Изобретение в целом относится к системе беспроводной связи и, в частности, к устройству и способу приема и передачи общей управляющей информации, одновременно применимой к абонентским станциям.
Уровень техники
В системе связи четвертого поколении (4G), которая является системой связи следующего поколения, проводится активное исследование на технологии для предоставления пользователям услуг, гарантирующих различные уровни качества обслуживания (QoS) на высокой скорости передачи данных. Популярная система связи третьего поколения (3G), в целом, поддерживает скорость передачи данных, приблизительно равную 384 кбит/с во внешней среде канала, имеющего относительно плохую среду канала, и поддерживает скорость передачи данных, максимально равную 2 мбит/с во внутренней среде канала, имеющего относительно хорошую среду канала.
Кроме того, система связи беспроводной локальной вычислительной сети (LAN) и система связи беспроводной городской (региональной) вычислительной сети (MAN) в целом поддерживают скорость передачи данных, равную 20-50 мбит/с. Поэтому в текущей системе связи четвертого поколения (4G) проводится активное исследование новой системы связи, обеспечивающей мобильность и качество обслуживания (QoS) для системы связи беспроводной локальной вычислительной сети (LAN) и системы связи беспроводной городской (региональной) вычислительной сети (MAN), поддерживающей относительно высокую скорость передачи данных для поддержки высокоскоростного обслуживания.
Система связи беспроводной городской (региональной) вычислительной сети (MAN), более конкретно система связи беспроводного широкополосного доступа, имеет более широкую зону обслуживания и поддерживает более высокую скорость передачи данных по сравнению с системой связи беспроводной локальной вычислительной сети (LAN). Система связи стандарта института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) 802.16a использует схему мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM) и/или схему множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA) для поддержки сети широкополосной передачи для физического канала системы связи беспроводной городской (региональной) вычислительной сети (MAN). Система связи IEEE 802.16a представляет собой систему связи беспроводного широкополосного доступа, использующую схему OFDM/OFDMA.
Фиг.1 - графическое представление, схематично иллюстрирующее обычную систему связи IEEE 802.16a. На Фиг.1 система связи IEEE 802.16a имеет конфигурацию единственной соты и включает в себя базовую станцию (BS) 100 и множество абонентских станций (SS), то есть первая абонентская станция 110 (SS № 1), вторая абонентская станция 120 (SS № 2), третья абонентская станция 130 (SS № 3), четвертая абонентская станция 140 (SS № 4) и пятая абонентская станция 150 (SS № 5), которыми управляет базовая станция 100. Обмен сигналами между базовой станцией 100 и абонентскими станциями 110, 120, 130, 140 и 150 выполняется посредством использования схемы OFDM/OFDMA.
Как иллюстрировано на Фиг.1, абонентские станции 110, 120, 130, 140 и 150 находятся на разных расстояниях от базовой станции 100, и в целом среды радиоволн, то есть состояния каналов абонентских станций 110, 120, 130, 140 и 150 являются разными, согласно расстояниям от базовой станции 100. Таким образом, первая абонентская станция 110, которая находится на самом коротком расстоянии от базовой станции 100, имеет наилучшее состояние канала, а пятая абонентская станция 150, которая находится на самом большом расстоянии от базовой станции 100, имеет наихудшее состояние канала.
На Фиг.1 состояния канала будут различаться пятью состояниями: «наилучшее» состояние, «хорошее» состояние, «нормальное» состояние, «плохое» состояние и «наихудшее» состояние. В данном случае критерий для различия пяти состояний канала основан на пороге (пороговой величине) для различия состояний каналов, обеспеченных в системе связи IEEE 802.16a. Однако операция различия состояний канала согласно порогу (пороговой величине) непосредственно не связана с данным изобретением. Поэтому в данном документе ее подробное описание будет опущено.
Кроме того, несмотря на то, что на состояния каналов между базовой станцией 100 и абонентскими станциями 110, 120, 130, 140 и 150 влияют их промежуточные расстояния, а также препятствия, существующие между базовой станцией 100 и абонентскими станциями 110, 120, 130, 140 и 150, или помехи, вызванные другими сигналами, на Фиг.1 предполагается, что на состояния каналов влияют расстояния от базовой станции 100.
Данная система беспроводной связи использует импульсную характеристику пакетных данных при распределении (выделении) радиоресурсов для передачи пакетных данных. В следующем описании система беспроводной связи ссылается на систему связи IEEE 802.16a.
В целом при передаче данных канала система связи IEEE 802.16a назначает выделенный канал целевой абонентской станции данных канала и передает данные канала по назначенному выделенному каналу. Таким образом, для передачи данных канала система связи IEEE 802.16a назначает выделенные радиоресурсы абонентской станции и передает данные канала по назначенным выделенным радиоресурсам.
Несмотря на это, при передаче пакетных данных система связи IEEE 802.16a назначает совместно используемые ресурсы, то есть совместно используемый канал, вместо назначения выделенных ресурсов с учетом эффективности радиоресурсов, и передает пакетные данные по назначенному совместно используемому каналу. Поэтому базовая станция динамически распределяет (выделяет) ресурсы нисходящей линии связи и восходящей линии связи для каждой из ее абонентских станций, с использованием операции планирования, и предоставляет информацию о ресурсах нисходящей линии связи и восходящей линии связи каждой из абонентских станций в виде общей управляющей информация (CCI) каждого кадра.
Кроме того, система связи IEEE 802.16a модулирует и кодирует передаваемый конкретной абонентской станции сигнал, с использованием схемы модуляции и кодирования, предназначенной для среды радиоволн, то есть состояния канала абонентской станции.
Как описано выше, на состояния каналов базовой станции и абонентских станций влияют различные факторы. В связи с этим была предложена адаптивная схема модуляции и кодирования (AMC) в качестве схемы для передачи сигнала, с использованием разных схем модуляции и кодирования, согласно состояниям каналов между базовой станцией и абонентскими станциями. Таким образом, адаптивная схема модуляции и кодирования (AMC) представляет собой схему передачи сигнала с выбором разных схем модуляции и схем кодирования согласно состояниям каналов между сотой, или базовой станцией, и абонентскими станциями, таким образом улучшая эффективность всей соты.
Адаптивная схема модуляции и кодирования (AMC) имеет множество схем модуляции и множество схем кодирования и модулирует/кодирует индивидуальный сигнал с использованием комбинации схем модуляции и схем кодирования. Обычно каждую из комбинаций схем модуляции и схем кодирования называют «MCSs» и возможно определить множество MCSs, с первого по N-ый уровень, согласно количеству MCSs. Более конкретно адаптивная схема модуляции и кодирования (AMC) представляет собой схему для адаптивного выбора уровня MCS согласно состояниям каналов между базовой станцией и абонентскими станциями, таким образом улучшая эффективность всей системы базовой станции.
Как описано выше, система связи IEEE 802.16a управляет обменом сигналами между базовой станцией и абонентскими станциями, согласно состоянию канала каждой из абонентских станций, с использованием адаптивной схемы модуляции и кодирования (AMC). Однако в связи с тем, что общая управляющая информация, как, например, системная информация (SI) и информация о распределении (выделении) ресурсов, должна быть принята одновременно всеми абонентскими станциями, обслуживаемыми базовой станцией, базовая станция должна передать общую управляющую информация на самом устойчивом уровне MCS так, чтобы даже абонентская станция, имеющая наихудшее состояние канала, могла нормально принять общую управляющую информацию.
Например, обеспеченные в системе связи IEEEe 802.16a уровни MCS показаны в Таблице 1.
Как показано в Таблице 1, система связи IEEE 802.16a обеспечивает пять уровней MCS (с нулевого уровня по четвертый уровень), причем с увеличением индекса уровня MCS состояние канала становится лучше. Напротив, с уменьшением индекса уровня MCS состояние канала становится хуже. Таким образом, для нулевого уровня MCS используются схема модуляции, имеющая самый низкий порядок модуляции, и схема кодирования, имеющая самую низкую скорость кодирования, таким образом минимизируя эффективность ресурсов. Однако для четвертого уровня MCS используются схема модуляции, имеющая самый высокий порядок модуляции, и схема кодирования, имеющая самую высокую скорость кодирования, таким образом максимизируя эффективность ресурсов.
Кроме того, параметры MCS, соответствующие уровням MCS, в случае передачи по нисходящей линии связи, включены в сообщение дескриптора канала нисходящей линии связи (DCD), а в случае передачи по восходящей линии связи включены в сообщение дескриптора канала восходящей линии связи (UCD). Система связи IEEE 802.16a использует индекс уровня MCS в качестве кода использования пакетного сигнала нисходящей линии связи (DIUC) и кода использования пакетного сигнала восходящей линии связи (UIUC) для восходящей линии связи и нисходящей линии связи. Кроме того, при плохом состоянии канала необходимо вставить дополнительные биты для увеличения скорости приема сигнала.
Увеличение количества дополнительно вставленных битов увеличивает скорость приема, но уменьшает эффективность ресурсов (= количество информационных битов / количество битов передачи). В системе связи IEEE 802.16a для гарантии заданной скорости приема предварительно определяется количество битов, которые должны быть дополнительно вставлены, согласно состоянию канала.
