1. Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится, в основном, к передаче и обработке данных и, в частности, к способу и устройству обеспечения эффективной структуры канала управления в системе связи беспроводной локальной сети (БЛС, WLAN).
2. Предшествующий уровень техники
Системы беспроводной связи были широко внедрены для обеспечения различных типов передачи данных, таких как речь, пакетные данные и т.п. Этими системами могут быть системы с многостанционным доступом, способные поддерживать передачу данных для многочисленных абонентов, последовательно или параллельно, посредством совместного использования доступных системных ресурсов. Примеры систем с многостанционным доступом включают в себя системы многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР, CDMA), системы многостанционного доступа с временным разделением каналов (МДВР, TDMA) и системы многостанционного доступа с частотным разделением каналов (МДЧР, FDMA).
В последние годы беспроводные локальные сети (БЛС) также широко применялись в соответствии с различными стандартами БЛС (например, 802.11а, 802.11b, 802.11g Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) и т.д.) для осуществления возможности передачи данных между беспроводными электронными устройствами (например, компьютерами) по беспроводной линии связи. В БЛС могут применяться устройства, называемые точками доступа (или базовыми станциями), которые действуют подобно концентраторам и/или маршрутизаторам и обеспечивают возможность соединения для других беспроводных устройств в сети (например, абонентских терминалов или абонентских станций). Точки доступа также могут соединять (или «связывать») БЛС с проводными локальными станциями (ЛС, LAN), тем самым позволяя беспроводным устройствам обращаться к ресурсам ЛС.
В системе беспроводной связи радиочастотный (РЧ) модулированный сигнал от блока передатчика может достигать блока приемника по нескольким путям распространения. Характеристики путей распространения обычно изменяются во времени из-за ряда факторов, таких как замирание и многолучевость. Чтобы обеспечить разнесение для компенсации негативного воздействия многолучевого распространения и улучшить рабочие характеристики, могут использоваться многочисленные передающие и приемные антенны. Если пути распространения между передающими и приемными антеннами являются линейно независимыми (например, передача по одному пути не формируется как линейная комбинация передач по другим путям), тогда вероятность правильного приема передач данных увеличивается с увеличением количества антенн. В общих чертах, разнесение увеличивается и рабочие характеристики улучшаются, когда увеличивается количество передающих и приемных антенн.
Система со многими входами и многими выходами (МВМВ, MIMO) использует многочисленные (NT) передающие антенны и многочисленные (NR) приемные антенны для передачи данных. МВМВ-канал, образованный посредством NT передающих и NR приемных антенн, может быть разложен на NS пространственных каналов, при этом NS≤min {NT, NR}. Каждый из NS пространственных каналов соответствует измерению. МВМВ-система может обеспечивать улучшенные рабочие характеристики (например, увеличенную пропускную способность и/или большую надежность), если используются дополнительные размерности, создаваемые многочисленными передающими и приемными антеннами.
Примерная МВМВ-БЛС-система описывается в вышеупомянутой заявке на патент США № 10/693419, правопреемником которой является правопреемник настоящего изобретения. Такая МВМВ-БЛС-система может быть сконфигурирована для обеспечения различных типов служб и поддержки различных типов применений, и может достигать высокого уровня рабочих характеристик системы. В различных вариантах осуществления МВМВ и мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (ОЧРК, OFDM) могут использоваться для достижения высокой пропускной способности, для борьбы с негативными воздействиями многолучевого распространения и достижения других преимуществ. Каждая точка доступа в системе может быть сконфигурирована для поддержки многочисленных абонентских терминалов. Распределение ресурсов нисходящей линии связи и восходящей линии связи может зависеть от требований абонентских терминалов, условий канала и других факторов.
В одном варианте осуществления в БЛС-системе, как описано в вышеупомянутой заявке на патент США, используется структура канала, предназначенная для поддержки эффективных передач нисходящей линии связи и восходящей линии связи. Такая структура канала может содержать несколько транспортных каналов, которые могут использоваться для различных функций, таких как сигнализация параметров системы и назначение ресурсов, передача данных по нисходящей линии связи и восходящей линии связи, произвольный доступ к системе и т.п. Различные атрибуты этих транспортных каналов могут быть конфигурируемыми, что позволяет системе легко адаптироваться к изменениям условий канала и загрузки. Один из этих транспортных каналов, называемый прямым каналом управления (ПКУ, FCCH), может использоваться точкой доступа для распределения ресурсов (например, назначений каналов) на нисходящей линии связи и восходящей линии связи. ПКУ также может использоваться для предоставления подтверждения приема для сообщений, принимаемых по другому транспортному каналу.
Как описано в вышеупомянутой заявке на патент США, в одном варианте осуществления ПКУ может передаваться или работать на различных скоростях передачи данных (например, на четырех различных скоростях передачи данных). Например, различные скорости передачи данных могут включать в себя 0,25 бит/с/Гц, 0,5 бит/с/Гц, 1 бит/с/Гц и 2 бит/с/Гц. Однако при такой конфигурации скорость передачи, используемая в ПКУ, определяется абонентом наихудшего случая в системе (т.е. абонентом, который работает на самой низкой скорости передачи данных). Эта схема является неэффективной, так как один абонент, который не может работать на более высокой скорости передачи, может снизить эффективность и коэффициент использования ПКУ, даже если другие абоненты в системе могут работать на более высоких скоростях передачи данных.
Существует, поэтому, в технике потребность в способе и устройстве обеспечения более эффективной структуры канала управления, которая может обслуживать различных абонентов, которые могут работать на различных скоростях передачи данных.
Сущность изобретения
Различные аспекты и варианты осуществления изобретения более подробно описываются ниже. Согласно одному аспекту изобретения предлагается способ, в котором канал управления, используемый для передачи управляющей информации, разделяется на множество подканалов, каждый из которых работает на заданной скорости передачи данных. Для каждого из одного или нескольких абонентских терминалов выбирается один из этих подканалов, основываясь на одном или нескольких критериях выбора, для передачи управляющей информации от точки доступа на соответствующий абонентский терминал. Управляющая информация передается от точки доступа на абонентский терминал по конкретному подканалу, выбранному для соответствующего абонентского терминала. На абонентском терминале упомянутые один или несколько подканалов декодируются для получения управляющей информации, предназначенной для абонентского терминала.
Перечень фигур чертежей
Различные варианты осуществления и аспекты изобретения могут быть понятны из подробного описания, изложенного ниже, совместно с нижеследующими чертежами, на которых:
фиг.1 - блок-схема МВМВ-БЛС-системы, в которой реализованы идеи изобретения;
фиг.2 - структура уровней для МВМВ-БЛС-системы;
фиг.3 - блок-схема, иллюстрирующая различные компоненты точки доступа и абонентских терминалов;
фиг.4А, 4В и 4С - структура кадра дуплексной связи с временным разделением каналов (ВДР) - мультиплексирования с временным разделением каналов (ВРК), структура кадра дуплексной связи с частотным разделением каналов (ЧДР) - ВРК и структура кадра ЧДР - мультиплексирования с кодовым разделением каналов (КРК), соответственно;
фиг.5 - структура кадра ВДР-ВРК с пятью транспортными каналами - широковещательным каналом (ШВК, BCH), ПКУ, прямым каналом (ПК, FCH), обратным каналом (ОК, RCH) и каналом произвольного доступа (КПД, RACH);
фиг.6А и 6В - иллюстрации различных форматов протокольного блока данных (ПБД, PDU) для различных транспортных каналов;
фиг.7 - новая структура ПКУ согласно одному варианту осуществления изобретения;
фиг.8 - блок-схема последовательности операций способа согласно одному варианту осуществления изобретения; и
фиг.9 - блок-схема последовательности операций процесса декодирования согласно одному варианту осуществления изобретения.
Подробное описание
Слово «примерный» используется в данном документе для того, чтобы означать «служащий в качестве примера, экземпляра или иллюстрации». Любой вариант осуществления или образец, описанный в данном документе в качестве «примерного», необязательно должен толковаться как предпочтительный или выгодный относительно других вариантов осуществления или образцов.
Фиг.1 изображает МВМВ-БЛС-систему 100, в которой реализованы идеи настоящего изобретения. Как показано на фиг.1, МВМВ-БЛС-система 100 включает в себя несколько точек 110 доступа (ТД, AP), которые поддерживают связь для нескольких абонентских терминалов (АТ, UT) 120. Для простоты на фиг.1 показаны только две точки 110 доступа. Точка доступа также может упоминаться в данном документе как базовая станция, контроллер доступа или контроллер связи.
Абонентские терминалы 120 могут быть рассредоточены по системе. Каждый абонентский терминал может быть стационарным или мобильным терминалом, который может осуществлять связь с точкой доступа. Абонентский терминал также может упоминаться в данном документе как мобильная станция, удаленная станция, терминал доступа, абонентское оборудование (АО, UE), беспроводное устройство, или может использоваться некоторая другая терминология. Каждый абонентский терминал может осуществлять связь с одной или, возможно, многочисленными точками доступа по нисходящей линии связи и/или восходящей линии связи в любой данный момент. Нисходящая линия связи (также называемая прямой линией связи) относится к передаче от точки доступа к абонентскому терминалу, и восходящая линия связи (также называемая обратной линией связи) относится к передаче от абонентского терминала к точке доступа.
