СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВО УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО КОДИРОВАНИЯ В МНОГОПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИХ СИСТЕМАХ СВЯЗИ Российский патент 2009 года по МПК H04L27/32 H04W28/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение направлено на обеспечение улучшенных способов кодирования и передачи информации в системе беспроводной связи.

Уровень техники

Кодирование с наложением будет раскрыто применительно к многопользовательским системам связи. Многопользовательские системы связи используют несколько передатчиков и приемников, связывающихся друг с другом, и могут использовать один или несколько способов связи. Вообще, многопользовательские способы связи могут быть категоризированы в один из двух сценариев:

(а) единственный передатчик, связывающийся с несколькими приемниками, обычно называют способ широковещательной связи, и

(б) несколько передатчиков, связывающихся с общим приемником, что обычно называют способом связи с множественным доступом.

Способ широковещательной связи обычно известен в области связи и литературе по теории информации как «широковещательный канал» и будет упоминаться как таковой в остальной части этого документа. «Широковещательным каналом» называют физический канал связи между передатчиком и многочисленными приемниками, а также ресурсы связи, используемые передатчиком для осуществления связи. Точно также, способ связи с множественным доступом широко известен как «канал множественного доступа» и в остальной части этого документа будет использована такая терминология. Еще раз, «каналом множественного доступа» называют физические каналы связи между многочисленными передатчиками и общим приемником, наряду с ресурсами связи, используемыми передатчиками. Способ широковещательной связи часто используется, чтобы реализовать нисходящий канал связи в типичной сотовой системе беспроводной связи, где базовая станция осуществляет широковещательную передачу множеству беспроводных терминалов, в то время как восходящий канал в такой системе обычно реализуют, используя способ связи с множественным доступом, при котором множество беспроводных терминалов может передать сигнализацию на базовую станцию.

Ресурс передачи в многопользовательской системе связи может, вообще говоря, быть представлен во временном, частотном или кодовом пространстве. Теория информации предлагает увеличивать емкость системы в обоих сценариях, в частности, путем одновременной передачи на множество приемников в случае способа широковещательной связи или позволяя множеству передатчиков одновременно передавать, в случае способа связи с множественным доступом, по тому же самому ресурсу передачи, например, на тех же самых частотах в то же самое время. В случае способа широковещательной связи, технология, используемая для передачи одновременно многочисленным пользователям по тому же самому ресурсу передачи, также известна как «кодирование с наложением». В контексте настоящего изобретение управляемое кодирование с наложением показано как ценная практическая технология как в способе широковещательной связи, так и в способе связи с множественным доступом.

Преимущества кодирования с наложением очевидны из нижеследующего раскрытия технологий передачи для способа широковещательной связи. Рассмотрим единственный передатчик, связывающийся с двумя приемниками, каналы которых могут быть описаны уровнями внешних гауссовых шумов N₁ и N₂, причем N₁ < N₂ , то есть первый приемник работает по более сильному каналу, чем второй приемник. Предположим, что ресурсами связи, доступными передатчику, являются полная полоса пропускания W и полная мощность P. Передатчик может использовать несколько стратегий для связи с приемниками. На Фиг.1 представлен график 100, который представляет скорости, достижимые в широковещательном канале для первого пользователя с более сильным приемником, и второго пользователя с более слабым приемником, согласно трем различным стратегиям передачи. Вертикальная ось 102 по Фиг. 1 представляет скорость для более сильного приемника, в то время как горизонтальная ось 104 представляет скорость для более слабого приемника.

Сначала рассмотрим стратегию, при которой передатчик осуществляет мультиплексирование для этих двух приемников по времени, выделяя в некоторый момент времени все свои ресурсы одному приемнику. Если долю времени, потраченного на связь с первым (более сильным) приемником, обозначить α, то будет достаточно просто показать, что достижимые скорости для двух пользователей удовлетворяют

Поскольку сегмент времени, потраченного на обслуживание первого пользователя, α, изменяется, скорости, полученные по вышеприведенным уравнениям, представлены прямой линией 106 на Фиг.1, отражающей стратегию Мультиплексирования с Разделением по Времени (МРВ, TDM). Теперь рассмотрим другую стратегию передачи, при которой передатчик выделяет определенную долю полосы пропускания, β и долю доступной мощности γ первому пользователю. Второй пользователь получает оставшиеся доли полосы пропускания и мощности. Выделив эти доли, передатчик связывается с двумя приемниками одновременно. При этой стратегии передачи область скорости может быть охарактеризована следующими уравнениями:

Скорости, полученные по вышеприведенным уравнениям, наглядно видимы из сегментированной выпуклой кривой линии 108 на Фиг.1, представляющей стратегию мультиплексирования с частотным разделением (МЧР, FDM). Очевидно, что стратегия деления доступной мощности и полосы пропускания между двумя пользователями соответствующим образом превосходит распределение ресурсов при временном разделении. Однако вторая стратегия все еще не является оптимальной.

Верхней гранью областей скоростей, достижимых по всем стратегиям передачи, является область широковещательной передачи. Для гауссова случая эта область характеризуется уравнениями

и она обозначена штрихпунктирной кривой линией 110 на Фиг.1, представляющей пропускную способность. Томасом Ковером (Thomas Cover) в работе T.M.Ковер, Широковещательные каналы, ИИЭР Труды по Теории информации, IT-18 (1):2 14, 1972 (T.M.Cover, Broadcast Channels, IEEE Transactions on Information Theory, IT-18 (1):2 14, 1972) было показано, что технология связи, называемая «кодирование с наложением», позволяет достичь этой области пропускной способности. По этой технологии сигналы различным пользователям передают с различными мощностями в том же самом ресурсе передачи и накладывают друг на друга. Достижимые коэффициенты усиления при кодировании с наложением превосходят любую другую технологию связи, которая требует разделения ресурса передачи между различными пользователями.

Базовая концепция кодирования с наложением представлена на графике 200 по Фиг.2. График 200 включает в себя вертикальную ось 202, представляющую квадратуру, и горизонтальную ось 204, представляющую синфазу. Хотя в этом примере предполагается модуляция ФМЧС, выбор наборов модуляции, в общем, не является ограниченным. Кроме того, этот пример представлен для двух пользователей с прямым обобщением концепции на многочисленных пользователей. Предположим, что передатчик имеет общий бюджет Р мощности передачи. Предположим, что первый приемник, называемый «более слабый приемник», видит больший шум канала, а второй приемник, называемый «более сильный приемник», видит меньший шум канала. Четыре помеченных определенным образом 205 кружка представляют собой точки совокупности ФМЧС, которые будут переданы при большей мощности (более защищенно). (1-α)Р на более слабый приемник, причем стрелка 206 представляет собой меру силы передачи ФМЧС высокой мощности. Тем временем, более сильному приемнику передают дополнительную информацию на малой мощности (менее защищенно), αР, также используя совокупность ФМЧС, причем стрелка 207 представляет собой меру силы передачи ФМЧС более низкой мощности. Фактически переданные символы, которые содержат в совокупности как сигналы большей, так и сигналы меньшей мощности, представлены пустыми кружками 208 на Фиг.2. Ключевой идеей, которую отображает эта иллюстрация, является то, что передатчик осуществляет связь с обоими пользователями, одновременно используя один и тот же ресурс передачи. В этом документе сигнал высокой мощности также называют защищенным сигналом, а сигнал малой мощности также называют обычным сигналом.

Стратегия приемника весьма проста. Более слабый приемник видит более мощную совокупность ФМЧС с наложенным на нее сигналом малой мощности. Отношение сигнал-шум (ОСШ), испытываемое более слабым приемником, может быть недостаточно для того, чтобы различить сигнал малой мощности, таким образом сигнал малой мощности проявляется как шум и немного ухудшает ОСШ, когда более слабый приемник декодирует мощный сигнал. С другой стороны, ОСШ, испытываемое более сильным приемником, является достаточным, чтобы различить точки совокупности ФМЧС малой мощности. Стратегия более сильного приемника состоит в том, чтобы сначала декодировать точки высокой мощности (которые предназначены для более слабого приемника), устранить их вклад в составной сигнал, а затем декодировать сигнал малой мощности.

Однако на практике, эта стратегия обычно хорошо не работает. Любые недостатки при нейтрализации мощного сигнала проявляют себя как шум при восстановлении декодером сигнала малой мощности.

В свете вышеизложенного, является очевидным, что существует потребность в новых способах и устройствах, которые позволят системам связи работать при способах широковещательной связи и/или способе связи с множественным доступом, использующих управляемое кодирование с наложением, чтобы воспользоваться преимуществом более высоких достижимых скоростей в канале, и которые при этом преодолевают практические трудности, вызванные неполной нейтрализацией сигнала высокой мощности, а также сложностью и стоимостью, связанными с подходом, заключающимся в использовании общего декодера.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение направлено на обеспечение технологии передатчика и приемника для кодирования, которое позволяет выполнять декодирование обычного сигнала без риска несовершенной нейтрализации защищенного сигнала.

Приводимый в качестве примера вариант осуществления изобретения описан ниже в контексте сотовой беспроводной системы передачи данных, использующей мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (МОЧР, OFDM). Несмотря на то, что в целях раскрытия изобретения использована приводимая в качестве примера система связи, настоящее изобретение не ограничено приводимым в качестве примера вариантом осуществления и может быть применено также во многих других системах связи, например системе, использующей множественный доступ с кодовым разделением (МДКР, CDMA).

В соответствии с различными вариантами осуществления изобретения, первый и второй наборы информации передают, используя блок передачи, блок передачи включает в себя множество минимальных единиц передачи, каждая минимальная единица передачи соответствует уникальной комбинации ресурсов, упомянутые ресурсы включают в себя, по меньшей мере, два из времени, частоты, фазы и расширяющего кода. Минимальную единицу передачи также называют степенью свободы. В этом документе понятие «минимальная единица передачи» и «степень свободы» используют как взаимозаменяемые. Блок передачи может быть относительно большим по сравнению с блоком передачи минимального размера, который может потребоваться для кодирования одного из подлежащих передаче наборов информации.

Один приводимый в качестве примера вариант осуществления изобретения включает в себя определение первого набора упомянутых минимальных единиц передачи для использования при передаче упомянутого первого набора информации, упомянутый первый набор включает в себя, по меньшей мере, большинство минимальных единиц передачи в блоке передачи, определение второго набора упомянутых минимальных единиц передачи для использования при передаче второго набора информации, упомянутый второй набор минимальных единиц передачи включает в себя меньше минимальных единиц передачи, чем первый набор; по меньшей мере, некоторые из минимальных единиц передачи в первом и втором наборах минимальных единиц передачи являются одними и теми же; и передачу первого и второго наборов информации осуществляют с использованием минимальных единиц передачи, включенных в упомянутые первый и второй наборы минимальных единиц передачи. Первый набор упомянутых минимальных единиц передачи, включенных в блок передачи, используют при передаче упомянутого первого набора информации, упомянутый первый набор включает в себя, по меньшей мере, большинство упомянутых минимальных единиц передачи в блоке передачи. Второй набор упомянутых минимальных единиц передачи определяют, например, выбирают для использования при передаче упомянутого второго набора информации, упомянутый второй набор минимальных единиц передачи включает в себя меньше минимальных единиц передачи, чем первый набор; по меньшей мере, некоторые из минимальных единиц передачи в первом и втором наборах минимальных единиц передачи являются одними и теми же. Первые и вторые наборы информации передают посредством передачи, по меньшей мере, некоторых минимальных единиц передачи, включенных в упомянутые первый и второй наборы минимальных единиц передачи, с соответствующей информацией, модулированной вслед за тем. Передача информации может быть путем наложения первой и второй информаций на совместно используемые минимальные единицы передачи или посредством «прокалывания» первого набора информации так, чтобы второй набор информации был передан в минимальных единицах информации, которые являются общими для первого и второго наборов. Для восстановления информации, потерянной из-за наложения второго набора информации на совместно используемые единицы передачи, могут быть использованы коды с исправлением ошибок. Информация, переданная в первых и вторых наборах информации, может быть, например, пользовательскими данными и информацией управления, в том числе уведомлениями и выделениями.

Первые и вторые наборы информации могут быть, а в различных вариантах осуществления являются, передаваемыми с использованием первых и вторых сегментов минимальных единиц передачи, посредством передачи минимальных единиц передачи, содержащих модулированную информацию, соответствующую различным информационным наборам от различных передатчиков. Передатчики могут быть размещены в различных устройствах, например в беспроводных терминалах. В других вариантах осуществления первый и второй наборы информации передают посредством передачи минимальных единиц передачи, используемых для передачи первого и второго наборов информации от единственного передатчика, например передатчика базовой станции.

Первый набор минимальных единиц передачи включает в себя большинство минимальных единиц передачи в блоке передачи, но обычно это высокий процент минимальных единиц передачи, например в некоторых вариантах осуществления, первый набор минимальных единиц передачи включает в себя, по меньшей мере, 75% общего количества минимальных единиц передачи, а в некоторых случаях 100% минимальных единиц передачи в упомянутом блоке. Второй набор минимальных единиц передачи обычно включает в себя меньше, чем 50% минимальных единиц передачи в блоке и в некоторых случаях относительно немного минимальных единиц передачи, например меньше чем 5 или 10% от числа минимальных единиц передачи в блоке передачи. В таких случаях, даже если ни одна из минимальных единиц передачи во втором наборе блоков передачи данных не восстановлена приемником, выполняющим декодирование минимальных единиц передачи, используемых для передачи первого набора информации, информация из первого набора, предназначенного для передачи в некоторых из минимальных единиц передачи, включенных во второй набор, может быть восстановлена в некоторых вариантах осуществления путем использования кодов с исправлением ошибок.

Истинное наложение может быть использовано для передачи информации, соответствующей как первому, так и второму наборам информации, с использованием минимальной единицы передачи, общей как для первого, так и для второго наборов минимальных единиц передачи. Альтернативно, информация, соответствующая первому набору информации, предназначенная для передачи в совместно используемых минимальных единицах информации, может быть «проколота», например, не передана, с восстановлением «проколотой» информации с помощью кодов с исправлением ошибок.

В одном конкретном приводимом в качестве примера варианте осуществления, как часть процесса передачи упомянутых первого и второго наборов информации, с использованием, по меньшей мере, некоторых минимальных единиц передачи, включенных в первый набор минимальных единиц передачи, может быть передана при первом уровне мощности, тогда как минимальные единицы передачи в упомянутом втором наборе минимальных единиц передачи передают при более высоком уровне мощности, чем упомянутый первый сигнал по основанию минимальной единицы передачи. Уровень мощности, при котором передают минимальные единицы информации в упомянутом втором наборе, является, в некоторых вариантах выполнения, по меньшей мере, на 3 дБ большим, чем уровень мощности, при котором передают минимальные единицы передачи, соответствующие первому сигналу. Уровень мощности минимальных информационных модулей в упомянутых первом и втором наборах иногда может быть различен и является различным, например, чтобы отражать изменяющиеся условия канала.

