СПОСОБ И СИСТЕМА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПАКЕТОВ ДАННЫХ В СИСТЕМЕ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2008 года по МПК H04L12/56 H04B7/05 H04B7/26 

1. Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к системе беспроводной связи и, более конкретно, к способу и системе для распределения пакетов данных восходящей линии связи и нисходящей линии связи в системе беспроводной связи.

2. Уровень техники

Проводится широкое исследование по системам связи четвертого поколения (4G), использующимся в качестве систем связи следующего поколения, которые предоставляют пользователям услуги на основании различных классов и качества обслуживания (QoS) со скоростью передачи данных приблизительно 100 Мбит/с. В современной системе связи поколения 4G проводится широкое исследование, чтобы обеспечивать мобильность и QoS и поддерживать высокоскоростные услуги для систем связи с беспроводным широкополосным доступом (BWA), таких как система беспроводной связи локальной вычислительной сети (LAN) и система беспроводной связи городской вычислительной сети (MAN). Типичная система связи основывается на стандарте 802.16 системы связи, разработанном Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE).

Система связи по IEEE 802.16 является BWA-системой связи, использующей мультиплексирование с ортогональным частотным разделением сигналов/множественный доступ с ортогональным частотным разделением (OFDM/OFDMA). В сравнении с традиционной технологией беспроводной связи для речевой услуги системы связи по IEEE 802.16 могут передавать большой объем данных в короткое время, используя широкую полосу пропускания для передачи данных, и могут эффективно использовать канал, поскольку пользователи могут совместно использовать общий канал. В системе связи по IEEE 802.16 все пользователи, связанные с базовой станцией (BS), совместно используют общий канал. Поскольку BS выделяет временной интервал, в который каждый пользователь использует канал для каждого кадра восходящей линии связи (UL) или нисходящей линии связи (DL), то BS уведомляет мобильные станции об информации доступа UL и DL с тем, чтобы пользователи могли совместно использовать общий канал. Используются сообщения протокола MAP для UL и DL, чтобы поставлять уведомление об информации доступа UL и DL.

Сообщение MAP гибридного автоматического запроса повторной передачи (H-ARQ) является типом MAP-сообщения, используемым для поддержки мобильной станции (МС, MS), доступной в схеме H-ARQ. Например, MS интерпретирует MAP-сообщение H-ARQ при приеме сообщения от BS. Информационный элемент (IE) по MAP, включенный в состав MAP-сообщения H-ARQ, именуется «компактный IE для UL/DL_MAP». MS может принимать или передавать пакет данных в соответствии с информацией компактного UL/DL-MAP_IE.

На фиг. 1 иллюстрируется структура кадра, используемая в обычной системе беспроводной связи.

Что касается фиг. 1, кадр может быть разделен на подкадр DL и подкадр UL.

Подкадр DL включает в себя временной интервал 10 передачи преамбулы, временной интервал 20 передачи MAP и временной интервал 30 передачи данных.

Интервал 20 передачи MAP включает в себя управляющий заголовок 21 кадра (FCH) для передачи информации, предназначенной для декодирования и демодулирования информации MAP, и MAP1 22 H-ARQ и MAP2 23 H-ARQ для передачи информации на требуемую MS. Интервал 30 передачи данных включает в себя распределяемые пакеты данных, которые будут передаваться на MS с использованием множества подканалов в конкретном интервале символа. Причем пакеты данных последовательно распределяются в единичный подканал по вертикальной оси в течение единичного интервала символа по горизонтальной оси. Когда завершено распределение пакетов данных для всех подканалов одного интервала символа, пакеты данных последовательно распределяются в единичный подканал в течение следующего интервала символа.

То есть, пакеты 1, 2 и 3 данных по фиг. 1 распределяются в конкретном 'n'-м интервале символа. Например, если подканалы 0-5 выделены полностью для пакета 1 данных, то BS распределяет пакет 2 данных на подканалы 6-8 и затем распределяет пакет 3 данных на подканалы 9-10.

