ЭФФЕКТИВНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ ПО КАНАЛУ ДОСТУПА Российский патент 2009 года по МПК H04W52/26 

Изобретение в целом относится к связи, а более точно к передаче данных в системе беспроводной связи множественного доступа.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Канал доступа используется в обратной линии связи терминалом доступа для начального установления связи с точкой доступа. Терминал доступа может инициировать попытку доступа для того, чтобы запрашивать выделенные каналы, регистрироваться или выполнять передачу обслуживания и т. п. Перед инициированием попытки доступа терминал доступа принимает информацию из канала нисходящей линии связи для того, чтобы определить уровень самого интенсивного сигнала от близлежащих точек доступа и войти в синхронизм с временными характеристиками нисходящей линии связи. Терминал доступа затем способен декодировать информацию, передаваемую данной точкой доступа по широковещательному каналу, касательно выбора параметров, управляющих попыткой доступа терминала доступа.

В некоторых системах беспроводной связи, канал доступа указывает как на тестовое сообщение, так и на сообщение, являющееся интерпретируемым. В других системах беспроводной связи, канал доступа указывает только на тестовое сообщение. Как только тестовое сообщение подтверждено, передается сообщение, управляющее попыткой доступа терминала доступа.

В системе множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA), терминал доступа типично разделяет передачу сигналов доступа, которые должны передаваться по каналу доступа на части, передачу преамбулы и передачу полезной нагрузки. Чтобы предотвратить внутрисотовые помехи, обусловленные отсутствием безупречной синхронизации в обратной линии связи во время передачи преамбулы доступа, основанная на CDM передача преамбулы может мультиплексироваться с временным разделением с оставшейся частью передаваемых сигналов (например, трафика, управления и полезной нагрузки доступа). Чтобы осуществить доступ к системе, терминал доступа затем случайным образом выбирает одну (псевдошумовую) PN-последовательность из группы PN-последовательностей и отправляет ее в виде своей преамбулы во время интервала доступа.

Точка доступа отыскивает любые преамбулы (то есть все возможные PN-последовательности), которые могли передаваться в течение интервала доступа. Характеристики преамбулы доступа измеряются в показателях вероятности столкновения, вероятности неправильного детектирования и вероятности ложной тревоги. Вероятность столкновения указывает на вероятность, что конкретная псевдошумовая (PN) последовательность выбрана более чем одним терминалом доступа в виде его преамбулы в одном и том же интервале доступа. Эта вероятность обратно пропорциональна количеству имеющихся в распоряжении последовательностей преамбул. Вероятность неправильного детектирования указывает на вероятность, что переданная PN-последовательность не детектируется базовой станцией. Вероятность ложной тревоги указывает на вероятность, что точка доступа ошибочно объявляла, что преамбула была передана, в то время как никакая преамбула реально не передана. Эта вероятность повышается с количеством имеющихся в распоряжении преамбул.

Точка доступа затем передает подтверждение для каждой из детектированных преамбул. Сообщение подтверждения может включать в себя детектированную PN-последовательность, поправку ошибки синхронизации, индекс канала для передачи полезной нагрузки доступа. Терминалы из терминалов доступа, чья PN-последовательность подтверждена, затем могут передавать соответственную полезную нагрузку доступа с использованием назначенного ресурса.

Так как точка доступа не имеет предварительных сведений, где в системе находится терминал доступа (то есть какими могут быть потребляемые мощности, размер буфера или качество обслуживания), сообщение подтверждения передается широковещательно на достаточно высоком уровне мощности, из условия чтобы все терминалы доступа в данной соте могли декодировать сообщение. Широковещательное подтверждение является нерациональным, так как оно требует несоразмерного значения мощности передачи и/или ширины полосы частот для замыкания линии связи. Таким образом, есть потребность отправлять сообщение подтверждения на терминалы доступа в заданной соте более эффективно.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Варианты осуществления изобретения минимизируют использование широковещательного канала подтверждения во время передачи преамбулы. Варианты осуществления изобретения, кроме того, принимают меры по поводу того, каким образом информация касательно качества канала прямой линии связи может быть эффективно просигнализирована по каналу доступа во время передачи преамбулы доступа.

В одном из вариантов осуществления, описаны устройство и способ передачи индикатора качества канала, минимизирующие использование широковещательного канала. Определяют метрику геометрии прямой линии связи наблюдаемых сигналов передачи. Значение индикатора качества канала определяют в виде функции наблюдаемых сигналов передачи. Последовательность доступа выбирают случайным образом из одной группы из множества групп последовательностей доступа, при этом каждая из множества групп последовательностей доступа соответствует разным диапазонам значений качества канала.

Метрика геометрии прямой линии связи может определяться в виде функции наблюдаемых пилот-сигналов, шума и/или трафика по каналам данных. Количество последовательностей доступа в множестве групп последовательностей доступа распределено неравномерно. В варианте осуществления, последовательности доступа распределяются, чтобы отражать распределение терминалов доступа вокруг точки доступа. В еще одном варианте осуществления, последовательности доступа распределяются пропорционально количеству терминалов доступа, которым требуется данное значение мощности, необходимое для отправки индикатора подтверждения на терминал доступа.