Возможны различные варианты осуществления приемника в соответствии с изобретением. Два приемника, например первый и второй приемники, могут работать независимо и параллельно. Один из приемников используют для восстановления первого набора информации, а другой приемник используют для восстановления второго набора информации из минимальных единиц информации в упомянутом блоке передачи, которые фактически переданы. В одном таком варианте осуществления первый приемник обрабатывает минимальные блоки информации, в том числе сигнал, соответствующий второму набору информации, как содержащие импульсный шум и, например, отбрасывает, игнорирует или иным образом минимизирует их вклад в выход приемника. При таком выполнении второй приемник обрабатывает вклад сигналов, соответствующих первому набору информации, в полученные минимальные единицы передачи как фоновый шум. Так как сигнал, соответствующий второму набору информации, обычно передают, используя относительно высокие уровни мощности, например уровни мощности, достаточные для интерпретации сигналов первым приемником как импульсного шума, обычно относительно просто восстановить вторые сигналы даже в случае, когда сигналы, соответствующие первому набору информации, выглядят как фоновый шум. Поскольку влияние передачи второго набора информации обычно ограничено относительно небольшим числом символов в блоке передачи, влияние сигналов высокой мощности на сигналы, используемые для передачи первого набора информации, имеет тенденцию быть очень ограниченным, позволяющим восстанавливать любую потерянную информацию во многих случаях посредством использования обычных кодов с исправлением ошибок, включенных в информацию передатчика.

В другом варианте осуществления изобретения, устройство также включает в себя два приемника. Однако вместо того, чтобы работать независимо и параллельно, первый приемник идентифицирует минимальные единицы передачи, которые соответствуют второму набору информации, например минимальные единицы передачи высокой мощности. Затем он передает информацию, указывающую, какие принятые минимальные единицы передачи соответствуют второму информационному набору, на второй приемник. Второй приемник отбрасывает минимальные единицы передачи, соответствующие второму набору информации, и затем декодирует оставшиеся полученные минимальные единицы передачи. Так как число отброшенных минимальных единиц информации имеет тенденцию быть малым, например меньшим, чем 5% полученных минимальных единиц информации, во многих случаях второй приемник обычно имеет возможность по-прежнему восстанавливать полный первый набор информации посредством использования кодов с исправлением ошибок, используемых для защиты передаваемой информации от ошибок, вызванных потерей или повреждением минимальных единиц передачи в ходе передачи.

В различных вариантах осуществления изобретение учитывает преимущества кодирования с наложением в многопользовательской системе связи, используя приемник, который является простым по конструкции, но надежным в смысле функционирования. Изобретение раскрывает новые эффективные технологии кодирования с наложением как для широковещательного канала, так и для канала множественного доступа.

В сценарии широковещательной передачи, например, единственный передатчик посылает данные множеству приемников. В контексте приводимой в качестве примера системы передатчик представляет собой базовую станцию, связанную по нисходящей линии сотовой связи с беспроводными приемниками, например подвижными приемниками. Подвижные пользователи в сотовой системе связи могут быть подвержены широкому диапазону условий ОСШ, вызванному различиями в потерях на линии передачи как функции от местоположения в пределах ячейки. Предположим, без отхода от обобщенности рассмотрения, что базовая станция имеет два сигнала, которые она желает передать одновременно двум различным подвижным приемникам, испытывающим различные потери на линии передачи. Обычный сигнал предназначен для приемника, который испытывает более высокое отношение сигнал-шум (ОСШ) и который в дальнейшем будем называть «более сильный» приемник. Второй сигнал, называемый «защищенным» сигналом, предназначен для «более слабого» приемника, который работает по каналу более низкого качества, с более низким ОСШ. Подразделение подвижных приемников на «более сильный» или «более слабый» не является статичным и представляет собой относительное определение.

Если кодирование с наложением не используют, то ресурсы эфирной линии связи должны быть разделены между обычным и защищенным сигналом, что не является оптимальным. Чтобы провести различие с новым способом кодирования с наложением, раскрытым в настоящем изобретении, известный способ кодирования с наложением, описанным в разделе, характеризующем уровень техники, далее упоминается как «классическое кодирование с наложением» в остальной части этого документа. В контексте классического кодирования с наложением как защищенный сигнал, так и обычный сигнал передают с одним и тем же ресурсом эфирной линии связи. Например, предположим, что ресурс эфирной линии связи для передачи как обычного, так и защищенного кодовых слов включает в себя К символов, А₁, …, А_К. Кроме того, предположим, что обычное кодовое слово должно нести М информационных битов, а защищенное кодовое слово должно нести N информационных битов. Предположим, что как обычное, так и защищенное кодовые слова используют модуляцию ДФМП (двоичную фазовую манипуляцию). В классическом гипотетическом кодировании, М обычных информационных битов преобразуют в K кодированных битов по схеме кодирования, такой как сверточное кодирование, и К кодированных битов затем отображают в К символов ДФМП

В₁, …, В_К. Тем временем, N защищенных информационных битов преобразуют в другие К кодированных битов, по другой схеме кодирования, такой как сверточное кодирование, и затем К кодированных битов отображают в К символов ДФМП С₁, …, С_К. Наконец, К символов ДФМП из защищенных информационных битов и К символов ДФМП из обычных информационных битов комбинируют и передают, используя К символов А₁, …, А_К ресурса эфирной линии связи:

А₁=В₁+С₁, …, А_К=В_К+С_К. В составном сигнале защищенные символы обычно передают с более высокой мощностью на бит для того, чтобы более слабые приемники были в состоянии надежно их получить. Обычные символы передают с относительно более низкой мощностью на бит. В этом примере, и в действительности вообще, энергия обычного сигнала распределена по всем степеням свободы, на которых передают защищенный сигнал.

Мощности в передатчике выбирают таким образом, чтобы более слабый приемник обычно только имел бы возможность декодировать защищенное кодовое слово. Обычный сигнал будет воспринят этим приемником просто как шум. Более сильный приемник, с другой стороны, должен иметь возможность декодировать оба кодовых слова. Хорошая стратегия декодирования, которую мог бы использовать более сильный приемник, состоит в том, чтобы попытаться декодировать эти два кодовых слова совместно. Однако это является часто слишком сложным для приемников на практике. Следовательно, стратегией, обычно используемой более сильным приемником, является последовательное декодирование. Более сильный приемник сначала декодирует защищенное кодовое слово, затем выделяет его из принятого составного сигнала и, наконец, декодирует обычное кодовое слово, которое является кодовым словом, представляющим интерес для более сильного приемника. На практике, однако, вышеупомянутая схема последовательной нейтрализации и декодирования может быть не всегда надежно выполнена. Если ОСШ более сильных и более слабых приемников и скорости, которые требуются для осуществления связи, таковы, что обычные и наложенные сигналы передают с примерно одной и той же мощностью, то нейтрализация защищенного кодового слова может быть трудной или неточной.

Препятствия для последовательного декодирования существуют на практике даже тогда, когда мощности передачи по этим двум кодовым словам различны. Например, большинство систем связи имеет определенную степень собственных шумов в приемнике. В отличие от аддитивного шума, эти собственные шумы обычно коррелированы с переданным сигналом и имеют энергию, которая является пропорциональной мощности передачи. Шум оценки канала в системах беспроводной связи представляет собой пример собственных шумов. В контексте классического кодирования с наложением шум оценки канала вызывает несовершенную нейтрализацию защищенного сигнала в более сильном приемнике. Остаточная ошибка подавления может иметь существенную энергию, особенно при сравнении с маломощным наложенным сигналом. Следовательно, более сильный приемник может быть не в состоянии правильно декодировать обычное кодовое слово при наличии остаточной ошибки нейтрализации.

Из этих рассуждений становится очевидным, что хотя классическое кодирование с наложением и распределяет энергию защищенного кодового слова по каждой из степеней свободы, является желательным сконцентрировать эту энергию в одной или нескольких степенях свободы. Концентрация энергии на ограниченном числе степеней свободы, в соответствии с изобретением, обеспечивает простое обнаружение и нейтрализацию защищенного сигнала в приемнике даже когда полная энергия передачи, задействованная в двух сигналах, одинакова. В соответствии с изобретением, энергия в кодовом слове сконцентрирована в одной или нескольких степенях свободы.

Используя вышеописанные способы кодирования и передачи, множественные наборы информации могут быть переданы посредством совместного использования перекрывающегося набора ресурсов связи, например времени, частоты и/или кода. Многочисленные дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения очевидны из нижеследующего подробного описания.

Перечень фигур чертежей

Фиг.1 - график, иллюстрирующий достижимые скорости в широковещательном канале для первого пользователя с более сильным приемником и второго пользователя с более слабым приемником, при трех различных стратегиях передачи.

Фиг.2 - пример кодирования с наложением с модуляцией ФМЧС.

Фиг.3 - пример фазоимпульсной модуляции.

Фиг.4 - пример вспыхивающего (flash) кодирования с наложением в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 5 - другой пример вспыхивающего кодирования с наложением, в соответствии с изобретением, в котором вспыхивающий сигнал концентрирует свою энергию в 4 местоположениях символа.

Фиг. 6 - приводимое в качестве примера вспыхивающее кодирование с наложением в канале множественного доступа, показанное как составной сигнал в приемнике базовой станции, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 7 - приводимые в качестве примера сегменты трафика и распределение сегментов трафика базовой станцией пользователю.

Фиг. 8 - приводимые в качестве примера сегменты выделения, соответствующие сегментам трафика.

Фиг. 9 - приводимые в качестве примера сегменты трафика по нисходящей линии связи и сегменты подтверждения.

Фиг. 10 - приводимые в качестве примера сегменты выделения, сегменты трафика по нисходящей линии связи и сегменты подтверждения, причем каждый из сегментов выделения и подтверждения использует вспыхивающее кодирование с наложением, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 11 - два приводимых в качестве примера набора информации, блок передачи минимальных единиц передачи (МЕП) и частично перекрывающиеся наборы минимальных единиц передачи, которые могут быть использованы для определения наборов информации, и могут быть использованы частично или целиком для передачи сигналов передать информацию, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 12 - другой приводимый в качестве примера блок передачи МЕП, при этом показано, что блок передачи может быть подразделен на подблоки, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 13 - один способ передачи двух сигналов, соответствующих двум наборам информации, с использованием различных устройств с различными передатчиками, каждый передатчик генерирует сигнал, соответствующий одному набору информации, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 14 - два других способа передачи двух наборов информации с использованием либо единственного передатчика, который выдает два сигнала, каждый сигнал соответствует информации в одном наборе информации, либо с использованием единственного передатчика, который внутренне комбинирует сигнализацию для выдачи единственного комбинированного сигнала, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 15 - два устройства в соответствии с настоящим изобретением, включающие в себя модуль фильтрования и исправления ошибок; каждое устройство включает в себя два приемника, и каждое устройство может быть использовано для получения комбинированного сигнала и отыскания двух наборов информации, которые были переданы.

Фиг. 16 - другое устройство в соответствии с настоящим изобретением, включающее в себя модуль идентификации сигнала МЕП; упомянутое устройство включает в себя два приемника, и упомянутое устройство может быть использовано для приема комбинированного сигнала и отыскания двух наборов информации, которые были переданы.

Фиг. 17 - приводимая в качестве примера система связи, осуществляющая устройства и способы по настоящему изобретению.

Фиг. 18 - приводимая в качестве примера базовая станция, выполненная в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 19 - приводимый в качестве примера конечный узел (беспроводной терминал), выполненный в соответствии с настоящим изобретением.

Настоящее изобретение направлено на обеспечение технологий передатчика и приемника для кодирования, позволяющих выполнять декодирование обычного сигнала без ущерба от несовершенной нейтрализации защищенного сигнала.

На Фиг.17 представлена приводимая в качестве примера система 1700 связи, использующая устройства и способы, в соответствии с настоящим изобретением. Приводимая в качестве примера система 1700 связи включает в себя множество базовых станций, в том числе базовую станцию 1 (БС 1) 1702 и базовую станцию N (БС N) 1702'. БС 1 1702 связана с множеством конечных узлов (КУ), КУ 1 1708, КУ N 1710 посредством беспроводных линий 1712, 1714 соответственно. Точно также БС N 1702' связана с множеством конечных узлов (КУ), КУ 1 1708', КУ N 1710' посредством беспроводных линий 1712', 1714' соответственно. Ячейка 1 1704 представляет беспроводную зону охвата, в которой БС 1 1702 может осуществлять связь с КУ, например КУ 1 1708. Ячейка N 1706 представляет беспроводную зону охвата, в которой БС N 1702' может осуществлять связь с КУ, например КУ 1 1708'. КУ 1708, 1710, 1708' и 1710' могут перемещаться по всей системе 1700 связи. Базовые станции БС 1 1702, БС N 1702' связаны c сетевым узлом 1716 сетевыми линиями 1718, 1720 связи соответственно. Сетевой узел 1716 связан с другими сетевыми узлами, например другой базовой станцией, маршрутизатором, узлом домашнего агента, узлами сервера Authentication Authorization Accounting (Аутентификации, Авторизации, Учета ресурсов; ААУ (ААА)) и т.д. и с Интернет посредством сетевой линии 1722 связи. Сетевые линии 1718, 1720, 1722 связи могут быть, например, волоконно-оптическими кабелями. Сетевая линия 1722 связи обеспечивает интерфейс вне системы 1700 связи, позволяя пользователям, например КУ, осуществлять связь с узлами вне системы 1700.

На Фиг.18 представлена приводимая в качестве примера базовая станция 1800 в соответствии с настоящим изобретением. Приводимая в качестве примера базовая станция 1800 может служить более детализированным представлением базовых станций 1702, 1702' по Фиг.17. Приводимая в качестве примера базовая станция 1800 включает в себя множество приемников, приемник 1 1802, приемник N 1804, множество передатчиков, передатчик 1 1810, передатчик N 1814, процессор 1822, например ЦП, интерфейс 1824 ввода-вывода и память 1828, связанные друг с другом шиной 1826. Различные элементы 1802, 1804, 1810, 1814, 1824 и 1828 могут обмениваться данными и информацией по шине 1826.