Что касается Фиг.1, в связи с тем, что первая абонентская станция 110 имеет лучшее состояние канала, несмотря на то, что базовая станция 100 может выбрать любой один из пяти уровней MCS при передаче сигнала, первая абонентская станция 110 может принять сигнал без ошибок. Однако базовая станция 100 при передаче сигнала в первую абонентскую станцию 110 выбирает четвертый уровень MCS из пяти уровней MCS с учетом эффективности ресурсов. Однако в связи с тем, что пятая абонентская станция 150 имеет наихудшее состояние канала, базовая станция 100 должна выбрать нулевой уровень MCS, который является самым устойчивым уровнем MCS, при передаче сигнала в пятую абонентскую станцию 150, таким образом пятая абонентская станция 150 может нормально принять сигнал.
Для осуществления связи между базовой станцией и абонентской станцией базовая станция и абонентская станция должны обменяться сигналами, используя тот же самый уровень MCS. Если используемый в базовой станции уровень MCS отличается от используемого в абонентской станции уровня MCS, то нормальный обмен сигналами между базовой станцией и абонентской станцией не будет достигнут. Процесс обмена информацией на определенном уровне MCS между базовой станцией и абонентской станцией непосредственно не связан с данным изобретением, поэтому его подробное описание будет опущено.
Как описано выше, в связи с тем, что общая управляющая информация должна быть принята одновременно всеми абонентскими станциями (с первой абонентской станции 110 по пятую абонентскую станцию 150), обслуживаемыми базовой станцией 100, то базовая станция 100 должна передать общую управляющую информация на нулевом уровне MCS, который является самым устойчивым уровнем MCS, так, чтобы даже абонентская станция, имеющая наихудшее состояние канала, то есть пятая абонентская станция 150, среди абонентских станций 110-150, могла нормально принять общую управляющую информацию.
Прежде, чем будет дано описание общей управляющей информации, здесь предполагается, что сообщение MAP нисходящей линии связи (DL_MAP) и сообщение MAP восходящей линии связи (UL_MAP) системы связи IEEE 802.16a являются примерами общей управляющей информации. Элементы информации (IE) включены в сообщение DL_MAP показанным в Таблице 2 способом.
Как показано в Таблице 2, сообщение DL_MAP включает в себя множество элементов информации (IE), то есть тип сообщения управления, указывающий тип сообщения передачи, поле (область) PHY (физической) синхронизации, установленное согласно схеме модуляции и схеме демодуляции, применимым к физическому каналу для осуществления синхронизации, подсчет DCD, указывающий подсчет, соответствующий изменению в конфигурации сообщения дескриптора канала нисходящей линии связи, включающего в себя профиль пакетного сигнала нисходящей линии связи, ID базовой станции, указывающий идентификатор базовой станции, количество элементов n DL_MAP, указывающее на количество элементов, следующих за идентификатором базовой станции, DIUC или индекс уровня MCS для выделения блока радиоресурсов, и информацию о местоположении, указывающую на информацию о местоположении блока радиоресурсов.
В Таблице 3 показаны элементы информации (IE), включенные в сообщение UL_MAP.
Как показано в Таблице 3, сообщение UL_MAP включает в себя множество элементов информации (IE), то есть тип сообщения управления, указывающий тип сообщения передачи, идентификатор (ID) канала восходящей линии связи, указывающий используемый идентификатор канала восходящей линии связи, подсчет UCD, указывающий подсчет, соответствующий изменению в конфигурации сообщения UCD, включая профиль пакетного сигнала восходящей линии связи, количество n элементов UL_MAP, указывающий количество элементов следующих за подсчетом UCD, начальный момент распределения (выделения), указывающий на информацию о времени распределения (выделения) ресурсов восходящей линии связи, UIUC или индекс уровня MCS для назначенного блока радиоресурсов, информация о местоположении, указывающая на информацию о местоположении блока радиоресурсов, и CID, указывающий на идентификатор подключения абонентской станции, которая будет использовать назначенный блок радиоресурсов.
В связи с тем, что сообщение DL_MAP и сообщение UL_MAP являются общей управляющей информацией, базовая станция 100 передает сообщение DL_MAP и сообщение UL_MAP с использованием четвертого уровня MCS, который является самым устойчивым уровнем MCS, так, чтобы абонентские станции 110-150 (с первой по пятую) одновременно могли нормально принимать сообщение DL_MAP и сообщение UL_MAP. Однако общая управляющая информация, то есть сообщение DL_MAP и сообщение UL_MAP, включает в себя информацию, которую абонентские станции 110-150 (с первой по пятую) должны принять одновременно, а именно индекс уровня MCS для блока радиоресурсов, назначенного базовой станцией 100, и информацию о местоположении блока радиоресурсов.
Таким образом, в сообщении DL_MAP: синхронизация PHY, информация о дескрипторе канала нисходящей линии связи, подсчет DCD, идентификатор (ID) базовой станции и количество n элементов информации DL_MAP являются информацией, которую абонентские станции 110-150 (с первой по пятую) должны принять одновременно, а DIUC и информация о местоположении не является информацией, которую абонентские станции 110-150 (с первой по пятую) должны принять одновременно, а является информацией, которую должна принять только соответствующая абонентская станция. В сообщении UL_MAP идентификатор (ID) канала восходящей линии связи, подсчет UCD, количество n элементов UL_MAP и начальный момент распределения (выделения) являются информацией, которую абонентские станции 110-150 (с первой по пятую) должны принять одновременно, а CID, UIUC и информация о местоположении не является информацией, которую абонентские станции 110-150 (с первой по пятую) должны принять одновременно, а является информацией, которую должна принять только соответствующая абонентская станция.
Фиг.2 - график, схематично иллюстрирующий применение адаптивной схемы модуляции и кодирования (AMC) в обычной системе связи IEEE 802.16a. Прежде, чем будет дано описание Фиг.2, предполагается, что система связи IEEE 802.16a идентична в конфигурации системе связи IEEE 802.16a, описанной со ссылкой на Фиг.1. Как иллюстрировано на Фиг.2, базовая станция 100 передает общую управляющую информацию 211 с использованием нулевого уровня MCS, передает первый радиоресурс 213, включающий в себя данные, определяющие четвертую абонентскую станцию 140, с использованием первого уровня MCS, передает второй радиоресурс 215, включающий в себя данные, определяющие первую абонентскую станцию 110 с использованием четвертого уровня MCS, передает третий радиоресурс 217, включающий в себя данные, определяющие третью абонентскую станцию 130 с использованием второго уровня MCS и передает четвертый радиоресурс 219, включающий в себя данные, определяющие вторую абонентскую станцию 120 с использованием третьего уровня MCS. Общая управляющая информация 211, то есть сообщение DL_MAP и сообщение UL_MAP, включает в себя информацию о распределенных (выделенных) радиоресурсах, то есть информацию о распределении (выделении) для радиоресурсов 213-219 (с первого по четвертый), и, несмотря на то, что информация о распределении (выделении) для радиоресурсов 213-219 (с первого по четвертый) может быть принята только соответствующими абонентскими станциями, потому что она включена в общую управляющую информацию 211, базовая станция 100 передает информацию о распределении (выделении) для радиоресурсов 213-219 (с первого по четвертый) с использованием нулевого уровня MCS, который является самым устойчивым уровнем MCS.
Например, как иллюстрировано на Фиг.2, базовой станции 100 разрешена передача информации (то есть DIUC и информации о местоположении) в блоке радиоресурсов нисходящей линии связи, определяющем только первую абонентскую станцию 110, а информацию (то есть CID, UIUC и информацию о местоположении) - в блоке радиоресурсов восходящей линии связи в общей управляющей информации, то есть в сообщении DL_MAP и сообщении UL_MAP, с использованием четвертого уровня MCS, тем не менее базовая станция 100 передает информацию (то есть DIUC и информацию о местоположении) в блоке радиоресурсов нисходящей линии связи, определяющем только первую абонентскую станцию 110, а информацию (то есть CID, UIUC и информацию о местоположении) - в блоке радиоресурсов восходящей линии связи с использованием нулевого уровня MCS, потому что они также являются общей управляющей информацией.
В результате информация (то есть DIUC и информация о местоположении) передается в блоке радиоресурсов нисходящей линии связи, определяющем только первую абонентскую станцию 110, а информация (то есть CID, UIUC и информация о местоположении) передается в блоке радиоресурсов восходящей линии связи с использованием излишне устойчивой модуляции и кодирования, вызывая служебные сигналы или данные. Несмотря на то, что информация, определяющая только первую абонентскую станцию 110, была описана посредством примера, информация для определения только одной из абонентских станций 120-140 (со второй по четвертую) также вызывает служебные сигналы или данные. Как описано выше, передача общей управляющей информации с использованием самого устойчивого уровня MCS нежелательно уменьшает эффективность ресурсов.
Сущность изобретения
Задача данного изобретения заключается в том, чтобы создать устройство и способ приема и передачи общей управляющей информации в системе беспроводной связи.
Другая задача данного изобретения заключается в том, чтобы создать устройство и способ приема и передачи общей управляющей информации посредством адаптивного выбора АМС согласно характеристике общей управляющей информации в системе беспроводной связи.
Еще одна задача данного изобретения заключается в том, чтобы создать устройство и способ приема и передачи общей управляющей информации для максимизирования эффективности ресурсов в системе беспроводной связи.
