(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (13) (51) T3 Int.Cl. H04W 72/04 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 2012/23 EP B1 (54) Tytuł wynalazku: Metody i stacje dla celów komunikacji w systemie mobilnym (30) Pierwszeństwo: EP (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2011/03 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 2012/11 (73) Uprawniony z patentu: Koninklijke Philips Electronics N.V., Eindhoven, NL (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 BORIS SKORIC, Eindhoven, NL LUDOVICUS M.G.M. TOLHUIZEN, Eindhoven, NL MATTHEW P.J. BAKER, Eindhoven, NL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Mariusz Kondrat KONDRAT KANCELARIA PRAWNO-PATENTOWA Al. Niepodległości 223/ Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 Opis OBSZAR WYNALAZKU [0001] Niniejszy wynalazek dotyczy metody komunikacji pomiędzy stacją pierwotną i wieloma stacjami wtórnymi a stacjami korespondującymi. [0002] Wynalazek ten jest na przykład istotny dla systemów telekomunikacyjnych takich jak systemy telekomunikacji mobilnej. Mówiąc bardziej konkretnie, wynalazek ten jest istotny dla systemów UMTS. TŁO WYNALAZKU [0003] W konwencjonalnym systemie UMTS wiadomość z fizycznego kanału kontrolnego w kierunku uplink PDCCH (Physical Downlink Control Channel) może wykorzystywać 1, 2, 4 lub 8 kanałowych elementów kontrolnych Channel Control Elements (CCE lub elementów zasobów) określanych jako poziomy agregacji CCE 1, 2, 4 lub 8. Przestrzeń poszukiwań stanowi zbiór agregowanych CCE (o określonym poziomie agregacji), w ramach którego stacja telefonii mobilnej (lub Urządzenie Użytkownika (UE) bądź stacja wtórna) wykonuje dekodowanie ślepe wszystkich obciążeń PDCCH możliwych dla tego poziomu agregacji. Przestrzenie poszukiwań definiowane są według poziomu agregacji; stacja wtórna w takim systemie może więc posiadać do czterech przestrzeni poszukiwań. Na przykład przestrzeń poszukiwań UE dla poziomu agregacji 1 (określana jako 1 CCE) mogłaby się składać z CCE z indeksem 3, 4, 5, 6, 7, 8, podczas gdy jej przestrzeń poszukiwań dla poziomu agregacji 8 mogłaby się składać z dwóch zbiorów zasobów agregowanych CCE składających się z CCE z indeksem 1, 2, 8 oraz 9, 10, 16, odpowiednio. A więc w tym przykładzie urządzenie UE wykonuje sześć dekodowań ślepych dla 1 CCE oraz dwa dekodowania ślepe dla 8 CCE. [0004] W naszym przykładzie, w celu określenia punktu początkowego przestrzeni poszukiwań, stacje mobilne (lub stacje wtórne, określane również jako UE czyli Urządzenia Użytkownika w języku 3GPP) obliczają funkcję mieszającą f(ue_id, s), gdzie UE_ ID to identyfikator urządzenia UE (różny dla odrębnych urządzeń UE), natomiast s to zmienna w czasie liczba subramek. Jest rzeczą pożądaną, aby różne urządzenia UE kolidowały ze sobą (tzn. posiadały równą wartość mieszająca) tak rzadko, jak to jest tylko możliwe. [0005] Funkcja mieszająca proponowana obecnie w języku 3GPP ma postać: f(ue_id, s) = K(UE_ID * 16 + s) + L modulo M, gdzie K, L i M są wartościami stałymi, UE ID jest to identyfikator UE, natomiast s jest to liczba subramek. Jasne jest, że przy tej szczególnej funkcji mieszającej f dwa urządzenia UE, które kolidują