Приемники 1802, 1804 и передатчики 1810, 1814 связаны с антеннами 1806, 1808 и 1818, 1820 соответственно, обеспечивая для базовой станции 1800 возможность связи, например обмена данными и информацией, с конечными узлами, например беспроводными терминалами, в пределах ее сотовой зоны покрытия. Каждый приемник 1802, 1804 может включать в себя декодер 1803, 1805 соответственно, который получает и декодирует сигнализацию, которая была закодирована и передана конечными узлами, работающими в пределах его ячейки. Приемники 1802, 1804 могут быть любыми из приводимых в качестве примера приемников, которые показаны в устройствах 5 1502 на Фиг.15, устройстве 6 1532 на Фиг.15 или устройстве 7 1562 на Фиг. 16, например приемниками (1506, 1508), (1536, 1542), (1563, 1564), или их модификациями. Приемники 1802, 1804, в соответствии с изобретением, могут принимать комбинированный сигнал, включающий в себя обычный или базовый сигнал и вспыхивающий сигнал и отыскивать наборы информации, соответствующие первоначальным наборам информации до передачи. Каждый из передатчиков 1810, 1814 может включать в себя кодер 1812, 1816, который кодирует сигнализацию до передачи. Передатчики 1810, 1814 могут быть любыми из приводимых в качестве примера передатчиков, которые показаны в устройстве 1 1302 и устройстве 2 1308 на Фиг.13, устройстве 3 на Фиг. 14 или устройстве 4 1410 на Фиг. 14, например передатчиками (1304 и 1310), (1404), (1412) или их модификациями. Передатчики 1802, 1805, в соответствии с изобретением, могут передавать один или несколько из следующих: обычного или базового сигнала, вспыхивающего сигнала и/или комбинированного сигнала.

Память 1828 включает в себя подпрограммы 1830 и данные/информацию 1832. Процессор 1822 управляет работой базовой станции 1800, выполняя подпрограммы 1830 и используя данные/информацию 1832 из памяти 1828, чтобы управлять приемником (приемниками) 1802, 1804, передатчиком 1810, и интерфейсом 1824 ввода-вывода, чтобы выполнять рабочее управление основными функциональными возможностями базовой станции, а также управлять новыми признаками и усовершенствованиями настоящего изобретение, в том числе выработкой и передачей комбинированных сигналов, приемом комбинированных сигналов, разделением комбинированного сигнала на обычный или базовый информационный сигнал и вспыхивающий информационный сигнал, разделением и восстановлением информации. Интерфейс 1824 ввода-вывода, который обеспечивает базовой станции 1800 интерфейс с Интернет и другими сетевыми узлами, например промежуточными сетевыми узлами, маршрутизаторами, узлами сервера ААА, узлами домашнего агента и т.д., таким образом позволяя конечным узлам осуществлять связь по беспроводным линиям связи с базовой станцией 1800 для соединения, осуществления связи и обмена данными и информацией с другими равноправными узлами, например другим конечным узлом, находящимися в системе связи, и внешними по отношению к системе связи, например через Интернет.

Подпрограммы 1830 включают в себя подпрограммы 1834 связи и подпрограммы 1836 управления базовой станцией. Подпрограмма 1836 управления базовой станции включает в себя планировщик 1838, модуль 1840 обнаружения и исправления ошибок, подпрограмму 1844 управления передатчиком и подпрограмму 1846 управления приемником. Данные/информация 1832 включают в себя информацию 1 1850 приемника, принятую информацию N 1852, информацию 1 1854 передачи, информацию N 1856 передачи, информацию 1858 идентифицированной МЕП и пользовательские данные/информацию 1848. Пользовательские данные/информация 1848 содержит информацию множества пользователей, информацию 1860 пользователя 1 и информацию 1862 пользователя N. Каждая пользовательская информация, например информация 1860 пользователя 1, включает в себя информацию 1864 Идентификации (ИД) терминала, данные 1866, информацию 1868 сообщения о качестве канала, информацию 1870 сегмента и информацию 1872 классификации.

Информация 1854 передачи 1 может включать в себя набор информации, который может соответствовать первому сигналу, например обычному или базовому сигналу, информацию, определяющую блок передачи МЕП, который может быть использован для передачи первого сигнала, информацию, определяющую первый набор МЕП, которая будет использована для определения сигнала, информацию, которая будет модулирована по первому набору МЕП для определения первого сигнала, информацию, определяющую, какие МЕП, соответствующие информации первого сигнала, должны быть переданы, например, на беспроводной терминал. В некоторых вариантах осуществления будет передан каждый из МЕП, доставляющих первый набор информационных данных. В других вариантах осуществления должно быть передано большинство МЕП, доставляющих первый набор информации. В таком варианте осуществления МЕП, соответствующие первому набору информации, которые также соответствуют второму набору информации, например вспыхивающему сигналу, могут быть сброшены до передачи.

Информация N 1856 передачи может включать в себя набор информации, который может соответствовать второму сигналу, например вспыхивающему сигналу, информацию, определяющую блок передачи МЕП, который может быть использован для передачи второго сигнала, например, на беспроводной терминал, информацию, определяющую второй набор МЕП, которые будут использованы для определения второго сигнала, информацию, которая будет модулирована по второму набору МЕП для определения второго сигнала. Первый и второй блоки передачи могут быть одними и теми же. В таком случае, информация блока передачи, которая определяет размер и/или форму совместно используемого блока передачи, может быть сохранена, а часто и является таковой, в памяти 1828 отдельно от информации 1854, 1856 передачи. Принятая информация 1 1850 включает в себя первый набор восстановленной информации от приемника 1, 1802, например информацию, соответствующую первому набору информации беспроводного терминала перед передачей. Первый набор восстановленной информации мог бы быть восстановлен, например, из обычного или базового сигнала. Принятая информация N 1852 включает в себя второй набор восстановленной информации от приемника N, 1804, например информацию, соответствующую второму набору информации беспроводного терминала перед передачей. Второй набор восстановленной информации мог бы быть восстановлен, например, из вспыхивающего сигнала.

Обычный и вспыхивающий сигналы, каждый определяющий первоначальный набор информации перед передачей, совместно используют некоторые общие МЕП. Информация 1856 идентифицированного МЕП может включать в себя ряд идентифицированных МЕП во втором или вспыхивающем сигнале, набор идентифицированных МЕП мог бы быть получен декодером 1805 приемника N. Информация 1858 идентифицированного МЕП может быть направлена на приемник 1 1802, причем приемник может исключить эти МЕП перед передачей принятого сигнала для выполнения модулем исправления ошибок, или, в качестве альтернативы, информация 1858 идентифицированного МЕП может быть направлена на модуль 1840 обнаружения и исправления ошибок в памяти и/или на модуль обнаружения и исправления ошибок в декодере 1803.

Данные 1866 могут включать в себя принятые данные от конечных узлов и данные, которые подлежат передаче на конечные узлы. В некоторых вариантах осуществления для каждого из беспроводных терминалов N, которые могут взаимодействовать с базовой станцией в некоторый момент времени, используют один идентификатор ИД 1864 терминала. После входа в ячейку беспроводной терминал, например конечный узел, получает присвоенный ему ИД 1864 терминала. Таким образом, ИД терминалы используют многократно, поскольку беспроводные терминалы входят в ячейку и покидают ее. Каждая базовая станция имеет набор идентификаторов терминалов (ИД терминалов) 1864, присваиваемых пользователям, например обслуживаемым беспроводным терминалам. Информация 1868 сообщения о качестве канала может включать в себя определенную базовой станцией 1800 информацию о качестве канала пользователя и информацию обратной связи от пользователя, включающую в себя сообщения о качестве нисходящего канала, информацию о помехах, информацию мощности от беспроводных терминалов. Информация 1870 сегмента может включать в себя информацию, определяющую сегменты, выделенные пользователям в терминах пользователей в терминах типа использования, например канал трафика, канал выделения, канал запроса; характеристики, например МЕП, частота/фаза и время, тоны-символы OFDM; тип используемых для сегментов сигналов, например обычный или базовый в противовес вспыхивающему. Информация 1872 классификации включает в себя информацию, категоризирующую пользователя, например беспроводной терминал как "более сильный" или "более слабый" передатчик.

Подпрограмма 1834 связи включает в себя различные приложения для осуществления связи, которые могут быть использованы для обеспечения конкретного обслуживания, например, услуг IP-телефонии, текстового обслуживанием и/или интерактивных игр одному или нескольким конечным узлам пользователей в системе.

Подпрограммы 1836 управления базовой станцией выполняют функции, включающие в себя основное управление базовой станцией и управление, относящееся к устройству и способу по настоящему изобретению. Подпрограммы 1836 управления базовой станцией осуществляют управление выработкой и приемом сигнала, обнаружением и исправлением ошибок, последовательности перескока данных и пилот-сигнала; интерфейсом 1824 ввода-вывода, выделением сегментов пользователям и планированием пользователей по получению ИД 1864 терминалов. Более конкретно, планировщик 1838 планирует пользователей по получению ИД 1864 терминалов, выделяет пользователям сегменты, используя информацию 1872 классификации пользователей и информацию 1870 сегмента. Планировщик принимает решения, относительно того, каким пользователям должны быть выделены какие сегменты для обычных или базовых сигналов, и того, каким пользователям должны быть выделены какие сегменты для вспыхивающих сигналов в соответствии с изобретением. Некоторые конкретные пользователи, например те, которым доступна высокая мощность и у которых имеются малые количества информации для передачи, могут лучше подходить для использования вспыхивающей сигнализации, чем другие пользователи, которые желают передать большие количества информации и имеют ограничения по доступной мощности. Некоторые конкретные типы каналов могут более подходить для использования вспыхивающей сигнализации. Например, во многих сотовых системах связи каналы управления передают на мощности широковещательной передачи, что является вынужденным в силу наличия подвижных пользователей с самыми слабыми каналами. Вспыхивающая сигнализация хорошо подходит для таких приложений, и ее использование может часто приводить к сокращению мощности при небольшой потере в надежности или вообще при отсутствии такой потери. При использовании информации 1872 классификации и информации 1870 сегмента планировщик 1838 может приспосабливать пользователей с низким Отношением Сигнала к Шуму (ОСШ) нисходящей линии связи к обычным сегментам в канале, в то время как пользователи с высоким ОСШ могут быть приспособлены к вспыхивающим, например "защищенным", сегментам в канале.

Модуль 1844 управления передатчиком использует данные/информацию 1832, включая информацию 1 1854 передачи, информацию N 1856 передачи, ИД 1864 терминала, данные 1866 и информацию 1870 сегмента для выработки сигналов передачи и управления работой передатчиков 1810, 1814 в соответствии с изобретением. Например, модуль 1844 управления передатчиком может управлять передатчиком 1810 для кодирования его кодером 1812 наборов информации, включаемых в информацию 1 1854 передачи, в сигнал, например, обычный или базовый сигнал, который может передать передатчик 1 1810. Модуль 1844 управления передатчиком может кодировать наборы информации, включая информацию N 1856 передачи во вспыхивающий или защищенный сигнал, используя набор МЕП, соответствующих информации 1856. Модуль 1844 управления передачей может управлять передатчиком N 1814 для кодирования его кодером 1816 наборов информации, включаемой в информацию N 1854 передачи, в сигнал, который может передавать передатчик N 1816. Например, модуль 1844 управления передачей может кодировать набор информации, включенной в информацию N 1856 передачи во вспыхивающий сигнал, используя набор МЕП, соответствующих информации 1856. В качестве альтернативы, в различных вариантах осуществления передатчиков 1810, 1814, может быть использован единственный передатчик, который внутренне комбинирует или смешивает сигнал, на основании информации 1 1854 передачи и информации N 1856 передачи под управлением модуля 1844 управления передатчиком. Такая операция смешивания может предполагать наложение обычной и вспыхивающей сигнализаций до передачи и/или выборочное формирование одного набора передачи МЕП, включающего в себя каждый из элементов вспыхивающего сигнала и элементов в обычном сигнале, не включенных во вспыхивающий сигнал.

Модуль 1846 управления приемником управляет работой приемников 1802, 1804 для приема комбинированного сигнала и извлечения двух наборов информации, например информации приемника 1 1850 и информации приемника N 1852 в соответствии с изобретением. Процесс приема под управлением модуля 1846 управления приемником может включать в себя управление декодерами 1803, 1805 и управление другими элементами в приемниках. В некоторых вариантах осуществления модуль 1846 управления приемником управляет фильтрами импульсного шума, фильтрами фонового шума и модулями исправления ошибок приемников 1802, 1804. В некоторых вариантах осуществления модуль управления приемником управляет модулем идентификации МЕП 2-го сигнала в одном приемнике, например приемнике N 1804, и модулем отбрасывания в другом приемнике, например приемнике 1 1802, и передает идентифицированную информацию 1858 МЕП от приемника N 1804 на приемник 1 1802, что позволяет приемнику 1 1802 удалить МЕП, которые включают в себя информацию вспыхивающего сигнала, из информационного потока, поступающего в модуль обнаружения ошибок, который пытается восстановить набор информации обычного сигнала.

Модуль 1840 исправления ошибок работает совместно с модулем обнаружения и исправления ошибок, который может быть включен в состав приемников 1802, 1804, или вместо него. Возможность обнаружения и исправления ошибок, заложенная в приемниках 1802, 1804 и/или модуле 1840, позволяет базовой станции 1800 восстанавливать наборы информации, соответствующие наборам информации перед передачей, даже при том, что (обычный или базовый) сигнал, представляющий набор информации перед передачей, был подвергнут наложению второго вспыхивающего сигнала (вспыхивающего сигнала) или «проколот», например, заменой некоторого МЕП вторым сигналом (вспыхивающим сигналом). В некоторых вариантах осуществления МЕП, соответствующие второму набору информации, полностью перекрывают МЕП, соответствующие первому набору информации. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления МЕП, соответствующие первому набору информации, полностью занимают блок передачи.

На Фиг. 19 представлен приводимый в качестве примера конечный узел (беспроводной терминал) 1900 в соответствии с настоящим изобретением. Приводимый в качестве примера конечный узел 1900 может быть использован в любом из конечных узлов 1708, 1710, 1708', 1710' по Фиг. 17. Приводимый в качестве примера конечный узел 1900, например беспроводной терминал, может быть подвижным терминалом, мобильным телефоном, подвижным узлом, неподвижным беспроводным устройством и т.д. В настоящем описании ссылки на конечный узел 1900 могут пониматься как соответствующие любому беспроводному терминалу, подвижному узлу и т.д. Беспроводные терминалы могут быть подвижными узлами или неподвижными устройствами, которые поддерживают линии беспроводной связи. Приводимый в качестве примера конечный узел 1900 включает в себя множество приемников, приемник 1 1902, приемник N 1904, множество передатчиков, передатчик 1 1910, передатчик N 1912, процессор 1926, например ЦП, и память 1930, связанные между собой шиной 1928. Различные элементы 1902, 1904, 1910, 1912, 1926, 1930 могут выполнять обмен информацией и данными по шине 1928.

