ПОДКАНАЛЫ ДЛЯ КАНАЛА ПРОИЗВОЛЬНОГО ДОСТУПА В СИСТЕМЕ ДУПЛЕКСНОЙ СВЯЗИ С ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ Российский патент 2005 года по МПК H04J13/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение, в целом, относится к системам беспроводной дуплексной связи с временным разделением каналов (ДСВР, TDD), в которых используется множественный доступ с кодовым разделением каналов. В частности, изобретение относится к подканалам для физического канала произвольного доступа (ФКПД), применяемого в таких системах.

Уровень техники

В системах связи множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР), в которых применяется дуплексная связь с частотным разделением каналов (ДСЧР, FDD), например, предложенных для проекта сотрудничества по третьему поколению (3GPP), физические каналы произвольного доступа (ФКПД) используются для передачи редких пакетов данных и системной информации управления от блоков пользовательского оборудования (ПО) или пользователей на Узел-В.

В системе ДСЧР/МДКР 3GPP, ФКПД делится на кадры 22₁-22₈ (22) радиоканала длительностью десять (10) миллисекунд, содержащие пятнадцать (15) временных интервалов 24, что показано на фиг.1. Кадры 22 радиоканала снабжены последовательными номерами от 0 до 255, которые являются системными номерами кадров. Системные номера кадров последовательно повторяются. Передача с произвольным доступом начинается в начале некоторого количества строго определенных промежутков времени, обозначенных как интервалы 26 доступа. Передачи 28₁-28₅ (28) с произвольным доступом от пользователей начинаются с конкретного интервала 26 доступа и продолжаются в течение одного или нескольких интервалов 26 доступа. Для отправки этих передач используется произвольно выбранная сигнатура, связанная с классом услуги доступа (КУД), присвоенным пользователю контроллером радиоресурсов сети.

ФКПД используется для редких пакетов данных и системной информации управления, и сеть использует подканалы ФКПД для дальнейшего разделения блоков ПО и классов услуги доступа. В системе ДСЧР/МДКР 3GPP каждый подканал связан с поднабором всех интервалов 26 доступа восходящей линии связи, что описано ниже.

Два последовательных кадра 22 радиоканала объединяются в один кадр 20 доступа. Кадр доступа делится на 15 интервалов 26 доступа. Длительность каждого интервала 26 доступа равна удвоенной длительности временных интервалов 24, что показано на фиг.1. Длительность кадра 22 радиоканала показана на фиг.1 двусторонними стрелками. Подканалы присваивают интервалам 26 доступа, последовательно нумеруя интервалы от 0 до 11, что показано на фиг.1. После присвоения подканала 11, следующий интервал 26 доступа получает номер 0, и нумерация повторяется. Нумерация интервалов 26 доступа для назначения подканалов повторяется каждые 8 кадров радиоканала или 80 миллисекунд (мс). Это повторение можно рассматривать как отсчет номеров кадров радиоканала по модулю (mod) 8. В ДСЧР/МДКР 3GPP используются множественные ФКПД. Каждый ФКПД уникальным образом связан с транспортным каналом канала произвольного доступа (КПД) и также связан с уникальной комбинацией скремблирующего кода заголовка, доступных сигнатур заголовка и доступных подканалов.

На фиг.2 показан один пример такой связи. КПД 0 30₀ спарен с ФКПД 0 32₀ посредством блока 31₀ кодирования. Данные, принятые по ФКПД 0 32₀, восстанавливают с использованием скремблирующего кода 0 34₀ заголовка и соответствующей сигнатуры 38 заголовка, с помощью которых данные были отправлены.

ФКПД 0 32₀ уникальным образом связан со скремблирующим кодом 0 34₀ заголовка и имеет три класса услуги доступа (КУД), а именно, КУД0 40₀, КУД1 40₁ и КУД2 40₂. Хотя в этом примере показано, что количество КУД равно трем, максимальное количество КУД равно восьми (8). Каждый КУД 40 имеет несколько доступных подканалов, доступных сигнатур заголовка и фактор персистенции. Фактор персистенции представляет персистенцию при повторной передаче сигнатуры заголовка после неудачной попытки доступа. В ДСЧР/МДКР 3GPP максимальное количество доступных подканалов 36 равно 12, и максимальное количество сигнатур 38 заголовка равно 16.

