УПРАВЛЕНИЕ МОЩНОСТЬЮ ВО ВНЕШНЕМ КОНТУРЕ ДЛЯ СИСТЕМ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2009 года по МПК H04W52/12 

Настоящая заявка на патент испрашивает приоритет предварительной заявки №60/448,269 на "Передачу данных по обратной линии связи" от 18 февраля 2003, предварительной заявки №60/452,790 на "Способ и устройство для передачи данных по обратной линии связи в системе связи" от 6 марта 2003 и предварительной заявки №60/470,770 на "Управление мощностью во внешнем контуре для версии D" от 14 марта 2003, которые переуступлены правопреемнику настоящего изобретения и включены в настоящее описание посредством ссылки.

Область техники

Настоящее изобретение относится к области телекоммуникаций, более конкретно к механизмам для обнаружения и оценки пакетов и передач кадров в системе беспроводной связи, имеющей множество каналов с различным качеством каналов.

Предшествующий уровень техники

Технологии беспроводной связи получают быстрое развитие, и системы беспроводной связи используются для обеспечения все большего сегмента коммуникационных ресурсов, предоставляемых в настоящее время пользователям. Это справедливо, несмотря на дополнительные технологические препятствия, которые встречаются в реализации систем беспроводной связи, по сравнению с проводной системой. Например, системы беспроводной связи должны решать вопросы, относящиеся к передаче данных между базовой станций и ее мобильными станциями, чтобы максимизировать эффективность системы, в то время как в проводной системе эта проблема отсутствует.

Одним из типов систем беспроводной связи является сотовая система стандарта CDMA2000 (множественного доступа с кодовым разделением каналов), которая конфигурирована для поддержки речевой связи и передачи данных. Эта система может содержать множество базовых станций, которые осуществляют связь посредством беспроводных каналов с множеством мобильных станций (Базовые станции в типовом случае связаны посредством проводных сетей с различными другими системами, такими как коммутируемая телефонная сеть общего пользования). Каждая базовая станция осуществляет связь с множеством мобильных станций, которые находятся в секторе, соответствующем базовой станции. Такая базовая станция обеспечивает обнаружение ошибок в передачах от мобильной станции, чтобы надлежащим образом демодулировать и декодировать сигналы от мобильных станций, а также осуществляет управление мощностью передач между базовой станцией и мобильными станциями для минимизации взаимных помех и максимизации пропускной способности и позволяет экономить мощность в мобильных станциях, тем самым продлевая их срок службы.

В типовом случае для обнаружения ошибок в передачах от мобильных станций используется проверка циклическим избыточным кодом (CRC). В идеальном случае передачи делятся на предварительно заданные длительности, причем деление выполняется с постоянным делителем. Оставшееся число в результате этой операции деления присоединяется затем к передаче, выполняемой мобильной станцией. После приема передачи базовая станция повторно вычисляет остаток и сравнивает его с принятым остатком. Если два остатка не совпадают, то базовая станция обнаруживает ошибку в передаче.

Однако этот метод обнаружения ошибок может оказаться неподходящим для некоторых типов каналов передачи. Пакетно-ориентированные каналы передачи данных могут иметь соответствующий канал указателя скорости, который сигнализирует базовой станции о формате передачи пакетно-ориентированного канала и управляет контуром управления мощностью. Хотя проверка CRC позволяет обнаружить ошибки в передачах данных, в системах, содержащих каналы прерывистых передач, ориентированных на импульсную передачу, служебные издержки на проверку CRC по соответствующему каналу указателя скорости могут оказаться слишком высокими. В большинстве случаев проверка CRC требует от 8 до 10 битов, присоединяемых к каждой передаче данных, однако в канале указателя скорости сама передача может состоять всего лишь из нескольких битов в конкретное время. Передача таких дополнительных битов проверки CRC значительно увеличивает мощность передачи. Это, однако, вызывает проблемы, так как базовая станция по-прежнему требует идентификации с высокой вероятностью хороших и плохих кадров в этом канале указателя скорости, чтобы определить формат передачи этих улучшенных каналов и для настройки контура управления мощностью.

Таким образом, в технике существует потребность в системах и способах, которые обеспечивают возможность идентификации пакетов в канале индикатора скорости, высокую вероятность идентификации хороших и плохих кадров в канале индикатора скорости и соответствующем непериодическом канале передачи данных.

Сущность изобретения

Раскрытые ниже варианты осуществления изобретения направлены на решение вышеописанных проблем путем создания систем и способов, которые обеспечивают надежное обнаружение и оценку пакетов и кадров передачи при низких служебных издержках.

Некоторые беспроводные системы связи содержат пакетно-ориентированный канал и соответствующий канал указателя скорости. Вместо выполнения обнаружения ошибок на основе системы, несущей неприемлемо высокие служебные издержки на проверку CRC, желательно обеспечить идентификацию плохих кадров в канале при низких служебных издержках и высокой вероятности обнаружения.

Различные варианты осуществления настоящего изобретения направлены на усовершенствование обнаружения пакетов и оценки кадров в системах, имеющих канал с непериодической пакетно-ориентированной передачей данных и соответствующий канал указателя скорости. Более конкретно, анализируется присутствие пакетов в канале указателя скорости, и на основе присутствия пакетов в этом канале и типа присутствующих пакетов может быть определена действительность одного или более кадров. Наличие данных в соответствующем канале передач данных может также использоваться для подтверждения этого определения.

