is directly interconnected with an MS 110, or at a level highest in the radio network controller (RNC). In this specification, the use of the term "base station" or "primary station" will therefore be understood as including the parts of the infrastructure attached to the network involved in an embodiment of the present invention.

Además de su aplicación en un sistema FDD (Dúplex de división de frecuencia, Frequency Division Duplex) tal como se describió anteriormente, la presente invención podría aplicarse en otros tipos de sistema de comunicación. Por ejemplo, podría usarse en un sistema de dúplex de división de tiempo (TDD, Time Division Duplex) con la modificación de que los canales físicos usados también pueden distinguirse por su uso de diferentes ranuras de tiempo u otro intervalo de tiempo definido. In addition to its application in an FDD system (Frequency Division Duplex, Frequency Division Duplex) as described above, the present invention could be applied in other types of communication system. For example, it could be used in a time division duplex (TDD) system with the modification that the physical channels used can also be distinguished by their use of different time slots or another defined time slot.

Claims

1. one.: Sistema de comunicación de radio caracterizado porque tiene un canal (122) de datos para la transmisión de paquetes de datos desde una estación (100) primaria hasta una estación (110) secundaria y una pluralidad de canales de control para la señalización de información de control en relación con los paquetes de datos desde la estación primaria hasta la estación secundaria, en el que la estación primaria comprende medios para asignar uno de los canales de control a la estación secundaria y medios para cambiar el canal de control asignado según una secuencia definida, y la estación secundaria comprende medios para monitorizar el canal de control asignado actualmente para determinar información acerca de transmisiones de paquetes, y en el que la estación primaria comprende medios para asignar canales de control para una pluralidad de estaciones secundarias según una pluralidad de secuencias definidas respectivas, que son todas diferentes. Radio communication system characterized in that it has a data channel (122) for the transmission of data packets from a primary station (100) to a secondary station (110) and a plurality of control channels for signaling control information in relation to the data packets from the primary station to the secondary station, wherein the primary station comprises means for assigning one of the control channels to the secondary station and means for changing the assigned control channel according to a defined sequence, and the secondary station comprises means for monitoring the currently assigned control channel for determining information about packet transmissions, and wherein the primary station comprises means for assigning control channels for a plurality of secondary stations according to a plurality of respective defined sequences , which are all different.

2. 2.: Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque se proporcionan medios para repetir de manera regular la secuencia definida. System according to claim 1, characterized in that means are provided to regularly repeat the defined sequence.

3. 3.: Sistema según la reivindicación 2, caracterizado porque los canales de radio se dividen en tramas de tiempo y porque se proporcionan medios para repetir la secuencia definida una vez por trama. System according to claim 2, characterized in that the radio channels are divided into time frames and because means are provided for repeating the defined sequence once per frame.

4. Four.: Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se proporciona una referencia de sincronismo para la repetición de la secuencia definida por un canal de enlace descendente común. System according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a synchronism reference is provided for the repetition of the sequence defined by a common downlink channel.

5. 5.: Estación (100) primaria para su uso en un sistema de comunicación de radio caracterizada porque tiene un canal (122) de datos para la transmisión de paquetes de datos desde la estación primaria hasta una estación (110) secundaria y una pluralidad de canales de control para la señalización de información de control en relación con los paquetes de datos desde la estación primaria hasta la estación secundaria, en la que se proporcionan medios para asignar uno de los canales de control a la estación secundaria y para cambiar el canal de control asignado según una secuencia definida, Primary station (100) for use in a radio communication system characterized in that it has a data channel (122) for the transmission of data packets from the primary station to a secondary station (110) and a plurality of control channels for signaling control information in relation to the data packets from the primary station to the secondary station, in which means are provided to assign one of the control channels to the secondary station and to change the assigned control channel according to a defined sequence,

wherein means are provided for assigning control channels for a plurality of secondary stations according to a plurality of respective defined sequences, which are all different.

6. 6.: Estación primaria según la reivindicación 5, caracterizada porque se proporcionan medios para planificar paquetes de datos para una pluralidad de estaciones secundarias dando prioridad a los paquetes de datos mayores. Primary station according to claim 5, characterized in that means are provided for planning data packets for a plurality of secondary stations giving priority to larger data packets.

7. 7.: Estación primaria según la reivindicación 5 ó 6, caracterizada porque no todas las secuencias definidas incluyen más de un canal de control. Primary station according to claim 5 or 6, characterized in that not all defined sequences include more than one control channel.

8. 8.: Estación primaria según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizada porque se proporcionan medios para transmitir al menos uno de los canales de control para sólo una proporción del tiempo en el que se transmiten los paquetes de datos. Primary station according to any one of claims 5 to 7, characterized in that means are provided for transmitting at least one of the control channels for only a proportion of the time in which the data packets are transmitted.

9. 9.: Estación (110) secundaria para su uso en un sistema de comunicación de radio que tiene un canal (122) de datos para la transmisión de paquetes de datos desde una estación (100) primaria hasta la estación secundaria y una pluralidad de canales de control para la señalización de información de control en relación con los paquetes de datos desde la estación primaria hasta la estación secundaria, estando caracterizada la estación secundaria porque se proporcionan medios para determinar cuál de los canales de control se asigna a la estación secundaria y porque los canales de control se asignan para una pluralidad de estaciones secundarias según una pluralidad de secuencias definidas respectivas, que son todas diferentes, cambiándose el canal de control asignado según una secuencia definida respectiva, y para monitorizar el canal de control asignado actualmente para determinar información acerca de transmisiones de paquetes. Secondary station (110) for use in a radio communication system having a data channel (122) for the transmission of data packets from a primary station (100) to the secondary station and a plurality of control channels for the signaling of control information in relation to the data packets from the primary station to the secondary station, the secondary station being characterized in that means are provided to determine which of the control channels is assigned to the secondary station and because the channels of control are assigned for a plurality of secondary stations according to a plurality of respective defined sequences, which are all different, the assigned control channel being changed according to a respective defined sequence, and to monitor the currently assigned control channel to determine information about transmission transmissions. packages.

10. 10.: Estación secundaria según la reivindicación 9, caracterizada porque se proporcionan medios para transmitir un acuse de recibo negativo a la estación primaria para indicar que el canal de control asignado se detecta con éxito pero no puede recibirse correctamente. Secondary station according to claim 9, characterized in that means are provided for transmitting a negative acknowledgment to the primary station to indicate that the assigned control channel is detected successfully but cannot be received correctly.

11. eleven.: Estación secundaria según la reivindicación 10, caracterizada porque el acuse de recibo negativo es una señal diferente de la usada para indicar que un paquete de datos podría no recibirse correctamente. Secondary station according to claim 10, characterized in that the negative acknowledgment is a signal different from that used to indicate that a data packet may not be received correctly.

12. 12.: Método de funcionamiento de un sistema de comunicación de radio que tiene un canal (122) de datos para la transmisión de paquetes de datos desde una estación (100) primaria hasta una estación (110) secundaria y una pluralidad de canales de control para la señalización de información de control en relación con los paquetes de datos desde la estación primaria hasta la estación secundaria, estando caracterizado el Method of operation of a radio communication system having a data channel (122) for the transmission of data packets from a primary station (100) to a secondary station (110) and a plurality of control channels for signaling of control information in relation to the data packets from the primary station to the secondary station, the

method because it comprises the primary station that assigns one of the control channels to the secondary station and that changes the assigned control channel according to a defined sequence, and the secondary station that monitors the currently assigned control channel to determine information about transmission of packages,

wherein the primary stations assign control channels for a plurality of secondary stations according to a plurality of respective defined sequences, which are all different.