В еще одном варианте осуществления, описан способ разделения множества последовательностей доступа. Определяют вероятностное распределение множества терминалов доступа вокруг точки доступа. Вероятностное распределение определяют в виде функции множества терминалов доступа, имеющих значения CQI (индикатора качества канала) в пределах заданных диапазонов. Группы последовательностей доступа назначают пропорционально вероятностному распределению. Последовательности доступа могут переназначаться в виде функции изменения в распределении терминалов вокруг точки доступа.

В еще одном другом варианте осуществления, описаны устройство и способ передачи подтверждения детектированной последовательности доступа. Принимают последовательность доступа. Последовательность доступа можно отыскать в справочной таблице, сохраненной в памяти, для определения по меньшей мере одного атрибута данного терминала доступа (как функции последовательности доступа). Атрибут может быть информацией, такой как индикатор качества канала, размер буфера и индикатор качества обслуживания. Информацию затем передают на терминал доступа, причем информация является соответствующей и согласующейся с атрибутом. Передаваемая информация может включать в себя индикатор подтверждения. Индикатор подтверждения может быть передан по совместно используемому каналу сигнализации (SSCH).

Различные аспекты и варианты осуществления изобретения ниже описаны более подробно.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Признаки и сущность настоящего изобретения станут более очевидными из подробного описания, изложенного ниже, взятого в соединении чертежами, на всем протяжении которых одинаковые ссылочные символы осуществляют соответственную идентификацию и на которых:

фиг.1 иллюстрирует структурную схему передатчика и приемника;

фиг.2 иллюстрирует структуру тестового сообщения доступа и последовательность тестового сообщения доступа;

фиг.3 иллюстрирует традиционное течение вызова между терминалом доступа и точкой доступа;

фиг.4 иллюстрирует вариант осуществления изобретения, который избегает использования широковещательного подтверждения;

фиг.5 иллюстрирует соту, разделенную с использованием равномерного интервала;

фиг.6 иллюстрирует диаграмму, показывающую взвешенное деление на основании квантованных значений CQI;

фиг.7 иллюстрирует таблицу, сохраненную в памяти, которая разделяет группы последовательностей доступа на подгруппы последовательностей доступа на основании многообразия факторов; и

фиг.8 иллюстрирует последовательность операций для динамического распределения последовательностей доступа.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Слово «примерный» используется в материалах настоящей заявки, чтобы обозначать «служащий в качестве примера, варианта или иллюстрации». Любой вариант осуществления или конструкция, описанные в материалах настоящей заявки как «примерные», не обязательно должны истолковываться в качестве предпочтительных или преимущественных над другими вариантами осуществления или конструкциями.

Технологии, описанные в материалах настоящей заявки для использования многочисленных схем модуляции для одиночного пакета, могут использоваться для различных систем, таких как система множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA), система множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), система множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA), система множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA), система, основанная на мультиплексировании с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), система с одним входом и одним выходом (SISO), система с многими входами и многими выходами (MIMO), и так далее. Эти технологии могут использоваться для систем, которые используют инкрементную избыточность (IR), и систем, которые не используют IR (например, системы, которые просто повторяют данные).

Варианты осуществления изобретения избегают использования широковещательного канала подтверждения посредством вынуждения терминалов доступа указывать параметр, такой как качество канала прямой линии связи (например, CQI), требования уровня буфера, требования качества обслуживания и т. п., во время передачи своих преамбул. Посредством вынуждения терминалов доступа указывать качество канала прямой линии связи точка доступа может передавать каждое подтверждение по каналу с использованием надлежащего значения мощности для данного терминала доступа или группы терминалов доступа. В случае сообщения подтверждения, передаваемого группе терминалов доступа, сообщение подтверждения отправляется многочисленным терминалам доступа, которые указали одинаковые или подобные значения CQI (в пределах диапазона). Варианты осуществления изобретения дополнительно обращают внимание на то, каким образом CQI может быть эффективно просигнализирован по каналу доступа во время передачи преамбулы доступа.

«Терминал доступа» относится к устройству, предоставляющему пользователю возможность голосовой и/или информационной связи. Терминал доступа может быть присоединен к вычислительному устройству, такому как портативный компьютер или настольный компьютер, или он может быть самостоятельным устройством, таким как персональный цифровой секретарь. Терминал доступа также может называться абонентским пунктом, абонентским узлом, мобильной станцией, беспроводным устройством, мобильным телефоном, удаленной станцией, удаленным терминалом, пользовательским терминалом, агентом пользователя или абонентской аппаратурой. Абонентским пунктом может быть сотовый телефон, PCS-телефон (персональной системы связи), радиотелефон, телефон протокола инициации сеанса (SIP), станция беспроводного абонентского шлейфа (WLL), персональный цифровой секретарь (PDA), карманное устройство, обладающее возможностью беспроводного соединения, или другое устройство обработки, присоединенное к радиомодему.