3 ze sobą przy pewnej liczbie subramek, kolidują ze sobą w sposób ciągły, tzn. przy wszystkich liczbach subramek. [0006] Oba elementy TSG RAN WG1 # 52 R oraz 3GPP TSG RAN1 # 50 R ujawniają zasadę określania przestrzeni poszukiwań stacji wtórnej na podstawie funkcji mieszającej. STRZESZCZENIE WYNALAZKU [0007] Celem wynalazku jest zaproponowanie metody komunikacji oraz stacji korespondujących dla umożliwienia zmniejszenia prawdopodobieństwa występowania kolizji. [0008] Innym celem wynalazku jest zapewnienie metody komunikacji oraz stacji korespondujących dla nie dopuszczenia do tego, aby dwa urządzenia UE kolidowały ze sobą w sposób powtarzalny. [0009] W tym celu, zgodnie z pierwszym aspektem wynalazku, proponuje się metodę komunikacji od stacji pierwotnej do wielu stacji wtórnych zgodnie z właściwościami zastrzeżenia 1. [0010] W konsekwencji zaproponowane tu funkcje mieszające mają na celu zmniejszenie prawdopodobieństwa ciągłego występowania kolizji. W rzeczywistości funkcje mieszające są takie, że prawdopodobieństwo, iż różne urządzenia UE kolidują ze sobą w dwóch subramkach jest w przybliżeniu równe prawdopodobieństwu, iż dwa urządzenia UE kolidują ze sobą w pierwszej z tych subramek razy prawdopodobieństwo, że dwa urządzenia UE kolidują ze sobą w drugiej z tych subramek. Tak więc jest mało prawdopodobne, by dwa urządzenia UE kolidowały ze sobą w sposób powtarzalny. [0011] Niniejszy wynalazek odnosi się również do stacji pierwotnej obejmującej urządzenia do komunikacji z pierwotną mnogością stacji wtórnych zgodnie z właściwościami zastrzeżenia 7. [0012] W zgodności z jeszcze innym aspektem wynalazku, proponuje się stację wtórną obejmującą urządzenia do komunikacji ze stacją pierwotną zgodnie z właściwościami zastrzeżenia 8. [0013] Te i inne aspekty wynalazku będą bardziej zrozumiałe, gdy zostaną wyjaśnione w odniesieniu do sposobów realizacji, które opisujemy poniżej. KRÓTKI OPIS RYSUNKÓW [0014] Niniejszy wynalazek zostanie teraz scharakteryzowany w sposób bardziej szczegółowy, na przykładach, z nawiązaniem do załączonych rysunków, gdzie: Rys. 1 przedstawia schemat blokowy systemu zgodnego z wynalazkiem, obejmującego stację pierwotną oraz przynajmniej [jedną] stację wtórną.

4 Rys. 2 jest wykresem czasowym przedstawiającym przyporządkowane przestrzenie poszukiwań w zgodności z daną realizacją wynalazku. SZCZEGÓŁOWY OPIS WYNALAZKU [0015] Niniejszy wynalazek odnosi się do metody komunikacji w sieci takiej jak np. sieć komórkowa. Na przykład siecią taką może być przedstawiona na Rys. 1 sieć UMTS. [0016] Jeżeli chodzi o Rys. 1, radiowy system komunikacyjny w zgodności z wynalazkiem obejmuje stację pierwotną (BS) 100 oraz wiele stacji wtórnych (MS) 110. Stacja pierwotna 100 obejmuje: mikrosterownik (^C) 102, urządzenia nadawczo odbiorcze (Tx/Rx) 104 podłączone do urządzenia antenowego 106, urządzenia regulacji mocy (PC) 107 do zmiany poziomu mocy przesyłanego sygnału, a także urządzenia podłączeniowe 108 dla podłączenia do PSTN lub innej odpowiedniej sieci. Każda stacja MS 110 obejmuje: mikrosterownik (^C) 112, urządzenia nadawczo odbiorcze (Tx/Rx) 114 podłączone do urządzenia antenowego 106, a także urządzenia regulacji mocy (PC) 