Приемники 1902, 1904 и передатчики 1910, 1912 связаны с антеннами 1906, 1908 и 1914, 1916 соответственно, обеспечивая возможность конечному узлу, например беспроводному терминалу 1900, осуществлять связь, например обмен данными и информацией с базовой станцией 1800, в сотовой зоне покрытия которой работает беспроводной терминал 1900. Каждый приемник 1902, 1904 может включать в себя декодер 1918, 1920 и соответственно принимает и декодирует сигнализацию, закодированную и переданную базовой станцией 1800. Приемники 1902, 1904 могут быть любыми из приводимых в качестве примера приемников, представленных в устройствах 5 1502 по Фиг.15, устройстве 6 1532 по Фиг.15 или устройстве 7 1562 по Фиг.16, например приемниками (1506, 1508), (1536, 1542), (1563, 1564), или их модификациями. Приемники 1902, 1904, в соответствии с изобретением, способны получать комбинированный сигнал, включающий в себя обычный или базовый сигнал и вспыхивающий сигнал, и отыскивать наборы информации, соответствующие первоначальным наборам информации перед передачей. Каждый передатчик 1910, 1912 может включать в себя кодер 1922, 1946, который кодирует сигнализацию до передачи. Передатчики 1910, 1912 могут быть любыми из приводимых в качестве примера передатчиков, представленных в устройстве 1 1302 и устройстве 2 1308 по Фиг.13, устройстве 3 по Фиг. 14 или устройстве 4 1410 по Фиг. 14, например передатчиками (1304 и 1310), (1404), (1412), или их модификациями. Передатчики 1910, 1912, в соответствии с изобретением, способны передавать один или несколько из следующих: обычного или базового сигнала, вспыхивающего сигнала и/или комбинированного сигнала.

Память 1930 включает в себя подпрограммы 1932 и данные/информацию 1934. Процессор 1926 управляет работой конечного узла 1900, выполняя подпрограммы 1932 и используя данные/информацию 1934 в памяти 1930 для работы приемников 1902, 1904 и передатчиков 1910, 1912 для выполнения рабочего управления основными функциональными возможностями базовой станции, а также управления новыми признаками и усовершенствованиями настоящего изобретение, в том числе выработкой и передачей комбинированных сигналов, приемом комбинированных сигналов, разделением комбинированного сигнала на обычный или базовый информационный сигнал и вспыхивающий информационный сигнал, разделением и восстановлением информации.

Подпрограммы 1932 включают в себя подпрограммы 1936 связи и подпрограммы 1938 управления беспроводным терминалом. Подпрограмма 1938 управления беспроводным терминалом включает в себя модуль 1940 управления передатчиком, модуль 1942 управления приемником, модуль 1946 исправления ошибок. Данные/информация 1934 включают в себя пользовательские данные 1947, информацию 1948 Идентификации (ИД) терминала, принятую информацию 1 1950, принятую информацию N 1952, информацию 1 1954 передачи, информацию N 1956 передачи, информацию 1958 идентифицированной МЕП, информацию 1960 сегмента, информацию 1962 о качестве и информацию 1964 ИД базовой станции.

Пользовательские данные 1947 включают в себя данные, которые подлежат передаче на базовую станцию 1800, и данные, полученные от базовой станции 1800, а также промежуточные данные, например данные, задействованные в процессе декодирования при восстановлении обнаруженной информации. Информация 1 1954 передачи может включать в себя набор информации, который может соответствовать первому сигналу, например обычный или базовый сигнал, информацию, определяющую блок передачи МЕП, который может быть использован для передачи первого сигнала, информацию, определяющую первый набор МЕП, которая будет использована для определения сигнала, информацию, которая будет модулирована по первому набору МЕП для определения первого сигнала, информацию, определяющую, какие МЕП, соответствующие информации первого сигнала, должны быть переданы, например, на базовую станцию 1800. В некоторых вариантах осуществления каждая из МЕП, доставляющих первый набор информационных данных, будет передана на базовую станцию 1800. В других вариантах осуществления на базовую станцию 1800 должно быть передано большинство МЕП, доставляющих первый набор информации. Информация N 1956 передачи может включать в себя набор информации, которая может соответствовать второму сигналу, например, вспыхивающему сигналу, информацию, определяющую блок передачи МЕП, который может быть использован для передачи второго сигнала, например, на базовую станцию, информацию, определяющую второй набор МЕП, которые будут использованы для определения второго сигнала, информацию, которая должна быть модулирована по второму набору МЕП для определения второго сигнала. Принятая информация 1 1950 включает в себя первый набор восстановленной информации от приемника 1, 1902, например информацию, соответствующую первому набору информации базовой станции перед передачей. Первый набор восстановленной информации мог бы быть восстановлен, например, из обычного или базового сигнала. Принятая информация N 1952 включает в себя второй набор восстановленной информации от приемника N, 1904, например информацию, соответствующую второму набору информации базовой станции перед передачей. Второй набор восстановленной информации мог бы быть восстановлен, например, из вспыхивающего сигнала.

Обычный и вспыхивающий сигнал, каждый определяющий первоначальный набор информации перед передачей совместно используют некоторые общие МЕП. Информация 1958 идентифицированного МЕП может включать в себя набор идентифицированных МЕП во втором или вспыхивающем сигнале, причем набор идентифицированных МЕП мог бы быть получен декодером 1920 приемника N. Информация 1958 идентифицированного МЕП может быть направлена на приемник 1 1902, причем приемник 1902 может исключить эти МЕП перед передачей принятого сигнала на модуль исправления ошибок в декодере 1918, или, в качестве альтернативы, информация 1958 идентифицированного МЕП может быть направлена в модуль 1946 исправления ошибок в памяти и/или модуле исправления в декодере 1918.

Информация 1948 ИД терминала представляет собой ИД, присваиваемый базовой станцией. Информация 1964 ИД базовой станции включает в себя информацию, например профилированное значение, которая может быть использована для идентификации конкретной базовой станции, с которой имеет соединение беспроводной терминал 1900. Используя информацию 1964 ИД базовой станции и ИД 1948 терминала, беспроводной терминал может определить последовательности перескока данных и управления. Информация 1962 о качестве может включать в себя информацию из обнаруженных пилот-сигналов, измерений и сообщений качества нисходящего канала, уровней помех, информацию о мощности, такую как текущий уровень передачи и уровень мощности батареи, ОСШ и т.д. Информация 1962 о качестве может быть возвращена на базовую станцию 1800 для использования в классификации приемников как "более сильного" или "более слабого" приемника для содействия базовой станции 1800 в его планировании и выделении, включая выделение обычного или базового сегмента и вспыхивающего сегмента в соответствии с настоящим изобретением. Информация 1960 сегмента может включать в себя информацию, определяющую сегменты, выделенные пользователю в терминах типа использования, например канал трафика, канал выделения, канал запроса; характеристики, например МЕП, частота/фаза и время тонов-символов OFDM; тип сигналов, используемых для сегмента, например обычный или базовый в противовес вспыхивающему.

Подпрограмма 1934 связи включает в себя различные приложения для осуществления связи, которые могут быть использованы для обеспечения конкретного обслуживания, например услуг IP-телефонии, текстового обслуживания и/или интерактивного проведения игр, одному или нескольким пользователям конечного узла.

Подпрограммы 1938 управление беспроводным терминалом управляют основными функциональными возможностями беспроводного терминала 1900, в том числе работой передатчиков 1910, 1912 и приемников 1902, 1904, выработкой сигнала и приемом, включая последовательности перескока данные/управление, управление состоянием и управление мощностью. Подпрограммы 1938 управления беспроводным терминалом также управляют новыми признаками и усовершенствованиями настоящего изобретения, в том числе выработкой и передачей комбинированных сигналов, приемом комбинированных сигналов, разделением комбинированного сигнала на обычный или базовый информационный сигнал и вспыхивающий информационный сигнал разделением и восстановлением информации.

Модуль 1940 управления передатчиком может использовать данные/информацию 1934, в том числе информацию 1 1954 передачи, информацию N 1956 передачи, ИД 1948 терминала, пользовательские данные 1947 и информацию 1960 сегмента для выработки сигналов передачи и управления работой передатчиков 1910, 1912 в соответствии с настоящим изобретением. Например, модуль 1940 управления передатчиком может управлять передатчиком 1910 для кодирования его кодером 1922 наборов информации, включенных в информацию 1 1954 передачи 1, в обычный или базовый сигнал, который может быть передан передатчиком 1 1910. Модуль 1940 управления передатчиком может управлять передатчиком N 1912 для кодирования его кодером 1924 наборов информации, включенных в информацию N 1956 передачи, во вспыхивающий или защищенный сигнал, используя набор МЕП, соответствующий информации в информации 1956. В качестве альтернативы, в различных вариантах осуществления передатчиков 1910, 1912 может быть использован единственный передатчик, который внутренне комбинирует или смешивает сигнал, на основании информации 1 1954 передачи и информация N 1956 передачи, под управлением модуля 1844 управления передатчиком. Такая операция смешивания может предполагать наложение обычной и вспыхивающей сигнализации перед передачей и/или избирательное формирование одного набора передачи МЕП, включающего в себя каждый из элементов вспыхивающего сигнала и элементов в обычном сигнале, не включенных во вспыхивающий сигнал.

Модуль 1942 управления приемником управляет работой приемников 1902, 1904 для приема комбинированного сигнала и извлечения двух наборов информации, например информации 1 1950 приемника, и информации N 1952 приемника в соответствии с настоящим изобретением. Процесс приема под управлением модуля 1942 управления приемником может включать в себя управление декодерами 1918, 1920 и управление другими элементами приемников. В некоторых вариантах осуществления модуль 1942 управления приемником управляет фильтрами импульсного шума, фильтрами фонового шума и модулями обнаружения ошибок приемников 1902, 1904. В некоторых вариантах осуществления модуль 1942 управления приемником управляет модулем идентификации МЕП 2-го сигнала в одном приемнике, например приемнике N 1904, и модулем отбрасывания в другом приемнике, например приемнике 1 1902, и передает информацию 1858 идентифицированной МЕП от приемника N 1904 на приемник 1 1902, что позволяет приемнику 1 1902 удалять МЕП, которые включают в себя информацию вспыхивающего сигнала, из информационного потока, поступающего на модуль исправления ошибок, который пытается восстановить набор информации обычного сигнала.

Модуль 1946 исправления ошибок работает совместно с модулем исправления ошибок, который может быть включен в приемники 1902, 1904 или вместо него. Возможность обнаружения и исправления ошибок, предусмотренная в приемниках 1902, 1904 и/или модуле 1846, позволяет беспроводному терминалу 1900 восстановить наборы информации, соответствующие наборам информации перед передачей, даже несмотря на то, что (обычный или базовый) сигнал, представляющий набор информации перед передачей, был подвергнут наложению второго вспыхивающего сигнала (вспыхивающего сигнала) или «прокалыванию», например замене некоторого (некоторых) МЕП вторым сигналом (вспыхивающим сигналом).

Амплитудная модуляция представляет собой технику модуляции, в которой передатчик концентрирует свою энергию на поднаборе степеней свободы, занятых кодовым словом. Например, фазово-импульсная модуляция представляет собой одну из иллюстраций амплитудной манипуляции, в которой передатчик использует энергию только в тех позициях, в которых передают «1», и отключена, когда передают «0». Фазово-импульсная модуляция может передавать log2(M) битов, концентрируя энергию в одной из М позиций. Дополнительный бит может быть передан при использовании положительных и отрицательных импульсов. Пример фазово-импульсной модуляции представлен на Фиг.3. На Фиг. 3 показан рисунок 300 с 32 временными интервалами, например приводимым в качестве примера отдельным временным интервалом 302. Энергия сконцентрирована в 17-ом временном интервале 306 и представлена импульсом 304. На Фиг.3 пять битов информации могут быть переданы с использованием этих 32 местоположений или временных интервалов, если импульс 304 может только быть в одном направлении, например положительном. На Фиг.3 шесть битов информации могут быть переданы с использованием этих 32 местоположений или временных интервалов, если импульс 304 может быть положительным или отрицательным. Вообще говоря, в обобщенной амплитудной модуляции информация может быть передана двумя путями: во-первых, размещением энергии в пределах степеней свободы, занятых кодовым словом, и, во-вторых, информацией, содержащейся в сигналах, которые занимают это местоположение. Например, если канал может быть оценен в мобильном терминале при помощи опорного сигнала, информация может быть закодирована по фазе и/или амплитуде в дополнение к информации, закодированной в местоположении энергии обобщенного амплитудно-модулированного сигнала. Эта форма обобщенной амплитудной манипуляции упоминается в этом документе как вспыхивающая сигнализация. Как правило, в парадигме вспыхивающей сигнализации концентрация энергии ограничена малым поднабором доступных степеней свободы.

Вспыхивающая сигнализация может быть использована в соответствии с настоящим изобретением. Следует привести простые примеры вспыхивающего кодирования в соответствии с настоящим изобретением. Предположим, что один вариант осуществления изобретения применен в системе цифровой связи, которая использует сигнализацию ДФМП. В рассматриваемом здесь примере, предположим, что ресурс эфирной линии связи включает в себя 16 символов. Например, в приводимой в качестве примера системе множественного доступа OFDM с расширенным спектром эти 16 символов ресурса эфирной линии связи могут быть 16 ортогональными тонами в одном периоде символа OFDM, или одним тоном в 16 периодах символа OFDM, или любой надлежащей комбинацией тонов и периодов символа (например, 4 тонами в 4 периодах символа OFDM).

На Фиг.4 наложенный сигнал 400 включает в себя обычный сигнал 420, который передают с использованием кодового слова, энергия которого распределяется по всем 16 символам ДФМП, что представлено на Фиг.4 маленькими прямоугольниками без затенения. Обычное кодовое слово может быть создано с использованием, например, сверточного кода. Предположим, что защищенный сигнал должен передать 5 информационных битов. В этом варианте осуществления 5 защищенных битов могут быть переданы с использованием позиции символа 430 с высокой мощностью, как представлено на Фиг.4 единственным большим прямоугольником с затенением. Защищенный сигнал включает в себя один символ 430 ДФМП, переданный с высокой мощностью, тогда как обычный сигнал 420 с энергией, распределенной по 16 символам, наложен на него. Следует отметить, что символ ДФМП защищенного сигнала может быть в любой из 16 различных позиций символа. Для обеспечения ссылки на Фиг.4 идентифицированы 1-й символ 401 и 16-й символ 416. Например, на Фиг.4 символ ДФМП передают на 9-ом символе. Поэтому позиция символа обеспечивает передачу 4 битов из 5 защищенных информационных битов. Кроме того, фаза (например, знак) символа ДФМП обеспечивает передачу 5-го защищенного бита.

Чтобы увидеть преимущество этой схемы кодирования по настоящему изобретению по сравнению с классической схемой кодирования с наложением, рассмотрим конструкцию более сильного приемника. Более сильный приемник может использовать концепцию последовательного декодирования. Более сильный приемник сначала декодирует защищенный сигнал, или, в качестве альтернативы, затем вычитает его из составного принятого сигнала и в завершении декодирует обычный сигнал, или, в качестве альтернативны, сигнализирует более слабому приемнику, чтобы тот отбросил тоны, в которых обнаружен больший сигнал. Следует отметить, что при новой схеме кодирования по настоящему изобретению, даже если нейтрализация не безупречна, повреждение обычного кодового слова будет ограничено одним или несколькими символами, поэтому приемник сможет минимизировать неблагоприятное воздействие повреждения. Например, в процедуре декодирования приемник может игнорировать символ, который занят обычным сигналом. В этом случае операция нейтрализации сводится к выполнению удаления в конкретном местоположении символа с возможностью использования кодов с исправлением ошибок для восполнения этой потери.