В соответствии с первым аспектом данного изобретения предложен способ передачи общей управляющей информации от базовой станции в множество абонентских станций, расположенных в зоне обслуживания базовой станции, в системе беспроводной связи. Способ содержит этапы, на которых формируют общую управляющую информацию, включающую в себя первую информацию, которую обычно передают во все из множества абонентских станций, и вторую информацию, которую индивидуально передают в множество абонентских станций, согласно состояниям каналов множества абонентских станций, причем первую информацию передают с использованием уровня схемы модуляции и кодирования (MCS), имеющего схему модуляции с самым низким порядком и схему кодирования с самой низкой скоростью кодирования среди всех уровней MCS, доступных в базовой станции, и при этом вторую информацию передают с использованием уровней MCS, которые корректируют по заданному уровню из уровней MCS, соответствующих состояниям каналов множества абонентских станций.
В соответствии со вторым аспектом данного изобретения предложен способ передачи общей управляющей информации от базовой станции в множество абонентских станций, расположенных в зоне обслуживания базовой станции, в системе беспроводной связи. Способ содержит этапы, на которых формируют общую управляющую информацию, включающую в себя первую информацию, которую обычно передают одновременно во все из множества абонентских станций, и вторую информацию, которую индивидуально передают в множество абонентских станций, согласно состояниям каналов множества абонентских станций, причем первую информацию передают с использованием уровня схемы модуляции и кодирования (MCS), соответствующего состоянию канала абонентской станции, имеющей наихудшее состояние канала среди множества абонентских станций, при этом вторую информацию передают с использованием уровней MCS, соответствующих состояниям каналов множества абонентских станций.
В соответствии с третьим аспектом данного изобретения предложено устройство для передачи общей управляющей информации от базовой станции в множество абонентских станций, расположенных в зоне обслуживания базовой станции, в системе беспроводной связи. Устройство содержит контроллер для формирования общей управляющей информации, включающей в себя первую информацию, которая обычно передается во все из множества абонентских станций, и вторую информацию, которая индивидуально передается множеству абонентских станций, согласно состояниям каналов множества абонентских станций, выбора уровня схемы модуляции и кодирования (MCS), имеющего схему модуляции с самым низким порядком и схему кодирования с самой низкой скоростью кодирования среди всех уровней MCS, доступных в базовой станции, в качестве уровня MCS, который будет применен к первой информации, и выбора уровней MCS, которые корректируются по заданному уровню из уровней MCS, соответствующих состояниям каналов множества абонентских станций, в качестве уровней MCS, которые будут применены ко второй информации, кодер для кодирования первой информации и второй информации с использованием схем кодирования, соответствующих уровням MCS, выбранным контроллером, модулятор для модулирования первой информации и второй информации, закодированной кодером, с использованием схем модуляции, соответствующих уровням MCS выбранным контроллером, и передатчик для преобразования выводимого из модулятора сигнала в радиочастотный (RF) сигнал и для передачи радиочастотного (RF) сигнала.
В соответствии с четвертым аспектом данного изобретения предложено устройство для передачи общей управляющей информации от базовой станции в множество абонентских станций, расположенных в зоне обслуживания базовой станции, в системе беспроводной связи. Устройство содержит контроллер для формирования общей управляющей информации, включающей в себя первую информацию, которая обычно передается во все из множества абонентских станций, и вторую информацию, которая индивидуально передается в множество абонентских станций, согласно состояниям каналов множества абонентских станций, для выбора уровня схемы модуляции и кодирования (MCS), соответствующего состоянию канала абонентской станции, имеющей наихудшее состояние канала среди множества абонентских станций, в качестве уровня MCS, который будет применен к первой информации, и для выбора уровней MCS, соответствующих состояниям каналов множества абонентских станций, в качестве уровней MCS, которые будут применены ко второй информации, кодер для кодирования первой информации и второй информации, с использованием схем кодирования, соответствующих уровням MCS, выбранным контроллером, модулятор для модулирования первой информации и второй информации, закодированной кодером с использованием схем модуляции, соответствующих уровням MCS, выбранным контроллером, и передатчик для преобразования выводимого из модулятора сигнала в радиочастотный (RF) сигнал и для передачи радиочастотного (RF) сигнала.
В соответствии с пятым аспектом данного изобретения предложен способ приема общей управляющей информации, передаваемой от базовой станции в множество абонентских станций, расположенных в зоне обслуживания базовой станции, в системе беспроводной связи. Способ содержит этапы, на которых демультиплексируют принятый сигнал для обнаружения общей управляющей информации, включающей в себя первую информацию, которую обычно принимают все из множества абонентских станций, и вторую информацию, которую множество абонентских станций индивидуально принимают согласно состояниям каналов множества абонентских станций, декодируют первую информацию посредством демодуляции и декодирования общей управляющей информации согласно схеме модуляции и схеме кодирования, соответствующим уровню схемы модуляции и кодирования (MCS), применяемому к первой информации в базовой станции, и декодируют вторую информацию посредством демодуляции и декодирования общей управляющей информации согласно схеме модуляции и схеме кодирования, соответствующим уровням MCS, применяемым ко второй информации в базовой станции.
В соответствии с шестым аспектом данного изобретения предложено устройство для приема общей управляющей информации, передаваемой от базовой станции в множество абонентских станций, расположенных в зоне обслуживания базовой станции, в системе беспроводной связи. Устройство содержит приемник для демультиплексирования принятого сигнала, предназначенный для обнаружения общей управляющей информации, включающей в себя первую информацию, которую обычно принимают все из множества абонентских станций, и вторую информацию, которую множество абонентских станций индивидуально принимают согласно состояниям каналов множества абонентских станций, демодулятор для демодуляции общей управляющей информации согласно схеме модуляции, соответствующей уровню схемы модуляции и кодирования (MCS), применяемому к первой информации в базовой станции, и демодуляции общей управляющей информации согласно схемам модуляции, соответствующим уровням MCS, применяемым ко второй информации, и декодер для декодирования демодулированной общей управляющей информации согласно схеме кодирования, соответствующей уровню MCS, применяемому к первой информации в базовой станции, и декодирования демодулированной общей управляющей информации согласно схемам кодирования, соответствующим уровням MCS, применяемым ко второй информации.
В соответствии с седьмым аспектом данного изобретения предложен способ передачи общей управляющей информации от базовой станции в множество абонентских станций, расположенных в зоне обслуживания базовой станции, в системе беспроводной связи. Способ содержит этапы, на которых классифицируют множество абонентских станций на множество групп согласно их состояниям каналов, и передают общую управляющую информацию, соответствующую множеству групп, с использованием уровней схемы модуляции и кодирования (MCS), соответствующих состояниям каналов групп.
В соответствии с восьмым аспектом данного изобретения предложено устройство для передачи общей управляющей информации от базовой станции в множество абонентских станций, расположенных в зоне обслуживания базовой станции, в системе беспроводной связи. Устройство содержит контроллер для классификации множества абонентских станций на множество групп согласно их состояниям каналов и для выбора уровней схемы модуляции и кодирования (MCS), соответствующих состояниям каналов множества групп, в качестве уровней MCS, которые будут применены к общей управляющей информации, соответствующей каждой из множества групп, кодер для кодирования общей управляющей информации с использованием схем кодирования, соответствующих уровням MCS, выбранным контроллером, модулятор для модулирования общей управляющей информации, кодированной кодером, с использованием схем модуляции, соответствующих уровням MCS, выбранным контроллером, и передатчик для преобразования выводимого из модулятора сигнала в радиочастотный (RF) сигнал и для передачи радиочастотного (RF) сигнала.
В соответствии с девятым аспектом данного изобретения предложен способ приема общей управляющей информации, передаваемой от базовой станции в множество абонентских станций, расположенных в зоне обслуживания базовой станции, в системе беспроводной связи. Способ содержит этапы, на которых демультиплексируют принятый сигнал и обнаруживают общую управляющую информацию, которую множество абонентских станций принимают индивидуально, согласно их состояниям каналов, и демодулируют, и декодируют общую управляющую информацию согласно схемам модуляции и схемам кодирования, соответствующим уровням схемы модуляции и кодирования (MCS), применяемым к общей управляющей информации в базовой станции.
В соответствии с десятым аспектом данного изобретения предложено устройство для приема общей управляющей информации, передаваемой от базовой станции в множество абонентских станций, расположенных в зоне обслуживания базовой станции, в системе беспроводной связи. Устройство содержит приемник для демультиплексирования принятого сигнала и обнаружения общей управляющей информации, которую множество абонентских станций принимают индивидуально согласно их состояниям каналов, демодулятор для демодулирования общей управляющей информации согласно схемам модуляции, соответствующим уровням схемы модуляции и кодирования (MCS), применяемым к общей управляющей информации в базовой станции, и декодер для декодирования демодулированной общей управляющей информации согласно схемам кодирования, соответствующим уровням MCS.
В соответствии с одиннадцатым аспектом данного изобретения предложен способ передачи общей управляющей информации от базовой станции в множество абонентских станций, расположенных в зоне обслуживания базовой станции, в системе беспроводной связи. Способ содержит этапы, на которых классифицируют множество абонентских станций на множество групп согласно их состояниям каналов, формируют первую общую управляющую информацию, которую обычно передают одновременно во все из множества абонентских станций, причем первую общую управляющую информацию помещают с более низкими скоростью кодирования и модуляции перед другой информацией, и формируют вторую общую управляющую информацию, которую индивидуально передают в множество групп, причем каждая вторая общая управляющая информация имеет разные модуляцию и скорость кодирования.