118 do zmiany poziomu mocy przesyłanego sygnału. Komunikacja od stacji pierwotnej 100 do stacji telefonii mobilnej 110 przebiega poprzez kanał downlink, natomiast komunikacja od stacji wtórnej 110 do stacji pierwotnej 100 przebiega poprzez kanał uplink. [0017] Jednym z kanałów kontrolnych w kierunku downlink odbieranych przez stacje wtórne jest kanał PDDCH, gdzie każda stacja wtórna musi na ślepo dekodować wiele zbiorów CCE w celu wykrycia przypisanego do niej zbioru, jak określono w preambule opisu. [0018] W zgodności z pierwszą realizacją wynalazku, przedstawione są tu wyniki różnych symulacji przeprowadzonych przez wynalazców. W symulacjach tych zakładaliśmy, że dostępnych jest 48 CCE. Odpowiada to ilustracyjnej, przykładowej, pierwszej realizacji wynalazku. Przeanalizowano tu różne zbiory 48 przestrzeni poszukiwań dla 1 CCE. Każdemu użytkownikowi, do którego ma być przesłany 1 CCE, przypisano na chybił trafił jedną z tych 48 przestrzeni poszukiwań (nasz wybór odpowiadał wynikowi funkcji mieszającej tego urządzenia UE, które modelowaliśmy jako jednolite przy liczbach 1, 2,, 48). W tym przykładzie każda przestrzeń poszukiwań składała się z sześciu CCE. Przeanalizowano następujące zbiory przestrzeni poszukiwań: S_1: wszystkie sąsiednie przestrzenie poszukiwań tzn. w postaci {i, i + 2, i + 3, i + 4, i + 5}, gdzie 0 i 47, gdzie i jest to indeks CCE, a także wszystkie elementy modulo 48. S_5: wszystkie przestrzenie poszukiwań w postaci {i, i + 5, i + 10, i + 15, i + 20, i + 25}, gdzie 0 i 47, a także wszystkie elementy modulo 48. S_7: wszystkie przestrzenie poszukiwań w postaci {i, i + 7, i + 14, i + 21, i + 28, i + 35}, gdzie 0 i 47, a także wszystkie elementy modulo 48. S_d: wszystkie przestrzenie poszukiwań w postaci {i, i + 3, i + 7, i + 12, i + 22}, gdzie 0 i 47, a także wszystkie elementy modulo 48. Zbiór S_d został skonstruowany w taki sposób, że

5 wszystkie przestrzenie poszukiwań zachodzą na siebie tylko w 1 CCE. Tak więc na przykład przestrzeń poszukiwań S_5, której odpowiada i = 25, składa się z CCE o indeksie 25, 30, 35, 40, 45, 2 (gdzie 50 modulo 48 równa się 2). [0019] Rys. 2 ilustruje zastosowanie wzorca umożliwiającego minimalizację liczby elementów zasobów wspólnych w zgodności z pierwszą realizacją, w porównaniu z rozwiązaniami, jakie były stosowane dotychczas. Na Rysunku 2 przedstawiony został zbiór dostępnych zasobów 200. [0020] W systemie konwencjonalnym, jeżeli weźmiemy pod uwagę tylko zbiory 1 CCE i 8 CCE, przestrzeń poszukiwań dla jednej stacji wtórnej lub urządzenia UE dla wiadomości 8 CCE (2 położenia 208 skonstruowane są na podstawie sąsiednich group CCE) przedstawiona jest na Rysunku 2. Położenia 201 wiadomości 1 CCE (6 położeń sąsiednich) są takie, że istnieje prawdopodobieństwo, iż wszystkie możliwe położenia zostaną zablokowane, jeżeli inne urządzenie UE będzie odbierało wiadomość 8 CCE. [0021] W zgodności z pierwszą realizacją wynalazku, zbiór dostępnych zasobów 300 obejmuje przestrzeń poszukiwań dla jednego urządzenia UE dla wiadomości 8 CCE 308, jak na Rys. 2, gdzie 2 położenia skonstruowane są na podstawie grup sąsiednich CCE. Jeżeli chodzi o przestrzeń poszukiwań dla urządzenia UE dla wiadomości 