КПД 1 30₁ спарен с ФКПД 1 32₁. ФКПД 1 32₁ уникальным образом связан со скремблирующим кодом 1 34₁ заголовка, и его подканалы 36 и сигнатуры 38 заголовка распределены по четырем КУД 40, а именно, КУД0 40₃, КУД1 40₄, КУД2 40₅ и КУД3 40₆. КПД 2 30₂ спарен с ФКПД 2 32₂. ФКПД 2 32₂ использует скремблирующий код 2 34₂ заголовка, который также используется ФКПД 3 32₃. Для ФКПД 2 32₂ доступны три КУД 40, а именно, КУД0 40₇, КУД1 40₈ и КУД2 40₉. Поскольку ФКПД 2 и ФКПД 3 совместно используют скремблирующий код заголовка, ФКПД 2 32₂ не использует группу отделенных комбинаций "доступный подканал/доступная сигнатура заголовка". Отделенную область использует ФКПД 3 32₃.

КПД 3 30₃ спарен с ФКПД 3 32₃. ФКПД 3 32₃ также использует скремблирующий код 2 34₂ заголовка и использует КУД0 40₁₀ и КУД1 40₁₁. КУД0 40₁₀ и КУД1 40₁₁ содержат набор доступных подканалов/сигнатур, не используемый ФКПД 2 32₂.

Поскольку каждый КУД 40 ФКПД уникальным образом связан со скремблирующим кодом 34 заголовка и доступным набором сигнатур заголовка и подканалов, Узел-В может определять, какой ФКПД 32 и КУД 40 связан с принятыми данными ФКПД. В результате, принятые данные ФКПД поступают в соответствующий транспортный канал КПД. Хотя в этом примере показано, что каждый ФКПД 32 имеет КУД 40, разделенные по доступным сигнатурам заголовка, разделение можно также производить по подканалам 36.

Другая система связи, предусматривающая использование ФКПД, представляет собой систему МДКР, в которой применяется дуплексная связь с временным разделением каналов (ДСВР), например, предложенная система ДСВР/МДКР 3GPP. В системе ДСВР кадры радиоканала делятся на временные интервалы, используемые для переноса пользовательских данных. Каждый временной интервал используется для переноса данных только по восходящей или нисходящей линии связи. Напротив, в системе ДСЧР/МДКР восходящая и нисходящая линии связи разделены по частотному спектру. Хотя системы ДСЧР и ДСВР имеют совершенно разные радиоинтерфейсы, т.е. существенно отличаются на физическом уровне, желательно иметь аналогии между двумя системами, чтобы снизить уровень сложности на сетевых уровнях, например, на втором и третьем уровнях.

Соответственно, желательно определить подканалы для ФКПД в системе ДСВР.

Сущность изобретения

Заданы подканалы для физического канала произвольного доступа в системе беспроводной дуплексной связи с временным разделением каналов, в которой используется множественный доступ с кодовым разделением каналов. Ряд кадров радиоканала имеет последовательность временных интервалов. Для конкретного номера временного интервала в последовательности каждый подканал конкретного номера временного интервала уникальным образом задается одним кадром радиоканала из ряда.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схема интервалов доступа и подканалов для системы ДСЧР/МДКР.

Фиг.2 - схема конфигураций ФКПД в системе ДСЧР/МДКР.

Фиг.3 - схема подканалов в системе МДКР дуплексной связи с временным разделением каналов (ДСВР).

Фиг.4 - схема конфигураций ФКПД в системе ДСВР/МДКР.

Фиг.5 - упрощенная схема Узла-В/базовой станции и пользовательского оборудования, использующих ФКПД ДСВР/МДКР.

Подробное описание предпочтительного(ых) варианта(ов) осуществления

Хотя ниже, в порядке иллюстрации, рассмотрена система 3GPP, подканалы для ФКПД ДСВР применимы к другим системам.