Один вариант осуществления включает в себя способ оценки пакетов и кадров в беспроводной системе связи, имеющей пакетно-ориентированный канал и соответствующий канал указателя скорости, содержащий декодирование канала указателя скорости с использованием декодера максимума правдоподобия и детектирование наличия пакета в канале указателя скорости на основе вероятности. В одном варианте осуществления канал указателя скорости декодируется с предварительно заданными интервалами. После обнаружения пакета пакет анализируется для определения того, является ли он действительным. Если пакет является пакетом нулевой скорости и был ожидаемым, то энергия может быть определена в соответствующем пакетно-ориентированном канале данных для принятия следующего решения, является ли действительным пакет нулевой скорости. Если пакет не является пакетом нулевой скорости, то в этом варианте осуществления могут анализироваться идентификатор субпакета и полезная нагрузка, содержащаяся в пакете, и если они противоречат ожидаемым значениям, то информация в пакете может использоваться для декодирования соответствующего пакетно-ориентированного канала для принятия последующего решения, являются ли текущий пакет или предшествующий пакет недействительными. Однако если никакого пакета не обнаружено в канале указателя скорости, и никакой пакет не ожидался, то может анализироваться пакетно-ориентированный канал данных. Таким образом может быть обнаружен пакет в канале указателя скорости и определена действительность кадров передачи.

Альтернативный вариант осуществления изобретения включает в себя систему беспроводной связи, содержащую базовую станцию и мобильную станцию, связанную с базовой станцией посредством беспроводного канала связи, причем базовая станция конфигурирована для приема данных от мобильной станции по множеству каналов обратной линии связи в беспроводной линии связи, включающей в себя пакетно-ориентированный канал и соответствующий канал указателя скорости, причем базовая станция конфигурирована для декодирования канала указателя скорости с использованием декодера максимума правдоподобия и определения присутствия пакета в канале указателя скорости на основе вероятности. В одном варианте осуществления канал указателя скорости декодируется с предварительно определенным интервалом. После обнаружения пакета может быть определена действительность кадра. Если обнаружен пакет, то этот пакет анализируется. Если пакет является пакетом нулевой скорости и был ожидаемым, то в соответствующем пакетно-ориентированном канале данных может быть определена энергия для принятия следующего решения, является ли действительным пакет нулевой скорости. Если пакет не является пакетом нулевой скорости, то могут анализироваться идентификатор субпакета и полезная нагрузка, содержащаяся в кадре, и если они противоречат ожидаемым значениям, то информация в пакете может использоваться для декодирования соответствующего пакетно-ориентированного канала. Однако если никакого пакета не обнаружено в канале указателя скорости, и никакой пакет не ожидался, то пакетно-ориентированный канал данных может проверяться на содержание энергии. Таким образом, может быть обнаружен пакет в канале указателя скорости, и может быть определена действительность кадров передачи.

Также возможны различные дополнительные варианты осуществления.

Краткое описание чертежей

Различные аспекты и признаки изобретения раскрыты в последующем детальном описании со ссылками на иллюстрирующие чертежи, на которых представлено следующее:

Фиг.1 - блок-схема иллюстрирующая структуру приведенной для примера системы беспроводной связи, соответствующей варианту осуществления изобретения;

Фиг.2 - функциональная блок-схема, иллюстрирующая основные структурные компоненты системы беспроводного приемопередатчика, соответствующего варианту осуществления изобретения;

Фиг.3 - блок-схема, иллюстрирующая множество каналов между мобильной станцией и базовой станцией в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

Фиг.4 - блок-схема, иллюстрирующая обобщенный вариант осуществления настоящего изобретения для определения действительности кадров в канале указателя скорости и соответствующем пакетно-ориентированном канале посредством обнаружения и оценки пакетов в канале указателя скорости,

Фиг.5 - блок-схема, иллюстрирующая способ, используемый во взаимосвязи с каналом указателя скорости и соответствующим пакетно-ориентированном каналом для обнаружения пакетов в канале указателя скорости и оценки действительности кадров в каналах.

В то время как изобретение может быть представлено в различных модификациях и альтернативных формах, на чертежах и в последующем детальном описании представлены конкретные примеры его осуществления. Однако следует иметь в виду, что чертежи и детальное описание не предназначены для ограничения изобретения конкретными описанными вариантами осуществления.

Детальное описание

Ниже описаны один или более вариантов осуществления изобретения. Следует отметить, что эти и любые другие варианты осуществления являются иллюстративными, но не ограничивающими изобретение.

Как описано ниже, различные варианты осуществления изобретения включают в себя системы и способы для обеспечения обнаружения пакетных ошибок в канале указателя скорости и соответствующем ему канале передачи данных, причем высокая вероятность обнаружения ошибок обеспечивается при низких служебных издержках.

Ряд терминов определен или пояснен ниже для содействия в правильном понимании нижеследующего описания. Термин "пакет" в контексте раскрытия в настоящем описании может пониматься как дискретная часть сообщения или последовательность битов. Термин "кадр передачи" ("кадр") может пониматься как передачи по одному или более каналам за конкретный интервал времени.

В одном варианте осуществления система беспроводной связи обеспечивает множество каналов обратной линии связи для передачи данных от мобильной станции к базовой станции. Эти каналы включают в себя пакетно-ориентированный канал передачи (также называемый каналом графика) и соответствующий ему канал указателя скорости. Для обнаружения присутствия пакетов в канале указателя скорости, осуществляется контроль канала и декодирование с использованием декодера максимума правдоподобия. На основе вероятности, что принят конкретный пакет, и сравнения этой вероятности с пороговым значением может быть принято решение относительно наличия пакета. Декодер максимума правдоподобия используется потому, что в отличие от обычных каналов информация проверки CRC не обеспечивается в пакетах в канале указателя скорости.