1 CCE, przedstawionych jest 6 położeń nie sąsiednich 301. Położenia te nie są sąsiednie, co oznacza, iż zmniejszają one stopień zachodzenia na siebie z przestrzenią poszukiwań o wyższym poziomie agregacji, a w związku z tym zwiększają prawdopodobieństwo znalezienia takiego położenia, które umożliwia przesłanie niewielkiej wiadomości. [0022] W celu określenia początku przestrzeni poszukiwań każdej stacji wtórnej, każda stacja wtórna korzysta z funkcji mieszającej. Funkcje mieszające opisane w zgodności z tą realizacja mają na celu zmniejszenie prawdopodobieństwa ciągłego występowania kolizji. W rzeczywistości funkcje mieszające są takie, że prawdopodobieństwo, iż różne UE kolidują ze sobą w dwóch subramkach jest w przybliżeniu równe prawdopodobieństwu, że dwa urządzenia UE kolidują ze sobą w pierwszej z tych subramek razy prawdopodobieństwo, że dwa urządzenia UE kolidują ze sobą w drugiej z tych subramek. Innymi słowy zdarzenia kolizyjne w różnych subramkach są w przybliżeniu niezależne od siebie. [0023] W rzeczywistości opisujemy funkcje f s (x) gdzie x X, s {0,1,, T 1} do {0,1,, M 1}. W niniejszej sytuacji zmiennej x odpowiada UE_ID, natomiast s odpowiada liczbie subramek. Funkcje te posiadają następujące właściwości. 1. Dla każdego s {0,1,, T 1}, funkcja f s uzyskuje każdy element w {0,1,, M 1} w przybliżeniu równie często.

6 2. Dla wszystkich odrębnych s, t w {0,1,, T 1}, liczba elementów x w X takich, że f s (x) = i oraz f t (x) = j jest w przybliżeniu taka sama dla wszystkich wartości i oraz j. [0024] Proponujemy zastosować zbiór funkcji mieszających w postaci f s (x) = (Axmod M s )mod M gdzie A jest wartością stałą, natomiast M 0, M 1,, M T 1 są wartościami różnymi. Korzystnie jest, jeżeli M 0, M 1,, M T 1 są liczbami względnie pierwszymi wobec siebie nawzajem oraz wobec M. [0025] W ramach wariantu pierwszej realizacji wybrano następujące parametry: T = 10, UE_ID w X = {0,1,, }, M = 47, A = 1. Dla mnożników M 0, M 1,, M 9, bierzemy dziesięć liczb pierwszych bliskich 2 12, jak przedstawiono w poniższej tabeli. [0026] Dla przeanalizowania równoważności każdej z funkcji mieszających T = 10, tzn. powyższej właściwości 1, obliczyliśmy dla i = 0,, M 1 liczbę elementów x X, dla których f t (x) = i. Obliczyliśmy iloraz najmniejszej z tych liczb i największej z tych liczb. W przypadku rozkładu równoważnego iloraz ten równałby się jeden; dlatego też chcielibyśmy, aby ten iloraz wynosił w przybliżeniu jeden. Przy naszym konkretnym wyborze M 0, M 1,, M 9, obliczone ilorazy będą wynosić od 0,9885 do 0,9906. Tabela 1: Zestawienie mnożników s Ms s Ms [0027] W celu przeanalizowania niezależności funkcji mieszających f s i f t, tzn. powyższej właściwości 2, obliczyliśmy dla wszystkich par (ij) liczbę elementów x X, dla których f s (x) = i oraz f t (x) = j. [0028] Następnie obliczyliśmy iloraz najmniejszej z tychże liczb M 2 i największej z tychże liczb M 2. Byłoby idealnie, gdyby iloraz ten równał się jeden. Przy naszym konkretnym wyborze M 0, M 1,, M 9, obliczone ilorazy będą wynosić od 0,9752 do 0,9808. [0029] Można wyciągnąć wniosek, że w tej realizacji funkcje mieszające są w przybliżeniu równoważne i w przybliżeniu niezależne od siebie.