На фиг.1 точка 110а доступа осуществляет связь с абонентскими терминалами 120а-120f, и точка 110b доступа осуществляет связь с абонентскими терминалами 120f-120k. В зависимости от конкретной конструкции системы 100 точка доступа может осуществлять связь с многочисленными абонентскими терминалами одновременно (например, посредством многочисленных кодовых каналов или подполос) или последовательно (например, посредством многочисленных временных слотов). В любой заданный момент абонентский терминал может принимать передачи нисходящей линии связи от одной или многочисленных точек доступа. Передача нисходящей линии связи от каждой точки доступа может включать в себя служебные данные, предназначенные для приема многочисленными абонентскими терминалами, специфические для конкретного абонента данные, предназначенные для приема определенными абонентскими терминалами, другие типы данных или любые их комбинации. Служебные данные могут включать в себя пилот-сигнал, сообщения поискового вызова и широковещательные сообщения, параметры системы и т.п.
В одном варианте осуществления МВМВ-БЛС-система основывается на сетевой архитектуре с центральным контроллером. Таким образом, системный контроллер 130 подключен к точкам 110 доступа и может дополнительно подключаться к другим системам и сетям. Например, системный контроллер 130 может подключаться к сети передачи пакетных данных (СППД, PDN), проводной локальной сети (ЛС), глобальной сети (ГС, WAN), Интернету, телефонной коммутируемой сети общего пользования (ТфОП, PSTN), сети сотовой связи и т.д. Системный контроллер 130 может быть предназначен для выполнения нескольких функций, таких как (1) координация и управление для точек доступа, подключенных к нему, (2) маршрутизация данных между этими точками доступа, (3) доступ и управление связью с абонентскими терминалами, обслуживаемыми этими точками доступа, и т.д. МВМВ-БЛС-система, показанная на фиг.1, может работать в различных полосах частот (например, в полосах частот 2,4 ГГц и нелицензированной национальной информационной инфраструктуры (ННИИ) 5,х ГГц) с учетом ограничений на ширину полосы частот и излучение, характерные для выбранной рабочей полосы частот.
В одном варианте осуществления каждая точка доступа может быть оснащена многочисленными передающими и приемными антеннами (например, четыре передающие и приемные антенны) для передачи и приема данных. Каждый абонентский терминал может быть оснащен одной передающей/приемной антенной или многочисленными передающими/приемными антеннами для передачи и приема данных. Количество антенн, используемых каждым типом абонентского терминала, может зависеть от различных факторов, таких как, например, службы, которые должны поддерживаться абонентским терминалом (например, передача речи, данных или обоих), принятие во внимание затрат, регулятивные ограничения, вопросы безопасности и т.п.
Для заданной пары многоантенной точки доступа и многоантенного абонентского терминала МВМВ-канал формируется посредством NT передающих антенн и NR приемных антенн, доступных для использования для передачи данных. Различные МВМВ-каналы формируются между точкой доступа и различными многоантенными абонентскими терминалами. Каждый МВМВ-канал может быть разложен на NS пространственных каналов, при этом NS≤min {NT, NR}. NS потоков данных могут передаваться по NS пространственным каналам. Пространственная обработка необходима на приемнике и может выполняться или может не выполняться на передатчике, чтобы передавать многочисленные потоки данных по NS пространственным каналам.
NS пространственных каналов могут быть или могут не быть ортогональными друг другу. Это зависит от различных факторов, таких как (1) выполнялась ли или нет пространственная обработка на передатчике для получения ортогональных пространственных каналов, и (2) была ли успешной или нет пространственная обработка как на передатчике, так и на приемнике при ортогонализировании пространственных каналов. Если на передатчике не выполняется пространственная обработка, тогда NS пространственных каналов может быть образовано при помощи NS передающих антенн, и маловероятно, что они ортогональны друг другу.
NS пространственных каналов могут быть ортогонализированы посредством выполнения разложения матрицы характеристики канала для МВМВ-канала, как описано в вышеупомянутой заявке на патент США. Для заданного количества (например, четырех) антенн на точке доступа количество пространственных каналов, доступных для каждого абонентского терминала, зависит от количества антенн, используемых этим абонентским терминалом, и характеристик беспроводного МВМВ-канала, который связывает антенны точки доступа и антенны абонентского терминала. Если абонентский терминал оснащен одной антенной, тогда четыре антенны на точке доступа и одна антенна на абонентском терминале образуют канал со многими входами и одним выходом (МВОВ, MISO) для нисходящей линии связи и канал с одним входом и многими выходами (ОВМВ, SIMO) для восходящей линии связи.
МВМВ-БЛС-система, показанная на фиг.1, может быть спроектирована и сконфигурирована для поддержки различных режимов передачи, как изображено ниже в таблице 1.
Режимы передачи, доступные для использования для нисходящей линии связи и восходящей линии связи для каждого абонентского терминала, зависят от количества антенн, используемых на абонентском терминале. В таблице 2 перечисляются режимы передачи, доступные для различных типов терминалов для нисходящей линии связи и восходящей линии связи, предполагая многочисленные (например, четыре) антенны на точке доступа.
В варианте осуществления МВМВ-БЛС-система применяет ОЧРК для эффективного разделения всей ширины полосы частот системы на ряд (NF) ортогональных подполос. Эти подполосы также упоминаются как тоны, бины или частотные каналы. В ОЧРК каждая подполоса ассоциируется с соответствующей поднесущей, которая может модулироваться данными. Для МВМВ-системы, которая использует ОЧРК, каждый пространственный канал каждой подполосы может рассматриваться как независимый канал передачи, где комплексный коэффициент усиления, связанный с каждой подполосой, является эффективно постоянным по ширине подполосы.
В одном варианте осуществления ширина полосы частот системы может быть разделена на 64 ортогональные подполосы (т.е. NF=64), которым присваиваются индексы от -32 до +31. Из этих 64 подполос 48 подполос (например, с индексами ±{1, ... 6, 8, ... 20, 22, ... 26}) могут использоваться для данных, 4 подполосы (например, с индексами ±{7, 21}) могут использоваться для пилот-сигнала и, возможно, сигнализации, подполоса постоянного тока (DC) (с индексом 0) не используется, и оставшиеся подполосы также не используются и служат в качестве защитных подполос. Эта структура подполос ОЧРК более подробно описывается в документе на стандарт 802.11а IEEE, названный «Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications: High-speed Physical Layer in the 5 GHz Band», September 1999, который доступен публично. В других вариантах осуществления другое количество подполос и различные другие структуры подполос ОЧРК также могут быть реализованы для МВМВ-БЛС-системы. Например, все 53 подполосы с индексами от -26 до +26 могут использоваться для передачи данных. В качестве другого примера может использоваться 128-подполосная структура, 256-подполосная структура или подполосная структура с некоторым другим количеством подполос.
Для ОЧРК данные, подлежащие передаче по каждой подполосе, сначала модулируются (т.е. отображаются в символы), используя конкретную схему модуляции, выбранную для использования для этой подполосы. Для неиспользованных подполос предусматриваются нули. Для каждого периода символа символы модуляции и нули для всех NF подполос преобразуются во временную область, используя обратное быстрое преобразование Фурье (ОБПФ), для получения преобразованного символа, который содержит NF выборок временной области. Длительность каждого преобразованного символа имеет обратную зависимость от ширины каждой подполосы. В одной конкретной конструкции МВМВ-БЛС-системы ширина полосы частот системы составляет 20 МГц, NF=64, ширина каждой подполосы составляет 312,5 кГц, и длительность каждого преобразованного символа составляет 3,2 мкс.
ОЧРК может обеспечивать определенные преимущества, такие как способность противостоять частотно-селективному замиранию, которое характеризуется различными коэффициентами усиления канала на различных частотах полной ширины полосы частот системы. Общеизвестно, что частотно-селективное замирание вызывает межсимвольные помехи (МСИ, ICI), которые представляют собой явление, посредством которого каждый символ в принимаемом сигнале действует как искажение для последующих символов в принимаемом сигнале. Искажения из-за МСИ ухудшают рабочие характеристики, оказывая влияние на способность правильно детектировать принимаемые символы. Частотно-селективное замирание может легко устраняться при ОЧРК посредством повторения части каждого преобразованного символа (или присоединением циклического префикса к нему), образуя соответствующий ОЧРК-символ, который затем передается.
Длина циклического префикса (т.е. величина для повторения) для каждого ОЧРК-символа зависит от разброса по задержке беспроводного канала. В частности, для эффективного подавления МСИ циклический префикс должен быть больше максимального ожидаемого разброса по задержке для системы.