Краткое описание чертежей
Вышеупомянутые и другие задачи, признаки и преимущества данного изобретения станут более очевидными из следующего подробного описания, взятого совместно с сопроводительными чертежами, на которых изображено следующее:
Фиг.1 - графическое представление, схематично иллюстрирующее обычную систему связи IEEE 802.16a;
Фиг.2 - график, схематично иллюстрирующий применение схемы AMC в обычной системе связи IEEE 802.16a;
Фиг.3 - график, схематично иллюстрирующий применение схемы AMC в системе связи IEEE 802.16a, согласно варианту осуществления данного изобретения;
Фиг.4 - графическое представление, схематично иллюстрирующее передатчик для системы связи IEEE 802.16a, согласно данному изобретению;
Фиг.5 - графическое представление, схематично иллюстрирующее приемник в системе связи IEEE 802.16a, согласно данному изобретению;
Фиг.6 - блок-схема, иллюстрирующая процесс передачи общей управляющей информации в системе связи IEEE 802.16a, согласно данному изобретению;
Фиг.7 - блок-схема, иллюстрирующая процесс приема общей управляющей информации в системе связи IEEE 802.16a, согласно данному изобретению;
Фиг.8 - график, иллюстрирующий формат кадра для системы связи IEEE 802.16a, согласно данному изобретению; и
Фиг.9 - график, схематично иллюстрирующий применение схемы AMC в системе связи IEEE 802.16a, согласно данному изобретению.
Подробное описание предпочтительного варианта осуществления данного изобретения
Далее со ссылкой на приложенные чертежи будут подробно описаны несколько предпочтительных вариантов осуществления данного изобретения. На чертежах аналогичные или подобные элементы обозначаются одинаковыми ссылочными номерами, даже если они изображены на разных чертежах. Кроме того, в описании подробное описание включенных в данный документ известных функций и конфигураций было опущено для простоты.
Данное изобретение предлагает устройство и способ увеличения эффективности ресурсов посредством передачи общей управляющей информации (CCI), которую все абонентские станции (SS) должны обычно принимать, согласно характеристике общей управляющей информации и состояниям каналов абонентских станций, с использованием адаптивной схемы модуляции и кодирования (AMC) в системе беспроводной связи.
В следующем описании система связи стандарта института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) 802.16a, определенная посредством применения схемы мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM) и/или схемы множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA) к системе связи городской (региональной) вычислительной сети (MAN), которая является системой связи беспроводного широкополосного доступа (BWA), используется в качестве примера системы беспроводной связи.
Как описано выше, схема AMC представляет собой схему для передачи сигнала с использованием разных схем модуляции и кодирования (MCS) согласно состояниям каналов между базовой станцией (BS) и абонентскими станциями. Таким образом, схема AMC является схемой передачи сигнала с возможностью выбора другой схемы модуляции и схемы кодирования согласно состояниям каналов между сотой, или базовой станцией, и абонентскими станциями, таким образом, улучшая эффективность всей соты.
Схема AMC имеет множество схем модуляции и множество схем кодирования и модулирует/кодирует сигнал канала с использованием комбинации схем модуляции и схем кодирования. Обычно каждую из комбинаций схем модуляции и схем кодирования называют «MCS», а также возможно определить множество MCS с первого уровня по N-ый, согласно количеству MCS. Более определенно, схема AMC представляет собой схему для адаптивного выбора уровня MCS согласно состояниям каналов между базовой станцией и абонентскими станциями, таким образом, улучшая эффективность всей системы базовой станции.
Фиг.3 - график, схематично иллюстрирующий применение схемы AMC в системе связи IEEE 802.16a, согласно данному изобретению. Прежде, чем будет дано описание Фиг.3, предполагается, что система связи IEEE 802.16a идентична в конфигурации системе связи IEEE 802.16a, описанной со ссылкой на Фиг.1, за исключением того, что одна абонентская станция, то есть шестая абонентская станция (не показана), располагается на том же самом месте, как и третья абонентская станция 130.
Как описано со ссылкой на Фиг.1, первая абонентская станция 110, находящаяся на самом коротком расстоянии от базовой станции 100, имеет лучшее состояние канала, а пятая абонентская станция 150, находящаяся на самом большом расстоянии от базовой станции 100, имеет наихудшее состояние канала. Кроме того, как описано со ссылкой на Фиг.1, состояния канала будут различаться пятью состояниями: «наилучшее» состояние, «хорошее» состояние, «нормальное» состояние, «плохое» состояние и «наихудшее» состояние. Кроме того, предполагается, что система связи IEEE 802.16a имеет пять уровней MCS (с нулевого уровня MCS по четвертый уровень MCS), как описано со ссылкой на Таблицу 1.
Общая управляющая информация может включать в себя сообщение MAP нисходящей линии связи (DL_MAP) и сообщение MAP восходящей линии связи (UL_MAP), описанные со ссылкой на Таблицы 2 и 3, или сообщение гибридного автоматического запроса на повторную передачу передачи (HARQ_MAP). Сообщение HARQ_MAP включает в себя компактное сообщение DL_MAP и компактное сообщение UL_MAP, включая некоторые из элементов информации (IE), включенных в сообщение DL_MAP и сообщение UL_MAP. Элементы информации (IE), включенные в компактное сообщение DL_MAP и компактное сообщение UL_MAP, непосредственно не связаны с данным изобретением, и поэтому в данном документе их подробное описание будет опущено.
Как описано выше, в сообщении DL_MAP, PHY (физическая) синхронизация, установленная согласно схеме модуляции и схеме демодуляции, применяющаяся к физическому каналу для достижения синхронизации, информация о дескрипторе канала нисходящей линии связи (DCD), подсчет DCD, указывающий на подсчет, соответствующий изменению в конфигурации сообщения DCD, включая профиль пакетного сигнала нисходящей линии связи, идентификатор (ID) базовой станции, указывающий на идентификатор базовой станции и количество n элементов DL_MAP, указывающее на количество элементов, следующих после идентификатора (ID) базовой станции, являются информацией, которую все абонентские станции, обслуживаемые базовой станцией 100, должны принять одновременно, а DIUC (код использования пакетных сигналов нисходящей линии связи), или индекс уровня MCS для распределяемого (выделяемого) блока радиоресурсов и информация о местоположении, указывающая на информацию о местоположении блока радиоресурсов, - не являются информацией, которую одновременно должны принять все абонентские станции, а вернее, является информацией, которую должна принять только соответствующая абонентская станция.
В сообщении UL_MAP идентификатор (ID) канала восходящей линии связи, указывающий на используемый идентификатор канала восходящей линии связи, подсчет UCD, указывающий на подсчет, соответствующий изменению в конфигурации сообщения UCD (дескриптора канала восходящей линии связи), включая профиль пакетного сигнала восходящий линия связи, количество n элементов UL_MAP, указывающее на количество элементов, следующих после подсчета UCD, и начальный момент распределения (выделения), указывающий на информацию о времени распределения (выделения) ресурсов восходящей линии связи, являются информацией, которую все абонентские станции должны принять одновременно, а UIUC (код использования пакетных сигналов восходящей линии связи) или индекс уровня MCS для распределяемого (выделяемого) блока радиоресурсов, информация о местоположении, указывающая на информацию о местоположении блока радиоресурсов, и CID (идентификатор (ID) подключения), указывающий на идентификатор (ID) подключения абонентской станции, который будет использовать распределяемый (выделяемый) блок радиоресурсов, - не являются информацией, которую все абонентские станции должны принимать одновременно, а являются информацией, которую должна принять только соответствующая абонентская станция. Сообщение HARQ_MAP не является информацией, которую все абонентские станции должны принять одновременно, а является информацией, которую должны принять только соответствующие абонентские станции, то есть абонентская станция, имеющая аналогичное состояние канала.
На Фиг.3, при передаче общей управляющей информации 311, базовая станция 100 передает информацию, которую должны принять одновременно все абонентские станции, обслуживаемые базовой станцией 100, с использованием нулевого уровня MCS, который является самым устойчивым уровнем MCS, и передает информацию, которую должна принять только соответствующая абонентская станция, с использованием уровня MCS, определенного согласно состоянию канала соответствующей абонентской станции. Операция назначения уровня MCS для информации, которую должна принять только соответствующая абонентская станция, в общей управляющей информации 311, будет описана позже.
Базовая станция 100 передает первый радиоресурс 313, включая данные, определяющие четвертую абонентскую станцию 140, с использованием первого уровня MCS, и передает второй радиоресурс 315, включая данные, определяющие первую абонентскую станцию 110, с использованием четвертого уровня MCS. Затем базовая станция 100 передает третий радиоресурс 317, включая данные, определяющие третью абонентскую станцию 130 и шестую абонентскую станцию, с использованием второго уровня MCS, и передает четвертый радиоресурс 319, включая данные, определяющие вторую абонентскую станцию 120, с использованием третьего уровня MCS. Здесь третий радиоресурс 317 включает в себя часть, назначенную третьей абонентской станции 130, и другую часть, назначенную шестой абонентской станции, для того чтобы они были переданы вместе с CID для идентификации адресата данных.