На фиг.3 представлена предпочтительная реализация подканалов для временного интервала 3 для ФКПД системы ДСВР/МДКР. Каждый ФКПД 48 связан с одним номером временного интервала 56 и набором подканалов 50 и каналообразующих кодов 52, что показано на фиг.4. Для конкретного номера временного интервала 56, подканал 50 уникальным образом связан с кадром 44 радиоканала, который обозначен двусторонней стрелкой. В предпочтительной реализации, показанной на фиг.3, каждый подканал 50 последовательно присваивается последовательным кадрам 44 радиоканала. В порядке иллюстрации, подканал 0 связан с номером временного интервала j-го кадра радиоканала, например, кадра 0 радиоканала, что показано на фиг.4. Подканал 1 связан с тем же номером временного интервала следующего, (j+1)-го, кадра радиоканала, например, кадра 1 радиоканала.

После n кадров радиоканала, следующие n кадров присваиваются тем же подканалам 50. Например, подканал 0 присваивается кадру n+j радиоканала, в частности, кадру n радиоканала. Для конкретного временного интервала 56, подканалы 50 присваиваются на основании системного номера кадров, которые являются рядом повторяющихся кадров радиоканала. Предпочтительная схема предусматривает использование модульной функции системного номера кадра (СНК) для n подканалов. Для подканала i используется уравнение 1.

СНК mod n = i уравнение 1

mod n это функция модуля n. В одном примере используется функция модуля 8, например, согласно уравнению 2.

СНК mod 8 = i уравнение 2

В результате, как показано на фиг.3, в первом кадре 44₀, а именно, во временном интервале 3, назначен подканал 0. Во втором кадре 44₁ назначен подканал 1, и т.д., до восьмого кадра 44₇, где назначен подканал 7. Предпочтительно, количество подканалов равно 8, 4, 2 или 1. Хотя на фиг.3 показано назначение подканалов для временного интервала 3, такая же схема используется для любого номера временного интервала.

В системе ДСЧР/МДКР, каждый ФКПД 32 связан с уникальной комбинацией скремблирующего кода 34 заголовка, доступными подканалами 36 и доступными сигнатурами 38 заголовка. На фиг.4 показана одна возможная реализация четырех ФКПД.

Аналогичным образом каждый ФКПД 48 в системе ДСВР, предпочтительно, связан с уникальной комбинацией временного интервала 56, доступных каналообразующих кодов 50 (предпочтительно, максимум 8) и доступных подканалов 52 (предпочтительно, максимум 8). Пользователи используют каналообразующие коды 52 для передачи данных по восходящей линии связи. По аналогии с ДСЧР в системе ДСВР каждый ФКПД 48 спарен с транспортным каналом КПД 46 посредством блока 47 кодирования. На фиг.4 представлена общая конфигурация для ФКПД 48. Каждый ФКПД 48 связан с временным интервалом 56 и набором доступных подканалов 50 и доступных каналообразующих кодов 52. Согласно фиг.4, каждому ФКПД 48 в конкретном временном интервале присвоены эксклюзивные каналообразующие коды 52. Это позволяет приемнику ФКПД базовой станции различать между собой разные ФКПД 48, зная каналообразующие коды 52, используемые для восстановления принятых данных ФКПД.

КУД 54, предпочтительно, формируются разделением доступных подканалов 50 и каналообразующих кодов 52 того или иного ФКПД. Обычно количество КУД 54 ограничивается, например, восемью (8). КПД 0 46₀ принимает данные по ФКПД 0 48₀, декодируя данные, переданные во временном интервале 0 56₀, с помощью соответствующих каналообразующих кодов ФКПД 0 48₀. Доступные подканалы 50 и каналообразующие коды 52 делятся на три КУД 54, а именно, КУД0 54₀, КУД1 54₁ и КУД2 54₂. Показано, что каждый раздел задан каналообразующими кодами 52, хотя, в другой реализации, разделение можно осуществлять по подканалам 50 или уникальному набору комбинаций каналообразующий код/ подканал. В результате в данном примере каждый КУД 54 имеет уникальный набор каналообразующих кодов 52 для этого ФКПД 48. КУД 54, связанный с принятыми данными ФКПД, определяется с использованием каналообразующего кода 52, используемого для восстановления принятых данных ФКПД.