В одном варианте осуществления циклические префиксы различной длины могут использоваться для ОЧРК-символов в зависимости от ожидаемого разброса по задержке. Для МВМВ-БЛС-системы, описанной выше, циклический префикс 400 нс (8 выборок) или 800 нс (16 выборок) может быть выбран для использования для ОЧРК-символов. «Короткий» ОЧРК-символ использует 400-нс циклический префикс и имеет длительность 3,6 мкс. «Длинный» ОЧРК-символ использует 800-нс циклический префикс и имеет длительность 4,0 мкс. Короткие ОЧРК-символы могут использоваться, если максимальный ожидаемый разброс по задержке составляет 400 нс или меньше, и длинные ОЧРК-символы могут использоваться, если разброс по задержке больше 400 нс. Различные циклические префиксы могут быть выбраны для использования для различных транспортных каналов, и циклический префикс также может быть динамически выбираемым, как описано ниже. Более высокие пропускные способности системы могут достигаться посредством использования более коротких циклических префиксов, когда это возможно, так как большее количество ОЧРК-символов более короткой длительности могут передаваться в течение заданного фиксированного интервала времени.
Фиг.2 иллюстрирует структуру 200 уровней, которая может использоваться для МВМВ-БЛС-системы. Как показано на фиг.2, в одном варианте осуществления структура 200 уровней включает в себя (1) протоколы прикладного и верхнего уровня, которые примерно соответствуют Уровню 3 и более высоким эталонной модели взаимодействия открытых систем ISO/OSI (верхние уровни), (2) протоколы и службы, которые соответствуют Уровню 2 (канальному уровню), и (3) протоколы и службы, которые соответствуют Уровню 1 (физическому уровню).
Верхние уровни включают в себя различные приложения и протоколы, такие как службы 212 сигнализации, службы 214 передачи данных, службы 216 передачи речи, приложения передачи данных с коммутацией каналов и т.п. Сигнализация обычно предусматривается в виде сообщений, и данные обычно предусматриваются в виде пакетов. Службы и приложения на верхних уровнях являются источниками и приемниками сообщений и пакетов в соответствии с семантикой и временными характеристиками протокола связи между точкой доступа и абонентским терминалом. Верхние уровни используют службы, предусматриваемые Уровнем 2.
Уровень 2 поддерживает доставку сообщений и пакетов, генерируемых верхними уровнями. В варианте осуществления, показанном на фиг.2, Уровень 2 включает в себя подуровень 220 управления доступом к линии связи (УДЛС, LAC) и подуровень 230 управления доступом к среде (УДС, MAC). Подуровень УДЛС реализует протокол линии передачи данных, который обеспечивает правильную транспортировку и доставку сообщений, генерируемых верхними уровнями. Подуровень УДЛС использует службы, предоставляемые подуровнем УДС и Уровнем 1. Подуровень УДС является ответственным за транспортировку сообщений и пакетов, используя службы, предоставляемые Уровнем 1. Подуровень УДС управляет доступом к ресурсам Уровня 1 посредством приложений и служб в верхних уровнях. Подуровень УДС может включать в себя протокол 232 радиолинии (ПРЛ, RLP), который представляет собой механизм повторной передачи, который может использоваться для обеспечения более высокой надежности для пакетных данных. Уровень 2 обеспечивает протокольные блоки данных (ПБД) для Уровня 1.
Уровень 1 содержит физический уровень 240 и поддерживает передачу и прием радиосигналов между точкой доступа и абонентским терминалом. Физический уровень выполняет кодирование, перемежение, модуляцию и пространственную обработку для различных транспортных каналов, используемых для посылки сообщений и пакетов, генерируемых верхними уровнями. В данном варианте осуществления физический уровень включает в себя подуровень 242 мультиплексирования, который мультиплексирует обработанные ПБД для различных транспортных каналов в надлежащий формат кадра. Уровень 1 обеспечивает данные в единицах кадров.
Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что различные другие подходящие структуры уровней также могут быть спроектированы и использованы для МВМВ-БЛС-системы.
Фиг.3 изображает блок-схему одного варианта осуществления точки 110х доступа и двух абонентских терминалов 120х и 120y в МВМВ-БЛС-системе.
На нисходящей линии связи в точке 110х доступа процессор 310 данных передачи (ТХ) принимает данные трафика (например, информационные биты) от источника 308 данных и сигнализацию и другую информацию от контроллера 330 и, возможно, планировщика 334. Эти различные типы данных могут посылаться по различным транспортным каналам, которые более подробно описаны ниже. Процессор 310 данных ТХ «кадрирует» данные (если необходимо), скремблирует кадрированные/некадрированные данные, кодирует скремблированные данные, перемежает (т.е. переупорядочивает) кодированные данные и отображает перемеженные данные в символы модуляции. Для простоты «символ данных» относится к символу модуляции для данных трафика, и «пилот-символ» относится к символу модуляции для пилот-сигнала. Скремблирование рандомизирует биты данных. Кодирование повышает надежность передачи данных. Перемежение обеспечивает разнесение во времени, по частоте и/или в пространстве для кодовых битов. Скремблирование, кодирование и модуляция могут выполняться на основе сигналов управления, обеспечиваемых контроллером 330. Процессор 310 данных ТХ обеспечивает поток символов модуляции для каждого пространственного канала, используемого для передачи данных.
Пространственный процессор 320 ТХ принимает один или несколько потоков символов модуляции от процессора 310 данных ТХ и выполняет пространственную обработку символов модуляции для получения четырех потоков символов передачи, по одному потоку для каждой передающей антенны.
Каждый модулятор (МОД) 322 принимает и обрабатывает соответствующий поток символов передачи для получения соответствующего потока ОЧРК-символов. Каждый поток ОЧРК-символов дополнительно обрабатывается для получения соответствующего модулированного сигнала нисходящей линии связи. Четыре модулированных сигнала нисходящей линии связи от модулятора 322а-322d затем передаются с четырех антенн 324а-324d соответственно.
На каждом абонентском терминале 120 одна или более антенн 352 принимают передаваемые модулированные сигналы нисходящей линии связи, и каждая приемная антенна подает принимаемый сигнал на соответствующий демодулятор (ДЕМОД) 354. Каждый демодулятор 354 выполняет обработку, которая является взаимодополняющей к обработке, выполняемой в модуляторе 322, и обеспечивает принимаемые символы. Пространственный процессор 360 приема (RX) затем выполняет пространственную обработку принимаемых символов от всех демодуляторов 354 для получения восстановленных символов, которые являются оценками символов модуляции, посылаемых точкой доступа.
Процессор 370 данных RX принимает и демультиплексирует восстановленные символы в их соответствующие транспортные каналы. В отношении восстановленных символов для каждого транспортного канала может выполняться преобразование, обратное отображению в символы, обращенное перемежение, декодирование и дескремблирование для получения декодированных данных для этого транспортного канала. Декодированные данные для каждого транспортного канала могут включать в себя восстановленные пакетные данные, сообщения, сигнализацию и т.п., которые подаются на приемник 372 данных для сохранения и/или контроллер 380 для дополнительной обработки.
Для нисходящей линии связи на каждом активном абонентском терминале 120 пространственный процессор 360 RX дополнительно оценивает нисходящую линию связи для получения информации о состоянии канала (ИСК, CSI). ИСК может включать в себя оценки характеристики канала, принятые отношения сигнал/шум (ОСШ, SNR) и т.п. Процессор 370 данных RX также может предоставлять статус каждого пакета/кадра, принимаемого по нисходящей линии связи. Контроллер 380 принимает информацию о состоянии канала и статус пакета/кадра и определяет информацию обратной связи, подлежащую посылке обратно на точку доступа. Информация обратной связи обрабатывается процессором 390 данных ТХ и пространственным процессором 392 ТХ (если он присутствует), приводится в определенное состояние одним или несколькими модуляторами 354 и передается при помощи одной или нескольких антенн 352 обратно на точку доступа.
В точке 110 доступа передаваемый сигнал(ы) восходящей линии связи принимается антеннами 324, демодулируется демодуляторами 322 и обрабатывается пространственным процессором 340 RX и процессором 342 данных RX взаимодополняющим образом к обработке, которая была выполнена на абонентском терминале. Восстановленная информация обратной связи затем подается на контроллер 330 и планировщик 334.
В одном варианте осуществления планировщик 334 использует информацию обратной связи для выполнения ряда функций, таких как (1) выбор набора абонентских терминалов для передачи данных по нисходящей линии связи и восходящей линии связи, (2) выбор скорости (скоростей) передачи и режима передачи для каждого выбранного абонентского терминала и (3) назначение доступных ресурсов ПК/ОК выбранным терминалам. Планировщик 334 и/или контроллер 330 дополнительно используют информацию (например, векторы управления), полученную из передачи восходящей линии связи, для обработки передачи нисходящей линии связи.