7 [0030] W przewidywanym zastosowaniu wartości T oraz zakres X są stałe, podczas gdy wartości M mogą być różne. Ze względów implementacyjnych korzystnie jest, jeżeli M 0, M 1,, M T 1 nie są zależne od M. Jeżeli pod M podstawimy 24, ilorazy obliczone dla równoważności będą wynosić od 0,9941 do 0,9952; ilorazy obliczone dla analiz niezależności będą wynosić od 0,9779 do 0,9889. Tak więc również w tym przypadku zaproponowane funkcje mieszające są w przybliżeniu równoważne i w przybliżeniu niezależne od siebie. Jeżeli pod M podstawimy 120, ilorazy obliczone dla równoważności będą wynosić od 0,9706 do 0,9762; ilorazy dla analiz niezależności będą wynosić od 0,9330 do 0,9474. [0031] Wynalazek może znaleźć zastosowanie w systemach telekomunikacji mobilnej, takich jak UMTS LTE czy też UMTS LTE Advanced, lecz także w niektórych wariantach każdego systemu komunikacyjnego, gdzie alokacja zasobów musi być przeprowadzona w sposób dynamiczny lub przynajmniej w sposób quasi trwały. [0032] W niniejszej specyfikacji i w zastrzeżeniach terminy a i an [przedimki nieokreślone występujące w języku angielskim] występujące przed danym elementem nie wykluczają możliwości występowania wielu takich elementów. Dalej, termin obejmować nie wyklucza możliwości występowania elementów lub kroków innych niż te, które zostały tu przytoczone. [0033] Znaki referencyjne zostały ujęte w zastrzeżeniach w nawiasy okrągłe w celu ułatwienia zrozumienia rozważań, a nie w celu wprowadzania do nich ograniczeń. [0034] Po zapoznaniu się z niniejszą pracą, inne modyfikacje będą oczywiste dla osób dobrze znających to zagadnienie. Takie modyfikacje mogą również obejmować inne właściwości, które w dziedzinie komunikacji radiowej są już dobrze znane.

8 Zastrzeżenia patentowe 1. Metoda komunikacji pomiędzy stacją pierwotną (100) a wieloma stacjami wtórnymi (110), obejmująca następujące kroki: (a) każda stacja wtórna jest skonstruowana w taki sposób, iż wyszukuje przynajmniej jedną z wielu przestrzeni poszukiwań, przy czym każda przestrzeń poszukiwań obejmuje przynajmniej jeden zbiór zasobów, gdzie do przesyłu wiadomości do żądanej stacji wtórnej wykorzystywany jest przynajmniej jeden zestaw zasobów, (b) przestrzeń poszukiwań danej stacji wtórnej ustalana jest na podstawie funkcji mieszającej f s (x) z x є X, s є {0,1,...,T 1} w {0,1,...,M 1}, przy czym x odpowiada identyfikatorowi stacji wtórnej, s to numer subramek, X odpowiada stałej wartości obszarowej, T liczbie funkcji mieszającej, a M stałej, przy czym funkcja mieszająca wykazuje następujące właściwości: dla każdego s є {0,1,...,T 1} funkcja f s uzyskuje każdy element w {0, 1,..,M 1} w przybliżeniu równie często; dla wszystkich różnych s, t w {0,1,...,T 1} funkcji mieszającej f s (x) i f t (x), liczba elementów x w X takich, że f s (x)=i oraz f t (x)=j jest w przybliżeniu taka sama dla wszystkich wartości wskaźników i oraz j; (c) na każdej stacji wtórnej, w skonfigurowanej przynajmniej jednej przestrzeni poszukiwań, następuje wyszukiwanie przesyłanej od stacji pierwotnej wiadomości kontrolnej adresowanej do rozważanej stacji wtórnej oraz odbiór tejże wiadomości kontrolnej.