«Точка доступа» относится к устройству в сети доступа, которое поддерживает связь по эфирному интерфейсу через один или более секторов с терминалами доступа или другими точками доступа. Точка доступа действует в виде маршрутизатора между терминалом доступа и оставшейся частью сети доступа, которая может включать в себя сеть IP (протокола сети Интернет), посредством преобразования принятых кадров эфирного интерфейса в IP-пакеты. Точки доступа также координируют управление атрибутами для эфирного интерфейса. Точкой доступа может быть базовая станция, секторы базовой станции и/или сочетание базовой приемопередающей станции (BTS) и контроллера базовой станции (BSC).

Фиг.1 иллюстрирует структурную схему передатчика 210 и приемника 250 в системе 200 беспроводной связи. В передатчике 210 процессор 220 TX-данных (передачи) принимает пакеты данных из источника данных 212. Процессор 220 TX-данных обрабатывает (например, форматирует, кодирует, разделяет, перемежает и модулирует) каждый пакет данных в соответствии с режимом, выбранным для такого пакета, и формирует вплоть до T блоков символов данных для пакета. Выбранный режим для каждого пакета данных может указывать (1) размер пакета (то есть количество информационных бит для пакета) и (2) конкретную комбинацию кодовой скорости и схемы модуляции для использования для каждого блока символов данных такого пакета. Контроллер 230 выдает различные управляющие воздействия в источник 212 данных и процессор 220 TX-данных для каждого пакета данных на основании выбранного режима. Процессор 220 TX-данных выдает поток блоков символов данных (например, один блок для каждого кадра), где блоки каждого пакета могут перемежаться с блоками для одного или более других пакетов.

Узел 222 передатчика (TMTR) принимает поток блоков символов данных из процессора 220 TX-данных и формирует модулированный сигнал. Узел 222 передатчика мультиплексирует символы пилот-сигнала с символами данных (например, с использованием мультиплексирования с временным, частотным и/или кодовым разделением) и получает поток символов передачи. Каждый символ передачи может быть символом данных, символом пилот-сигнала или нулевым символом, имеющим нулевое значение сигнала. Узел 222 передатчика может выполнять OFDM-модуляцию, если системой используется OFDM. Узел 222 передатчика формирует поток отсчетов во временной области и дополнительно приводит в нужное состояние (например, преобразует в аналоговую форму, преобразует с повышением частоты, фильтрует и усиливает) поток отсчетов, чтобы сформировать модулированный сигнал. Модулированный сигнал затем передается с антенны 224 и через канал связи в приемник 250.

В приемнике 250, переданный сигнал принимается антенной 252, и принятый сигнал выдается в узел 254 приемника (RCVR). Узел 254 приемника приводит в нужное состояние, оцифровывает и предварительно обрабатывает (например, OFDM-демодулирует) принятый сигнал, чтобы получить принятые символы данных и принятые символы пилот-сигнала. Узел 254 приемника выдает принятые символы данных в детектор 256, а принятые символы пилот-сигнала в блок 258 оценки канала. Блок 258 оценки канала обрабатывает принятые символы пилот-сигнала и выдает оценки канала (например, оценки коэффициента усиления канала и оценки SINR (отношения уровня сигнала к совокупному уровню взаимных помех и шумов)) для канала связи. Детектор 256 выполняет детектирование над принятыми символами данных с помощью оценок канала и выдает детектированные символы данных в процессор 260 RX-данных (приема). Детектированные символы данных могут быть представлены логарифмическим отношением правдоподобия (LLR) для битов кода, используемых для формирования символов данных (как описано ниже), или другими представлениями. Всякий раз, когда новый блок детектированных символов данных получен для заданного пакета данных, процессор 260 RX-данных обрабатывает (например, осуществляет обращенное перемежение и декодирует) все детектированные символы данных, полученные для такого пакета, и выдает декодированный пакет в приемник 262 данных. Процессор 260 RX-данных также проверяет декодированный пакет и выдает статус пакета, который указывает, безошибочно декодирован пакет или с ошибкой.

Контроллер 270 принимает оценки канала из блока 258 оценки канала и статус пакета из процессора 260 RX-данных. Контроллер 270 выбирает режим для следующего пакета данных, который должен передаваться в приемник 250, на основании оценок канала. Контроллер 270 также собирает информацию обратной связи. Информация обратной связи обрабатывается процессором 282 TX-данных, дополнительно приводится в нужное состояние узлом 284 передатчика и передается через антенну 252 на передатчик 210.