На основе этого обнаружения пакетов в канале указателя скорости может быть оценена действительность кадра передачи. Дополнительно во многих случаях информация о соответствующем пакетно-ориентированном канале передачи используется для содействия оценке действительности кадров передачи. Если пакет нулевой скорости был обнаружен в канале указателя скорости, но еще достаточно энергии присутствует в канале передачи данных, то может быть принято решение о плохом (недействительном) кадре передачи. И наоборот, если пакет, обнаруженный в канале указателя скорости, указывает на присутствие информации в канале передачи данных, но канал передачи данных не может быть декодирован корректным образом, то также может быть принято решение о недействительном кадре передачи.

Хотя приведенные для примера варианты осуществления систем и способов используются на протяжении всего раскрытия в контексте обратного усовершенствованного дополнительного канала (R-ESCH) стандарта CDMA2000 и соответствующего ему обратного канала указателя скорости (R-RICH), понятно, что варианты осуществления настоящего изобретения могут быть использованы с другими пакетно-ориентированными каналами связи и соответствующими каналами указателя скорости.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения 10 реализуются в системе беспроводной связи, которая соответствует в принципе спецификации CDMA2000. CDMA2000 является стандартом беспроводной связи 3-го поколения (3G). Стандарт CDMA2000 развивался и продолжает развиваться для непрерывной поддержки новых услуг на несущей 1,25 МГц стандарта. Предпочтительный вариант осуществления изобретения предназначен для применения в стандартах, использующих версию D стандарта CDMA2000, но другие варианты осуществления могут быть реализованы в рамках других версий CDMA2000 или в системах, которые соответствуют другим стандартам (например, W-CDMA). Поэтому описанные варианты осуществления должны рассматриваться как иллюстративные, но не ограничительные.

На фиг.1 показана блок-схема, иллюстрирующая структуру приведенной для примера беспроводной системы связи. Как показано на чертеже, система 100 содержит базовую станцию 110, которая конфигурирована для осуществления связи с множеством мобильных станций 120. Мобильные станции 120 могут, например, представлять собой сотовые телефоны, персональные информационные помощники (PIM или PDA) и т.п., которые выполнены с возможностью беспроводной связи. Следует отметить, что не требуется, чтобы эти устройства были "мобильными", а они могут просто осуществлять связь с базовой станцией 110 по беспроводной линии связи. Базовая станция 110 передает данные к мобильным станциям 120 по соответствующей прямой линии связи (FL), а мобильные станции 120 передают данные к базовой станции 110 через соответствующие каналы обратной линии связи (RL).

Следует отметить, что для целей настоящего описания идентичные элементы на чертежах могут быть обозначены идентичными ссылочными позициями с последующими строчными буквами, например 120а, 120b и т.д. На соответствующие элементы ссылки могут даваться просто с использованием ссылочных позиций.

Базовая станция 110 также связана с коммутационной станцией 130 посредством проводной линии связи. Линия связи с коммутационной станцией 130 обеспечивает возможность базовой станции 110 осуществлять связь с различными другими системными компонентами, такими как сервер 140 данных, коммутируемая телефонная сеть 150 общего пользования или Интернет 160. Следует отметить, что мобильные станции и системные компоненты на чертеже приведены для примера, и другие системы могут содержать другие типы и другие комбинации устройств.

Хотя на практике конкретные варианты выполнения базовой станции 110 и мобильных станций 120 могут существенно различаться, каждая служит в качестве беспроводного приемопередатчика для связи по прямой и обратной линиям связи. Эта структура показана на фиг.2.

На фиг.2 представлена функциональная блок-схема, иллюстрирующая основные структурные компоненты беспроводной приемопередающей системы в соответствии с одним вариантом осуществления. Как показано на чертеже, система содержит передающую подсистему 222 и приемную подсистему 224, каждая из которых связана с антенной 226. Передающая подсистема 222 и приемная подсистема 224 могут быть конфигурированы так, что совместно образуют приемопередающую подсистему. Передающая подсистема 222 и приемная подсистема 224 получают доступ к прямой и обратной линиям связи через антенну 226. Передающая подсистема 222 и приемная подсистема 224 также связаны с процессором 228, который конфигурирован для управления передающей подсистемой 222 и приемной подсистемой 224. Память 230 связана с процессором 228 для обеспечения рабочего пространства и локального ЗУ для процессора. Источник 232 данных связан с процессором 228 для обеспечения данных, передаваемых системой. Источник 232 данных может содержать, например, микрофон или ввод из сетевого устройства. Данные обрабатываются процессором 228 и затем направляются в передающую подсистему 222, которая передает данные посредством антенны 226. Данные, принимаемые приемной подсистемой 224 через антенну 226, направляются в процессор 228 для обработки и затем на вывод 234 данных для представления пользователю. Вывод 234 данных может содержать такие устройств, как динамик, визуальный дисплей или вывод на сетевое устройство.

Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что структура, изображенная на фиг.2, является иллюстративной, и что другие варианты осуществления могут использовать альтернативные конфигурации. Например, процессор 350, который может представлять собой универсальный микропроцессор, цифровой процессор сигналов (DSP) или специализированный процессор, может выполнять некоторые или все из функций других компонентов приемопередатчика или любую другую обработку, требуемую приемопередатчиком. Поэтому объем пунктов формулы изобретения не ограничен конкретной описанной здесь конфигурацией.