9 2. Metoda wg zastrzeżenia 1, w którym dla dwóch różnych subramek, s i t, wyprowadzenia funkcji mieszającej są zasadniczo niezależne od siebie. 3. Metoda wg któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, w którym funkcja mieszająca wykazuje następującą formę: f(x,s)=(h(x)mod g(s))mod M, gdzie x to parametr każdej stacji wtórnej, s to numer subramki, h to funkcja zależna od x, g to funkcja zależna od s, M to stała, a mod to funkcja modulo. 4. Metoda wg zastrzeżenia 3, w którym h jest mnożnikiem stałym. 5. Metoda wg zastrzeżenia 3 lub 4, w którym parametr stacji wtórnej jest identyfikatorem stacji wtórnej. 6. Metoda wg któregokolwiek z zastrzeżeń 3 do 5, w którym g(s) to liczba pierwsza dla każdej wartości s. 7. Stacja pierwotna (100) obejmująca urządzenia do komunikacji z wieloma stacjami wtórnymi (110), przy czym stacja pierwotna obejmuje ponadto sposoby przyporządkowania w celu przypisania danej stacji wtórnej w przynajmniej jednej z wielu przestrzeni poszukiwań przynajmniej jednego zbioru zasobów, przy czym każda przestrzeń poszukiwań obejmuje przynajmniej jeden zbiór zasobów, w którym przestrzeń poszukiwań danej stacji wtórnej ustalana jest na podstawie funkcji mieszającej f s (x), gdzie x є X, s є {0,1,...,T 1} w {0,1...,M 1}, przy czym x odpowiada identyfikatorowi stacji wtórnej, s numerowi subramek, X odpowiada stałej wartości obszarowej, T liczbie funkcji mieszającej, a M stałej, przy czym funkcja mieszająca wykazuje następujące właściwości: dla każdego s є {0,1,...,T 1}, funkcja f s uzyskuje każdy element w {0,1,.,M 1} w przybliżeniu równie często; dla wszystkich różnych s, t w {0,1,...,T 1} funkcji mieszającej f s (x) i f t (x), liczba elementów x w X takich, że f s (x)=i oraz f t (x)=j jest w przybliżeniu taka sama dla wszystkich wartości wskaźników i oraz j.

10 8. Stacja wtórna (100) obejmuje środki do komunikacji ze stacją pierwotną (110), gdzie stacja wtórna obejmuje ponadto: urządzenia do sterowania, skonfigurowane w taki sposób, iż wyszukują przynajmniej jedną z wielu przestrzeni poszukiwań, przy czym każda przestrzeń poszukiwań obejmuje przynajmniej jeden zbiór zasobów, przy czym do przesyłu wiadomości do danej stacji wtórnej wykorzystywany jest przynajmniej jeden zbiór zasobów, a przestrzeń poszukiwań stacji wtórnej ustalana jest na podstawie funkcji mieszającej f s (x) gdzie x є X, s є {0,1,...,T 1} w {0,1,.,M 1}, gdzie x odpowiada identyfikatorowi stacji wtórnej, s numerowi subramki, X odpowiada stałej wartości obszarowej, T liczbie funkcji mieszających, a M stałej, przy czym funkcja mieszająca wykazuje następujące właściwości: dla każdego s є {0,1,...,T 1} funkcji mieszającej f s (x) i f t (x), funkcja f s uzyskuje każdy element w {0,1,...,M 1} w przybliżeniu równie często; dla wszystkich różnych s, t w {0,1,...,T 1} liczba elementów x w X, tak że fs(x)=i oraz ft(x)=j jest w przybliżeniu taka sama dla wszystkich wartości wskaźników i oraz j; przy czym urządzenia do sterowania są skonfigurowane w taki sposób, iż w konfigurowanej, przynajmniej jednej przestrzeni poszukiwań wyszukują i odbierają one adresowaną do danej stacji wtórnej wiadomość kontrolną ze stacji pierwotnej.

11

12