Базовая станция 100 выбирает уровень MCS согласно состоянию канала соответствующей абонентской станции для информации, которую должна принять только соответствующая абонентская станция, в общей управляющей информации 311. Однако в связи с тем, что даже для информации, которую должна принять только соответствующая абонентская станция, нужно гарантировать более высокую надежность, чем у обычных данных, исключая управляющую информацию, данное изобретение передает соответствующую информацию с использованием уровня MCS, который меньше на один уровень, по сравнению с уровнем MCS, соответствующим состоянию канала соответствующей абонентской станции. Альтернативно базовая станция 100 может передать информацию с использованием уровня MCS, соответствующего состоянию канала соответствующей абонентской станции. В этом случае понижается только надежность, по сравнению с тем, когда базовая станция 100 передает информацию с использованием уровня MCS, меньшего на один.
Базовая станция 100 передает первую информацию 321 о распределении (выделении) радиоресурсов, которая должна быть передана только в четвертую абонентскую станцию 140, с использованием нулевого уровня MCS передает вторую информацию 323 о распределении (выделении) радиоресурсов, которая должна быть передана только в первую абонентскую станцию 110, с использованием третьего уровня MCS передает третью информацию 325 о распределении (выделении) радиоресурсов, которая должна быть передана только в третью абонентскую станцию 130 и в шестую абонентскую станцию, с использованием первого уровня MCS, и передает четвертую информацию 327 о распределении (выделении) радиоресурсов, которая должна быть передана только во вторую абонентскую станцию 120, с использованием второго уровня MCS.
Таким образом, данное изобретение классифицирует характеристику общей управляющей информации 311 согласно тому, все ли абонентские станции должны принять ее, или только соответствующая абонентская станция должна принять ее. Данное изобретение передает информацию, которую должны принять все абонентские станции, с использованием самого устойчивого уровня MCS, то есть нулевого уровня MCS, и передают информацию, которую должна принять только соответствующая абонентская станция, с использованием уровня MCS, который ниже на заданный уровень, например на один уровень, чем уровень MCS, соответствующий состоянию канала соответствующей абонентской станции, таким образом, увеличивая и эффективность ресурсов и надежность.
Фиг.9 - график, схематично иллюстрирующий применение AMC в системе связи IEEE 802.16a, согласно другому варианту осуществления данного изобретения. Прежде, чем будет дано описание Фиг.9, предполагается, что система связи IEEE 802.16a идентична в конфигурации системе связи IEEE 802.16a, описанной со ссылкой на Фиг.3. Таким образом, как описано со ссылкой на Фиг.3, первая абонентская станция 110, находящаяся на самом коротком расстоянии от базовой станции 100, имеет наилучшее состояние канала, а пятая абонентская станция 150, находящаяся на самом большом расстоянии от базовой станции 100, имеет наихудшее состояние канала. Кроме того, шестая абонентская станция расположена в том же самом месте, где расположена третья абонентская станция 130, как описано со ссылкой на Фиг.3.
Первый вариант осуществления данного изобретения отдельно не задает информацию, которую все абонентские станции должны принять одновременно, в общей управляющей информации. Однако для того чтобы абонентские станции нормально приняли информацию радиоресурсов, которая является информацией о распределении (выделении) для радиоресурсов, распределяемых (выделяемых) соответствующим абонентским станциям, информация о декодировании для нормального декодирования информации о распределении (выделении) радиоресурсов должна быть включена в общую управляющую информацию. Кроме того, в связи с тем, что информация о распределении (выделении) радиоресурсов закодирована согласно уровню MCS, определенному в зависимости от состояния канала соответствующей абонентской станции, размер и местоположение информации о распределении (выделении) радиоресурсов являются разными для соответствующих абонентских станций. Поэтому базовая станция должна сообщить абонентской станции размер и местоположение информации о распределении (выделении) радиоресурсов через общую управляющую информацию. Абонентская станция считывает информацию о декодировании и декодирует информацию о распределении (выделении) радиоресурсов с уровнем MCS, соответствующим размеру и местоположению соответствующей информации о распределении (выделении) радиоресурсов. В данном документе термин «информация о декодировании» для информации о распределении (выделении) радиоресурсов относится к уровню MCS, размеру и информации о местоположении информации о распределении (выделении) радиоресурсов, соответствующей уровню MCS.
На Фиг.9 второй вариант осуществления данного изобретения почти идентичен первому варианту осуществления данного изобретения способом использования AMC, за исключением того, что информация 929 о декодировании для информации о распределении (выделении) радиоресурсов добавлена в общую управляющую информацию 311, описанную в связи с Фиг.3. Как описано выше, в связи с тем, что уровни MCS, фактически используемые для информации радиоресурсов, являются разными, первый и второй варианты осуществления различаются только тем, что размеры или местоположения с первой информации 321 о распределении (выделении) радиоресурсов по четвертую информацию 327 о распределении (выделении) радиоресурсов являются разными. Поэтому, в данном документе, подробное описание аналогичных частей, как иллюстрировано на Фиг.3, будет опущено.
Фиг.4 - графическое представление, схематично иллюстрирующее структуру передатчика для системы связи IEEE 802.16a, согласно данному изобретению. На Фиг.4 передатчик или базовая станция включает в себя блок 410 распределения (выделения) радиоресурсов, кодер 411, блок 413 перемежения, преобразователь 415 символов, контроллер 417 AMC, последовательно-параллельный (S/P) преобразователь 419, блок 421 вставки пилот-символов, модуль 423 обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT), параллельно-последовательный (P/S) преобразователь 425, блок 427 вставки защитного интервала, цифроаналоговый (D/A) преобразователь 429 и радиочастотный (RF) процессор 431.
Блок 410 распределения (выделения) радиоресурсов распределяет (выделяет) ресурсы нисходящей линии связи и восходящей линии связи приемникам или абонентским станциям, формирует общую управляющую информацию согласно распределенным (выделенным) ресурсам нисходящей линии связи и восходящей линии связи и выводит сформированную общую управляющую информацию на кодер 411. Процесс распределения (выделения) ресурсов нисходящей линии связи и восходящей линии связи абонентским терминалам с помощью блока 410 распределения (выделения) радиоресурсов 410 непосредственно не связан с данным изобретением, и его подробное описание будет опущено. Кодер 411 кодирует общую управляющую информацию с использованием схемы кодирования, которой управляет контроллер 417 AMC, и выводит закодированную общую управляющую информацию в блок 413 перемежения.
Контроллер AMC 417 выбирает схему кодирования, соответствующую самому устойчивому уровню MCS для информации, которую должны принять все абонентские станции, в общей управляющей информации и выбирает схему кодирования, соответствующую уровню MCS, который ниже на один уровень по сравнению с уровнем MCS, соответствующим состоянию канала соответствующей абонентской станции для информации, которую должна принять только соответствующая абонентская станция, в общей управляющей информации. Например, здесь предполагается, что схема кодирования является скоростью кодирования. Блок 413 перемежения перемежает кодированную общую управляющую информацию с использованием заданной схемы перемежения и выводит перемеженную общую управляющую информацию в преобразователь 415 символов. Здесь случайная схема перемежения может использоваться для схемы перемежения.
Преобразователь 415 символов модулирует кодированные биты, выходящие из блока 413 перемежения, в символы модуляции с использованием схемы модуляции, которой управляет контроллер 417 AMC, и выводит символы модуляции на последовательно-параллельный преобразователь 419. Здесь для схемы модуляции может использоваться квадратурная фазовая модуляция (QPSK) или шестнадцатеричная квадратурная амплитудная модуляция (16QAM), а контроллер 417 AMC выбирает схему модуляции, соответствующую самому устойчивому уровню MCS, для информации, которую должны принять все абонентские станции в общей управляющей информации, и выбирает схему модуляции, соответствующую уровню MCS, который ниже на один уровень, по сравнению с уровнем MCS, соответствующим состоянию канала соответствующей абонентской станции для информации, которую должна принять только соответствующая абонентская станция в общей управляющей информации.
Последовательно-параллельный преобразователь 419 преобразует в параллельное представление последовательные символы модуляции, выходящие из преобразователя 415 символов, и выводит преобразованные в параллельное представление символы модуляции в блок 421 вставки пилот-символов. Блок 421 вставки пилот-символов вставляет пилот-символы в преобразованные в параллельное представление символы модуляции, выходящие из последовательно-параллельного преобразователя 419, и выводит символы модуляции со вставленным пилотом в модуль 423 обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT).
Модуль 423 обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT) выполняет N-точечное обратное быстрое преобразование Фурье (IFFT) сигналов, выходящих из блока 421 вставки пилот-символов, и выводит обработанные обратным быстрым преобразованием Фурье (IFFT) сигналы на параллельно-последовательный преобразователь 425. Параллельно-последовательный преобразователь 425 преобразовывает в последовательное представление сигналы, выходящие из модуля 423 обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT), и выводит преобразованный в последовательное представление сигнал на блок 427 вставки защитного интервала. Блок 427 вставки защитного интервала вставляет сигнал защитного интервала в сигнал, выходящий из параллельно-последовательного преобразователя 425, и выводит сигнал со вставленным защитным интервалом на цифроаналоговый преобразователь 429. Защитный интервал вставляется для устранения помех между символом OFDM, переданным в предыдущий раз, и символом OFDM, передающимся в текущем времени. Сигнал защитного интервала вставляется по циклической префиксной схеме или циклической постпрефиксной схеме. В циклической префиксной схеме заданное количество последних выборок символа OFDM во временной области копируется и вставляется в допустимый символ OFDM, а в циклической постфиксной схеме заданное количество первых выборок символа OFDM во временной области копируется и вставляется в допустимый символ OFDM.