В передатчике 210 переданный сигнал с приемника 250 принимается антенной 224, приводится в нужное состояние узлом 242 приемника и дополнительно обрабатывается процессором 244 RX-данных, чтобы восстановить информацию обратной связи, отправленную приемником 250. Контроллер 230 получает принятую информацию обратной связи, использует ACK/NAK (подтверждение/отсутствие подтверждения) для управления IR-передачей пакета, отправляемого в приемник 250, и использует выбранный режим для обработки следующего пакета данных для отправки в приемник 250. Контроллеры 230 и 270 управляют работой передатчика 210 и приемника 250, соответственно. Узлы 232 и 272 памяти обеспечивают хранение для управляющих кодов и данных, используемых, соответственно, контроллерами 230 и 270.

Фиг.2 иллюстрирует структуру тестового сообщения доступа и последовательность 200 тестового сообщения доступа. На фиг.2 показаны Ns последовательностей тестовых сообщений, причем каждая последовательность тестового сообщения содержит Np тестовых сообщений. Протокол уровня управления доступом к среде передачи (MAC) передает тестовые сообщения доступа посредством инструктирования физического уровня передавать тестовое сообщение. С инструкцией протокол MAC канала доступа снабжает физический уровень некоторым количеством элементов, в том числе, но не в виде ограничения, уровнем мощности, идентификацией последовательности доступа, PN пилот-сигналом сектора, в который тестовое сообщение доступа должно передаваться, поле ошибки синхронизации и поле управляющего сегмента. Каждое тестовое сообщение в последовательности передается с повышающейся мощностью до тех пор, пока терминал доступа не принимает предоставление доступа. Передача прекращается, если протокол принимал команду вывода из работы или если было передано максимальное количество тестовых сообщений на последовательность. Перед передачей первого тестового сообщения из всех последовательностей тестовых сообщений, терминал доступа формирует проверку инерционности, которая используется для контроля затора в канале доступа.

Фиг.3 иллюстрирует традиционное течение вызова между терминалом доступа и точкой доступа 300. Терминал 304 доступа случайным образом выбирает преамбулу, или PN-последовательности, из группы PN-последовательностей и отправляет 308 преамбулу в течение интервала доступа в точку 312 доступа. По приему точка 312 доступа затем передает 316 предоставление доступа, в том числе широковещательное подтверждение, для каждой из детектированных преамбул. Это подтверждение является широковещательным подтверждением, передаваемым при достаточно высокой мощности, из условия, чтобы все терминалы доступа в данной соте были способны декодировать широковещательное подтверждение. Это считается обязательным, так как точка доступа не имеет предварительных сведений о том, где в системе находятся терминалы доступа, и, таким образом, не имеет сведений в отношении уровня мощности, необходимого терминалу доступа для декодирования широковещательного подтверждения. По приему предоставления 316 доступа, терминал 304 доступа отправляет 320 полезную нагрузку согласно определенным ресурсам, выделенным в предоставлении доступа.

Широковещательная передача подтверждения, описанная выше, является относительно неэффективной, так как она требует несоразмерного значения мощности передачи и/или ширины полосы частот для замыкания линии связи. Фиг.4 иллюстрирует вариант 400 осуществления изобретения, который избегает использования широковещательного подтверждения. Терминал доступа наблюдает 408 передаваемые сигналы с точек доступа. При наблюдении терминал доступа определяет мощность передаваемых сигналов, которые он принимает. Эти наблюдения типично влекут за собой определение качества канала прямой линии связи по наблюдаемым передачам пилот-сигнала захвата или передачам пилот-сигнала в виде части канала совместно используемого канала сигнализации (SSCH).

Терминал 404 доступа затем случайно выбирает преамбулу, или последовательность доступа, из группы последовательностей доступа и отправляет преамбулу 410 в точку 412 доступа. Эта преамбула передается наряду с некоторым подтверждением качества канала (CQI) прямой линии связи. Информация CQI может передаваться в виде внутренности преамбулы или прикрепленной к ней. В другом варианте осуществления, последовательность доступа случайным образом выбирается из множества групп последовательностей доступа, где каждая группа последовательностей доступа предназначена для диапазона значений CQI. Например, показаниями качества канала прямой линии связи может быть наблюдаемая мощность пилот-сигнала. Наблюдаемая мощность пилот-сигнала может квантоваться в отношении к значениям CQI на основании заданного набора значений. Таким образом, заданный диапазон мощности принятого пилот-сигнала может соответствовать заданному значению CQI. Соответственно, точка 412 доступа может определять CQI данного терминала доступа согласно достоинству последовательности доступа, выбранной терминалом доступа.

Так как терминал доступа отправляет индикатор качества канала прямой линии связи во время своей попытки начального доступа с точкой 412 доступа, точка 412 доступа имеет в распоряжении подтверждение, необходимое для передачи 416 каждого подтверждения по каналу с использованием надлежащего значения мощности для указанного терминала 404 доступа. В варианте осуществления, сообщение подтверждения может отправляться группе терминалов доступа, имеющих одинаковые или подобные значения CQI. Это может осуществляться посредством использования SSCH. Таким образом, на основании уровня мощности, необходимого терминалу доступа для успешного приема передаваемого сигнала, точка доступа отправляет сообщение подтверждения в надлежащем сегменте сообщения SSCH.