Рассматривая структуру, представленную на фиг.2, как реализованную в мобильной станции, компоненты системы можно представить как приемопередающую подсистему, связанную с подсистемой обработки, причем приемопередающая подсистема обеспечивает прием и передачу данных по беспроводному каналу, а подсистема обработки обеспечивает подготовку и выдачу данных в приемопередающую подсистему для передачи и приема и обработку данных, которые она получает от приемопередающей подсистемы. Приемопередающая подсистема может рассматриваться как включающая в себя передающую подсистему 222, приемную подсистему 224 и антенну 226. Подсистема обработки может рассматриваться как включающая в себя процессор 228, память 230, источник 232 данных и вывод 234 данных.

Как указано выше, линия связи между базовой станцией и мобильной станцией в действительности включает в себя различные каналы. На фиг.3 показана блок-схема, иллюстрирующая множество каналов между мобильной станцией и базовой станцией. Как изображено на чертеже, базовая станция 110 передает данные к мобильной станции 120 посредством набора каналов 310 прямой линии связи. Эти каналы в типовом случае включают в себя как каналы графика, по которым передаются данные, так и каналы управления, по которым передаются управляющие сигналы. Каждый из каналов графика в общем случае имеет один или более каналов управления, связанных с ним. Каналы 310 прямой линии связи могут включать в себя, например, прямой основной канал (F-FCH), который может использоваться для передачи низкоскоростных данных, прямой вспомогательный канал (F-SCH), который может использоваться для передачи высокоскоростных двухточечных передач, прямой высокоскоростной широковещательный канал (F-HSBCH), который может быть использован для широковещательной передачи сообщений к множеству получателей. Каналы также могут включать в себя прямой выделенный канал управления (F-DCCH) и прямой широковещательный канал управления (F-BCCH) или прямой канал поискового вызова (F-PCH), которые могут использоваться для передачи управляющей информации, относящейся к каналам графика или к другим аспектам работы системы.

Мобильная станция 120 передает данные к базовой станции 110 через набор каналов 320 обратной линии связи. Вновь эти каналы в типовом случае включают в себя как каналы графика, так и каналы управления. Мобильная станция 120 может передавать данные назад к базовой станции по таким каналам, как обратный канал доступа (R-ACH), расширенный обратный канал доступа (R-EACH), обратный канал запроса (R-REQCH), обратный улучшенный вспомогательный канал (R-ESCH), обратный выделенный канал управления (R-DCCH), обратный общий канал управления (R-CCCH) или обратный канал указателя скорости (R-RICH).

Во многих случаях пропускная способность обратной линии связи ограничена помехами. Базовые станции распределяют доступные ресурсы обратной линии связи по мобильным станциям для эффективного использования, чтобы максимизировать пропускную способность в соответствии с требованиями качества обслуживания (QoS) для различных мобильных станций.

Максимизация использования ресурсов обратной линии связи связана с различными факторами. Одним фактором, который должен учитываться, является совокупность запланированных передач обратной линии связи от различных мобильных станций, каждая из которых может испытывать изменяющееся качество канала в конкретный момент времени. Для увеличения общей пропускной способности (совокупных данных, передаваемых всеми мобильными станциями в ячейке) желательно, чтобы вся обратная линия связи была полностью использована всякий раз, когда должны передаваться данные обратной линии связи. Для заполнения доступного ресурса некоторым мобильным станциям может предоставляться доступ при наивысшей скорости, которую они могут поддерживать. Дополнительным мобильным станциям может предоставляться доступ до тех пор, пока не будет использована имеющаяся пропускная способность. Поэтому при принятии решения о том, какие станции должны планироваться, базовая станция может учитывать максимальную скорость, которую может поддерживать каждая мобильная станция, эффективность передачи от мобильной станции и объем данных, который должна передавать каждая мобильная станция. Мобильная станция, обеспечивающая более высокую пропускную способность (с учетом как скорости передачи данных, поддерживаемой мобильной станцией, так и объема данных, который должна передавать каждая мобильная станция), может быть выбрана вместо альтернативной мобильной станции, которая не может в текущий момент поддерживать высокую пропускную способность.

Другим фактором, который должен учитываться, является качество обслуживания, требуемое каждой мобильной станцией. Может быть допустимым задержать доступ для конкретной мобильной станции в расчете на то, что канал мобильной станции (или, более конкретно, поддерживаемая ею пропускная способность) улучшится, вместо выбора мобильной станции, которая поддерживает более высокую пропускную способность. Однако может иметь место случай, когда субоптимальной мобильной станции может потребоваться обеспечение доступа, чтобы позволить мобильной станции удовлетворить минимальные гарантии по качеству обслуживания. Поэтому пропускная способность данных, которая действительно планируется, может не быть абсолютным максимумом, а вместо этого может быть оптимизирована с учетом канальных условий, имеющейся в мобильной станции передающей мощности, требований качества обслуживания и других подобных факторов.

Различные механизмы планирования могут быть использованы для обеспечения возможности мобильной станции передавать данные по обратной линии связи. Один класс передач по обратной линии связи предусматривает использование канала случайных пакетно-ориентированных передач данных, такого как R-ESCH, и относящегося к нему канала указателя скорости (R-RICH). Когда канал R-ESCH передает данные, канал R-RICH передает соответствующий пакет ненулевой скорости. Этот пакет ненулевой скорости, передаваемый в канале R-RICH, сигнализирует базовой станции о формате передачи в соответствующем канале R-ESCH, обеспечивает идентификатор субпакета и размер полезной нагрузки, инициирует контур управления мощностью, если это необходимо, и может обеспечивать дополнительную энергию пилот-сигнала для демодуляции и декодирования сигнала R-ESCH.