В вышеупомянутом примере по Фиг.4 каждый символ ДФМП из 16 символов ресурса эфирной линии связи представляет собой степень свободы. Обычный сигнал распределяет свою энергию по всем этим 16 степеням свободы. Тем временем, каждое кодовое слово защищенного сигнала концентрирует свою энергию в одной из этих 16 степеней свободы. Следует отметить, что вспыхивающий сигнал, как определено в вышеупомянутом варианте осуществления, является ортогональным кодом. Однако изобретение не обусловлено каким-либо из свойств ортогональности кодовых слов.

Далее будет раскрыта конструкция передатчика для использования с кодированием, осуществленным в соответствии с настоящим изобретением. Приведенный выше пример иллюстрирует аспекты и способы по изобретению, которые могут быть осуществлены и использованы в различных системах связи. Этот способ наложения сигналов посредством концентрации энергии защищенного сигнала на малом поднаборе доступных степеней свободы, при распределении энергии обычного сигнала, по существу всем доступным степеням свободы, называют в настоящем документе вспыхивающим кодированием с наложением. Защищенное кодовое слово обозначено как «вспыхивающий сигнал», а обычное кодовое слово обозначено как «обычный сигнал» или «базовый сигнал» в этом обсуждении. В то время как, вообще говоря, подход состоит в том, чтобы передавать защищенную информацию с использованием вспыхивающего сигнала и обычную информацию обычным сигналом, в некоторых вариантах осуществления изобретения это может быть выполнено наоборот.

Вспыхивающая сигнализация, в соответствии с изобретением, обеспечивает способ наложения сигналов, который позволяет надежно использовать эффективности кодирования с наложением в практических приемниках. Вообще говоря, вспыхивающий сигнал и обычный сигнал передают используя один и тот же набор ресурсов передачи. Однако каждое кодовое слово вспыхивающего сигнала концентрирует свою энергию на малом поднаборе доступных степеней свободы. Каждое кодовое слово обычного сигнала может распределять свою энергию по каждой из доступных степеней свободы. Для легкого обнаружения и декодирования вспыхивающего сигнала желательным является, чтобы его энергия была более высока, а в некоторых вариантах осуществления, чтобы энергия была значительно выше, чем у обычного сигнала в выбранном поднаборе степеней свободы, соответствующих вспыхивающему сигналу. Эта относительно более высокая концентрация энергии в выбранном вспыхивающем поднаборе допустима даже когда полная энергия обычного сигнала выше, чем полная энергия вспыхивающего сигнала. Наконец, для легкого обнаружения и декодирования обычного сигнала воздействие вспыхивающего сигнала на обычное кодовое слово должно быть минимальным. Другими словами, потеря энергии в выбранном поднаборе степеней свободы, занятых вспыхивающим сигналом, должна иметь малое воздействие на декодирование обычного кодового слова.

Выбор мощностей передачи вспыхивающего сигнала и обычного сигнала зависит от нескольких факторов, включающих в себя (a) ОСШ целевых приемников как вспыхивающего, так и обычного сигналов; (б) скоростей передачи информации по вспыхивающему и обычному сигналам; и (в) способ конструирования кодов вспыхивающего и обычных сигналов. Вообще говоря, мощности могут быть выбраны независимо, чтобы соответствовать их собственной надежности и требованиям выполнения кодирования. Кроме того, вспыхивающая сигнализация может быть выполнена ситуационно-обусловленным образом для максимальной гибкости. Более конкретно, передатчик может в зависимости от ситуации не выбрать передачу вспыхивающего сигнала, а использовать большую часть своей доступной мощности для передачи обычного сигнала. В качестве альтернативы, передатчик может в зависимости от ситуации выбрать передачу вспыхивающего сигнал с наибольшей из доступной ему мощности и не выбрать передачу обычного сигнала.

Далее раскрыта конструкция приемника для использования при кодировании, осуществленном в соответствии с настоящим изобретением. В одном варианте осуществления изобретения приемник сначала декодирует вспыхивающий сигнал. Вспыхивающий сигнал может быть обнаружен в приемнике, так как его принимают при намного более высокой мощности, чем обычное кодовое слово в малом поднаборе степеней свободы. Приемник затем устраняет воздействие вспыхивающего сигнала перед попыткой декодирования обычного кодового слова. В случае классического кодирования с наложением, нейтрализация предполагает декодирование защищенного кодового слова и вычитание этого из составного принятого сигнала. Во вспыхивающем кодировании с наложением в одном варианте осуществления изобретения приемник полностью отбрасывает сигнал, принятый в поднаборе степеней свободы декодированного кодового слова вспыхивающего сигнала, когда приемник должен декодировать обычный сигнал. Поскольку обычный сигнал распределяет свою энергию сигнала по всем степеням свободы, устранение энергии сигнала в малом поднаборе степеней свободы должно иметь малое или незначительное операционное значение на декодирование обычного кодового слова из-за обнаружения ошибок и возможности исправления декодера.

В другом варианте осуществления изобретения приемник явно не нейтрализует вспыхивающий сигнал перед тем, как он декодирует обычный сигнал. Вместо этого приемник непосредственно декодирует обычный сигнал из принятого составного сигнала, который может включать в себя вспыхивающий сигнал. Приемник использует мягкие метрики, связанные с пределами насыщения и обращения. Следовательно, вспыхивающий сигнал служит для насыщения или существенного устранения компонента сигнала в поднаборе степеней свободы, которые он занимает, но имеет незначительное воздействие на выполнение декодирования обычного кодового слова. Кроме того, если приемник не заинтересован во вспыхивающем сигнале, приемник может просто декодировать обычный сигнал без декодирования вспыхивающего сигнала, и в этом случае приемник может быть даже не осведомленным о присутствии вспыхивающего сигнала, который может быть воспринят и/или сочтен импульсным или фоновым шумом.

Далее раскрыт вариант осуществления канала управления по настоящему изобретению. В этом разделе будет описан вариант осуществления изобретения применительно к каналу управления приводимой в качестве примера системы. Канал управления в этом примере несет информацию от базовой станции 1702 по широковещательному нисходящему каналу ко множеству подвижных пользователей 1708, 1710 в сотовой беспроводной системе 1700, как показано на Фиг.17. В большинстве сотовых беспроводных систем каналы управления передают с мощностью широковещательной передачи, поскольку к тому вынуждают подвижные пользователи с самыми слабыми каналами. Вспыхивающая сигнализация хорошо подходит для этого приложения в этом сценарии и приводит к существенному снижению мощности при небольшой потере надежности или вообще без такой потери.

Предполагается, что информация, которую переносят на канале управления, может быть разделена на многочисленные поднаборы, каждый из которых предполагается для одного или нескольких поднаборов подвижных пользователей в системе. В этом примере мы предположим, что информация канала управления может быть разделена на два поднабора. Первый поднабор обозначен как «обычная информация» и предназначен для тех подвижных пользователей, кто испытывает по нисходящей линии связи ОСШ от умеренного до высокого. Второй поднабор обозначен как «защищенная информация» и предназначен для поднабора пользователей, которые испытывают очень низкое ОСШ по нисходящей линии связи.

В рассматриваемом здесь примере предполагают, что ресурс эфирной линии связи включает в себя 32 символа. Например, в приводимой в качестве примера системе множественного доступа OFDM с расширенным спектром ресурс эфирной линии связи может быть 32 ортогональными тонами в одном периоде символа OFDM, или одним тоном в 32 периода символа OFDM, или любой надлежащей комбинацией тонов и периодов символа (например, 4 тона в 8 периодах символа OFDM).

Как представлено в наложенном сигнале 500 по Фиг.5, обычную информацию 540, представленную маленькими прямоугольниками без затенения, в этом примере передают с использованием кодового слова в 32 символа. Первое местоположение 501 символа и 32-е местоположение символа 532 показаны для ссылки. Это кодовое слово передают с мощностью, которая является достаточной для декодирования поднабором пользователей, которые испытывают умеренное или высокое ОСШ. Пользователи с низким ОСШ вряд ли будут в состоянии декодировать это кодовое слово, и, следовательно, требования по мощности намного ниже тех, которые могли бы быть, если кодовое слово необходимо было декодировать каждому из подвижных пользователей. Это различие в способности декодировать кодовое слово особенно справедливо в беспроводном окружении, в котором подвижные пользователи могут испытывать ОСШ, которое изменяется на несколько порядков величины. Защищенную информацию, которая предназначена для поднабора подвижных пользователей с низким ОСШ, передают с использованием вспыхивающего сигнала 550, как представлено на Фиг. 5 четырьмя большими прямоугольниками с затенением. В этом варианте осуществления предполагается, что каждое защищенное кодовое слово концентрирует свою энергию в 4 местоположениях символа 502, 512, 520, 530. Наборы из 4 местоположений символа предполагаются в этом примере не перекрывающимися, что приводит к 8 ортогональным наборам, каждый из которых включает в себя 4 местоположения символа. Вообще говоря, однако, в других конструкциях наборы кодового слова могут перекрываться частично или полностью. Концентрация энергии защищенного кодового слова в более чем одном местоположении символа важна с точки зрения обеспечения разнесения в сотовых беспроводных системах и предоставляет более большую степень защиты против затухания канала и помех.

В примере по Фиг.5 каждый набор защищенного кодового слова передает 3 бита только своим местоположением. Допустим, что k является индексом 8 различных наборов символов ресурса эфирной линии связи. Предположим, что эти 32 символа ресурса эфирной линии связи индексированы от 0 до 31. Для k=0 …, 7 символы ресурса эфирной линии связи k-го местоположения набора символов являются символами k, k+8, k+16 и k+24.

Когда кодовое слово вспыхивающего сигнала включает в себя многочисленные символы, используя эти символы могут быть переданы дополнительные информационные биты. Допустим, что {q0, ql, q2, q3} обозначают эти четыре символа, которые должны быть переданы с четырьмя символами ресурса эфирной линии связи из любого из восьми наборов символов ресурса эфирной линии связи. В одном варианте осуществления {q0, ql, q2, q3} может быть создан 4 кодами Уолша длиной 4, как показано в Таблице 1. Выбор q0, ql, q2, или q3 приводит к дополнительным 2 битам, передаваемым посредством выбора этих 4 кодовых слов.

Эта информация может быть декодирована подвижным приемником простым образом. Подвижный приемник может идентифицировать местоположение вспыхивающего сигнала в силу его более высокой энергии, которая служит для идентификации 3 бит местоположений набора символов. Затем он извлекает символы, которые включают в себя вспыхивающий сигнал и декодирует оставшиеся 2 бита. Этот пример конструкции кодового слова приводит к кодовым словам, обладающим неодинаковым свойством защиты от ошибок. Биты, которые различают местоположением вспыхивающего сигнала, принимают с высокой надежностью. Это в особенности справедливо при передаче вспыхивающего сигнала по беспроводному каналу, поскольку только одно из четырех местоположений символа должно быть получено для определения набора кодового слова. Обнаружение q0, ql, q2 или q3 может быть более подвержено ошибкам от затухания канала или помех. В качестве альтернативы, приемник может использовать более сложный декодер, типа декодера максимальной вероятности, для декодирования полного вспыхивающего сигнала. Еще раз следует отметить, что настоящее изобретение не обусловлено использованием ортогональных кодов на вспыхивающих сигналах, как представлено в этом примере.

Эта концепция может быть непосредственным образом распространена также на многомерные наборы модуляции. Например, если должна быть использована модуляция ДФМП, может быть послан еще один бит с фазой (то есть, знаком) кодового слова вспыхивающего сигнала. Более того, если должна быть использована модуляция ФМЧС, дополнительный один бит может быть послан с выбором либо синфазной, либо квадратурной сигнализации.

Таблица 1
Конструкция ортогональных кодов на вспыхивающих сигналах Индекс Кодового Слова {q0, q1, q2, q3} значения бит 0 {+, +, +, +} 1 {+, +, -, -} 2 {+, -, +, -} 3 {+, -, -, +}

Далее описана вспыхивающая сигнализация в каналах множественного доступа в соответствии с настоящим изобретением. Несмотря на то, что изобретение было выше раскрыто в парадигме широковещательного канала, оно также применимо в структуре канала множественного доступа. Этот аспект изобретения будет описан в контексте восходящей линии сотовой связи, которая является каналом множественного доступа приводимой в качестве примера системы. Рассмотрим приемник базовой станции, который получает сигналы от двух мобильных передатчиков по восходящей линии связи. Поскольку базовая станция 1702 является также координирующим объектом, она может различать эти два передатчика в относительном смысле. Предположим, что мобильный передатчик, который работает по каналу с более низкими потерями на трассе, определен как «более сильный» передатчик, а другой передатчик, который испытывает более высокие потери на трассе, считают «более слабым» передатчиком. Базовая станция инструктирует более слабый передатчик передавать его сигнал, распределяя энергию сигнала по каждой из степеней свободы, в то время как более сильный передатчик проинструктирован концентрировать свою энергию передачи на нескольких степенях свободы. Принятый составной сигнал 600 в приемнике 1802 базовой станции представлен на Фиг.6. Приемник 1802 базовой станции может легко декодировать и исключать вспыхивающий сигнал 610, представленный большим прямоугольником с затенением, переданный от «более сильного» передатчика, перед декодированием слабого сигнала 620, представленного маленькими прямоугольниками без затенения, переданного от «более слабого» передатчика.

Классификация мобильных передатчиков на «более сильный» или «более слабый» не является статичной и представляет собой относительное определение, допускающее некоторую гибкость в пределах системы. Определение мобильных передатчиков как являющихся «более сильными» или «более слабыми» может быть связано с другими критериями вместо или в дополнение к потерям на трассе, испытываемым на восходящем канале. Такое наименование или классификация как «более сильный» или «более слабый» мобильный передатчик в некоторых вариантах осуществления может быть применено в контексте затрат, вызванных помехами, в восходящей линии сотовой связи. Например, мобильный передатчик, который приводит к высоким помехам на восходящей линии связи в других ячейках, может быть сочтен «более слабым» передатчиком и, следовательно, может быть проинструктирован базовой станцией передавать свой сигнал, распределяя энергию по каждой из степеней свободы. С другой стороны, мобильный передатчик, который имеет низкие затраты от помех в силу своего местоположения, можно считать «более сильным» передатчиком, и он может использовать вспыхивающее кодирование с наложением, чтобы накладывать свой сигнал на сигнал «более слабого» передатчика. В качестве альтернативы, в некоторых вариантах осуществления мобильные передатчики могут быть подразделены на «более сильные» или «более слабые» на основании ограничений устройства, таких как мощность батарей или состояние.