В дополнение к информации CQI, терминал доступа может отправлять другую информацию, интересную точке доступа, во время фазы начального доступа. Например, терминал доступа может отправлять индикатор уровня буфера, указывающий количество данных, которые терминал доступа предполагает оправлять в точку доступа. С таким подтверждением, точка доступа способна надлежащим образом определять размеры начальных назначений ресурсов.

Терминал доступа также может отправлять информацию касательно приоритетных групп или качества обслуживания. Эта информация может использоваться для задания приоритетов терминалам доступа в случае ограниченной пропускной способности точки доступа или перегрузки системы.

По приему терминалом доступа сообщения предоставления доступа, терминал 404 доступа отправляет 420 полезную нагрузку согласно ресурсам, определенным в сообщении предоставления доступа. Посредством приема дополнительной информации в течение фазы начального доступа, точка доступа будет способна воспользоваться осведомленностью информацией CQI, уровня буфера и качества обслуживания в виде части сообщения предоставления доступа.

Фиг.5 иллюстрирует соту 500, разделенную с использованием равномерного интервала. Сота разделена на некоторое количество областей R, при этом каждая область определена обладанием вероятностью наблюдаемых метрик в пределах заданной области. В варианте осуществления используются наблюдения геометрии прямой линии связи. Например, могут использоваться метрики, такие как С/I, где C - принятая мощность пилот-сигнала, а I - наблюдаемый шум. Также может использоваться C/(C+I). Другими словами, используется некоторое измерение, которое использует наблюдаемые мощность сигнала и шум. Эти наблюдаемые метрики соответствуют заданным значениям CQI или диапазонам значений, которые, таким образом, определяют область. Например, область R ₁ определяет область, обладающую значениями CQI, соответствующими уровням мощности и/или шума, большим, чем P₁. Область R ₂ определяет область, обладающую значениями CQI, соответствующими уровням мощности и/или шума, из условия, что Р ₂ >R ₂ >P ₁. Подобным образом, область R ₃ определяет область, обладающую значениями CQI, соответствующими уровням мощности и/или шума, из условия, что P ₃ >R ₃ >P ₂, и так далее. Область R _N-1 обладает значениями CQI, соответствующими уровням мощности и/или шума, из условия, что они попадают в диапазон P _x >R _N-1 >P _y. Подобным образом, область R_N обладает значениями CQI, соответствующими уровням мощности и/или шума, наблюдаемым <P _x.

Теоретически, согласно выбору передавать одну из N возможных последовательностей преамбулы, могут передаваться вплоть до log₂(N) битов информации. Например, когда N=1024, может передаваться столько же бит, сколько в log₂(1024)=10. Таким образом, посредством выбора, какую последовательность преамбулы передавать, возможна передача зависимой от пользователя информации в виде части передачи преамбулы.

Широко используемая технология состоит в том, чтобы разделять N последовательностей преамбул на M отдельных наборов, помеченных {1, 2,..., M}. Чтобы просигнализировать один из log₂(M) вариантов (то есть log₂(M) битов), последовательность в надлежащем наборе выбирается и передается. Например, чтобы просигнализировать индекс k∈{1, 2,..., M} сообщения, (случайным образом) выбирается и передается последовательность в k-м наборе. При условии правильного детектирования в приемнике переданная информация (то есть сообщение в log₂(M) битов) может быть получено по индексу набора, которому принадлежит принятая последовательность.

В стратегии равномерного деления N последовательностей преамбулы равномерно делятся на M групп (то есть каждая группа содержит N/M последовательностей). На основании измеренного значения CQI одна из последовательностей преамбулы из надлежащего набора выбирается и передается. Вероятность столкновения, в таком случае, зависит от отображения/квантования измеренного CQI и количества одновременных попыток доступа.

Это может быть проиллюстрировано рассмотрением простого 2-уровневого квантования CQI (то есть M=2), с Pr(M(CQI)=1)=α и Pr(M(CQI)=1)=α, где M(x) - функция квантования, отображающая измеренное значение CQI в один из двух уровней.

С равномерным разделением последовательностей доступа N последовательностей преамбул делятся на два набора с N/2 последовательностями в каждом наборе. В качестве примера, допустим, что есть две одновременные попытки доступа (то есть ровно два терминала доступа являются пытающимися осуществить доступ к системе в каждом интервале доступа). Вероятность столкновения задана согласно

С вероятностью α² два терминала доступа испытывают потребность отправлять M=1 (то есть оба они обладают уровнем = 1 квантованного CQI). Поскольку есть N/2 последовательностей преамбул для выбора из первого набора, вероятностью столкновения (при условии, что оба терминала доступа выбирают свою последовательность из этого набора) является 1/(N/2). Следуя такой же логике, может быть выведена вероятность столкновения для другого набора.