Цифроаналоговый преобразователь 429 преобразует в аналоговое представление сигнал, выходящий из блока 427 вставки защитного интервала, и выводит преобразованный в аналоговое представление сигнал на радиочастотный (RF) процессор 431. Радиочастотный (RF) процессор 431, включающий в себя фильтр и модуль препроцессора, выполняет РЧ-обработку сигнала, выходящего из цифроаналогового преобразователя 429 так, чтобы сигнал мог быть фактически передан по воздуху и передает РЧ-обработанный сигнал по воздуху через антенну.
Фиг.5 - графическое представление, схематично иллюстрирующее приемник в системе связи IEEE 802.16a, согласно данному изобретению. На Фиг.5 приемник или абонентский терминал включает в себя радиочастотный (RF) процессор 511, аналого-цифровой (A/D) преобразователь 513, блок 515 исключения защитного интервала, последовательно-параллельный (S/P) преобразователь 517, модуль 519 быстрого преобразования Фурье (FFT), корректор 521, экстрактор (блок извлечения) 523 пилот-символов, блок 525 оценки канала, параллельно-последовательный (P/S) преобразователь 527, блок 529 обратного преобразования символов, блок 531 обратного перемежения, декодер 533 и контроллер 535 AMC.
Сигнал, передаваемый передатчиком или базовой станцией в системе связи IEEE 802.16a, описанной со ссылкой на Фиг.4, принимается через антенну приемника, принимаемый сигнал испытывает влияние многолучевого канала и имеет шумовой компонент. Принятый через антенну сигнал вводится в радиочастотный (RF) процессор 511, который преобразовывает с понижением частоты принятый через антенну сигнал в сигнал промежуточной частоты (IF) и выводит сигнал промежуточной частоты (IF) на аналого-цифровой преобразователь 513. Аналого-цифровой преобразователь 513 выполняет преобразование в цифровое представление аналогового сигнала, выходящего из радиочастотного (RF) процессора 511, и выводит преобразованный в цифровое представление сигнал на блок 515 исключения защитного интервала.
Блок 515 исключения защитного интервала 515 исключает сигнал защитного интервала из преобразованного в цифровое представление сигнала, выходящего из аналого-цифрового преобразователя 513, и выводит сигнал с исключенным защитным интервалом на последовательно-параллельный преобразователь 517. Последовательно-параллельный преобразователь 517 выполняет преобразование в параллельное представление последовательного сигнала, выходящего из блока 515 исключения защитного интервала, и выводит преобразованный в параллельное представление сигнал на модуль 519 быстрого преобразования Фурье (FFT). Модуль 519 быстрого преобразования Фурье (FFT) выполняет N-точечное быстрое преобразование Фурье (FFT) сигнала, выходящего из последовательно-параллельного преобразователя 517, и выводит обработанный быстрым преобразованием Фурье (FFT) сигнал на корректор 521 и экстрактор 523 пилот-символов. Корректор 521 выполняет частотную коррекцию канала сигнала, выходящего из модуля 519 быстрого преобразования Фурье (FFT), и выводит сигнал с выполненной частотной коррекцией канала на параллельно-последовательный преобразователь 527. Параллельно-последовательный преобразователь 527 выполняет преобразование в последовательное представление параллельного сигнала, выходящего из корректора 521, и выводит преобразованный в последовательное представление сигнал на блок 529 обратного преобразования символов.
Обработанный быстрым преобразованием Фурье (FFT) сигнал, выходящий из модуля 519 обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT), вводится в экстрактор 523 пилот-символов, затем экстрактор 523 пилот-символов извлекает символы из обработанного быстрым преобразованием Фурье (FFT) сигнала, выходящего из модуля 519 быстрого преобразования Фурье (FFT), и выводит извлеченные пилот-символы на блок 525 оценки канала. Блок 525 оценки канала выполняет оценку канала на извлеченных пилот-символах, выходящих из экстрактора 523 пилот-символов, и выводит результат оценки канала на корректор 521. Абонентская станция формирует информацию о качестве канала (CQI), соответствующую результату оценки канала из блока 525 оценки канала, и передает сформированную информацию о качестве канала (CQI) базовой станции через передатчик CQI (не показан).
Блок 529 обратного преобразования символов демодулирует сигнал, выходящий из параллельно-последовательного преобразователя 527, с использованием схемы демодуляции, соответствующей используемой в базовой станции схеме модуляции, и выводит демодулированный сигнал на блок 531 обратного перемежения. Информация об используемой в базовой станции схеме модуляции обеспечивается из контроллера AMC 535 и, несмотря на то, что не показано на Фиг.5, контроллеру 535 AMC предоставляют отдельную информацию о схеме модуляции из базовой станции. Блок 531 обратного перемежения осуществляет обратное перемежение сигнала, выходящего из блока 529 обратного преобразования символов, с использованием схемы обратного перемежения, соответствующей используемой в базовой станции схеме перемежения, и выводит сигнал обратно перемеженный в декодер 533.
Декодер 533 декодирует подвергнутый обратному перемежению сигнал, выходящий из блока 531 обратного перемежения, с использованием схемы декодирования, соответствующей используемой в базовой станции схеме кодирования, и выводит декодированный сигнал в качестве общей управляющей информации посредством передатчика. Кроме того, информация об используемой в базовой станции схеме кодирования обеспечивается из контроллера 535 AMC, и несмотря на то, что не показано на Фиг.5, контроллеру 535 AMC предоставляют отдельную информацию о схеме кодирования из базовой станции.
Фиг.6 - блок-схема, иллюстрирующая процесс передачи общей управляющей информации в системе связи IEEE 802.16a, согласно данному изобретению. На Фиг.6, на этапе 611, передатчик или базовая станция системы связи IEEE 802.16a распределяет (выделяет) ресурсы нисходящей линии связи и восходящей линии связи для приемника или абонентской станции системы связи IEEE 802.16a и формирует общую управляющую информацию, согласно распределенным (выделенным) ресурсам нисходящей линии связи и восходящей линии связи. На этапе 613 базовая станция выбирает уровень MCS, который будет использоваться для общей управляющей информации. Здесь при выборе уровня MCS для общей управляющей информации базовая станция выбирает самый устойчивый уровень MCS для информации, которую должны принять все абонентские станции в общей управляющей информация, и выбирает уровень MCS, который ниже на один, по сравнению с уровнем MCS, соответствующим состоянию канала соответствующей абонентской станции, для информации, которую должна принять только соответствующая абонентская станция в общей управляющей информации.
Более определенно, во втором варианте осуществления данного изобретения базовая станция включает в себя информацию о декодировании для нормального декодирования информации, которую должна принять только соответствующая абонентская станция, то есть информации о распределении (выделении) радиоресурсов, в общей управляющей информации, в связи с тем, что блоки информации о распределении (выделении) радиоресурсов закодированы с использованием разных уровней MCS.
На этапе 615 базовая станция модулирует и кодирует общую управляющую информацию согласно выбранному уровню MCS, а затем осуществляется переход на этап 617. На этапе 617 базовая станция передает модулированную кодированную общую управляющую информацию абонентским станциям по нисходящей линии связи, а затем процесс завершается.
Фиг.7 - блок-схема, иллюстрирующая процесс приема общей управляющей информации в системе связи IEEE 802.16a, согласно данному изобретению. На Фиг.7, на этапе 711, приемник или абонентская станция системы связи IEEE 802.16a принимает сигнал по нисходящей линии связи. На этапе 713 абонентская станция обнаруживает общую управляющую информацию посредством мультиплексирования принимаемого сигнала по нисходящей линии связи. Более определенно, во втором варианте осуществления данного изобретения информация о декодировании для декодирования информации о распределении (выделении) радиоресурсов включена в общую управляющую информацию.
На этапе 715 абонентская станция демодулирует и декодирует обнаруженную общую управляющую информацию согласно используемому в базовой станции уровню MCS. Более определенно, во втором варианте осуществления данного изобретения абонентская станция демодулирует и декодирует обнаруженную общую управляющую информацию согласно используемому в базовой станции уровню MCS посредством соответствующего размера в местоположении информации о распределении (выделении) радиоресурсов, которую абонентская станция должна самостоятельно декодировать, согласно информации о декодировании. В этом случае абонентская станция может декодировать информацию о распределении (выделении) радиоресурсов с более высокой надежностью.
На этапе 717 абонентская станция определяет, успешно ли было выполнено декодирование общей управляющей информации. Если определено, что декодирование общей управляющей информации было выполнено успешно, то на этапе 719 абонентская станция выполняет операцию, соответствующую общей управляющей информации, то есть операцию приема данных через область (поле) радиоресурсов, соответствующих информации о радиоресурсах, включенной в общую управляющую информацию, а затем процесс завершается. Однако, если на этапе 717 определено, что декодирование общей управляющей информации не выполнено, то на этапе 721 абонентская станция отказывается от декодированной информации, и процесс завершается.
Фиг.8 - график, иллюстрирующий формат кадра для системы связи IEEE 802.16a, согласно первому варианту осуществления данного изобретения. На Фиг.8 горизонтальная ось представляет количество символов OFDMA, а вертикальная ось представляет количество подканалов. Как иллюстрировано на Фиг.8, один кадр OFDMA включает в себя множество, например, 8 символов OFDMA. Один символ OFDMA включает в себя множество, например, N сигналов поднесущих. Здесь термин «подканал» относится к каналу, включающему в себя заданное количество поднесущих. Кроме того, как описано выше, общая управляющая информация включает в себя сообщение DL_MAP и сообщение UL_MAP или сообщение HARQ_MAP, и на Фиг.8 предполагается, что общая управляющая информация включает в себя сообщение DL_MAP и сообщение UL_MAP.