Вспыхивающую сигнализацию в приводимой в качестве примера системе следует раскрыть в соответствии со способами и устройствами по настоящему изобретению. В приводимой в качестве примера беспроводной системе передачи данных ресурс эфирной линии связи в основном включает в себя полосу пропускания, время и мощность. Ресурс эфирной линии связи, который транспортирует данные и/или речевой трафик, называют каналом трафика. В приводимой в качестве примера системе данные передают по каналу трафика в сегментах канала трафика (сегментах трафика - для краткости). Сегменты трафика могут служить основными или минимальными модулями доступных ресурсов канала трафика. Сегменты трафика по нисходящей линии связи транспортируют трафик данных от базовой станции к беспроводным терминалам, в то время как сегменты трафика по восходящей линии связи транспортируют трафик данных от беспроводных терминалов на базовую станцию. В приводимой в качестве примера системе сегмент трафика включает в себя ряд частотных тонов в конечном временном интервале.

В приводимой в качестве примера системе, используемой для раскрытия изобретения, сегменты трафика динамически используются совместно беспроводными терминалами 1708, 1710, которые осуществляют связь с базовой станцией 1702. Функция планирования, например, модуль 1838 в базовой станции 1800 выделяет каждый восходящий и нисходящий сегмент одному из подвижных терминалов 1708, 1710 на основании ряда критериев. Выделение сегментов трафика может быть осуществлено посегментно различным пользователям. Например, на Фиг.7 на графике 700 зависимости частоты по вертикальной оси 702 от времени по горизонтальной оси 704 сегмент А 706, показанный с вертикальной штриховкой, выделяют планировщиком базовой станции пользователю #1, а сегмент В 708, показанный с горизонтальной штриховкой, выделяют пользователю #2. Планировщик базовой станции может быстро выделять сегменты канала трафика различным пользователям в соответствии с их потребностями трафика и условиями канала, которые могут обычно изменяться во времени. Канал трафика, таким образом, эффективно динамически выделяется различным пользователям и совместно ими используется на посегментной основе. В приводимой в качестве примера системе информация назначения сегментов канала трафика транспортируется по каналу выделения, который включает в себя серию сегментов выделения. В сотовой беспроводной системе типа системы 1700, которая показана на Фиг.17, сегменты выделения обычно передают по нисходящей линии связи. Имеются сегменты выделения для сегментов трафика по нисходящей линии связи и отдельных сегментов выделения для сегментов трафика по восходящей линии связи. Каждый сегмент трафика связан с уникальным сегментом выделения. Связанный сегмент выделения передает информацию назначения сегмента трафика. Информация назначения может включать в себя идентификатор пользовательского терминала (терминалов), который выделен для использования этого сегмента трафика, а также схему кодирования и модуляции, которую используют в этом сегменте трафика. На Фиг.8 представлен график 800 с вертикальной осью 802, представляющей частоту, и горизонтальной осью 804, представляющей время. На Фиг.8 показаны два сегмента выделения, сегмент А' выделения (AS А') 806 и сегмент выделения В' (AS В') 808, которые передают информацию назначения сегментов трафика А (ТSА) 810 и В (ТSB) 812. Канал выделения представляет собой ресурс совместно используемого канала. Пользователи, например беспроводные терминалы, получают информацию назначения, переданную в канале выделения, и затем используют сегменты канала трафика согласно информации назначения.

Данные, переданные базовой станцией 1702 в сегменте трафика по нисходящей линии связи, декодируют приемником назначенного беспроводного терминала 1708, 1710, тогда как данные, переданные выделенным беспроводным терминалом 1708, 1710 в сегменте восходящей линии связи, декодируют приемником в базовой станции 1702. Обычно переданный сегмент включает в себя избыточные биты, которые помогают приемнику определить, правильно ли декодированы данные. Это сделано, потому что беспроводной канал может быть ненадежным, а к пригодному для использования трафику данных обычно выдвигаются высокие требования по целостности.

В силу помех, шума и/или затухания канала в беспроводной системе передача сегмента трафика может пройти успешно или потерпеть неудачу. В приводимой в качестве примера системе приемник сегмента трафика посылает подтверждение для указания, был ли сегмент принят правильно. Информацию подтверждения, соответствующую сегментам канала трафика, транспортируют в канале подтверждения, который включает в себя серию сегментов подтверждения. Каждый сегмент трафика связан с уникальным сегментом подтверждения. Для сегмента трафика по нисходящей линии связи сегмент подтверждения находится в восходящей линии связи. Для сегмента трафика по восходящей линии связи сегмент подтверждения находится в нисходящей линии связи. Как минимум, сегмент подтверждения передает однобитовую информацию, например, бит, указывающий, был ли соответствующий сегмент трафика получен правильно или нет. В силу заранее определенной связи между сегментами трафика по восходящей линии связи и сегментами подтверждения, может отсутствовать необходимость в передаче другой информации, такой как идентификатор пользователя или индекс сегмента, в сегменте подтверждения. Сегмент подтверждения обычно использует пользовательский терминал, например беспроводной терминал 1708, 1710, который использует связанный сегмент трафика, а не другие пользовательские терминалы. Таким образом, в обеих линиях связи (восходящей линии связи и нисходящей линия связи) канал подтверждения является совместно используемым ресурсом, поскольку он может быть использован многими пользователями. Однако обычно не отсутствует состязательность, которая может быть результатом совместного использования канала подтверждения, поскольку обычно отсутствует неопределенность, в том, какой из пользовательских терминалов должен использовать конкретный сегмент подтверждения. На Фиг.9 показан график 900 сегментов трафика по нисходящей линии связи, имеющий вертикальную ось 902, представляющую частоту, горизонтальную ось 904, представляющую время, первый сегмент трафика, сегмент А 906 трафика (TS) и второй сегмент TSB 908 трафика. На Фиг.9 также показан второй график 905 сегментов подтверждения (АСК) по восходящей линии связи, содержащий вертикальную ось 952, представляющую частоту, и горизонтальную ось 954, представляющую время. На Фиг.9, кроме того, показаны два сегмента А" 956 и В" 958 подтверждения по восходящей линии связи, которые передают информацию подтверждения сегментов трафика А 906 и В 908 по нисходящей линии связи от беспроводного терминала 1708 к базовой станции 1702.

Как описано выше, приводимая в качестве примера система 1700 может быть сотовой беспроводной системой передачи и обработки данных с пакетной коммутацией с сегментами трафика, выделяемыми динамически базовой станцией 1702 на нисходящей линии связи и на восходящей линии связи. Приложение изобретения к приводимой в качестве примера системе 1700 далее будет описано в контексте сотовой нисходящей линии связи. Предположим, что базовая станция 1702 может таким путем, как квантование по времени, выделять до двух сегментов трафика в некоторый момент времени. Выбор пользователей, для которых предназначены эти сегменты, широковещательно передают по каналу выделения. Далее предположим без ущерба для обобщенности описания, что один из этих двух пользователей работает при более низком ОСШ, чем другой пользователь. В этом контексте этих двух пользователей расценивают как взаимно «более сильного» и «более слабого».

График на Фиг.10 представляет частоту по вертикальной оси 1002 в зависимости от времени по горизонтальной оси 1004. На Фиг.10 также представлен А (обычный) сегмент 1006 выделения (ASG), А сегмент 1008 канала трафика (TCHa), А (вспыхивающий) сегмент 1010 подтверждения (ACKf), В вспыхивающий сегмент 1005 выделения (ASGf), B сегмент 1007 канала трафика (TCHb) и В сегмент 1009 подтверждения (ACKr) 1009. ASGf 1005 находится в пределах частотного спектра ASGr 1006. ACKf 1010 находится в пределах частотного спектра ACKr 1009.

Как представлено на Фиг.10, информацию выделения для более сильного пользователя, (ASGr), 1006 передают с использованием обычного сигнала на канале выделения, тогда как информацию, (ASGf), 1005 для более слабого пользователя передают с использованием вспыхивающего сигнала. Более сильный приемник узнает из своего (обычного) назначения, что он получил сегмент трафика, обозначенный TCHa 1008, тогда как более слабый приемник аналогичным образом уведомляют о его соответствующем сегменте трафика, обозначенном TCHb 1007, посредством вспыхивающим образом сигнализированного выделения (ASGf) 1005. В приводимой в качестве примера системе подвижные приемники 1708, 1710 обеспечивают подтверждение обратной связи по восходящей линии связи к базовой станции 1702, чтобы указать состояние полученного сегмента трафика.

Два подвижных пользователя 1708, 1710 могут использовать вспыхивающую сигнализацию, чтобы накладывать свои сигналы подтверждения приема, как показано на Фиг.10. С этой целью предполагают, что «более сильный» приемник на нисходящей линии связи является более сильным передатчиком на восходящей линии связи и, следовательно, сообщает свое подтверждение, используя вспыхивающий сигнал (ACKf) 1010. Более слабый приемник распределяет энергию своего сигнала подтверждения приема по каждой из степеней свободы и сообщает его базовой станции 1702 в виде обычного сигнала (ACKr) 1009.

Далее рассмотрена пропускная способности сотовой беспроводной системы в зависимости от вспыхивающей сигнализации. Сотовые беспроводные системы обычно являются помехозависимыми, и их пропускная способность зависит от количества и характеристик внешних помех. Использование вспыхивающей сигнализации оказывает очень существенное воздействие на уровни помех. Хорошо известным информационно-теоретическим результатом является то, что среди всех шумовых сигналов с одной и той же энергией, гауссов шум приводит к самой низкой пропускной способности. Вспыхивающие сигналы, в силу их конструкции, имеют пики, являются совершенно не гауссовыми по своей сути. Следовательно, при одном и том же общем количестве помех, когда одна ячейка в беспроводной системе использует вспыхивающие сигналы, воздействие этих сигналов (как помех) на другие ячейки является меньшим, чем это было бы при использовании сигналов, подобных Гауссовым. Это применимо к трассам восходящих линий связи так же, как и к трассам нисходящих линий связи сотовых беспроводных систем.

На Фиг.11 представлены два приводимых в качестве примера набора информации, первый набор информации 1150 и второй набор информации 1160, которые могут быть переданы с использованием блока передачи в соответствии с настоящим изобретением. Первый набор информации 1150 включает в себя информацию А₁ 1151, информацию A₂ 1152, информацию А_N 1153; второй набор информации 1160 включает в себя информацию В₁ 1161, информацию В₂ 1162, информацию В_N 1163. Первый набор информации может быть, например, пользовательскими данными, выделениями или подтверждениями. Второй набор информации может быть, например, пользовательскими данными, подтверждениями или выделениями. На Фиг.11 также представлен график 1100 минимальных единиц передачи (МЕП), в котором вертикальная ось представляет частотные тоны, а горизонтальная ось 1104 представляет время. На Фиг. 11 каждый маленький прямоугольник относится к конкретному модулю МЕП, например секция 1112 представляет собой 1 степень свободы, которая может быть использована для передачи информации. Каждый временной интервал на горизонтальной оси, например временной интервал 1110, представляет собой время для передачи МЕП, например время символа OFDM. Каждый квадрат на Фиг.11, например приводимый в качестве примера квадрат 1114, представляет собой модуль МЕП. Каждый МЕП соответствует уникальной комбинации ресурсов, используемых для передачи информации, причем упомянутая комбинация ресурсов включает в себя, по меньшей мере, два из времени, частоты, фазы и расширяющего кода. В системе OFDM МЕП может быть частотой или фазой во времени, например синфазной или квадратурной составляющей в тоне-символе OFDM. В системе CDMA модуль МЕП может быть, например, расширяющим кодом, выделенным для модуля времени. Приводимый в качестве примера блок 1106 передачи, представленный на Фиг.11, является набором из 24 МЕП. Информация для первого набора информации 1150 определена по первому набору минимальных единиц передачи. Первый набор минимальных единиц передачи идентифицирован квадратами с диагональной линией 1116 восходящей слева направо. Приводимый в качестве примера первый набор МЕП включает в себя 15 МЕП, например приводимая в качестве примера МЕП 1120 находится в первом наборе МЕП. Первый набор МЕП включает в себя, по меньшей мере, большинство МЕП в блоке передачи 1106 в соответствии с изобретением. В некоторых вариантах осуществления первый набор МЕП включает в себя, по меньшей мере, 75% МЕП в блоке передачи 1106. Пример по Фиг. 11 представляет собой вариант осуществления, который включает в себя 15 МЕП первого набора/20 от общего числа МЕП блока 1106 = 75%. Информация для второго набора информации 1160 определена по второму набору минимальных единиц передачи. Второй набор минимальных единиц передачи идентифицирован квадратами с диагональной линией 1118 нисходящей слева направо. Второй приводимый в качестве примера набор минимальных единиц передачи включает в себя 3 МЕП. В соответствии с изобретением второй набор МЕП включает в себя меньше МЕП, чем первый набор МЕП, и некоторые из МЕП в первом и втором наборах МЕП являются одними и теми же. Например, на Фиг.11 две МЕП включены в оба набора, МЕП 1122 и МЕП 1123. В некоторых вариантах осуществления второй набор МЕП имеет меньше чем половину от числа МЕП первого набора МЕП; Фиг.11 представляет собой иллюстрацию такого варианта осуществления. Информация в первом и втором наборах информации 1150, 1160 может быть передана, например, от базовой станции 1702 на беспроводной терминал 1708, 1710, используя минимальные единицы передачи, включенные в первый и второй наборы минимальных единиц передачи.

На Фиг.12 показан график 1200 зависимости минимальных единиц передачи (МЕП) по вертикальной оси 1202 от времени по горизонтальной оси 1204. На Фиг.12 показан приводимый в качестве примера блок 1205 передачи, включающий в себя 1600 МЕП. Первый набор информации может быть представлен первым набором МЕП, включающим в себя большинство 1600 МЕП в блоке 1205 передачи. Блок 1205 передачи, в соответствии с изобретением, может быть подразделен на подблоки. На Фиг.11 блок 1205 передачи из МЕП разделен на 16 подблоков МЕП, причем каждый подблок содержит 100 МЕП. Каждый малый квадрат, например приводимый в качестве примера квадрат 1206, включает в себя подблок МЕП. В некоторых вариантах осуществления первый набор МЕП может быть подразделен на малые наборы информации, причем каждый набор представлен первым набором МЕП в отдельном подблоке. В комбинации малые наборы информации представляют первый набор информации, который кодирован по большинству больших блоков 1205 передачи. Приводимый в качестве примера подблок 1207 иллюстрирует 100 типичных МЕП приводимого в качестве примера подблока. Приводимые в качестве примера подблоки 1208 иллюстрируют 100 типичных МЕП другого подблока. Отдельные МЕП других подблоков блока 1205 передачи не показаны, но каждый из других подблоков можно считать подобным приводимому в качестве примера подблоку 1207. Каждый круг в подблоке представляет МЕП. Каждая диагональная линия, восходящая слева направо и пересекающая круг, представляет отдельный МЕП, который используют для представления информации в первом наборе информации. Каждая диагональная линия, нисходящая слева направо и пересекающая круг, представляет отдельный МЕП, который используют для представления информации во втором наборе информации. На Фиг.12 приводимый в качестве примера МЕП 1208 является одним из МЕП, используемых для представления первого набора информации; приводимый в качестве примера МЕП 1211 является другим МЕП, используемым для представления первого набора информации. Приводимый в качестве примера МЕП 1209 не используют для представления информации в первом наборе или во втором наборе информации в конкретном случае, хотя он и находится в составе приводимого в качестве примера блока 1205 передачи. Таким образом, в представленный момент времени, МЕП 1209 не используют для переноса сигналов, соответствующих первым или вторым информационным наборам. Приводимый в качестве примера МЕП 1210 используют для представления информации как в первом наборе информации, так и во втором наборе информации.