И наоборот, когда в канале R-ESCH отсутствует передача, канал R-RICH периодически передает пакет нулевой скорости, обычно в фиксированных границах кадров, таких как кадры длительностью 80 мс. Пакет указателя скорости может иметь длину, которая меньше, чем длительность кадра (например, 10 мс), так что относительное время цикла в канале R-RICH может быть менее 10%, когда передаются только пакеты нулевой скорости.

Мобильная станция может перемещаться в пределах области, обслуживаемой базовой станцией, изменяя требования мощности для передач данных по каналу R-ESCH. Этот пакет нулевой скорости используется для обеспечения некоторой информации для запуска контура управления мощностью и обеспечения точных и эффективных передач. Если контур управления мощностью не поддерживается, то передачи по каналу R-ESCH могут стираться из-за неадекватной мощности, или мобильная станция может использовать больше мощности, чем необходимо, при передаче, снижая свою энергетическую эффективность.

Ввиду прерывистого характера передач по каналам R-ESCH и R-RICH, базовая станция должна определять, когда пакет присутствует в канале R-RICH, и являются ли действительными кадры передач канала R-RICH и соответствующего ему канала R-RICH. Традиционно не имелось необходимости в канале R-ESCH, поскольку передачи в каналах данных были более или менее непрерывными, и формат передачи по каналам данных был известен базовой станции. Иными словами, обнаружение и декодирование кадров данных и управление контуром регулирования мощности могло бы выполняться по существу на основе собственно канала передачи данных. В настоящей системе мобильная станция может принять решение, следует ли выполнять передачу в канале R-ESCH и с какой скоростью, если скорость передачи данных в канале R-ESCH не выше, чем авторизованная скорость для базовой станции. Используются как канал передач данных (R-ESCH), так и канал управления (R-RICH), ввиду описанного выше характера канала R-ESCH, и, следовательно, поскольку передача по соответствующему каналу R-RICH не является непрерывной, и формат передачи канала данных не известен базовой станции, то имеется необходимость обнаружения присутствия пакетов в канале R-RICH и определения действительности связанных с этим кадров передачи.

Блок-схема алгоритма, иллюстрирующая общее описание способов, используемых в вариантах осуществления настоящего изобретения для определения действительности кадра передачи, показана на фиг.4. В общем случае эти способы могут использоваться во взаимосвязи с каналом прерывистой пакетно-ориентированной передачи, таким как R-ESCH, и соответствующим этому каналу данных каналом указателя скорости, таким как R-RICH, который может передавать свои пакеты нулевой скорости в фиксированной и определенной границе кадра. В одном варианте контролируется канал R-RICH (блок 510), и используется декодер максимума правдоподобия для определения наличия пакетов в контролируемом канале R-RICH (блок 520). На основе наличия или отсутствия пакетов и связанных с этим условий может быть определена действительность одного или более кадров передачи по каналу R-RICH и соответствующему ему каналу R-ESCH (блок 530).

На фиг.5 представлена блок-схема алгоритма, более детально иллюстрирующая способ, используемый для определения наличия пакетов в канале и действительности связанных с этим кадров. При контроле канала R-RICH базовая станция может обнаружить присутствие пакетов путем декодирования канала R-RICH для генерации вероятности каждого возможного кодового слова (блок 402) и сравнения вероятности наиболее вероятного кодового слова с порогом (блок 404), на основе этого сравнения может быть определено первоначально, присутствует ли пакет в канале R-RICH. Наличие пакета или его отсутствие может затем анализироваться для определения действительности кадров передачи. В одном варианте осуществления первый этап в определении пакетов в канале R-RICH заключается в декодировании канала R-RICH при каждой границе кадра (блок 402), такой как граница кадров длительностью 10 мс. Поскольку канал R-RICH может использовать короткий блочный код, то декодер максимума правдоподобия (ML) может использоваться для идентификации наиболее вероятного кодового слова (W) и связанной с этим вероятности (L) присутствия этого кодового слова в канале R-RICH. Вероятность (L) наиболее вероятного кодового слова (W) может затем сравниваться с порогом (Th) (блок 404). Если вероятность (L) наиболее вероятного кодового слова (W) больше некоторого порогового уровня (L>Th), то может быть принято решение, что в канале R-RICH обнаружен пакет. В противном случае может быть принято решение, что никакого пакета не обнаружено в канале R-RICH для анализируемого кадра. Хотя декодеры максимума правдоподобия хорошо известны в технике и реализуются в последнее время для распределения вероятностей для непрерывных битовых потоков, новый способ состоит в том, чтобы применить декодер максимума правдоподобия для определения наличия пакетов в канале с прерывистой передачей. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения декодер максимума правдоподобия может быть реализован как банк корреляторов.