Как упомянуто выше, ряд служб и приложений могут поддерживаться МВМВ-БЛС-системой, и различные транспортные каналы могут быть определены для МВМВ-БЛС-системы для пересылки различных типов данных. В таблице 3 перечисляется примерный набор транспортных каналов, и она также предоставляет краткое описание для каждого транспортного канала.
Как показано в таблице 3, транспортные каналы нисходящей линии связи, используемые точкой доступа, включают в себя ШВК, ПКУ и ПК. Транспортные каналы восходящей линии связи, используемые абонентскими терминалами, включают в себя КПД и ОК. Для специалиста в данной области техники должно быть понятно, что транспортные каналы, перечисленные в таблице 3, представляют примерный вариант осуществления канальной структуры, которая может использоваться для МВМВ-БЛС-системы. Меньшее количество каналов, дополнительные и/или другие транспортные каналы также могут быть определены для использования в МВМВ-БЛС-системе. Например, определенные функции могут поддерживаться специфическими для конкретной функции транспортными каналами (например, канал пилот-сигнала, канал поискового вызова, канал управления мощностью и канал синхронизации). Таким образом, другие канальные структуры с различными наборами транспортных каналов могут быть определены и использованы в МВМВ-БЛС-системе в пределах объема изобретения.
Несколько структур кадра могут быть определены для транспортных каналов. Конкретная структура кадра для использования в МВМВ-БЛС-системе зависит от различных факторов, таких как, например, (1) используются ли одинаковые или различные полосы частот для нисходящей линии связи и восходящей линии связи, и (2) схема мультиплексирования, используемая для мультиплексирования вместе транспортных каналов.
Если доступна только одна полоса частот, тогда нисходящая линия связи и восходящая линия связи могут передаваться в различных фазах кадра, используя дуплексную связь с временным разделением каналов (ВДР). Если доступны две полосы частот, тогда нисходящая линия связи и восходящая линия связи могут передаваться по различным полосам частот, используя дуплексную связь с частотным разделением каналов (ЧДР).
Как для ВДР, так и для ЧДР транспортные каналы могут мультиплексироваться вместе, используя мультиплексирование с временным разделением каналов (ВРК), мультиплексирование с кодовым разделением каналов (КРК), мультиплексирование с частотным разделением каналов (ЧРК) и т.п. Для ВРК каждый транспортный канал назначается различной части кадра. Для КРК транспортные каналы передаются одновременно, но каждый транспортный канал образуется посредством разного каналообразующего кода, подобно тому, что выполняется в системе многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР). Для ЧРК каждый транспортный канал назначается различной части полосы частот линии связи.
В таблице 4 перечисляются различные структуры кадра, которые могут использоваться для передачи транспортных каналов. Каждая из этих структур кадра более подробно описывается ниже.
Фиг.4А иллюстрирует вариант осуществления структуры 400а кадра ВДР-ВРК, которая может использоваться, если одна полоса частот используется как для нисходящей линии связи, так и для восходящей линии связи. Передача данных происходит в единицах кадров ВДР. Каждый кадр ВДР может быть определен для охватывания конкретной временной продолжительности. Длительность кадра может выбираться на основе различных факторов, таких как, например, (1) ширина полосы частот рабочей полосы, (2) ожидаемые размеры ПБД для транспортных каналов и т.п. Вообще говоря, более короткая длительность кадра может обеспечивать уменьшенные задержки. Однако более продолжительная длительность кадра может быть более эффективной, так как заголовок и служебные данные могут представлять меньшую долю кадра. В одном варианте осуществления каждый кадр ВДР имеет длительность 2 мс.
Как показано на фиг.4А, каждый кадр ВДР может быть разделен на фазу нисходящей линии связи и фазу восходящей линии связи. Фаза нисходящей линии связи дополнительно разбивается на три сегмента для трех транспортных каналов нисходящей линии связи - ШВК, ПКУ и ПК. Фаза восходящей линии связи дополнительно разбивается на два сегмента для двух транспортных каналов восходящей линии связи - ОК и КПД.
Сегмент для каждого транспортного канала может быть определен так, что он имеет или фиксированную длительность, или переменную длительность, которая может меняться от кадра к кадру. В одном варианте осуществления сегмент ШВК определяется так, что он имеет фиксированную длительность, и сегменты ПКУ, ПК, ОК и КПД определяются так, что они имеют переменные длительности.
Сегмент для каждого транспортного канала может использоваться для переноса одного или нескольких протокольных блоков данных (ПБД) для этого транспортного канала. В варианте осуществления, показанном на фиг.4А, ПБД ШВК передается в первом сегменте 410, ПБД ПКУ передается во втором сегменте 420, и один или несколько ПБД ПК передаются в третьем сегменте 430 фазы нисходящей линии связи. В фазе восходящей линии связи один или несколько ПБД ОК передаются в четвертом сегменте 440, и один или несколько ПБД КПД передаются в пятом сегменте 450 кадра ВДР.
Структура 400а кадра представляет одно размещение различных транспортных каналов в кадре ВДР. Это размещение может обеспечивать определенные преимущества, такие как уменьшенные задержки для передачи данных по нисходящей линии связи и восходящей линии связи. ШВК передается первым в кадре ВДР, так как он переносит параметры системы, которые могут использоваться для ПБД других транспортных каналов в этом же кадре ВДР. Затем передается ПКУ, так как он переносит информацию о распределении ресурсов (например, назначение каналов), указывающую на то, какой абонентский терминал(ы) обозначается для приема данных нисходящей линии связи по ПК, и какой абонентский терминал(ы) обозначается для передачи данных восходящей линии связи по ОК в текущем кадре ВДР. Другие структуры кадра ВДР-ВРК также могут определяться и использоваться для МВМВ-БЛС-системы.
Фиг.4В иллюстрирует вариант осуществления структуры 400b кадра ЧДР-ВРК, которая может использоваться, если нисходящая линия связи и восходящая линия связи передаются с использованием двух отдельных полос частот. Данные нисходящей линии связи передаются в кадре 402а нисходящей линии связи, и данные восходящей линии связи передаются в кадре 402b восходящей линии связи. Каждый кадр нисходящей линии связи и восходящей линии связи может определяться так, что он охватывает конкретную временную длительность (например, 2 мс). Для простоты кадры нисходящей линии связи и восходящей линии связи могут определяться так, что они имеют одинаковую длительность, и могут дополнительно определяться так, что они выровнены на границах кадра. Однако другие длительности кадра и/или невыровненные (т.е. смещенные) границы кадра также могут использоваться для нисходящей линии связи и восходящей линии связи.
Как показано на фиг.4В, кадр нисходящей линии связи разделяется на три сегмента для трех транспортных каналов нисходящей линии связи. Кадр восходящей линии связи разделяется на два сегмента для двух транспортных каналов восходящей линии связи. Сегмент для каждого транспортного канала может быть определен так, что он имеет фиксированную или переменную длительность, и может использоваться для переноса одного или нескольких ПБД для этого транспортного канала.
В варианте осуществления, показанном на фиг.4В, кадр нисходящей линии связи переносит ПБД ШВК, ПБД ПКУ и один или несколько ПБД ПК в сегментах 410, 420 и 430 соответственно. Кадр восходящей линии связи переносит один или несколько ПБД ОК и один или несколько ПБД КПД в сегментах 440 и 450 соответственно. Это размещение может обеспечивать преимущества, описанные выше (например, уменьшенные задержки для передачи данных). Другие структуры кадра ЧДР-ВРК также могут определяться и использоваться для МВМВ-БЛС-системы, и это находится в рамках объема изобретения.
Фиг.4С иллюстрирует вариант осуществления структуры 400с кадра ЧДР-КРК/ЧРК, которая также может использоваться, если нисходящая линия связи и восходящая линия связи передаются с использованием отдельных полос частот. Данные нисходящей линии связи могут передаваться в кадре 404а нисходящей линии связи, и данные восходящей линии связи могут передаваться в кадре 404b восходящей линии связи. Кадры нисходящей линии связи и восходящей линии связи могут быть определены так, что они имеют одинаковую длительность (например, 2 мс) и выровнены на границах кадра.
Как показано на фиг.4С, три транспортных канала нисходящей линии связи передаются одновременно в кадре нисходящей линии связи, и два транспортных канала восходящей линии связи передаются одновременно в кадре восходящей линии связи. Для КРК транспортные каналы для каждой линии связи «образуются» посредством различных каналообразующих кодов, которыми могут быть коды Уолша, ортогональные коды с переменным коэффициентом расширения спектра (ОПКР-коды), квазиортогональные функции (КОФ, QOF) и т.п. Для ЧРК транспортным каналам для каждой линии связи назначаются различные части полосы частот для линии связи. Различные значения излучаемой мощности также могут использоваться для различных транспортных каналов в каждой линии связи.
Другие структуры кадра также могут быть определены для транспортных каналов нисходящей линии связи и восходящей линии связи, и это находится в рамках объема изобретения. Кроме того, можно использовать различные типы структуры кадра для нисходящей линии связи и восходящей линии связи. Например, основанная на ВРК структура кадра может использоваться для нисходящей линии связи, и основанная на КРК структура кадра может использоваться для восходящей линии связи.