В примере по Фиг.12 каждый подблок, например подблок 1207 может быть использован для представления информации, уникальным образом представляющей часть первого набора информации, уникально определяемого по малому подблоку МЕП. Однако второй набор информации может представлять иной набор информации, например 10-битовую информацию. Чтобы уникально передавать 10-битовую информацию, может потребоваться 2¹⁰ = 1024 возможных минимальных единиц передачи. Может быть использован блок 1205 передачи с 1600 возможными доступными минимальными единицами передачи и единственный МЕП, выделенный для представления конкретного значения 10-битовой информации. В этом примере МЕП 1210 представляет собой один МЕП, используемый для поставки информации второго набора информации, при передаче информации. На Фиг.12 представлен случай, в котором каждая из МЕП, включенных во второй набор МЕП, также включена в первый набор МЕП.

На Фиг.13 1301 представлен один способ передачи двух наборов информации, например наборов информации 1150 и 1160 по Фиг.11, в соответствии с изобретением. Фиг. 13 содержит первое устройство, например устройство 1 1302, включающее в себя передатчик, передатчик 1, 1304 и второе устройство, например устройство 2 1308, включающее в себя передатчик, передатчик 2 1310. Каждое устройство может быть, например, базовой станцией или беспроводным терминалом типа тех, которые показаны на Фиг.17. Первый набор информации 1150 передают посредством сигналов, например сигнала 1 1306, передаваемого передатчиком 1 1304. Сигнал 1 1306 иногда называют базовым или обычным сигналом. Второй набор информации 1160 передают посредством сигналов, например сигнала 1 1312, передаваемого передатчиком 2 1310. Сигнал 2 иногда называют вспыхивающим сигналом. В приводимом в качестве примера случае по Фиг.13 сигнал 1 1306 будет использовать первый набор минимальных единиц передачи, тогда как сигнал 2 1312 будет использовать второй набор минимальных единиц передачи. Некоторые из МЕП первого набора, переданные передатчиком 1 1304, будут теми же самыми, что и некоторые из МЕП второго набора, что приводит к некоторому наложению сигнала 1 1306 и сигнала 2 1312.

На Фиг.14 представлены два способа передачи двух наборов информации, например наборы информации 1150 и 1160 по Фиг. 11, в соответствии с изобретением. В первом способе, представленном на Фиг.14, приводимое в качестве примера устройство 3 1402, например базовая станция или беспроводной терминал, включает в себя передатчик, передатчик 3 1404, способный передавать сигналы, соответствующие как первому, так и второму наборам информации 1150, 1160 соответственно. На Фиг. 14 сигнал 3 1406 соответствует первому набору информации 1150 и использует первый набор МЕП, тогда как сигнал 4 1408 соответствует второму набору информации 1160 и использует второй набор МЕП. Сигнал 3 1406 иногда называют базовым сигналом или обычным сигналом, тогда как сигнал 4 1408 иногда называют вспыхивающим сигналом. Сигнал 4 1408 передают с более высоким уровнем мощности, чем сигнал 3 1406, по основанию минимальной единицы передачи. В некоторых вариантах осуществления уровень мощности, с которой передают сигнал 4 1408, по меньшей мере на 3 дБ выше, чем уровень мощности, с которой передают минимальные единицы передачи, соответствующие сигналу 3 1406. В некоторых вариантах осуществления уровень мощности передачи минимальных единиц передачи, используемых для передачи сигнала 3 1406, может быть различен. Уровень мощности передачи МЕП, используемых для передачи сигнала 4 1408, может также быть различен.

Во втором способе, представленном на Фиг.14, приводимое в качестве примера устройство, устройство 4 1410, например базовая станция или беспроводной терминал, включает в себя передатчик, передатчик 4 1412. Передатчик 4 1412 включает в себя модуль 1411 1-го сигнала и модуль 1413 второго сигнала. Модуль 1411 первого сигнала вырабатывает сигнал 5 1414, соответствующий первому набору информации 1150. Модуль 1413 второго сигнала вырабатывает сигнал 6 1416, соответствующий второму набору информации 1160. Сигнал 5 1414 и сигнал 6 1416 объединяют модулем 1418 объединителя до передачи МЕП в сигнале 1420. Сигнал 5 1414 иногда называют как базовым или обычным сигналом, а сигнал 6 1416 иногда называют вспыхивающим сигналом. Модуль 1418 объединителя может выполнять наложение двух сигналов, сигнала 5 1414 и сигнала 6 1416. В качестве альтернативы, модуль 1418 объединителя может сравнить набор МЕП, которые будут использованы для передачи сигнала 5 1414, с набором МЕП, которые будут использованы для передачи сигнала 6 1416. Модуль 1418 объединителя может направлять информацию в сигнале 6 1414 в каждый из требуемых МЕП, однако, модуль 1418 может исключать из набора МЕП, выделенных для сигнала 5 1414, те МЕП, которые уже выделены для переноса сигнала 6 1416. Например, в примере по Фиг.11 МЕП 1122 и МЕП 1123 могли бы быть исключены из переноса информации сигнала 5 1141. Таким образом, второй набор информации 1160 в сигнале 6 1416 прокалывает или заменяет первый набор информации 1150 в сигнале 5 1414, который занял бы ту же МЕП. Такое выполнение предполагает, что приемник обеспечен возможностью обнаружения и исправления ошибок, достаточной для восстановления первоначального первого набора информации 1150, часть из которой не была передана. Таким образом, вместо того, чтобы использовать фактическое наложение, сигналы, соответствующие второму набору, могут быть переданы без наложения на сигналы первого набора с перекрытием первого набора сигналов, отброшенных до фактической передачи. В таком случае МЕП, используемые для передачи второго набора информации, прокалывают набор МЕП в совместно используемом блоке передачи, которые были выбраны для передачи первого набора информации.

На Фиг.15 представлено приводимое в качестве примера устройство, устройство 5 1502, например базовая станция или беспроводной терминал, которое может быть использовано для получения комбинированных сигналов, в соответствии с изобретением, и получения двух наборов принятой информации, Информации А' 1516 и Информации В' 1518. Информация А' 1516 представляет собой восстановленный набор информации, соответствующий первому набору первоначальной информации Информации А 1150 по Фиг.11, перед передачей. Информация В' 1518 представляет собой восстановленный набор информации, соответствующий первому набору первоначальной информации Информации В по Фиг.11, до передачи. Устройство 5 1502 включает в себя первый приемник, приемник 1 1506, включающий в себя фильтр 1510 импульсного шума и модуль 1512 исправления ошибок. Комбинированный сигнал, сигнал 8 1520, содержащий сигналы, которые были переданы вместе в течение некоторого времени, например сигнал 3 1406 (обычный или базовый сигнал) по Фиг.13 и сигнал 4 1408 (вспыхивающий сигнал) по Фиг.13, обрабатывают приемником 1 1506, причем фильтр 1510 импульсного шума отфильтровывает или отклоняет сигнал, соответствующий блокам МЕП, полученным из второго набора 1160 информации. Остающийся сигнал (обычный сигнал), соответствующий большинству МЕП в наборе МЕП, соответствующих первому набору 1150 информации, обрабатывают модулем 1512 исправления ошибок, который восстанавливает "потерянную информацию", и таким образом принятый набор Информации А' 1516 является хорошим представлением набора информации А 1150 перед передачей. Устройство 5 1502 также включает в себя второй приемник, приемник 2 1508, включающий в себя фильтр 1514 фонового шума. Комбинированный сигнал 8 1520 также попадает в приемник 2 1508, где фильтр 1514 фонового шума обрабатывает как шум-сигнал, соответствующий первому набору информации 1150, например сигнал 3 1406, и удаляет или отклоняет этот сигнал низкого уровня, оставляя сигнал (например, вспыхивающий сигнал), из которого может быть восстановлено хорошее представление второго набора информации В 1160 перед передачей, как принятый набор В' 1518 информации.

Второе устройство, устройство 6, показанное на Фиг.15, выполняет прием комбинированного сигнала и информационный поиск подобно устройству 5 1502. Устройство 6 1532 включает в себя первый приемник, приемник 1 1540, и второй приемник, приемник 2 1538. Приемник 1 1536 включает в себя декодер, декодер 1 1540, включающий в себя импульсный фильтр 1544 и модуль 1546 исправления ошибок. Приемник 2 1538 включает в себя декодер, декодер 2 1542, включающий в себя фильтр 1548 фонового шума. Работа устройства 6 1532 подобна описанной в отношении устройства 5 1502, за исключением того, что в устройстве 6 1532 происходит дополнительное декодирование. В течение своего функционирования приемники 1536 и 1538 работают независимо и параллельно. Первый приемник 1536 обрабатывает вспыхивающий сигнал как импульсный шум и отклоняет вспыхивающие символы как импульсный шум или выполняет некоторую другую операцию, например операцию насыщения, обрабатывая вспыхивающий компонент так же, как могли бы быть обработаны любые другие сигналы импульсного шума. Приемник 2 1538 декодирует вспыхивающий сигнал при обработке сигнала более низкой мощности как фонового шума. Комбинированный сигнал 9 1554 подобен комбинированному сигналу 8 1520, включающему в себя как обычный, так и вспыхивающий сигналы. Принятый набор А” 1550 информации соответствует хорошей реконструкции первоначального первого набора информации А 1150 по Фиг.11, перед передачей. Принятый набор В" 1552 информации соответствует хорошей реконструкции первоначального второго набора информации В 1160 по Фиг. 11, перед передачей.

На Фиг.16 представлено другое приводимое в качестве примера устройство, устройство 7 1562, например базовая станция или беспроводной терминал, включающее в себя первый приемник, приемник 1 1563 и второй приемник, приемник 2 1564. Приемник 1 1563 включает в себя декодер 1565, включающий в себя модуль 1570 отбрасывания и модуль 1566 исправления ошибок. Приемник 2 1564 включает в себя декодер 1566, включающий в себя фильтр 1567 фонового шума, и модуль 1568 идентификации МЕП 2-го сигнала. Комбинированный сигнал 10 1573 получают и подают на приемник 2 1564. В декодере 1566 приемника 2 1564 сигнал может быть отфильтрован фоновым фильтром 1567, а информация декодирована и выдана как набор Информации В'" 1572, реконструкции первоначального набора информации В 1160 по Фиг.11, перед передачей. Дополнительно, модуль 1568 идентификации МЕП 2-го сигнала идентифицирует набор МЕП 1569, соответствующих второму (вспыхивающему) сигналу, и посылает эту информацию 1573 на декодер 1565 приемника 1 1563. В некоторых вариантах осуществления идентифицированный набор МЕП 1573 является одним из синфазной или квадратурной составляющих тонов в различных моментах времени символа.

Модуль 1570 отбрасывания в декодере 1565 в приемнике 1 1563 принимает идентифицированный набор МЕП 1573 и отклоняют или удаляют информацию, полученную из этих модулей МЕП перед тем, как информация попадает в модуль 1566 исправления ошибок. В качестве альтернативы, информация, идентифицирующая МЕП второго или "вспыхивающего" сигнала, может быть передана непосредственно на модуль 1566 исправления ошибок 1566, который может устранить воздействие этих МЕП. Набор информации А'" 1571 соответствует реконструкции первого набора информации 1150 по Фиг.11, перед передачей. Отбрасывание идентифицированных МЕП и их воздействия на сигнал более низкой мощности находится в резком контрасте с известной из уровня техники методикой декодирования с наложением, которая требует точного удаления компоненты сигнала большой мощности из блока принятого сигнала до восстановления базового сигнала.

Несмотря на то, что они были описаны в контексте системы OFDM, способы и устройства по настоящему изобретению применимы в широком наборе систем связи, в том числе во многих системах связи, не работающих с OFDM, и/или не сотовых системах связи.

В различных вариантах осуществления узлов, приведенных в настоящих материалах, использованы один или несколько модулей для выполнения этапов, соответствующие одному или нескольким способам по настоящему изобретению, например обработки сигналов, выработки сообщения и/или на этапах передачи. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления применены различные признаки настоящего изобретения с использованием модулей. Такие модули могут быть осуществлены с использованием программного обеспечения, аппаратного обеспечения или совокупности программного обеспечения и аппаратного обеспечения. Многие из вышеописанных способов или этапов способов могут быть осуществлены с использованием машинно-исполняемых команд, таких как программного обеспечения, содержащегося в машиночитаемой среде, такой как устройство памяти, например ОЗУ, гибкий диск и т.д., для управления машиной, например универсальной ЭВМ с дополнительным оборудованием или без него, для осуществления всех вышеописанных способов или их частей, например, в одном или нескольких узлах. Соответственно, помимо иных объектов, настоящее изобретение направлено на обеспечение машиночитаемой среды, содержащей машинно-исполняемые команды для управления машиной, например процессором и связанным аппаратным обеспечением, с тем, чтобы она выполняла один или несколько этапов вышеописанного способа (способов).

Многочисленные дополнительные варианты описанных выше способов и устройств по настоящему изобретению являются очевидными для специалистов в настоящей области техники с учетом вышеприведенного описания изобретения. Такие варианты входят в объем изобретения. Способы и устройства по настоящему изобретению могут быть, в различных вариантах осуществления и являются таковыми, использованы с CDMA, мультиплексированием с ортогональным частотным разделением (OFDM) и/или различными другими типами технологий осуществления связи, которые могут быть использованы для обеспечения линий беспроводной связей между узлами доступа и беспроводными терминалами. В некоторых вариантах осуществления базовые станции устанавливают линии связи с подвижными узлами, используя OFDM и/или CDMA. В различных вариантах осуществления беспроводные терминалы могут быть осуществлены как портативные компьютеры, персональные информационные ассистенты (PDA) или другие портативные устройства, включающие в себя приемные/передающие тракты и логику и/или подпрограммы для осуществления способов по настоящему изобретению.

Технологии по настоящему изобретению могут быть осуществлены с использованием программного обеспечения, аппаратного обеспечения и/или совокупности программного обеспечения и аппаратного обеспечения. Настоящее изобретение направлено на обеспечение устройства, например беспроводного терминала, базовой станции, системы связи, которые осуществляют настоящее изобретение. Оно также направлено на обеспечение способов, например способа управления и/или задействования беспроводных терминалов, базовых станций и/или систем связи, например хост-машин, в соответствии с настоящим изобретением. Настоящее изобретение также направлено на обеспечение машиночитаемой среды, например ПЗУ, ОЗУ, компакт-дисков, жестких дисков и т.д., которые включают в себя машиночитаемые команды для управления машиной для осуществления одного или нескольких этапов в соответствии с настоящим изобретением.