Согласно фиг.5, на основе обнаружения базовой станцией пакета в канале R-RICH может быть определена действительность передачи для кадра. Если вероятность (L) наиболее вероятного кодового слова (W) больше некоторого порогового уровня (L>Th), то может быть определено, что в канале R-RICH присутствует пакет (блок 404). Если пакет присутствует в канале R-RICH, то базовая станция может затем анализировать пакет и определять, является ли пакет, обнаруженный в канале R-RICH, пакетом нулевой скорости (блок 406). Если базовая станция определяет, что присутствует пакет нулевой скорости (блок 406), и не ожидалось присутствия пакета нулевой скорости (блок 408), например, если пакет нулевой скорости обнаружен в момент времени, иной чем конкретные границы кадра, то может быть определено, что кадр является недействительным (блок 424). И наоборот, если базовая станция ожидала пакет нулевой скорости (блок 408), то может быть принято решение о присутствии действительного кадра. Во многих вариантах осуществления, если ожидался пакет нулевой скорости (блок 408), то базовая станция может использовать соответствующий канал R-ESCH для дополнительного оценивания действительности кадра (блок 422). Если достаточно энергии обнаруживается в канале R-ESCH, чтобы определить присутствие в нем данных (блок 422), то это изобличает обнаружение пакета нулевой скорости в канале R-RICH (блок 406), и ввиду этого расхождения кадр может быть квалифицирован как недействительный (блок 426). Если, однако, энергия, обнаруженная в соответствующем канале R-RESCH (блок 422), согласуется с обнаруженным пакетом нулевой скорости (блок 406), то может быть принято решение о наличии действительного кадра в канале R-RICH (блок 428).

Если базовая станция обнаруживает присутствие пакета (блок 404), и он не является пакетом нулевой скорости (блок 406), то она может анализировать содержание обнаруженного пакета (блок 410). Этот анализ (блок 410) может основываться на предварительно определенном временном соотношении для синхронной увеличивающейся избыточности (SIR) и предварительно определенном порядке идентификаторов (ID) субпакетов в передачах по каналу R-RICH. Во многих вариантах осуществления пакеты в канале R-RICH содержат ID субпакетов и полезную нагрузку. Когда пакет в канале R-ESCH первоначально передается от мобильной станции 120 к базовой станции, пакет в канале R-RICH содержит ID субпакетов, равный 0, если базовая станция принимает кадр, то подтверждение (АСК) передается к мобильной станции 120. Если мобильная станция 120 принимает подтверждение АСК, она будет передавать новый пакет по каналу R-ESCH с ID субпакетов, равным 0. Если, однако, мобильная станция не принимает подтверждение АСК, она может повторно передать первоначальный пакет и дать приращение идентификатору ID субпакетов. Этот цикл продолжается, пока мобильная станция 120 не примет подтверждение АСК от базовой станции. Затем базовая станция может анализировать эти ID субпакетов (блок 410), чтобы определить действительность обнаруженного пакета. Если ID субпакетов не противоречит тому, что ожидается базовой станцией, то может быть принято решение о наличии действительного пакета (блок 412). Если ID субпакетов противоречит тому, что ожидается базовой станцией, то может быть принято решение о наличии недействительного пакета. Это может произойти, например, если базовая станция перед этим послала подтверждение АСК к мобильной станции 120. В этом случае базовая станция может ожидать следующие субпакеты с ID, равным 0, и если она принимает пакет с ID субпакета, не равным 0, то может приниматься решение о наличии недействительного кадра. Для мобильной станции в состоянии гибкой передачи обслуживания, когда мобильная станция осуществляет связь с множеством базовых станций, даже если базовая станция не послала ранее АСК к мобильной станции, но приняла новый пакет с ID субпакета, равным О, то базовая станция считает, что этот новый пакет не противоречит тому, что ожидается базовой станцией, так как на предыдущий пакет подтверждение АСК могло быть послано другими базовыми станциями.

Аналогичным способом, если базовая станция обнаруживает наличие пакета (блок 404), и он не является пакетом нулевой скорости (блок 406), она может анализировать полезную нагрузку обнаруженного пакета (блок 410). Например, базовая станция может ожидать, что два пакета канала R-RICH, соответствующие пакету одного и того же кодера, должны иметь одну и ту же полезную нагрузку. Если эти ожидания удовлетворяются (блок 410), то может приниматься решение об обнаружении действительного кадра, однако если полезная нагрузка этих пакетов противоречит ожиданиям базовой станции, то может приниматься решение об обнаружении недействительного кадра. Наличие действительного кадра декларируется, если как ID субпакетов, так и размер полезной нагрузки согласуются с соответствующими значениями, ожидаемыми базовой станцией.

Во многих вариантах осуществления, когда ID субпакетов и размер полезной нагрузки не согласуются с соответствующими значениями, ожидаемыми базовой станцией (блок 410), то информация, присутствующая в канале R-ESCH, используется для дополнительной оценки действительности текущего кадра канала R-RICH. Если в канале R-RICH (блок 404) обнаружен пакет ненулевой скорости с надлежащими идентификатором ID субпакетов и полезной нагрузкой (блок 410), то информация (размер пакета и ID субпакетов) в этом пакете может быть использована для декодирования соответствующей информации, присутствующей в канале R-ESCH (блок 414). Если канал R-ESCH декодируется некорректным образом (блок 416), то это указывает, что информация в канале R-RICH и соответствующем канале R-ESCH может быт несогласованной, и может приниматься решение о недействительном кадре (блок 420). Если, однако, канал R-ESCH декодируется корректным образом на основе информации, содержащейся в соответствующем пакете канала R-RICH (блок 416), то может приниматься решение о наличии действительного пакета (блок 418). Дополнительно в этом случае один или более предыдущих пакетов в канале R-RICH могут квалифицироваться как недействительные на основе противоречия между текущим действительным кадром и некорректными ожидаемыми результатами, полученными из информации, содержащейся в одном или более из предыдущих пакетов канала R-RICH (блок 418).