Таким образом, полная вероятность столкновения зависит от параметра α и количества одновременных попыток доступа. Вероятность столкновения может быть такой же высокой, как 2/N (α=0,1) или такой же низкой, как 1/N (α=0,5). Таким образом, в этом случае наилучшим выбором является α=0,5. Однако не ясно, является ли оптимальной функцией функция квантования CQI, которая имеет результатом α=0,5.

Точка доступа будет передавать канал подтверждения на уровне мощности, требуемом для замыкания линии связи, который указан уровнем CQI. В этом примере, с вероятностью α, точка доступа должна передавать при мощности, соответствующей таковой у широковещательного канала, а с вероятностью 1-α, точка доступа может передавать на несколько более низкой мощности. Так, с α=0,5, точка доступа должна широковещательно передавать канал подтверждения половину времени. С другой стороны, при выборе α=0,5 точка доступа вынуждена широковещательно передавать канал подтверждения менее часто, но навлекая на себя повышение в мощности передачи в оставшееся время и более высокую полную вероятность столкновения.

Фиг.6 иллюстрирует диаграмму, показывающую взвешенное деление 600 на основании квантованных значений CQI. Область делится на различные области, которые не имеют равного интервала, а скорее разделены на основании квантованных значений CQI, которые взвешиваются. Посредством взвешивания областей, дополнительные последовательности преамбул имеются в распоряжении в областях, которые имеют большую вероятность терминалов доступа, находящихся в такой области (то есть более высокую функцию масс). Например, области 604, 608 и 612 являются большими областями, которые могут соответствовать обладающим большим количеством последовательностей доступа, имеющихся в распоряжении. Наоборот, области 616 и 620 являются меньшими областями, которые могут показывать меньшие количества присутствующих пользователей и, соответственно, меньше имеющихся в распоряжении последовательностей доступа. Таким образом, области могут быть разделены при наличии некоторых предварительных сведений в отношении распределения C/I или принимаемой мощности в предписанном диапазоне в данной соте. Предполагается, что географические области не всегда могут представлять сосредоточения пользователей в пределах заданных диапазонов CQI. Вернее, графические представления расположения с неравномерными интервалами должны указывать неравномерное распределение последовательностей доступа по данной области соты.

В варианте осуществления, вероятностное распределение терминалов доступа в пределах соты может быть динамическим, основанным на распределении терминалов доступа по прошествии времени. Соответственно, определенные разделенные области могут быть большими или меньшими на основании отсутствия или присутствия терминалов доступа в данное время суток, или регулироваться иным образом в виде функции концентрации терминалов доступа, существующих в области заданного CQI.

Так, последовательности, имеющиеся в распоряжении для начального доступа, делятся на количество N разделов. Терминал доступа определяет раздел, который должен использоваться для попытки доступа, на основании по меньшей мере мощности наблюдаемого пилот-сигнала и уровня буфера. Предполагается, что раздел также может определяться по некоторому количеству других факторов, таких как размер пакета, тип трафика, потребность в полосе пропускания или качество обслуживания. Как только определен раздел, терминалы доступа выбирают ID (идентификатор) последовательности с использованием равномерной вероятности по такому разделу. Из имеющихся в распоряжении последовательностей для доступа, поднабор (подмножество) последовательностей зарезервировано для операций набора активных, а другое подмножество последовательностей имеется в распоряжении для начального доступа. В одном из вариантов осуществления, последовательности 0, 1 и 2 зарезервированы для операций набора активных, а последовательности с 3 до общей численности последовательностей доступа имеются в распоряжении для начального доступа.

Размер каждого раздела определяется полем раздела последовательностей доступа в блоке системной информации. Таковой типично является частью параметра сектора. Конкретный номер N раздела содержит идентификаторы последовательностей, находящиеся в диапазоне от нижнего порогового значения, нижнего N раздела, до верхнего порогового значения, верхнего N раздела. Оба пороговых значения определяются с использованием размера разделов, частично предоставленных в таблице 1, приведенной ниже.

Раздел последовательностей доступа Размер раздела N (N - от 1 до 8) 1 2 3 4 5 6 7 8 00000 0 0 0 0 0 0 0 0 00001 S2 S2 S2 S2 S2 S2 S2 S2 00010 S3 S3 S S1 S1 S1 S1 S1 00011 S1 S1 S1 S3 S3 S3 S1 S1 00100 S1 S1 S1 S1 S1 S1 S3 S3 00101 S3 S1 S1 S3 S1 S1 S3 S1 00101 S1 S3 S1 S1 S3 S1 S1 S3 00110 S1 S1 S3 S1 S1 S3 S1 S1 00111 S3 S3 S1 S3 S1 S1 S1 S1 01000 S1 S1 S1 S3 S3 S1 S3 S1

Таким образом, в этом варианте осуществления, терминал доступа выбирает уровень своего пилот-сигнала на основании отношения, измеряемого в децибелах, мощности пилот-сигнала захвата из сектора, где делается попытка доступа, к полной мощности, принятой во временном интервале канала захвата. Пороговые значения пилот-сигнала определяются на основании поля интенсивности пилот-сигнала сообщения системной информации.