КПД 1 46₁ принимает данные по ФКПД 1 48₁, декодируя данные, переданные во временном интервале 1 56₁ с использованием каналообразующих кодов 52 ФКПД 1. Доступные подканалы 50 и каналообразующие коды 52 распределяются по четырем КУД 54, а именно, КУД0 54₃, КУД1 54₄, КУД2 54₅ и КУД3 54₆.

КПД 2 46₂ принимает данные по ФКПД 2 48₂, декодируя данные, переданные во временном интервале 2 56₂ с использованием каналообразующих кодов 52 ФКПД 2. Доступные подканалы 50 и каналообразующие коды 52 распределяются между тремя КУД 54, а именно, КУД0 54₇, КУД1 54₈ и КУД2 54₉, и недоступным разделом, используемым ФКПД 3 48₃. КПД 3 46₃ принимает данные по ФКПД 3 48₃, декодируя данные, переданные во временном интервале 2 56₂ с использованием каналообразующих кодов 52 ФКПД 3. Доступные подканалы 50 и каналообразующие коды 52 для временного интервала 2 56₂ распределяются между двумя КУД 54, а именно, КУД0 54₁₀ и КУД1 54₁₁, и недоступным разделом, используемым ФКПД 2 48₂. Согласно фиг.4, каналообразующие коды 52 эффективно делят временной интервал 2 56₂ между двумя ФКПД 48, а именно, ФКПД 2 48₂ и 3 48₃. Таким образом, в этом примере, данные, принятые во временном интервале 2 56₂, поступают на соответствующий ФКПД 48 в зависимости от того, какие каналообразующие коды использовались для передачи данных. Альтернативно в другой реализации разделение можно производить по подканалам 50 или комбинациям каналообразующий код/подканал.

Как показано в реализации ФКПД, представленной на фиг.4, пример конфигурации ФКПД ДСВР аналогичен иллюстративной конфигурации ФКПД ДСЧР, представленной на фиг.2. В системе ДСВР каждый ФКПД связан с временным интервалом 56. В системе ДСЧР каждый ФКПД связан со скремблирующим кодом 34 заголовка. КУД 54 в системе ДСВР, предпочтительно, разделяются по доступным каналообразующим кодам 52, а КУД 40 в системе ДСЧР - по доступным сигнатурам 38 заголовка. Благодаря таким аналогиям, проиллюстрированным в этих примерах, обработка на более высоких уровнях для ДСВР и ДСЧР может осуществляться аналогично.

На фиг.5 изображена упрощенная блок-схема системы ФКПД ДСВР. Для отправки информации ФКПД, например, назначенных ФКПД и КУД, на ПО 60 с сетевого контроллера 62 через Узел-В/базовую станцию 58, используется устройство 66 передачи информации ФКПД. Передаваемая информация ФКПД проходит через переключатель 70 или изолятор и излучается антенной 72 или антенной решеткой по беспроводному радиоканалу 74. ПО 60 принимает излученный сигнал с помощью антенны 76. Принятый сигнал проходит через переключатель 78 или изолятор в приемник 82 информации ФКПД.

Чтобы отправить данные по ФКПД с ПО 60 в базовую станцию 58, передатчик 80 ФКПД подвергает данные 84 ФКПД расширению по спектру с помощью одного из доступных кодов для ФКПД, присвоенных ПО 60, и мультиплексирует по времени расширенные данные с временным интервалом этого ФКПД. Расширенные данные проходят через переключатель 78 или изолятор и излучаются антенной 76 по беспроводному радиоинтерфейсу 74. Антенна 72 или антенная решетка на базовой станции 58 принимает излученный сигнал. Принятый сигнал проходит через переключатель 70 или изолятор в приемник 68 ФКПД. Приемник 68 ФКПД восстанавливает данные 84 ФКПД с помощью кода, используемого для расширения данных 84 ФКПД. Восстановленные данные 84 ФКПД поступают в транспортный канал 64₁-64_N КПД, связанный с этим ФКПД. Приемник 68 ФКПД получает информацию ФКПД, необходимую для восстановления данных 84 ФКПД, от сетевого контроллера 62.