В одном варианте осуществления транспортные каналы, как описано выше, используются для посылки различных типов данных и могут категоризироваться на две группы: общие транспортные каналы и выделенные транспортные каналы.
Общие транспортные каналы, в одном варианте осуществления, могут включать в себя ШВК 410, ПКУ 420 и КПД 450. Эти транспортные каналы используются для посылки данных на многочисленные абонентские терминалы или для приема данных от многочисленных абонентских терминалов. ШВК 410 и ПКУ 420 могут передаваться точкой доступа, используя режим разнесения. На восходящей линии связи КПД 450 может передаваться абонентскими терминалами, используя режим управления положением главного лепестка диаграммы направленности антенны (если поддерживается абонентским терминалом). ШВК может работать на известной фиксированной скорости передачи, так что абонентские терминалы могут принимать и обрабатывать ШВК без какой-либо дополнительной информации. Как более подробно описано ниже, ПКУ поддерживает многочисленные скорости передачи, обеспечивая более высокую эффективность. Каждая «скорость передачи» или «набор скоростей передачи» может быть ассоциирован с конкретной скоростью кодирования (или схемой кодирования) и конкретной схемой модуляции.
Выделенные транспортные каналы, в одном варианте осуществления, включают в себя ПК 430 и ОК 440. Эти транспортные каналы обычно используются для посылки специфических для конкретного абонента данных на конкретные абонентские терминалы или посредством их. ПК 430 и ОК 440 могут быть динамически распределены абонентским терминалам по необходимости и когда доступны. ПК также может использоваться в широковещательном режиме для посылки служебных данных, сообщений поискового вызова и широковещательных сообщений на абонентские терминалы. Вообще говоря, служебные данные, сообщения поискового вызова и широковещательные сообщения передаются до каких-либо специфических для конкретного абонента данных по ПК.
Фиг.5 иллюстрирует примерную передачу по ШВК, ПКУ, ПК, ОК и КПД на основе структуры 400а кадра ВДР-ВРК. В данном варианте осуществления один ПБД 510 ШВК и один ПБД 520 ПКУ передаются в сегменте 410 ШВК и сегменте 420 ПКУ соответственно. Сегмент 430 ПК может использоваться для посылки одного или нескольких ПБД 530 ПК, каждый из которых может быть предназначен для заданного абонентского терминала или многочисленных абонентских терминалов. Аналогично, один или несколько ПБД 540 ОК могут посылаться одним или несколькими абонентскими терминалами в сегменте 440 ОК. Начало каждого ПБД ПК/OK указывается смещением ПК/OK от конца предыдущего сегмента. Несколько ПБД 550 КПД могут посылаться в сегменте 450 КПД несколькими абонентскими терминалами для доступа к системе и/или посылки коротких сообщений.
В одном варианте осуществления ШВК используется точкой доступа для передачи маякового пилот-сигнала, МВМВ-пилот-сигнала и параметров системы на абонентские терминалы. Маяковый пилот-сигнал используется абонентскими терминалами для получения временных характеристик и частоты системы. МВМВ-пилот-сигнал используется абонентскими терминалами для оценки МВМВ-канала, образованного антеннами точки доступа и их собственными антеннами. Параметры системы задают различные атрибуты передач нисходящей линии связи и восходящей линии связи. Например, так как длительность сегментов ПКУ, ПК, КПД и ОК является переменной, параметры системы, которые задают длину каждого из этих сегментов для текущего кадра ВДР, посылаются в ШВК.
Фиг.6А иллюстрирует вариант осуществления ПБД 510 ШВК. В данном варианте осуществления ПБД 510 ШВК включает в себя часть 610 преамбулы и часть 616 сообщения. Часть 610 преамбулы дополнительно включает в себя часть 612 маякового пилот-сигнала и часть 614 МВМВ-пилот-сигнала. Часть 612 переносит маяковый пилот-сигнал и имеет фиксированную длительность ТСР=8 мкс. Часть 614 переносит МВМВ-пилот-сигнал и имеет фиксированную длительность ТМР=32 мкс. Часть 616 переносит ШВК-сообщение и имеет фиксированную длительность ТВМ=4 0 мкс. Преамбула может использоваться для посылки одного или нескольких типов пилот-сигнала и/или другой информации. Маяковый пилот-сигнал содержит специфический набор символов модуляции, который передается со всех передающих антенн. МВМВ-пилот-сигнал содержит специфический набор символов модуляции, который передается со всех передающих антенн с различными ортогональными кодами, которые затем позволяют приемникам восстанавливать пилот-сигнал, передаваемый с каждой антенны. Различные наборы символов модуляции могут использоваться для маякового пилот-сигнала и МВМВ-пилот-сигнала.
В одном варианте осуществления ШВК-сообщение переносит информацию о конфигурации системы. В таблице 5 перечисляются различные поля для примерного формата ШВК-сообщения.
Значение Счетчика кадров может использоваться для синхронизации различных процессов на точке доступа и на абонентских терминалах (например, пилот-сигнал, скремблирующие коды, код маскирования и т.п.). Счетчик кадров может быть реализован при помощи 4-битового счетчика, который циклически возвращается от конца к началу. Этот счетчик получает приращение в начале каждого кадра ВДР, и значение счетчика включается в поле Счетчик кадра. Поле ИД сети указывает идентификатор (ИД) сети, к которой принадлежит точка доступа. Поле ИД ТД указывает ИД точки доступа в ИД сети. Поля Уровень Тх ТД и Уровень Rx ТД указывают уровень максимальной излучаемой мощности и уровень требуемой принимаемой мощности в точке доступа, соответственно. Уровень требуемой принимаемой мощности может использоваться абонентским терминалом для определения исходной излучаемой мощности восходящей линии связи.
Поля Длина ПКУ, Длина ПК и Длина ОК указывают длины сегментов ПКУ, ПК и ОК соответственно, для текущего кадра ВДР. В одном варианте осуществления длины этих сегментов задаются в единицах ОЧРК-символов. Длительность ОЧРК-символа для ШВК может быть фиксированной со значением 4,0 мкс. Длительность ОЧРК-символа для всех других транспортных каналов (например, ПКУ, ПК, КПД и OK) является переменной и зависит от выбранного циклического префикса, который задается полем Длительность циклического префикса. Поле Скорость передачи ПКУ указывает скорость передачи, используемую для ПКУ для текущего кадра ВДР.
Поле Длина КПД указывает длину сегмента КПД, которая задается в единицах слотов КПД. Длительность каждого слота КПД задается полем Размер слота КПД в единицах ОЧРК-символов. Поле Защитный интервал КПД указывает величину периода времени между последним слотом КПД и началом сегмента ШВК для следующего кадра ВДР.
Бит поискового вызова и Бит широковещания указывают, посылаются ли или нет сообщения поискового вызова и широковещательные сообщения, соответственно, по ПК в текущем кадре ВДР. Эти два бита могут устанавливаться независимо для каждого кадра ВДР. Бит подтверждения приема КПД указывает, посылаются ли или нет подтверждения приема для ПБД, посланных по КПД в предыдущих кадрах ВДР, по ПКУ в текущем кадре ВДР.
Поле ЦИК включает в себя значение ЦИК для всего ШВК-сообщения. Это значение ЦИК может использоваться абонентскими терминалами для определения того, правильно ли или с ошибкой декодируется принимаемое ШВК-сообщение. Поле Хвостовые биты включает в себя группу нулей, используемых для сброса сверточного кодера в известное состояние в конце ШВК-сообщения.
Как показано в таблице 5, ШВК-сообщение включает в себя в сумме 120 битов. Эти 120 битов могут передаваться при помощи 10 ОЧРК-символов. В таблице 5 показан один вариант осуществления формата для ШВК-сообщения. Другие форматы ШВК-сообщения с меньшим количеством полей, дополнительными и/или другими полями также могут определяться и использоваться, и это находится в рамках изобретения.
В одном варианте осуществления точка доступа может распределять ресурсы для ПК и ОК на покадровой основе. ПКУ используется точкой доступа для передачи информации о распределении ресурсов для ПК и ОК (например, назначения каналов).
Фиг.6В иллюстрирует вариант осуществления ПБД 520 ПКУ. В данном варианте осуществления ПБД ПКУ включает в себя только часть 620 для ПКУ-сообщения. ПКУ-сообщение имеет переменную длительность, которая может изменяться от кадра к кадру в зависимости от величины информации планирования, переносимой по ПКУ для этого кадра. Длительность ПКУ-сообщения составляет четное количество ОЧРК-символов и задается полем Длина ПКУ в ШВК-сообщении. Длительность сообщений, посылаемых с использованием режима разнесения (например, ШВК- и ПКУ-сообщения) задается четным количеством ОЧРК-символов, так как режим разнесения передает ОЧРК-символы парами.