Варианты осуществления описывают технологию, посредством которой пространство последовательностей доступа разделяется согласно статистике квантованного CQI. Более точно,

P=[p ₁ p _2. .. p _M]

является вероятностной функцией масс квантованных значений CQI, где

Pr(CQI=1)=p₁, Pr(CQI=2)=p₂,...,Pr(CQI=M)=p_M.

Пространство последовательностей доступа затем разделяется для получения подобной вероятностной функции масс. То есть отношение количества последовательностей доступа в каждом наборе к совокупному количеству последовательностей доступа должно быть пропорциональным, из условия что

где N_k - количество последовательностей доступа в наборе K∈{1,2,...,M}.

В примере, описывающем 2-уровневое квантование CQI, функция приводит к следующему:

Pr(M(CQI)=1)=α и Pr(M(CQI)=2)=1-α

Количеством последовательностей доступа в каждом наборе, поэтому, являются (α)N и (1-α)N, соответственно. Результирующей вероятностью столкновения является

которая является наименьшей возможной вероятностью столкновения.

Для более общей настройки, с M возможными уровнями CQI и U одновременными попытками, аналитическое выражение вероятности столкновения становится более сложным.

В другом примере, рассмотрим M=6, U=8 и N=1024. Допустим, что значения CQI квантуются с шагом в 4-5 дБ. Квантованные значения CQI заданы согласно [-3, 1, 5, 10, 15, 20] дБ со следующей вероятностной функцией масс [0,05, 0,25, 0,25, 0,20, 0,15, 0,10]. То есть 5% времени пользователи будут сообщать значения CQI, более низкие, чем -3 dB, 25% времени - со значениями CQI между -3 и 1 дБ, и так далее. Точка доступа затем может настраивать мощность для канала подтверждения на основании сообщенных CQI.

С использованием предлагаемой технологии разделения последовательностей доступа результирующая вероятность столкновения составляет приблизительно 2,5%. В сравнении, вероятность столкновения при использовании равномерного разделения последовательностей доступа составляет 3,3%. Однако, чтобы получить аналогичную вероятность столкновения, когда используется равномерное разделение последовательностей доступа, суммарное количество последовательностей должно быть увеличено на 25%, до 1280. Соответственно, большее количество последовательностей доступа для поиска трансформируется непосредственно в более высокую сложность и более высокую вероятность ложной тревоги.

Эта стратегия разделения также может использоваться при сигнализации другой информации, такой как размер пакета, тип трафика и требование ширины полосы пропускания, по каналу доступа. Это практически полезно, когда канал доступа (порция преамбулы) используется в виде средства, чтобы пользователю возвращаться в систему или запрашивать ресурсы. Если информация касательно статистики по информации, которая должна передаваться, известна (например, количество раз, когда запрашивается определенное соединение (http, ftp, SMS) трафика или насколько большая полоса пропускания зачастую требуется, и т. п.), то эта информация может быть использована при определении раздела пространства последовательностей преамбул доступа.

Фиг.7 иллюстрирует таблицу 700, сохраненную в памяти, которая разделяет группы последовательностей доступа на подгруппы последовательностей доступа на основании многообразия факторов. Факторы включают в себя диапазоны CQI, уровень буфера, качество обслуживания, размер пакета, требование ширины полосы пропускания или другие факторы. Количество последовательностей доступа в заданной подгруппе первоначально может определяться по поддерживаемой статистике прошлой концентрации пользователей в данной соте в виде функции учитываемых факторов. Так, каждая сота может иметь в распоряжении заданное распределение множества последовательностей доступа для комбинаций различных факторов. При таком образе действий вероятность столкновения многочисленных пользователей, выбирающих одну и ту же последовательность доступа, минимизируется.

В варианте осуществления, количество последовательностей доступа, назначенных различным комбинациям факторов, может динамически изменяться на основании изменений в составе пользовательских потребностей. Так, если большее количество пользователей мигрируют в область с CQI в пределах заданного диапазона и уровнем буфера определенного значения, а также различными другими факторами, такой области могут быть назначены дополнительные последовательности доступа. Динамическое распределение последовательностей доступа, таким образом, воспроизводит сценарий, посредством которого минимизируется вероятность столкновения.