Помимо всего прочего Фиг.8 иллюстрирует два случая, то есть первый случай, в котором базовая станция 100 передает общую управляющую информацию и пользовательские данные третьей абонентской станции 130, имеющей «нормальное» состояние канала, а третья абонентская станция 130 принимает общую управляющую информацию и пользовательские данные, и второй случай, в котором базовая станция 100 передает общую управляющую информацию первой абонентской станции 110, имеющей «наилучшее» состояние канала, а первая абонентская станция 110 передает пользовательские данные по восходящей линии связи.
Базовая станция 100 распределяет пользовательские данные 815-1 третьей абонентской станции 130, включая CID A, и пользовательские данные 815-2 шестой абонентской станции, включая CID B третьей и шестой абонентских станций, с использованием того же самого уровня QoS (качества обслуживания) и того же самого уровня MCS, для третьего пакетного сигнала 815 нисходящей линии связи. Тем же способом базовая станция 100 распределяет пользовательские данные и CID соответствующей абонентской станции для каждого пакетного сигнала нисходящей линии связи, необходимого в одном кадре OFDMA в пределах уровня MCS, поддерживаемого системой связи IEEE 802.16a.
Кроме того, базовая станция 100 выполняет преобразование информации о смещении в модулях символов или распределении (выделении) частоты поднесущей, способной к отличию пакетных сигналов нисходящей линии связи, передаваемых третьей абонентской станции 130, то есть информации об уровне и позиции MCS, которая будет использоваться для третьего пакетного сигнала 815 нисходящей линии связи, для информации о распределении (выделении) третьего пакетного сигнала 813 нисходящей линии связи в сообщение 812 DL_MAP, которое является общей управляющей информацией.
Несмотря на то, что на Фиг.8 не изображено - во втором варианте осуществления данного изобретения общая управляющая информация включает в себя информацию о декодировании для декодирования информации о распределении (выделении) радиоресурсов, то есть уровня MCS и информации о местоположении и размере информации о распределении (выделении) радиоресурсов, соответствующей уровню MCS. Затем базовая станция 100 кодирует и модулирует сообщение 812 DL_MAP и пакетные сигналы нисходящей линии связи с использованием соответствующего уровня MCS и передает результаты абонентским станциям.
Третья абонентская станция 130 принимает сигнал нисходящей линии связи и обнаруживает общую управляющую информацию из принятого сигнала нисходящей линии связи. Таким образом, третья абонентская станция 130 обнаруживает информацию, которую должны принять все абонентские станции, то есть Синхронизацию PHY, Подсчет DCD, Идентификатор (ID) базовой станции и количество n Элементов DL_MAP из сообщения DL_MAP, описанного со ссылкой на Таблицу 2, посредством применения самого устойчивого уровня MCS к обнаруженной общей управляющей информации. После этого третья абонентская станция 130 демодулирует и декодирует обнаруженную общую управляющую информацию с использованием уровня MCS, который на один уровень ниже по сравнению с уровнем MCS, соответствующим состоянию канала третьей абонентской станции 130, для приобретения информации о распределении (выделении) пакетных сигналов нисходящей линии связи для пакетных сигналов нисходящей линии связи.
Более определенно, третья абонентская станция 130 декодирует первую информацию о распределении (выделении) пакетных сигналов нисходящей линии связи с использованием уровня MCS, который ниже на один уровень по сравнению с уровнем MCS, соответствующим его состоянию канала. Однако третья абонентская станция 130 терпит неудачу при декодировании из-за различия уровня MCS, используемого для первой информации о распределении (выделении) пакетных сигналов нисходящей линии связи, вследствие чего он отказывается от соответствующей информации. Соответственно, третья абонентская станция 130 декодирует вторую информацию о распределении (выделении) пакетных сигналов нисходящей линии связи, третью информацию 813 о распределении (выделении) пакетных сигналов нисходящей линии связи и четвертую информацию о распределении (выделении) пакетных сигналов нисходящей линии связи. В связи с тем, что только третья информация 813 о распределении (выделении) пакетных сигналов нисходящей линии связи использует тот же самый уровень MCS, то нормально декодируется только третья информация 813 о распределении (выделении) пакетных сигналов нисходящей линии связи. Поэтому третья абонентская станция 130 обращается к пакетному сигналу нисходящей линии связи, соответствующему третьей информации 813 о распределении (выделении) пакетных сигналов нисходящей линии связи, то есть третьему пакетному сигналу 815 нисходящей линии связи, и демодулирует пользовательские данные с использованием уровня MCS, аналогичного уровню MCS, соответствующему его состоянию канала.
Несмотря на то, что на Фиг.8 не изображено - во втором варианте осуществления данного изобретения, третья абонентская станция 130 обнаруживает информацию о декодировании для декодирования третьей информации 813 о распределении (выделении) пакетных сигналов нисходящей линии связи, представляющей местоположение третьего пакетного сигнала 815 нисходящей линии связи из общей управляющей информации, и обнаруживает местоположение и размер информации о распределении (выделении) пакетных сигналов нисходящей линии связи, с применяемым к ней уровнем MCS. Поэтому третья абонентская станция 130 декодирует третью информацию 813 о распределении (выделении) пакетных сигналов нисходящей линии связи с надежностью, согласно информации о декодировании. Таким образом, третья абонентская станция 130 обнаруживает уровень MCS, аналогичный его собственному уровню MCS из информации о декодировании, и декодирует информацию о соответствующем местоположении с использованием обнаруженного уровня MCS. Соответственно, третья абонентская станция 130 нормально декодирует третью информацию 813 о распределении (выделении) пакетных сигналов нисходящей линии связи.
Далее, при демодулировании пользовательских данных третья абонентская станция 130 должна обратиться к ее собственному CID, то есть к CID A.
Информация о распределении (выделении) пакетных сигналов восходящей линии связи может быть обнаружена посредством используемого в обнаружении информации о распределении (выделении) пакетных сигналов нисходящей линии связи способа. Более определенно, базовая станция 100 распределяет (выделяет) первый пакетный сигнал 816 восходящей линии связи первой абонентской станции 110 для передачи пользовательских данных первой абонентской станции 110 по восходящей линии связи. Таким образом, базовая станция 100 преобразует информацию о смещении в модулях символа или распределении (выделении) частоты поднесущей, способную к отличию информации об уровне и позиции MCS первого пакетного сигнала 816 восходящей линии связи, то есть пакетных данных восходящей линии связи вместе с CID С первой абонентской станции 110, в сообщение 811 UL_MAP. Затем базовая станция 100 кодирует и модулирует сообщение 811 UL_MAP с использованием соответствующего уровня MCS и передает модулированное сообщение UL_MAP абонентским станциям.
В связи с этим первая абонентская станция 110 принимает сигнал нисходящей линии связи и обнаруживает общую управляющую информацию из принятого сигнала нисходящей линии связи. Таким образом, первая абонентская станция 110 обнаруживает информацию, которую должны принять все абонентские станции, то есть, Идентификатор (ID) канала восходящей линии связи, подсчет UCD, начальный момент распределения (выделения) и количество n элементов UL_MAP из сообщения 811 UL_MAP, описанного со ссылкой на Таблицу 3, с применением самого устойчивого уровня MCS к обнаруженной общей управляющей информации.
Несмотря на то, что на Фиг.8 не изображено - во втором варианте осуществления данного изобретения общая управляющая информация включает в себя информацию о декодировании, то есть информацию о размере, местоположении и уровне MCS для каждой информации о распределении (выделении) пакетных сигналов восходящей линии связи, согласно уровню MCS. Затем первая абонентская станция 110 демодулирует и декодирует обнаруженную общую управляющую информацию с использованием уровня MCS, который ниже на один уровень, по сравнению с уровнем MCS, соответствующим состоянию канала первой абонентской станции 110, для приобретения информации о распределении (выделении) пакетных сигналов восходящей линии связи для пакетных сигналов восходящей линии связи.
Более определенно, первая абонентская станция 110 декодирует первую информацию 814 о распределении (выделении) пакетных сигналов восходящей линии связи с использованием уровня MCS, который ниже на один уровень по сравнению с уровнем MCS, соответствующим состоянию его канала. Поскольку уровень MCS, применяемый к первой информации 814 о распределении (выделении) пакетных сигналов восходящей линии связи, является идентичным уровню MCS, который ниже на один уровень по сравнению с уровнем MCS, соответствующим состоянию канала первой абонентской станции 110, то первая абонентская станция 110 может нормально декодировать первую информацию о распределении (выделении) пакетных сигналов восходящей линии связи. Поэтому первая абонентская станция 110 может использовать пакетные сигналы восходящей линии связи согласно первой информации 814 о распределении (выделении) пакетных сигналов восходящей линии связи, то есть первый пакетный сигнал 816 восходящей линии связи.
Несмотря на то, что на Фиг.8 не изображено - во втором варианте осуществления данного изобретения первая абонентская станция 110 обнаруживает информацию о декодировании для декодирования первой информации 814 о распределении (выделении) пакетных сигналов восходящей линии связи, представляющей местоположение первого пакетного сигнала 816 восходящей линии связи из общей управляющей информации, и декодирует информацию о распределении (выделении) пакетных сигналов восходящей линии связи, имеющую уровень MCS для первой абонентской станции 110, то есть первую информацию 814 о распределении (выделении) пакетных сигналов восходящей линии связи, согласно информации о декодировании.