В одном варианте осуществления ПКУ может передаваться с использованием четырех возможных скоростей передачи. Конкретная скорость передачи, используемая для ПБД ПКУ в каждом кадре ВДР, указывается полем Физический режим ПКУ в ШВК-сообщении. Каждая скорость передачи ПКУ соответствует конкретной скорости кодирования и конкретной схеме модуляции и дополнительно ассоциирована с конкретным режимом передачи.
ПКУ-сообщение может включать в себя нуль, один или многочисленные информационные элементы (ИЭ, IE). Каждый информационный элемент может быть ассоциирован с заданным абонентским терминалом и может использоваться для предоставления информации, указывающей назначение ресурсов ПК/OK для этого абонентского терминала. В таблице 6 перечисляются различные поля для примерного формата ПКУ-сообщения.
К_ИЭ информационных элементов, причем каждый включает в себя:
Поле К_ИЭ указывает количество информационных элементов, включенных в ПКУ-сообщение, посылаемое в текущем кадре ВДР. Для каждого информационного элемента (ИЭ), включенного в ПКУ-сообщение, поле Тип ИЭ указывает конкретный тип этого ИЭ. Определяются различные типы ИЭ для использования с целью распределения ресурсов для различных типов передач, как описано ниже.
Поле ИД УДС идентифицирует конкретный абонентский терминал, для которого предназначен информационный элемент. Каждый абонентский терминал регистрируется на точке доступа в начале сеанса связи и ему назначается уникальный ИД УДС точкой доступа. Этот ИД УДС используется для идентификации абонентского терминала во время сеанса.
Поля Управления используются для передачи информации о назначении каналов для абонентского терминала и подробно описываются ниже. Поле Биты заполнения включает в себя достаточное количество битов заполнения, так чтобы общая длина ПКУ-сообщения составляла четное количество ОЧРК-символов. Поле ЦИК ПКУ включает в себя значение ЦИК, которое может использоваться абонентскими терминалами для определения того, правильно ли или с ошибкой декодируется принимаемое ПКУ-сообщение. Поле Хвостовые биты включает в себя нули, используемые для сброса сверточного кодера в известное состояние в конце ПКУ-сообщения. Некоторые из этих полей более подробно описываются ниже.
Несколько режимов передачи поддерживается МВМВ-БЛС-системой для ПК и ОК, как указано в таблице 1. Кроме того, абонентский терминал может быть активным или ожидающим во время соединения. Таким образом, определяется несколько типов ИЭ для использования при распределении ресурсов ПК/OK для различных типов передач. В таблице 7 перечисляется примерный набор типов ИЭ.
Для типов 0, 1 и 4 ИЭ ресурсы распределяются конкретному абонентскому терминалу как для ПК, так и для ОК (т.е. парами каналов). Для типа 2 ИЭ минимальные ресурсы распределяются абонентскому терминалу на ПК и ОК для сохранения самой последней оценки линии связи. Примерный формат для каждого типа ИЭ описывается ниже. Вообще говоря, скорости передачи и длительности для ПК и ОК могут назначаться абонентским терминалам независимо.
Типы 0 и 4 ИЭ используются для распределения ресурсов ПК/ОК для режимов разнесения и управления положением главного лепестка диаграммы направленности антенны соответственно. Для служб с фиксированной низкой скоростью передачи данных (например, речь) скорость передачи данных остается фиксированной в продолжении вызова. Для служб с переменной скоростью передачи данных скорость передачи данных может выбираться независимо для ПК и ОК. ИЭ ПКУ указывает расположение ПБД ПК и ОК, назначенных абонентскому терминалу. В таблице 8 перечисляются различные поля примерного информационного элемента Типа 0 и 4 ИЭ.
Поля Смещение ПК и ОК указывают временное смещение от начала текущего кадра ВДР до начала ПБД ПК и ОК соответственно, назначенных информационным элементом. Поля Скорость передачи ПК и ОК указывают скорости передачи для ПК и ОК соответственно.
Поля Тип преамбулы ПК и ОК указывают размер преамбулы в ПБД ПК и ОК соответственно. В таблице 9 перечисляются значения для полей Тип преамбулы ПК и ОК и связанные с ними размеры преамбул.
Поле Регулировка временных характеристик ОК включает в себя два бита, используемых для регулировки временных характеристик передачи восходящей линии связи от абонентского терминала, идентифицированного полем ИД УДС. Эта регулировка временных характеристик используется для снижения помех в основанной на ВДР структуре кадра, где передачи нисходящей линии связи и восходящей линии связи дуплексируются с временным разнесением каналов. В таблице 10 перечисляются значения для поля Регулировка временных характеристик ОК и связанные с ней действия.
Поле Управление мощностью ОК включает в себя два бита, используемые для регулировки излучаемой мощности передачи восходящей линии связи от идентифицированного абонентского терминала. Это управление мощностью используется для снижения помех по восходящей линии связи. В таблице 11 перечисляются значения для поля Управление мощностью ОК и связанные с ними действия.
Назначение каналов для идентифицированного абонентского терминала может обеспечиваться различным образом. В одном варианте осуществления абонентскому терминалу назначаются ресурсы ПК/OK только для текущего кадра ВДР. В другом варианте осуществления ресурсы ПК/OK назначаются терминалу для каждого кадра ВДР, пока это назначение не будет отменено. В еще одном варианте осуществления ресурсы ПК/OK назначаются абонентскому терминалу для каждого n-го кадра ВДР, что упоминается как «прореживаемое» планирование кадров ВДР. Различные типы назначения могут указываться полем Тип назначения в информационном элементе ПКУ.
Тип 1 ИЭ используется для распределения ресурсов ПК/ОК абонентским терминалам с использованием режима пространственного мультиплексирования. Скорость передачи для этих абонентских терминалов является переменной и может выбираться независимо для ПК и ОК. В таблице 12 перечисляются различные поля примерного информационного элемента типа 1 ИЭ.
Для типа 1 ИЭ скорость передачи для каждого пространственного канала может выбираться независимо на ПК и ОК. Интерпретация скоростей передачи для режима пространственного мультиплексирования является общей в том, что она может задавать скорость передачи на каждый пространственный канал (например, для до четырех пространственных каналов для варианта осуществления, показанного в таблице 12). Скорость передачи задается на каждую собственную моду, если передатчик выполняет пространственную обработку для передачи данных по собственным модам. Скорость передачи задается на каждую антенну, если передатчик просто передает данные с передающих антенн, и приемник выполняет пространственную обработку для изолирования и восстановления данных (для режима пространственного мультиплексирования без управления).
Информационный элемент включает в себя скорости передачи для всех разрешенных пространственных каналов и нули для тех, которые не разрешены. Абонентские терминалы с менее чем четырьмя передающими антеннами устанавливают в нуль неиспользуемые поля Скорость передачи пространственного канала ПК/OK. Так как точка доступа оснащена четырьмя передающими/приемными антеннами, абонентские терминалы с более чем четырьмя передающими антеннами могут их использовать для передачи до четырех независимых потоков данных.
Тип 2 ИЭ используется для предоставления управляющей информации для абонентских терминалов, работающих в состоянии Ожидания. В одном варианте осуществления, когда абонентский терминал находится в состоянии Ожидания, векторы управления, используемые точкой доступа и абонентским терминалом для пространственной обработки, постоянно обновляются, так что передача данных может начинаться быстро, если и когда она возобновляется. В таблице 13 перечисляются различные поля примерного информационного элемента типа 2 ИЭ.
Тип 3 ИЭ используется для предоставления быстрого подтверждения приема для абонентских терминалов, выполняющих попытку доступа к системе по КПД. Для получения доступа к системе или посылки короткого сообщения на точку доступа абонентский терминал может передавать ПБД КПД по восходящей линии связи. После посылки абонентским терминалом ПБД КПД он выполняет мониторинг в отношении ШВК с целью определения того, установлен ли Бит подтверждения приема КПД. Этот бит устанавливается точкой доступа, если какой-либо абонентский терминал успешно осуществил доступ к системе, и подтверждение приема посылается по меньшей мере одному абонентскому терминалу по ПКУ. Если этот бит установлен, тогда абонентский терминал обрабатывает ПКУ в отношении подтверждения приема, посланного по ПКУ. Информационные элементы Типа 3 ИЭ посылаются, если точка доступа хочет подтвердить, что она правильно декодировала ПБД КПД от абонентских терминалов без назначения ресурсов. В таблице 14 перечисляются различные поля примерного информационного элемента Типа 3 ИЭ.
Один или многочисленные типы подтверждения приема могут быть определены и посланы по ПКУ. Например, может быть определено быстрое подтверждение приема и основанное на назначении подтверждение приема. Быстрое подтверждение приема может использоваться для простого подтверждения того, что ПБД КПД был принят точкой доступа, но абонентскому терминалу не были назначены ресурсы ПК/OK. Основанное на назначении подтверждение приема включает в себя назначения для ПК и/или ОК для текущего кадра ВДР.