Согласно показанному в верхней части фиг.5, если базовая станция декодирует пакет канала R-RICH для формирования значения вероятности (блок 402), и вероятность (L) наиболее вероятного кодового слова (W) меньше некоторого порогового уровня (L<Th), то может быть определено, что в канале R-RICH нет пакета (блок 404). Если базовая станция ожидала обнаружить в канале R-RICH пакет нулевой скорости (блок 430), то может быть принято решение о наличии недействительного кадра (блок 432). И напротив, если не ожидалось присутствия пакета нулевой скорости, то может быть декларировано наличие действительного кадра.

Во многих вариантах осуществления, если пакет не был обнаружен (блок 404) в канале R-RICH и не ожидалось наличия пакета нулевой скорости (блок 430), то соответствующий канал R-ESCH может быть использован для содействия оценке действительности кадра. Если энергия достаточно велика в канале R-ESCH (блок 434), что противоречит указаниям канала R-RICH, то может декларироваться наличие недействительного кадра (блок 436). Если, однако, уровень энергии (блок 434) и указания канала R-RICH согласуются, то может декларироваться наличие действительного кадра (блок 438).

Различные аспекты и признаки настоящего изобретения описаны выше относительно конкретных вариантов осуществления. Как использовано в настоящем описании, термины "содержит", "содержащий" или какие-либо их варианты должны интерпретироваться как неисключительным образом включающие в себя элементы или ограничения, следующие за этими терминами. Соответственно система, способ или другие варианты осуществления, которые содержат набор элементов, не ограничены только этими элементами и могут включать в себя другие элементы, не перечисленные в явном виде или присущие заявляемым вариантам осуществления. Дополнительно, этапы раскрытых способов представлены не в конкретном порядке и могут взаимозаменяться без отклонения от объема настоящего изобретения.

Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что информация и сигналы могут быть представлены с использованием любой из множества различных технологий и методов. Например, данные, инструкции, команды, информация, сигналы, биты, символы и кодовые элементы, которые могут упоминаться в приведенном выше описании, могут быть представлены напряжениями, токами, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами, оптическими полями, или частицами, или любой их комбинацией.

Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы и этапы алгоритмов, описанные в связи с вариантами осуществления, раскрытыми в настоящем описании, могут быть реализованы как электронные аппаратные средства, компьютерное программное обеспечение или комбинации того и другого. Для пояснения такой взаимозаменяемости аппаратных средств и программного обеспечения различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и этапы описаны выше в общем виде в терминах их функциональных возможностей. То, реализованы ли эти функциональные возможности как аппаратные средства или программное обеспечение, зависит от конкретного приложения и ограничений при проектировании, существующих в системе в целом. Специалисты могут реализовать описанные функции различными путями для каждого конкретного приложения, но такие решения реализации изобретения не должны интерпретироваться как обусловливающие отклонение от объема настоящего изобретения.

Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, описанные в связи с вариантами осуществления, раскрытыми в описании, могут быть реализованы или выполнены с помощью универсального процессора, цифрового процессора сигналов (DSP), ориентированной на приложение специализированной интегральной схемы (ASIC), программируемой пользованием матрицы логических вентилей (FPGA) или других устройств программируемой логики, дискретных логических схем или транзисторной логики, дискретных компонентов аппаратных средств или любой комбинации указанных средств, предназначенной для выполнения описанных функций. Универсальный процессор может представлять собой микропроцессор, но альтернативно может представлять собой любой обычный процессор, контроллер, микроконтроллер или конечный автомат. Процессор может также быть реализован как комбинация вычислительных устройств, например комбинация DSP и микропроцессора, множество микропроцессоров, один или более микропроцессоров во взаимосвязи с ядром DSP или любая другая подобная комбинация.

Этапы способа или алгоритм, описанный во взаимосвязи с раскрытыми вариантами осуществления, могут быть реализованы посредством аппаратных средств, модуля программного обеспечения, исполняемого процессором, или их комбинацией. Модуль программного обеспечения может находиться в ОЗУ (RAM), флэш-памяти, ПЗУ (ROM), стираемом программируемом ПЗУ (EPROM), электронно-стираемом ППЗУ (EEPROM), в регистрах, на жестком диске, съемном диске, ПЗУ на компакт-диске (CD-ROM) или на любом другом носителе для хранения данных, известном в технике. Приведенный для примера носитель для хранения данных связан с процессором, так что процессор может считывать информацию с носителя и записывать информацию на носитель для хранения данных. В альтернативном варианте носитель для хранения информации может быть встроен в процессор. Процессор и носитель для хранения данных могут находиться на ASIC. ASIC может находиться в пользовательском терминале. Альтернативно процессор и носитель для хранения данных могут находиться в пользовательском терминале как дискретные компоненты.

Приведенное выше описание раскрытых вариантов осуществления предназначено для того, чтобы специалисты в данной области техники могли осуществить и использовать настоящее изобретение. Различные модификации этих вариантов осуществления должны быть очевидны для специалистов в данной области техники без отклонения от объема и сущности изобретения. Поэтому настоящее изобретение не ограничено показанными вариантами осуществления, а согласуется с самым широким объемом, совместимым с принципами и новыми признаками, как раскрыто выше.