Изобретение относится к передаче информации в системе беспроводной связи. Технический результат заключается в повышении скорости передачи в канале связи за счет управляемого кодирования с наложением при способах широковещательной и/или способе связи с множественным доступом. Первый и второй наборы информации передают используя относительной большой блок, содержащий множество минимальных единиц передачи (МЕП). Каждая из МЕП соответствует уникальной комбинации ресурсов. Первый набор МЕП используют для доставки первого набора информации, который содержит, по меньшей мере, большинство упомянутых МЕП в блоке передачи. Второй набор упомянутых МЕП - для доставки второго набора информации, который включает в себя меньшее число МЕП, чем первый набор, и, по меньшей мере, некоторые МЕП, которые включены в первый набор. Первый и второй наборы информации передают посредством передачи, по меньшей мере, некоторых МЕП, содержащихся в первом и втором наборах МЕП с соответствующей информацией, модулированной по ним. Передача информации может быть выполнена посредством наложения первой и второй информации на совместно используемые МЕП. 9 н. и 22 з.п. ф-лы, 19 ил., 1 табл.

1. Способ кодирования и передачи, по меньшей мере, первого и второго наборов информации с использованием блока передачи, упомянутый блок передачи включает в себя множество минимальных единиц передачи, каждая минимальная единица передачи соответствует уникальной комбинации ресурсов, используемых для кодированной передачи информации, упомянутые ресурсы включают в себя, по меньшей мере, два из времени, частоты, фазы и расширяющего кода, способ включает
определение первого набора упомянутых минимальных единиц передачи для использования при передаче упомянутого первого набора информации, упомянутый первый набор включает, по меньшей мере, большинство минимальных единиц передачи упомянутого блока передачи;
определение второго набора упомянутых минимальных единиц передачи для использования при передаче упомянутого второго набора информации, упомянутый второй набор минимальных единиц передачи включает меньше минимальных единиц передачи, чем первый набор, причем, по меньшей мере, некоторые из минимальных единиц передачи в первом и втором наборах минимальных единиц передачи являются одними и теми же;
передачу первого и второго наборов информации с использованием минимальных единиц передачи, включенных в упомянутые первый и второй наборы минимальных единиц передачи, с соответствующей информацией, модулированной вслед за тем.

2. Способ по п.1, в котором упомянутая информация является, по меньшей мере, одним из пользовательских данных и информации управления, включая подтверждения и информацию выделения.

3. Способ по п.1, в котором передача первого и второго наборов информации включает передачу сигналов, соответствующих упомянутым первому и второму наборам информации соответственно от различных передатчиков.

4. Способ по п.3, в котором упомянутые различные передатчики установлены на различных устройствах.

5. Способ по п.1, в котором сигналы, соответствующие упомянутым первому и второму наборам информации, передают одним и тем же передатчиком.

6. Способ по п.1, в котором упомянутый первый набор минимальных единиц передачи включает, по меньшей мере, 75% от общего количества минимальных единиц передачи в упомянутом блоке передачи.

7. Способ по п.6, в котором второй набор минимальных единиц передачи имеет меньше чем половину от количества минимальных единиц передачи первого набора минимальных единиц передачи.

8. Способ по п.6, в котором каждая из минимальных единиц передачи, включенная во второй набор минимальных единиц передачи, также включена в упомянутый первый набор минимальных единиц передачи.

9. Способ по п.1, в котором передача первого и второго наборов информации включает передачу упомянутого второго набора информации с использованием каждой минимальной единицы передачи в упомянутом втором наборе минимальных единиц передачи, причем передача первого набора информации включает передачу упомянутого первого набора информации и передачу, по меньшей мере, некоторой части упомянутого первого набора минимальных единиц передачи.

10. Способ по п.9, в котором упомянутая, по меньшей мере, некоторая часть первого набора минимальных единиц передачи включает только минимальные единицы передачи, не включенные в упомянутый второй набор минимальных единиц передачи.

11. Способ по п.9, в котором упомянутая, по меньшей мере, некоторая часть упомянутого первого набора минимальных единиц передачи включает минимальные единицы передачи в упомянутом втором наборе.

12. Способ по п.11, в котором первый и второй наборы информации передают, используя, по меньшей мере, первый и второй сигналы соответственно, причем способ дополнительно включает комбинирование первого и второго сигналов для формирования комбинированного сигнала перед использованием минимальной единицы передачи, включенной в упомянутые первый и второй наборы минимальных единиц передачи, для передачи упомянутого комбинированного сигнала.

13. Способ по п.1, в котором второй сигнал передают при более высоком уровне мощности, чем упомянутый первый сигнал, по основанию на минимальную единицу передачи;
причем передача первого и второго наборов информации включает
использование минимальных единиц передачи, включающее использование, по меньшей мере, некоторых из минимальных единиц передачи, включенных в упомянутый первый набор минимальных единиц передачи для передачи первого сигнала, соответствующего первому набору информации; и
использование минимальных единиц передачи в упомянутом втором наборе минимальных единиц передачи для передачи второго сигнала, соответствующего второму набору информации.

14. Способ по п.13, в котором уровень мощности, при котором передают минимальные единицы передачи, соответствующие второму сигналу, является, по меньшей мере, на 3 дБ большим, чем уровень мощности, при котором передают минимальные единицы передачи, соответствующие первому сигналу.

15. Способ по п.13, дополнительно включающий изменение уровня мощности передачи минимальных единицы передачи, используемого для передачи упомянутого второго сигнала.

16. Способ по п.13, дополнительно включающий изменение уровня мощности передачи минимальных единиц передачи, используемого для передачи упомянутого первого сигнала.

17. Устройство для приема комбинированного сигнала, включающего первый и второй кодированные сигналы, передаваемые вместе в течение некоторого времени, первый и второй сигналы совместно используют перекрывающийся набор ресурсов связи, причем упомянутые перекрывающиеся ресурсы включают, по меньшей мере, два из времени, частоты, фазы и расширяющего кода, содержащее
первый приемник для приема упомянутого комбинированного сигнала из канала связи, упомянутый первый приемник включает фильтр для обработки частей упомянутого комбинированного сигнала, соответствующих упомянутому второму сигналу, как импульсного шума;
второй приемник, установленный параллельно с упомянутым первым приемником, для приема упомянутого комбинированного сигнала от упомянутого канала связи, упомянутый второй приемник включает фильтр для обработки части упомянутого комбинированного сигнала, соответствующей упомянутому первому сигналу как фонового шума.

18. Устройство по п.17, в котором упомянутое устройство включает средство исправления ошибок для восстановления информации, потерянной из-за обработки части упомянутого комбинированного сигнала, соответствующей упомянутому второму сигналу как импульсного шума.

19. Устройство по п.17, в котором упомянутые первый и второй сигналы совместно используют одну и ту же полосу частоты.

20. Устройство для приема комбинированного сигнала, включающего первый и второй кодированные сигналы, передаваемые вместе в течение некоторого времени, содержащее
первый приемник для приема комбинированного сигнала, включающий
i) первый модуль фильтра для фильтрования импульсного шума из упомянутого полученного комбинированного сигнала, части упомянутого сигнала, соответствующие второму сигналу, обрабатывают как импульсный шум посредством упомянутого модуля фильтрования;
ii) первый декодер для декодирования информации, соответствующей первому сигналу, связанному с упомянутым первым модулем фильтра, упомянутый первый декодер определяет значение полученного комбинированного сигнала в первом наборе минимальных единиц передачи;
второй приемник, содержащий
i) второй модуль фильтра для фильтрования фонового шума из упомянутого полученного комбинированного сигнала;
ii) второй декодер для декодирования информации, соответствующей второму сигналу, связанному с упомянутым вторым модулем фильтра, упомянутый второй декодер определяет значение полученного комбинированного сигнала во втором наборе минимальных единиц передачи, причем большинство из упомянутого второго набора минимальных единиц передачи включено в упомянутый первый набор единиц передачи.

21. Устройство для приема комбинированного сигнала, включающего первый и второй кодированные сигналы, передаваемые вместе в течение некоторого времени, содержащее
второй приемник для приема комбинированного сигнала и идентификации минимальных единиц передачи в упомянутом комбинированном сигнале, соответствующих упомянутому второму сигналу, причем второй приемник выдает информацию, идентифицирующую идентифицированные минимальные единицы передачи, соответствующие второму сигналу;
первый приемник для приема упомянутого комбинированного сигнала, упомянутый первый приемник включает декодер для декодирования частей упомянутого комбинированного сигнала, соответствующих упомянутому первому сигналу, причем упомянутый декодер получает упомянутую информацию, идентифицирует идентифицированные минимальные единицы передачи, соответствующие второму сигналу, и не учитывает упомянутые идентифицированные минимальные единицы передачи, соответствующие второму сигналу.

22. Устройство по п.21, в котором упомянутые идентифицированные единицы, соответствующие второму сигналу, являются одними из синфазных и квадратурных компонентов тонов в разных временах передачи символов.

23. Устройство по п.21, в котором упомянутый первый приемник включает
схему исправления ошибок для восстановления информации первого сигнала, потерянной из-за неучета упомянутых идентифицированных минимальных единиц передачи, соответствующих второму сигналу.

24. Устройство кодирования и передачи информации, содержащее
процессор для использования в устройстве, которое передает, по меньшей мере, первый и второй набор информации с использованием блока передачи, упомянутый блок передачи включает множество минимальных единиц передачи, каждая минимальная единица передачи соответствует уникальной комбинации ресурсов, используемых для кодированной передачи информации, упомянутые ресурсы включают, по меньшей мере, два из времени, частоты, фазы и расширяющего кода, процессор сконфигурирован для
определения первого набора упомянутых минимальных единиц передачи для использования при передаче упомянутого первого набора информации, упомянутый первый набор включает, по меньшей мере, большинство упомянутого блока передачи;
определения второго набора упомянутых минимальных единиц передачи для использования при передаче упомянутого второго набора информации, упомянутый второй набор минимальных единиц передачи включает меньше минимальных единиц передачи чем первый набор, причем, по меньшей мере, некоторые из минимальных единиц передачи в первом и втором наборах минимальных единиц передачи являются одними и теми же;
передачи первого и второго наборов информации с использованием минимальных единиц передачи, включенных в упомянутые первый и второй наборы минимальных единиц передачи, с соответствующей информацией, модулированной вслед за тем.

25. Считываемый компьютером носитель, содержащий исполняемые с помощью вычислительной машины инструкции для управления устройством, которое кодирует и передает, по меньшей мере, первый и второй наборы информации с использованием блока передачи, упомянутый блок передачи включает множество минимальных единиц передачи, каждая минимальная единица передачи соответствует уникальной комбинации ресурсов, используемых для кодированной передачи информации, упомянутые ресурсы включают, по меньшей мере, два из времени, частоты, фазы и расширяющего кода, служащий для выполнения способа, который включает определение первого набора упомянутых минимальных единиц передачи для использования при передаче упомянутого первого набора информации, упомянутый первый набор включает, по меньшей мере, большинство упомянутого блока передачи;
определение второго набора упомянутых минимальных единиц передачи для использования при передаче упомянутого второго набора информации, упомянутый второй набор минимальных единиц передачи включает меньше минимальных единиц передачи чем первый набор; причем, по меньшей мере, некоторые из минимальных единиц передачи в первом и втором наборах минимальных единиц передачи являются одними и теми же;
передачу первого и второго наборов информации с использованием минимальных единиц передачи, включенных в упомянутые первый и второй наборы минимальных единиц передачи, с соответствующей информацией, модулированной вслед за тем.

26. Устройство для приема комбинированного сигнала, включающего первый и второй кодированные сигналы, передаваемые вместе в течение некоторого времени, первый и второй сигналы совместно используют перекрывающийся набор ресурсов связи, причем упомянутые перекрывающиеся ресурсы включают, по меньшей мере, два из времени, частоты, фазы и расширяющего кода, содержащее
первое средство приемника для приема упомянутого комбинированного сигнала из канала связи, упомянутое первое средство приемника включает фильтр для обработки частей упомянутого комбинированного сигнала, соответствующих упомянутому второму сигналу, как импульсного шума; и
второе средство приемника, установленного параллельно с упомянутым первым средства приемника, для приема упомянутого комбинированного сигнала от упомянутого канала связи, упомянутое второе средство приемника включает второе средство для обработки части упомянутого комбинированного сигнала, соответствующей упомянутому первому сигналу, как фонового шума.

27. Устройство по п.26, в котором упомянутое устройство включает средство исправления ошибок для восстановления информации, потерянной из-за обработки части упомянутого комбинированного сигнала, соответствующей упомянутому второму сигналу, как импульсного шума.

28. Устройство по п.26, в котором упомянутые первый и второй сигналы совместно используют одну и ту же полосу частоты.

29. Устройство для приема комбинированного сигнала, включающего первый и второй кодированные сигналы, передаваемые вместе в течение некоторого времени, содержащее
первое средство приемника для приема комбинированного сигнала, первое средство приемника включает
i) средство для фильтрования импульсного шума из упомянутого полученного комбинированного сигнала, части упомянутого сигнала, соответствующие второму сигналу, обрабатывают, как импульсный шум посредством упомянутого средства для фильтрования импульсного шума; и
ii) средство для декодирования информации, соответствующей первому сигналу, связанному с упомянутым средством, для фильтрования импульсного шума, упомянутое средство для декодирования информации, соответствующей первому сигналу, определяет значение полученного комбинированного сигнала в первом наборе минимальных единиц передачи;
второй приемник, содержащий
i) средство для фильтрования фонового шума из упомянутого полученного комбинированного сигнала;
ii) средство для декодирования информации, соответствующей второму сигналу, связанному с упомянутым вторым модулем фильтра, упомянутое средство для декодирования информации, соответствующей второму сигналу, определяет значение полученного комбинированного сигнала во втором наборе минимальных единиц передачи, причем большинство из упомянутого второго набора минимальных единиц передачи включено в упомянутый первый набор единиц передачи.

30. Устройство для приема комбинированного сигнала, включающего первый и второй кодированные сигналы, передаваемые вместе в течение некоторого времени, содержащее
второе средство приемника для приема комбинированного сигнала и идентификации минимальных единиц передачи в упомянутом комбинированном сигнале, соответствующих упомянутому второму сигналу, причем второе средство приемника выдает информацию, идентифицирующую идентинфицированные минимальные единицы передачи, соответствующие второму сигналу;
первое средство приемника для приема упомянутого комбинированного сигнала, упомянутое первое средство приемника включает средство для декодирования частей упомянутого комбинированного сигнала, соответствующих упомянутому первому сигналу, причем упомянутое средство для декодирования получает упомянутую информацию, идентифицирует идентифицированные минимальные единицы передачи, соответствующие второму сигналу, и не учитывает упомянутые идентифицированные минимальные единицы передачи, соответствующие второму сигналу.

31. Устройство по п.30, в котором упомянутые идентифицированные единицы, соответствующие второму сигналу, являются одними из синфазных и квадратурных компонентов тонов в разных временах передачи символов.