Для транспортных каналов поддерживаются несколько различных скоростей передачи. Каждая скорость передачи ассоциирована с конкретной скоростью кодирования и конкретной схемой модуляции, которые вместе имеют результатом конкретную спектральную эффективность (или скорость передачи данных). В таблице 15 перечисляются различные скорости передачи, поддерживаемые системой.
(где ДФМн - двухпозиционная фазовая манипуляция; КФМн - квадратурная фазовая манипуляция; 16-КАМ - 16-позиционная квадратурная амплитудная модуляция; 64-КАМ - 64-позиционная квадратурная амплитудная модуляция; 256-КАМ - 256-позиционная квадратурная амплитудная модуляция).
Хотя структура канала ПКУ, как описано выше, может работать на различных скоростях передачи данных, эта структура может не быть эффективной, так как скорость передачи, используемая на ПКУ, определяется или ограничивается абонентом наихудшего случая в системе (например, абонентом, который работает на самой низкой скорости передачи данных). Например, если один из абонентов может только принимать и декодировать информацию на ПКУ с низкой скоростью передачи, равной 0,25 бит/с/Гц, это оказывает неблагоприятное влияние на других абонентов в системе, даже если они могут работать при более высоких скоростях передачи данных. Это потому, что скорость передачи, используемая в структуре ПКУ, будет ограничиваться скоростью передачи абонента наихудшего случая, которая составляет 0,25 бит/с/Гц. Таким образом, рабочие характеристики и эффективность ПКУ могут снижаться одним абонентом. Как более подробно описано ниже, настоящее изобретение предусматривает новую и более эффективную структуру канала ПКУ, которая может использоваться для адаптации к различным абонентам, работающим на различных скоростях передачи данных.
В одном варианте осуществления новая структура ПКУ, также упоминаемая как многоуровневая структура канала управления или разделенная структура канала управления в данном документе, содержит многочисленные каналы управления (например, 4 отдельных канала управления). Каждый из этих отдельных каналов управления, также называемый подканалом управления или подканалом ПКУ в данном документе, может работать на одной из многочисленных скоростей передачи служебных данных (например, на одной или четырех различных скоростях передачи данных, как упомянуто выше).
Фиг.7 иллюстрирует диаграмму новой структуры ПКУ в кадре 700 УДС ВДР в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения. Для специалиста в данной области техники должно быть понятно, что, хотя структура кадра ВДР-ВРК используется в данном примере с целью иллюстрации и объяснения, идеи настоящего изобретения не ограничиваются структурой кадра ВДР, но также могут быть применены к различным другим структурам кадра различных длительностей (например, ЧДР-ВРК и т.п.). Как показано на фиг.7, кадр УДС ВДР разделяется на фазу 701 нисходящей линии связи (также называемую сегментом нисходящей линии связи) и фазу 751 восходящей линии связи (также называемую сегментом восходящей линии связи). В данном варианте осуществления фаза нисходящей линии связи дополнительно делится на три сегмента для трех соответствующих транспортных каналов - ШВК 710, ПКУ 720 и ПК 730. Фаза восходящей линии связи дополнительно разделяется на два сегмента для двух соответствующих транспортных каналов - ОК 740 и КПД 750.
Как показано на фиг.7, сегмент ПКУ делится или разделяется на многочисленные отдельные сегменты или подканалы ПКУ, каждый из которых может работать на заданной скорости передачи данных. В данном примере сегмент ПКУ делится на четыре подканала ПКУ (ПКУ_0, ПКУ_1, ПКУ_2 и ПКУ_3). В других вариантах осуществления изобретения сегмент ПКУ может делиться на другое количество подканалов (например, 8 подканалов и т.п.) в зависимости от конкретных применений или реализаций изобретения. В одном варианте осуществления каждый подканал ПКУ может быть ассоциирован с конкретным набором параметров работы и обработки (например, скорость кодирования, схема модуляции, ОСШ и т.д.). Например, в таблице 16 ниже показаны скорости кодирования, схема модуляции, ОСШ и т.д., которые ассоциированы с каждым подканалом ПКУ. В данном примере пространственно-временное разнесение при передаче (ПВРП, STTD) используется для каждого из подканалов, в этом случае длина каждого подканала представляет собой кратное двух ОЧРК-символов.
Как показано в таблице 16, каждый подканал ПКУ имеет отдельную рабочую точку (например, ОСШ и другие параметры обработки), ассоциированную с ним. Абонентский терминал (AT), которому назначен конкретный подканал ПКУ (например, ПКУ_n при конкретной скорости передачи), может правильно декодировать все подканалы с более низкой скоростью передачи, но не те, которые работают с более высокими скоростями передачи. Например, если конкретному абонентскому терминалу назначен подканал ПКУ 2, этот абонентский терминал может декодировать подканалы ПКУ_0 и ПКУ_1, так как ПКУ_0 и ПКУ_1 работают на более низких скоростях передачи. Однако этот абонентский терминал не может декодировать ПКУ_3, так как ПКУ_3 работает на более высокой скорости передачи. В одном варианте осуществления точка доступа (ТД) принимает решение, по какому подканалу ПКУ посылать данные управления на AT, основываясь на различных факторах или критериях выбора. Эти различные факторы или выбор могут включать в себя информацию о качестве линии связи или рабочие условия абонентских терминалов (например, отношение несущая/помеха (ОНП, С/I), эффект Доплера и т.д.), требования качества обслуживания (КО, QoS), связанные с абонентскими терминалами, и предпочтение подканала управления, указанное абонентскими терминалами, и т.д. Как более подробно указано ниже, абонентские терминалы затем предпринимают попытку декодировать каждый из подканалов ПКУ для определения того, были ли им распределены ресурсы (например, ресурсы канала ПК/OK).
Таблица 17 иллюстрирует структуру для различных подканалов ПКУ в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано в таблице 17, структура подканала ПКУ для подканала ПКУ_0 отличается от структуры, используемой для других подканалов ПКУ (ПКУ_1, ПКУ_2 и ПКУ_3). В одном варианте осуществления поле МАСКА_ПКУ в структуре ПКУ_0 используется для указания присутствия/отсутствия подканалов ПКУ с более высокими скоростями передачи в определенном порядке. Например, поле МАСКА_ПКУ может содержать три бита, каждый из которых соответствует конкретному подканалу и используется для указания того, присутствует ли конкретный подканал в порядке: подканал 1 (бит 0 Маски), подканал 2 (бит 1 Маски) и подканал 3 (бит 2 Маски). Соответствующий бит Маски подканала устанавливается на конкретное значение (например, 1) для указания присутствия соответствующего подканала. Например, если значение номера бита 0 Маски (младший бит Маски) устанавливается в «1», это указывает присутствие подканала ПКУ_1. Предусматриваются биты заполнения для достижения четного количества ОЧРК-символов в каждом подканале. В одном варианте осуществления каждый подканал ПКУ выполнен с возможностью предоставления информации планирования для многочисленных абонентских терминалов (например, 32 абонента). Типы ИЭ, описанные выше, могут использоваться для подканалов ПКУ.
Фиг.8 иллюстрирует блок-схему последовательности операций способа 800 в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. После начала на этапе 801, на этапе 810, как описано выше, канал управления делится или разделяется на множество подканалов, каждый из которых может работать на заданной скорости передачи данных. На этапе 820 управляющая информация, включающая в себя информацию о распределении ресурсов, передается с точки доступа абонентскому терминалу по конкретному подканалу из множества подканалов, выбранных для абонентского терминала, основываясь на одном или нескольких критериях выбора, как описано выше. На этапе 830 на абонентском терминале один или несколько подканалов из множества подканалов декодируются для получения управляющей информации (например, назначения каналов), предназначенной для абонентского терминала. В одном варианте осуществления, как более подробно объяснено ниже, процедура декодирования, выполняемая на абонентском терминале, начинается с подканала ПКУ, работающего на самой низкой скорости передачи данных (ПКУ_0 в данном примере), и продолжается до тех пор, пока не будет выполнено по меньшей мере одно из множества условий. На этапе 891 способ 800 завершается.
Фиг.9 изображает блок-схему последовательности операций процедуры 900 декодирования, выполняемой абонентским терминалом при декодировании новой структуры ПКУ, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Абонентский терминал начинает декодированием подканала ПКУ_0. В одном варианте осуществления декодирование считается успешным, если проходит тест ЦИК. Абонентский терминал завершает процесс декодирования ПКУ всякий раз, когда происходит любое из следующих событий:
(i) невыполнение правильного декодирования подканала ПКУ;
(ii) прием назначения;
(iii) декодирование всех активных подканалов ПКУ без приема назначения.