Когда распределение пакетов данных завершено в 'n'-м интервале символа, BS последовательно распределяет пакеты 4 и 5 данных на подканалы в следующем интервале символа, то есть, 'n+1'-м интервале символа. Описанный выше способ распределения пакета данных именуется "одномерное распределение пакета данных".

Затем будет описан подкадр UL. Подкадр UL включает в себя интервал 40 передачи управляющей информации и интервал 50 передачи данных.

Пакеты данных для передач сигнала UL многих MS распределяются одномерно в интервале 50 передачи данных подкадра UL, как и в интервале 30 передачи данных подкадра DL. То есть, конечный момент времени для предыдущего пакета данных соответствует начальному моменту времени следующего распределяемого пакета данных.

Когда BS (или ступень более высокого уровня) распределяет пакеты данных одномерно, как описано выше, служебные сигналы MAP могут быть минимизированы. Однако для конкретного пакета данных является трудным быть применяемым к схеме модуляции и кодирования. Другими словами, схемы модуляции и кодирования применяются в единичном интервале символа. Схемы модуляции и кодирования не могут применяться, когда конкретный пакет данных распределяется в течение двух интервалов символа.

Когда BS и соседняя BS действуют в одинаковой полосе частот подканала, взаимные помехи между многими BS приводят к потере пакета данных. Соответственно, эффективность передачи данных ухудшается.

Раскрытие изобретения

Следовательно, задачей настоящего изобретения является обеспечение способа и системы эффективного распределения пакетов данных в системе беспроводной связи.

В соответствии с аспектом настоящего изобретения обеспечивается способ распределения пакетов данных в системе беспроводной связи с наличием кадра, устанавливаемого по оси интервала символа и оси полосы частот, кадр включает в себя первую область, в которой передается MAP-сообщение, и вторую область, на которую распределяются пакеты данных, способ включает в себя этапы установки во второй области третьей области на основании интервала символа и полосы частот, и последовательного распределения пакетов данных на третью область от первого интервала символа вдоль оси полосы частот.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения обеспечивается система распределения пакетов данных в системе беспроводной связи с наличием кадра, устанавливаемого по оси интервала символа и оси полосы частот, кадр включает в себя первую область, в которой передается MAP-сообщение, и вторую область, на которую распределяются пакеты данных, система включает в себя базовую станцию для установки во второй области третьей области на основании интервала символа и полосы частот, и последовательного распределения пакетов данных на третью область от первого интервала символа вдоль оси полосы частот.

Краткое описание чертежей

Вышеуказанные и другие задачи и преимущества настоящего изобретения будут более ясно поняты из нижеследующего подробного описания, рассматриваемого вместе с сопроводительными чертежами, на которых

фиг. 1 - иллюстрация структуры кадра, используемой в обычной системе беспроводной связи; и

фиг. 2 - иллюстрация структуры кадра, используемой в системе беспроводной связи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны ниже в документе с помощью ссылки на сопроводительные чертежи. На чертежах одинаковые или сходные элементы обозначаются посредством одинаковых числовых ссылочных позиций даже при том, что они изображены на различных чертежах.

В нижеследующем описании предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения показывается разнообразие конкретных элементов, таких как конкретные сообщения и сигналы. Описание таких элементов было выполнено только для лучшего понимания настоящего изобретения. Специалисты в данной области техники оценят, что настоящее изобретение может быть осуществлено без использования вышеупомянутых конкретных элементов. В нижеследующем описании для ясности и краткости опущены подробные описания включенных в состав документа функций и конфигураций, которые являются известными специалистам в данной области техники.