Заявлены системы и способы для оценивания пакетов и кадров в системе беспроводной связи, имеющей множество каналов обратной линии связи, включающей в себя непериодический пакетно-ориентированный канал передачи и соответствующий ему канал указателя скорости. Техническим результатом является обеспечение возможности идентификации пакетов в канале индикатора скорости, а также высокой вероятности идентификации хороших и плохих кадров в канале индикатора скорости и соответствующем непериодическом канале передачи данных. Один вариант осуществления содержит базовую станцию, контролирующую канал указателя скорости, декодирующую канал указателя скорости с использованием декодера максимума правдоподобия и определяющую присутствие пакета в канале указателя скорости путем сравнения вероятности с порогом, и анализирующую действительность кадра в пакетно-ориентированном канале на основе наличия и содержания пакетов, принятых в канале указателя скорости. 5 н. и 38 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ для оценивания наличия пакетов и кадров в системе беспроводной связи, имеющей пакетно-ориентированный канал и соответствующий канал указателя скорости, причем способ заключается в том, что контролируют канал указателя скорости и определяют наличие пакета в канале указателя скорости на основе вероятности, генерируемой декодером максимума правдоподобия, который декодирует канал указателя скорости.2. Способ по п.1, в котором определение наличия пакета выполняют с предварительно заданными интервалами.3. Способ по п.2, в котором упомянутый интервал является интервалом субкадра.4. Способ по п.2, в котором дополнительно определяют действительность кадра.5. Способ по п.4, в котором определение действительности кадра включает в себя анализ пакета, если пакет обнаружен.6. Способ по п.5, в котором анализ пакета включает в себя определение, является ли пакет пакетом нулевой скорости, и анализ идентификатора (ID) субпакетов и полезной нагрузки, если пакет не является пакетом нулевой скорости.7. Способ по п.6, в котором анализ пакета дополнительно включает в себя декодирование информации в пакетно-ориентированном канале передачи данных с использованием пакета, если ID субпакетов и полезная нагрузка не ожидаются.8. Способ по п.5, в котором анализ пакета включает в себя сравнение ID субпакетов и размера полезной нагрузки данного пакета с ID субпакетов и размерами полезных нагрузок предыдущих пакетов.9. Способ по п.5, в котором анализ пакета включает в себя сравнение пакета с ожидаемым типом пакета, если пакет является пакетом нулевой скорости.10. Способ по п.9, в котором анализ пакета дополнительно включает в себя определение энергии в пакетно-ориентированном канале данных, если пакет согласуется с ожидаемым типом пакета.11. Способ по п.4, в котором определение действительности кадра включает в себя определение энергии в пакетно-ориентированном канале, если нет пакета в соответствующем канале указателя скорости, и никакой пакет не ожидается.12. Система для оценивания наличия пакетов и кадров в системе беспроводной связи, содержащая базовую станцию и мобильную станцию, связанную с базовой станцией посредством беспроводной линии связи, причем базовая станция конфигурирована для приема данных от мобильной станции по множеству каналов обратной линии связи в беспроводной линии связи, включающей в себя пакетно-ориентированный канал и соответствующий канал указателя скорости, и при этом базовая станция конфигурирована для контроля канала указателя скорости и определения наличия пакета в канале указателя скорости на основе вероятности, генерируемой декодером максимума правдоподобия, который декодирует канал указателя скорости.13. Система по п.12, в которой наличие пакета определяется с предварительно заданными интервалами.14. Система по п.13, в которой упомянутый интервал является интервалом субкадра.15. Система по п.13, в которой базовая станция конфигурирована для определения действительности кадра.16. Система по п.15, в которой базовая станция конфигурирована для определения действительности кадра путем анализа пакета, если пакет обнаружен.17. Система по п.16, в которой базовая станция конфигурирована для анализа пакета путем определения, является ли пакет пакетом нулевой скорости, и анализа идентификатора (ID) субпакетов и полезной нагрузки, если пакет не является пакетом нулевой скорости.18. Система по п.17, в которой базовая станция дополнительно конфигурирована для анализа пакета путем декодирования информации в пакетно-ориентированном канале передачи данных с использованием пакета, если ID субпакетов и полезная нагрузка ожидаются.19. Система по п.16, в которой базовая станция конфигурирована для анализа пакета путем сравнения ID субпакетов и размера полезной нагрузки данного пакета с ID субпакетов и размерами полезных нагрузок предыдущих пакетов.20. Система по п.16, в которой базовая станция конфигурирована для анализа пакета путем сравнения пакета с ожидаемым типом пакета, если пакет является пакетом нулевой скорости.21. Система по п.20, в которой базовая станция конфигурирована для анализа пакета путем определения энергии в пакетно-ориентированном канале, если пакет согласуется с ожидаемым типом пакета.22. Система по п.15, в которой базовая станция дополнительно конфигурирована для определения действительности кадра путем определения энергии в пакетно-ориентированном канале, если нет пакета в соответствующем канале указателя скорости, и никакой пакет не ожидается.23. Базовая станция, выполненная с возможностью осуществления связи с мобильной станцией через канал беспроводной связи, причем базовая станция содержит подсистему обработки и приемопередающую подсистему, связанную с подсистемой обработки, причем

приемопередающая подсистема выполнена с возможностью приема сигналов по множеству каналов обратной линии связи в беспроводной линии связи, включающей в себя пакетно-ориентированный канал и соответствующий канал указателя скорости, и при этом базовая станция конфигурирована для контроля канала указателя скорости и определения присутствия пакета в канале указателя скорости на основе вероятности, генерируемой декодером максимума правдоподобия, который декодирует канал указателя скорости.