Обращаясь снова к фиг.9, на этапе 910 процесс начинается инициализацией n в 0. В данном примере n представляет собой переменную, используемую для указания текущего подканала ПКУ, декодируемого на текущей итерации процесса. На этапе 915 декодируется текущий подканал ПКУ_n. Например, на первой итерации ПКУ_0 декодируется на этапе 915. На этапе 920 определяется, проходит ли тест ЦИК в отношении текущего подканала ПКУ_n. Если тест ЦИК проходит, процесс переходит к этапу 925 для определения того, присутствует ли соответствующий ИД УДС, иначе процесс переходит на этап 930 для обработки следующего кадра УДС. На этапе 925, если присутствует соответствующий ИД УДС, процесс переходит к этапу 940 для получения информации о назначении, представляемой точкой доступа. Иначе, процесс переходит к этапу 935 для проверки того, равно ли n 3. На этапе 935, если n равно 3, процесс переходит к этапу 945 для инициализации поля МАСКА_ПКУ для указания того, что были обработаны все подканалы ПКУ. Как описано выше, в одном варианте осуществления поле МАСКА_ПКУ в структуре подканала ПКУ 0 содержит три бита, каждый из которых используется для указания присутствия/отсутствия соответствующего подканала ПКУ с более высокой скоростью передачи. Например, первый бит (бит 0 или самый младший бит) поля МАСКА_ПКУ используется для указания присутствия/отсутствия подканала 1, второй бит (бит 1 или следующий по старшинству бит) поля МАСКА_ПКУ используется для указания присутствия/отсутствия подканала 2 и т.д. Процесс затем переходит к этапу 950 для определения того, имеются ли какие-либо активные подканалы ПКУ, оставшиеся для декодирования. Если имеются еще активные подканалы ПКУ для декодирования, процесс переходит к этапу 960 для приращения n до следующего активного подканала ПКУ. Иначе, процесс переходит к этапу 955 для обработки следующего кадра УДС.
Различные узлы МВМВ-БЛС-системы и различные методы, описанные в данном документе, могут быть реализованы различными средствами. Например, обработка на точке доступа и абонентском терминале может быть реализована аппаратными средствами, программными средствами или их комбинацией. Для аппаратной реализации обработка может быть реализована в одной или нескольких специализированных интегральных схемах (специализированных ИС), процессорах цифровой обработки сигналов (ПЦОС, DSO), устройствах цифровой обработки сигналов (УЦОС, DSPD), программируемых логических устройствах (ПЛУ, PLD), программируемых вентильных матрицах (ПВМ, FPGA), процессорах, контроллерах, микроконтроллерах, микропроцессорах, других электронных блоках, предназначенных для выполнения функций, описанных в данном документе, или их комбинации.
Для программной реализации обработка может быть реализована при помощи модулей (например, процедур, функций и т.п.), которые выполняют функции, описанные в данном документе. Программные коды могут храниться в модуле памяти 332, 382х и 382у и исполняться процессором. Модуль памяти может быть реализован внутри процессора или может быть внешним для процессора, в этом случае он может быть связан с процессором с возможностью передачи данных при помощи различных средств, что известно в технике.
Заголовки включены в данный документ для ссылки и помощи при определении расположения определенных разделов. Эти заголовки не предназначены для ограничения объема понятий, описанных в данном документе под этими заголовками, и эти понятия могут иметь применимость в других разделах по всему описанию изобретения.
Предыдущее описание раскрытых вариантов осуществления предусмотрено для того, чтобы дать возможность любому специалисту в данной области техники выполнить или использовать настоящее изобретение. Различные модификации этих вариантов осуществления легко понятны для специалиста в данной области техники, и обобщенные принципы, определенные в данном документе, могут быть применены к другим вариантам осуществления без отступления от сущности или объема изобретения. Таким образом, настоящее изобретение, как предполагается, не ограничивается вариантами осуществления, показанными в данном документе, но должно соответствовать наибольшему объему, согласующемуся с принципами и новыми отличительными признаками, описанными в данном документе.
Изобретение относится к технике передачи и обработки данных. Технический результат состоит в повышении эффективности структуры канала управления. Для этого канал управления, используемый для передачи управляющей информации, разделяется на множество подканалов, каждый из которых работает на заданной скорости передачи данных. Для каждого из одного или нескольких абонентских терминалов один из подканалов выбирается на основе одного или нескольких критериев выбора для передачи управляющей информации от точки доступа на соответствующий абонентский терминал. Управляющая информация передается от точки доступа на абонентский терминал по конкретному подканалу, выбранному для соответствующего абонентского терминала. На абонентском терминале упомянутые один или несколько подканалов декодируются для получения управляющей информации, предназначенной для абонентского терминала. 9 н. и 36 з.п. ф-лы, 12 ил., 17 табл.
выбор, для каждого из одного или нескольких абонентских терминалов, одного из этих подканалов для использования для передачи управляющей информации от точки доступа на соответствующий абонентский терминал, основываясь на одном или нескольких критериях выбора; и
передачу управляющей информации от точки доступа на конкретный абонентский терминал по конкретному подканалу, выбранному для соответствующего абонентского терминала.
передачу управляющей информации, включающей в себя информацию о распределении ресурсов, от точки доступа на абонентский терминал по конкретному подканалу из упомянутого множества подканалов, выбранному для абонентского терминала на основе одного или нескольких критериев выбора; и
декодирование на абонентском терминале одного или нескольких подканалов из упомянутого множества подканалов для получения управляющей информации, предназначенной для абонентского терминала.
завершение процедуры декодирования, если выполняется одно из упомянутого множества условий.
определение того, правильно ли была принята информация, переданная по подканалу, основываясь на метрике качества, связанной с соответствующим подканалом.
определение того, присутствует ли управляющая информация, предназначенная для абонентского терминала, в соответствующем подканале, основываясь на идентификаторе, ассоциированном с абонентским терминалом.
средство для передачи управляющей информации от точки доступа на конкретный абонентский терминал по конкретному подканалу, выбранному для соответствующего абонентского терминала.
средство для передачи управляющей информации, включающей в себя информацию о распределении ресурсов, от точки доступа на абонентский терминал по конкретному подканалу из упомянутого множества подканалов, выбранному для абонентского терминала на основе одного или нескольких критериев выбора; и
средство для декодирования на абонентском терминале одного или нескольких подканалов из упомянутого множества подканалов для получения управляющей информации, предназначенной для абонентского терминала.
средство для определения того, правильно ли была принята информация, переданная по подканалу, основываясь на метрике качества, связанной с соответствующим подканалом; и
средство для определения того, присутствует ли управляющая информация, предназначенная для абонентского терминала, в соответствующем подканале, основываясь на идентификаторе, ассоциированном с абонентским терминалом.
передатчик для посылки управляющей информации, предназначенной для абонентского терминала, по подканалу, выбранному для абонентского терминала.
приемник для приема информации по одному или нескольким подканалам управления, каждый из которых работает на заданной скорости передачи данных; и
декодер для декодирования упомянутых одного или нескольких подканалов управления для получения управляющей информации, предназначенной для конкретного абонентского терминала, начиная с подканала, работающего на самой низкой скорости передачи данных, до тех пор, пока не будет выполнено по меньшей мере одно из множества условий.
разделение канала управления, который используется для передачи управляющей информации, на множество подканалов, причем каждый подканал работает на заданной скорости передачи данных; выбор, для каждого из одного или нескольких абонентских терминалов, одного из этих подканалов для использования для передачи управляющей информации от точки доступа на соответствующий абонентский терминал, основываясь на одном или нескольких критериях выбора; и передачу управляющей информации от точки доступа на конкретный абонентский терминал по конкретному подканалу, выбранному для соответствующего абонентского терминала.
прием информации по одному или нескольким подканалам управления, каждый из которых работает на заданной скорости передачи данных; и
декодирование упомянутых одного или нескольких подканалов управления для получения управляющей информации, предназначенной для конкретного абонентского терминала, начиная с подканала, работающего на самой низкой скорости передачи данных, до тех пор, пока не будет выполнено по меньшей мере одно из множества условий.
прием информации по одному или нескольким подканалам управления, каждый из которых работает на заданной скорости передачи данных; и
декодирование упомянутых одного или нескольких подканалов управления для получения управляющей информации, предназначенной для конкретного абонентского терминала, начиная с подканала, работающего на самой низкой скорости передачи данных, до тех пор, пока не будет выполнено по меньшей мере одно из множества условий.
определение того, правильно ли была принята информация, переданная по подканалу, основываясь на метрике качества, связанной с соответствующим подканалом; и
определение того, присутствует ли управляющая информация, предназначенная для абонентского терминала, в соответствующем подканале, основываясь на идентификаторе, ассоциированном с абонентским терминалом.
| Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. | 1921 |
|
SU3A1 |
| НЕКООРДИНИРОВАННАЯ БЕСПРОВОДНАЯ МНОГОПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКАЯ СИСТЕМА С ПИКОЯЧЕЙКАМИ СО СКАЧКООБРАЗНЫМ ИЗМЕНЕНИЕМ ЧАСТОТЫ | 1998 |
|
RU2201034C2 |
| Топчак-трактор для канатной вспашки | 1923 |
|
SU2002A1 |
| Способ и приспособление для нагревания хлебопекарных камер | 1923 |
|
SU2003A1 |