Настоящее изобретение предлагает способ и систему для установки двумерной области для распределения пакетов данных восходящей линии связи (UL) и нисходящей линии связи (DL) в кадре системы беспроводной связи и для распределения пакетов данных установленной области в одном измерении. Например, будет описано MAP-сообщение гибридного автоматического запроса (H-ARQ) повторной передачи. Настоящее изобретение может также использовать MAP-сообщения, такие как сообщения DL-MAP и UL-MAP, определенные в стандарте 802.16 Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE).

На фиг. 2 иллюстрируется структура кадра, используемая в системе беспроводной связи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Что касается фиг. 2, конфигурация кадра составлена из подкадра DL и подкадра UL. Подкадр DL включает в себя временной интервал 210 передачи преамбулы, временной интервал 220 передачи MAP и временной интервал 230 передачи данных.

Подкадр UL включает в себя временной интервал 240 передачи управляющей информации и временной интервал 250 передачи данных.

Поскольку подкадры DL и UL по фиг. 2 имеют структуры, подобные таковым по фиг. 1, конкретное описание подкадров DL и UL по фиг. 2 опущено. В кадре горизонтальная ось представляет интервалы символа, а вертикальная ось представляет подкадры. Обращается внимание, что распределения пакетов данных в интервале 230 передачи данных подкадра DL и интервале 250 передачи данных подкадра UL в соответствии с настоящим изобретением отличаются от традиционного одномерного распределения пакета данных. Конкретно, базовая станция (BS) использует обычный способ одномерного распределения пакета данных, чтобы последовательно заполнять подканалы в течение одного интервала символа и последовательно заполнять другие подканалы в течение следующего интервала символа. Настоящее изобретение может использовать не только способ распределения пакета данных в одном измерении, но также и новый способ распределения пакета данных в двух измерениях.

Нижеследующее является описанием основанного на двумерной форме способа распределения пакета данных.

Пакеты 1, 2, 3, 4 и 5 данных распределены на интервал 230 передачи данных подкадра DL по фиг. 2, как в обычном одномерном распределении пакета. Область 260 пакетов 6, 7, 8 и 9 данных, как обозначено жирными линиями, в интервале 230 передачи данных подкадра DL распределена в двумерной форме. Подобным образом обозначенная жирными линиями область 270 пакетов 3, 4, 5 и 6 данных в интервале 250 передачи данных подкадра UL распределена в двумерной форме. BS указывает начальную точку, используя смещение символа и смещение подканала, чтобы указать двумерные области 260 и 270 пакетов данных в виде прямоугольников. Размер двумерных областей 260 и 270 пакетов данных определяется от начальной точки путем задания количества символов и количества подканалов. Когда установлен размер двумерных областей 260 и 270 пакетов данных, BS распределяет пакеты данных на установленную область в одномерной форме. Такое распределение «двумерного» пакета данных является выгодным в том, что уменьшаются служебные сигналы MAP и минимизируется ошибка передачи данных, улучшая общую рабочую характеристику системы. Конкретно, поскольку BS может распределять полосу частот подканала в двумерной форме, отличной от таковой для соседней BS, при распределении пакета данных для мобильной станции (MS), расположенной в области передачи обслуживания, можно избежать взаимных помех между подканалами, и ошибка передачи данных может быть минимизирована.

Например, можно положить, что пакеты 6, 7, 8 и 9 данных интервала 230 передачи данных занимают два интервала символа, которыми предполагаются 'n' и 'n+1', подканалы для 'n'-го интервала символа являются частично используемыми, и некоторые подканалы используются в следующем 'n+1'-м интервале символа по фиг. 2. Если пакеты данных распределяются в одномерной форме, пакеты 6 и 7 данных должны быть распределены на некоторые подканалы 'n'-го интервала символа, и пакеты 8 и 9 данных должны быть распределены на оставшиеся подканалы 'n'-го интервала символа.