Изобретение относится к системам беспроводной дуплексной связи. Технический результат заключается в снижении уровня сложности интерфейса на сетевых уровнях. Заданы подканалы для физического канала произвольного доступа в системе беспроводной дуплексной связи с временным разделением каналов, в которой используют множественный доступ с кодовым разделением каналов. Подканалы переносят информацию между системными пользователями и системной сетью. Ряд кадров радиоканала имеет последовательность временных интервалов. Для конкретного номера временного интервала в последовательности каждый подканал конкретного номера временного интервала уникальным образом задан одним кадром радиоканала из ряда. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ задания подканалов для физических каналов произвольного доступа в системе беспроводной дуплексной связи с временным разделением каналов, в которой используют множественный доступ с кодовым разделением каналов, причем подканалы используют в системе для разделения разных классов услуги доступа, заключающийся в том, что обеспечивают ряд кадров радиоканала, имеющих последовательность временных интервалов, для конкретного номера временного интервала последовательности уникальным образом задают каждый подканал конкретного номера временного интервала одним кадром радиоканала из ряда.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество подканалов равно N.3. Способ по п.2, отличающийся тем, что значения N выбирают равным 1, 2, 4 или 8.4. Способ по п.2, отличающийся тем, что каждый кадр радиоканала имеет системный номер кадра.5. Способ по п.3, отличающийся тем, что для присвоения каждого подканала соответствующему кадру радиоканала отсчитывают системный номер кадра как mod N.6. Физический канал произвольного доступа (ФКПД) системы беспроводной дуплексной связи с временным разделением каналов, в которой используется множественный доступ с кодовым разделением каналов, содержащий по меньшей мере один подканал, уникальным образом заданный одним кадром радиоканала из ряда кадров радиоканала и связанный с номером временного интервала, причем номер временного интервала в последовательности временных интервалов уникальным образом связан с ФКПД.7. ФКПД по п.6, отличающийся тем, что количество подканалов из, по меньшей мере, одного подканала равно N.8. ФКПД по п.7, отличающийся тем, что значение N выбрано равным 1,2, 4 или 8.9. ФКПД по п.7, отличающийся тем, что каждый кадр радиоканала имеет системный номер кадра.10. ФКПД по п.7, отличающийся тем, что каждый подканал присвоен соответствующему кадру радиоканала путем отсчета системного номера кадра как mod N.11. Система беспроводной дуплексной связи с временным разделением каналов, в которой используется множественный доступ с кодовым разделением каналов, содержащая сетевой контроллер, разделяющий блоки пользовательского оборудования по подканалам физических каналов произвольного доступа (ФКПД), причем подканалы уникальным образом заданы одним кадром радиоканала из ряда кадров радиоканалов и подканал связан с номером временного интервала в последовательности временных интервалов в каждом кадре радиоканала.12. Система по п.11, отличающаяся тем, что дополнительно содержит базовую станцию, передающую информацию класса услуги доступа (КУД) на блоки пользовательского оборудования, причем каждый класс услуги доступа связан с поднабором подканалов.13. Система по п.12, отличающаяся тем, что дополнительно содержит блоки пользовательского оборудования, принимающие передаваемую информацию.14. Система по п.13, отличающаяся тем, что блоки пользовательского оборудования используют информацию КУД для передач ФКПД.15. Система по п.14, отличающаяся тем, что в информации КУД указаны каналообразующие коды для передач ФКПД.16. Система по п.11, отличающаяся тем, что количество подканалов, связанных с одним ФКПД, равно N.17. Система по п.16, отличающаяся тем, что значение N выбрано равным 1, 2, 4 или 8.18. Система по п.17, отличающаяся тем, что каждый кадр радиоканала имеет системный номер кадра.19. Система по п.18, отличающаяся тем, что каждый подканал присваивается соответствующему кадру радиоканала путем отсчета системного номера кадра как mod N.