Как может быть понято из предшествующего описания, система беспроводной связи данного изобретения классифицирует общую управляющую информацию на информацию, которую одновременно должны принять все абонентские станции, и информацию, которую должны принять только конкретные абонентские станции, и передает классифицированную информацию с использованием разных уровней MCS, таким образом максимизируя эффективность радиоресурсов. В результате количество радиоресурсов, используемых для передачи общей управляющей информация, минимизируется, а обеспеченные минимизацией резервные радиоресурсы используются для передачи других данных, таким образом улучшая эффективность системы беспроводной связи.
В то время как данное изобретение было показано и описано со ссылкой на конкретные предпочтительные варианты осуществления, специалистам в данной области техники будет понято, что могут быть сделаны различные изменения в вариантах и деталях, не отступая от сущности и объема данного изобретения, как определено в соответствии с приложенной формулой изобретения.
Изобретение относится к способу передачи общей управляющей информации от базовой станции в множество абонентских станций в системе беспроводной связи. Общая управляющая информация включает в себя первую информацию, передаваемую одновременно во все абонентские станции, и вторую информацию, передаваемую индивидуально в абонентские станции, согласно состояниям каналов абонентских станций. Первую информацию передают с использованием уровня схемы модуляции и кодирования (MCS), имеющего схему модуляции с самым низким порядком и схему кодирования с самой низкой скоростью кодирования среди всех уровней MCS, доступных в базовой станции. Вторую информацию передают с использованием уровней MCS, которые корректируют по заданному уровню в зависимости от уровней MCS, соответствующих состояниям каналов абонентских станций. Техническим результатом является максимизирование эффективности ресурсов в системе беспроводной связи. 11 н. и 28 з.п. ф-лы, 9 ил., 3 табл.
формируют общую управляющую информацию, включающую в себя первую информацию, которую обычно передают во все из множества абонентских станций, и вторую информацию, которую индивидуально передают в множество абонентских станций, согласно состояниям каналов множества абонентских станций;
причем первую информацию передают с использованием уровня схемы модуляции и кодирования (MCS), имеющего схему модуляции с самым низким порядком и схему кодирования с самой низкой скоростью кодирования среди всех уровней MCS, доступных в базовой станции; и
при этом вторую информацию передают с использованием уровней MCS, которые корректируют по заданному уровню из уровней MCS, соответствующих состояниям каналов множества абонентских станций.
формируют общую управляющую информацию, включающую в себя первую информацию, которую обычно передают одновременно во все из множества абонентских станций, и вторую информацию, которую индивидуально передают в множество абонентских станций, согласно состояниям каналов множества абонентских станций;
причем первую информацию передают с использованием уровня схемы модуляции и кодирования (MCS), соответствующего состоянию канала абонентской станции, имеющей наихудшее состояние канала среди множества абонентских станций;
при этом вторую информацию передают с использованием уровней MCS, соответствующих состояниям каналов множества абонентских станций, или вторую информацию передают с использованием более низких уровней MCS, чем уровни MCS, соответствующие состояниям каналов множества абонентских станций.
контроллер для формирования общей управляющей информации, включающей в себя первую информацию, которая обычно передается во все из множества абонентских станций, и вторую информацию, которая индивидуально передается в множество абонентских станций, согласно состояниям каналов множества абонентских станций, выбора уровня схемы модуляции и кодирования (MCS), имеющего схему модуляции с самым низким порядком и схему кодирования с самой низкой скоростью кодирования среди всех уровней MCS, доступных в базовой станции, в качестве уровня MCS, который будет применен к первой информации, и выбора уровней MCS, которые корректируются по заданному уровню из уровней MCS, соответствующих состояниям каналов множества абонентских станций, в качестве уровней MCS, которые будут применены ко второй информации;
кодер для кодирования первой информации и второй информации с использованием схем кодирования, соответствующих уровням MCS, выбранным контроллером;
модулятор для модулирования первой информации и второй информации, закодированной кодером, с использованием схем модуляции, соответствующих уровням MCS, выбранным контроллером; и
передатчик для преобразования выводимого из модулятора сигнала в радиочастотный (RF) сигнал и передачи радиочастотного (RF) сигнала.
контроллер для формирования общей управляющей информации, включающей в себя первую информацию, которая обычно передается во все из множества абонентских станций, и вторую информацию, которая индивидуально передается в множество абонентских станций, согласно состояниям каналов множества абонентских станций, выбора уровня схемы модуляции и кодирования (MCS), соответствующего состоянию канала абонентской станции, имеющего наихудшее состояние канала среди множества абонентских станций, в качестве уровня MCS, который будет применен к первой информации, и выбора уровней MCS, соответствующих состояниям каналов множества абонентских станций, в качестве уровней MCS, которые будут применены ко второй информации, или выбора более низких уровней MCS, чем уровни MCS, соответствующие состояниям каналов множества абонентских станций, в качестве уровней MCS, которые будут применены ко второй информации; кодер для кодирования первой информации и второй информации с использованием схем кодирования, соответствующих уровням MCS, выбранным контроллером;
модулятор для модулирования первой информации и второй информации, кодированной кодером, с использованием схем модуляции, соответствующих уровням MCS, выбранным контроллером; и
передатчик для преобразования выводимого из модулятора сигнала в радиочастотный (RF) сигнал и передачи радиочастотного (RF) сигнала.
демультиплексируют принятый сигнал для обнаружения общей управляющей информации, включающей в себя первую информацию, которую обычно принимают все из множества абонентских станций, и вторую информацию, которую множество абонентских станций принимают индивидуально, согласно состояниям каналов множества абонентских станций;
декодируют первую информацию посредством демодуляции и декодирования общей управляющей информации согласно схеме модуляции и схеме кодирования, соответствующим уровню (MCS) схемы модуляции и кодирования, применяемому к первой информации в базовой станции; и
декодируют вторую информацию посредством демодуляции и декодирования общей управляющей информации согласно схеме модуляции и схеме кодирования, соответствующим уровням MCS, применяемым ко второй информации в базовой станции.
приемник для демультиплексирования принятого сигнала, предназначенный для обнаружения общей управляющей информации, включающей в себя первую информацию, которую обычно принимают все из множества абонентских станций, и вторую информацию, которую множество абонентских станций принимают индивидуально, согласно состояниям каналов множества абонентских станций;
демодулятор для демодулирования общей управляющей информации согласно схеме модуляции, соответствующей уровню схемы модуляции и кодирования (MCS), применяемому к первой информации в базовой станции, и демодулирования общей управляющей информации согласно схемам модуляции, соответствующим уровням MCS, применяемым ко второй информации; и
декодер для декодирования демодулированной общей управляющей информации согласно схеме кодирования, соответствующей уровню MCS, применяемому к первой информации в базовой станции, и декодирования демодулированной общей управляющей информации согласно схемам кодирования, соответствующим уровням MCS применяемым ко второй информации.
контроллер для классификации множества абонентских станций на множество групп согласно их состояниям каналов, и выбора уровней схемы модуляции и кодирования (MCS), соответствующих состояниям каналов множества групп, в качестве уровней MCS, которые будут применены к общей управляющей информации, соответствующей каждой из множества групп;
кодер для кодирования общей управляющей информации с использованием схем кодирования, соответствующих уровням MCS, выбранным контроллером;
модулятор для модулирования общей управляющей информации, кодированной кодером, с использованием схем модуляции, соответствующих уровням MCS, выбранным контроллером; и
передатчик для преобразования выводимого из модулятора сигнала в радиочастотный (RF) сигнал и передачи (RF) сигнала.
демультиплексируют принятый сигнал и обнаруживают общую управляющую информацию, которую множество абонентских станций принимают индивидуально, согласно их состояниям каналов; и
демодулируют и декодируют общую управляющую информацию согласно схемам модуляции и схемам кодирования, соответствующим уровням схемы модуляции и кодирования (MCS), применяемым к общей управляющей информации в базовой станции.
приемник для демультиплексирования принятого сигнала и обнаружения общей управляющей информации, которую множество абонентских станций принимают индивидуально, согласно их состояниям каналов;
демодулятор для демодулирования общей управляющей информации, согласно схемам модуляции, соответствующим уровням схемы модуляции и кодирования (MCS), применяемым к общей управляющей информации в базовой станции; и
декодер для декодирования демодулированной общей управляющей информации согласно схемам кодирования, соответствующим уровням MCS.
классифицируют множество абонентских станций на множество групп согласно их состояниям каналов;
формируют первую общую управляющую информацию, которую обычно передают одновременно во все из множества абонентских станций, причем первую общую управляющую информацию помещают с более низкими скоростью кодирования и модуляции перед другой информацией; и
формируют вторую общую управляющую информацию, которую индивидуально передают в множество групп, причем каждая вторая общая управляющая информация имеет разные модуляцию и скорость кодирования.
| АРХИТЕКТУРА КОММУНИКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПРИЕМНИКАМИ С МНОГИМИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯМИ | 1996 |
|
RU2156033C2 |
| Проходческий комплекс для сооружения вертикальных стволов шахт | 1985 |
|
SU1259015A1 |
| US 20030123477 A1, 03.07.2003. | |||