Будет описан способ для определения структуры информации MAP для двумерного распределения пакета данных в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

В таблице 1 показан формат сообщения 'Compact DL-MAP IE' (компактный IE для DL-MAP), используемого в течение одномерного распределения пакета данных, в таблице 2 показан формат сообщения 'Compact DL-MAP IE', используемого в течение двумерного распределения пакета данных и в таблице 3 показан формат сообщения 'Compact UL-MAP IE', используемого в течение двумерного распределения пакета данных.

Таблица 1СинтаксисРазмерПримечанияCompact_UL-MAP_IE {   Тип DL-MAP = 0 3 бита  Дополнение UL-MAP 1 бит RCID_IE переменный  Код N_EP4 бита код битов пакета кодера Код N_SCH4 бита код распределенных подканалов H-ARQ Control_IE
(управляющий IE для H-ARQ)переменный  CQICH_Control_IE
(управляющий IE для указателя качества канала)переменный  если(дополнение UL-MAP {  код N_EP для UL 4 бита  код N_SCH для UL 4 бита  H-ARQ_Control_IE для UL переменный  }   }   

Таблица 2Синтаксис Размер Примечания Compact_DL-MAP_IE для распределения на основе зон {  Тип DL-MAP =7 3 бита Подтип DL-MAP = 45 битовКонфигурация H-ARQ для зоны Длина (количество битов) 4 бита Смещение символа OFDMA7 битов Смещение подканала6 битов Число символов OFDMA6 битов Число подканалов6 битов Усиление3 бита для(i=0;i<числа IE;I++  Compact_DL-MAP_IE для разнесенияпеременный }  биты дополнения кадра переменный должны быть установлены в 0}  

Далее будут сравниваться таблицы 1 и 2 и будет описан результат сравнения.

Как показано в таблице 1, в сообщении 'Compact_DL-MAP_IE' для одномерного распределения пакета данных комбинация значений полей 'N_EP code' (код N_EP) и 'N_SCH code' (код N_SCH) может указывать число распределяемых подканалов и схему кодирования и модуляции. BS начинает распределение пакета данных с первого подканала для первого интервала символа и распределяет первый пакет данных в соответствии с числом подканалов, установленным согласно комбинации значений полей 'N_EP code' и 'N_SCH code'. Конечная точка распределения первого пакета данных становится начальной точкой распределения для следующего второго пакета данных. Способ одномерного распределения пакета данных может уменьшить служебные сигналы в областях MAP 222 и 223 для H-ARQ. Однако на MS, расположенную в области передачи обслуживания, в способе одномерного распределения пакета данных могут оказывать влияние помехи от соседней сотовой ячейки.

В таблице 2 показано сообщение 'Compact DL-MAP_IE' для распределения двумерного пакета данных в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. 3-битовое поле 'DL-MAP Type' указывает тип DL-MAP. 5-битовое поле 'DL-MAP sub-type' (подтип DL-MAP) указывает подтип DL-MAP. 4-битовое поле 'Length' указывает размер IE. 7-битовое поле 'OFDMA Symbol offset' (смещение символа OFDMA) указывает начальное положение символа распределяемой двумерной области. 6-битовое поле 'Subchannel offset' указывает начальное положение подканала распределяемой двумерной области. 6-битовое поле 'No.OFDMA Symbols' указывает число символов, распределяемых на двумерную область. 6-битовое поле 'No.Subchannels' указывает число подканалов, распределяемых на двумерные области. 3-битовое поле 'Boosting' указывает, была ли усилена мощность поднесущей. Поле 'Compact DL-MAP_IE for Diversity', имеющее переменную длину, используется для распределения пакетов данных на двумерную область в одном измерении. Поле 'Compact DL-MAP_IE for Diversity' включает в себя все поля, показанные в таблице 1.

Полями, используемыми для указания области для распределения «двумерных» пакетов, являются поля 'OFDMA Symbol offset', 'Subchannel offset', 'No. OFDMA Symbols', и 'No. Subchannels'. То есть, значение поля 'Subchannel offset' указывает точку интервала символа, с которой начинается распределение пакета данных в интервале 230 передачи данных по фиг. 2. Значение поля 'Subchannel offset' указывает точку подканала, с которой начинается распределение пакета данных в интервале 230 передачи данных. Как описано выше, BS указывает начальную точку двумерной области распределения пакета данных, используя поля 'OFDMA Symbol offset' и 'Subchannel offset'. Когда число символов и число подканалов установлены в соответствии со значениями полей 'No. OFDMA Symbols' и 'No. Subchannels', полная двумерная область распределения пакета данных является полностью установленной.

BS распределяет пакеты данных на полностью установленную двумерную область распределения пакета данных в соответствии со способом одномерного распределения пакета данных.

Способ для установки двумерной области распределения пакета данных в подкадре DL и распределения одномерно пакетов данных на установленную область может в равной степени применяться для способа распределения в подкадре UL.

В таблице 3 показан формат сообщения Compact_UL-MAP_IE. Поскольку поля сообщения Compact_UL-MAP_IE из таблицы 3 являются весьма сходными с таковыми для сообщения Compact_DL-MAP_IE из таблицы 2, описание этого опущено.

Таблица 3Синтаксис Размер Примечания Compact_UL-MAP_IE для распределения на основе зон {  Тип UL-MAP =73 бита Подтип UL-MAP = 45 битовКонфигурация H-ARQ для зоныДлина4 бита Смещение символа OFDMA7 битовСмещение от начального символа подкадра UL Смещение подканала6 битов Число символов OFDMA6 битов Число подканалов6 битов Для (i=0;I< числа IE;I++  Compact_DL-MAP_IE для разнесенияПеременный }  биты дополнения кадраПеременныйдолжны быть установлены в 0

Как является очевидным из описания выше, настоящее изобретение может повысить эффективность передачи данных в системе беспроводной связи посредством установки конкретной области в двух измерениях и распределения пакетов данных восходящей линии связи (UL) и нисходящей линии связи (DL) на установленную область одномерно.

Хотя предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения были раскрыты в иллюстративных целях, специалистам в данной области техники понятно, что возможны различные модификации, дополнения и замены без выхода за рамки объема настоящего изобретения. Поэтому настоящее изобретение не ограничивается вышеописанными вариантами осуществления, а определяется в соответствии с нижеследующей формулой изобретения, наряду с полным объемом ее эквивалентов.

Изобретение относится к системам беспроводной связи. Техническим результатом является эффективное распределение пакетов данных в системе беспроводной связи. Способ и система для распределения пакетов данных в системе беспроводной связи с наличием кадра, устанавливаемый по оси интервала символа и оси полосы частот кадр включает в себя первую область, в которой передают МАР-сообщение, и вторую область, на которую распределяют пакеты данных, третью область на основании интервала символа и полосы частот устанавливают во второй области, пакеты данных последовательно распределяют на третью область с первого интервала символа вдоль оси полосы частот. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.

1. Способ распределения пакетов данных в системе беспроводной связи с наличием кадра, устанавливаемого по оси интервала символа и оси полосы частот, кадр включает в себя первую область, в которой передают МАР-сообщение, и вторую область, на которую распределяют пакеты данных, способ содержит этапы, на которых

устанавливают во второй области третью область на основании интервала символа и полосы частот; и

последовательно распределяют пакеты данных на третью область с первого интервала символа вдоль оси полосы частот.

базовую станцию для установки во второй области третьей области на основании интервала символа и полосы частот, и

последовательно распределяют пакеты данных на третью область от первого интервала символа вдоль оси полосы частот.

поле смещения подканала для указания точки подканала, с которой начинается распределение пакетов данных;

поле числа символов OFDMA для указания числа символов для задания интервала символа от начальной точки интервала символа; и

поле числа подканалов для указания информации о размере полосы частот для задания полосы частот от начальной точки подканала.