Фиг.8 иллюстрирует такую последовательность 800 операций. Устанавливаются 804 начальные разделы, тем самым деление множества последовательностей доступа на некоторое количество групп последовательностей доступа. Эти группы могут быть основаны на диапазонах значений CQI. В варианте осуществления, начальная настройка может быть основана на равномерном распределении последовательностей доступа. В другом варианте осуществления, размер начального разделения может быть основан на ретроспективных данных. Счетчик 808 подсчитывает попытки доступа в каждом подмножестве. Счетчик может отслеживать попытки доступа во времени, чтобы определять, есть ли шаблоны изменения тяжелого или легкого коэффициента загрузки. На основании этих попыток доступа во времени могут обновляться 812 попытки доступа в заданных подмножествах. Ожидаемое значение может быть представлено следующим равенством:

E _m:=(1-β)E _m +βa _m(a _m-1)

где E_m - ожидаемое значение, a_m - представляет количество последовательностей доступа в данном подмножестве, а β - фактор устранения последействия. Фактор устранения последействия рекурсивно вычисляет среднее, которое дает больший вес более новым данным и меньший вес менее новым данным.

На основании нового ожидаемого значения может быть определен 816 новый размер подмножества. В варианте осуществления, размер подмножества определяется следующим равенством:

где N_m - новый размер подмножества, E_k - «старое» математическое ожидание k-го подмножества, m - заданное подмножество из M совокупных подмножеств.

Выполняется 820 определение в отношении того, является ли вновь определенный размер подмножества существенно иным, чем ранее установленный размер подмножества. Пороговое значение для того, что вводит в силу «существенно иной», является конфигурируемым. Если сделано определение, что вновь определенный размер подмножества является существенно иным 824, то размеры подмножеств переустанавливаются. Если нет (828), текущие размеры подмножеств сохраняются 832.

Различные аспекты и признаки настоящего изобретения были описаны выше в отношении отдельных вариантов осуществления. В качестве использованных в материалах настоящей заявки термины «содержит», «содержащий» или любые другие их варианты подразумеваются интерпретируемыми в качестве неисключительно заключающих в себе элементы или ограничения, которые сопровождают эти термины. Соответственно, система, способ или другой вариант осуществления, которые содержат набор элементов, не ограничены только такими элементами и могут включать в себя другие элементы, не перечисленные явным образом или не свойственные заявленному варианту осуществления.

Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано со ссылкой на конкретные варианты осуществления, должно быть понятно, что варианты осуществления являются иллюстративными и что объем изобретения не ограничен этими вариантами осуществления. Возможны многочисленные варианты, модификации, дополнения и усовершенствования по отношению к вариантам осуществления, описанным выше. Предполагается, что эти варианты, модификации, дополнения и усовершенствования попадают в пределы объема изобретения, который детализирован в последующей формуле изобретения.

Изобретение относится к технике связи. Технический результат состоит в передаче индикатора качества канала наряду с минимизацией использования широковещательного канала. Для этого определяют метрику геометрии прямой линии связи наблюдаемых сигналов передачи. Значение индикатора качества канала определяют в виде функции наблюдаемых сигналов передачи. Последовательность доступа выбирают случайным образом из одной группы из множества групп последовательностей доступа, при этом каждая из множества групп последовательностей доступа соответствует разным диапазонам значений качества канала. 11 н. и 39 з.п. ф-лы, 8 ил., 1 табл.

1. Способ определения индикатора качества канала в системе беспроводной связи, заключающийся в том, что:
определяют метрику наблюдаемой передачи;
определяют оценку качества канала на основании по меньшей мере метрики наблюдаемой передачи и
выбирают случайным образом последовательность доступа из одной группы из множества групп последовательностей доступа, причем множество групп последовательностей доступа соответствует разным диапазонам значений качества канала и при этом выбранная последовательность доступа происходит из группы из множества групп, соответствующей определенной оценке качества канала.

2. Способ по п.1, в котором при определении метрики дополнительно определяют мощность наблюдаемого пилот-сигнала.

3. Способ по п.1, в котором при определении оценки качества канала дополнительно определяют отношение мощности принятого пилот-сигнала к шуму.

4. Способ по п.1, в котором при определении оценки качества канала дополнительно определяют отношение мощности принятого пилот-сигнала к сумме мощности принятого пилот-сигнала и шума.

5. Способ по п.1, в котором множество последовательностей доступа во множестве групп последовательностей доступа распределяют неравномерно.

6. Способ по п.1, в котором дополнительно передают выбранную последовательность доступа.

7. Способ по п.6, в котором при передаче дополнительно осуществляют передачу в соответствии со схемой мультиплексирования с частотным разделением каналов (FDM).

8. Способ по п.6, в котором при передаче дополнительно осуществляют передачу в соответствии со схемой мультиплексирования с кодовым разделением каналов (CDM).

9. Способ по п.6, в котором при передаче дополнительно осуществляют передачу в соответствии со схемой множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA).

10. Способ по п.1, в котором при выборе дополнительно выбирают информацию, указывающую на требования терминала доступа.

11. Способ по п.10, в котором при выборе информации дополнительно выбирают потребности уровня информационного буфера, требования качества обслуживания, индикатор качества канала прямой линии связи.

12. Устройство для определения индикатора качества канала в системе беспроводной связи, содержащее:
приемник, сконфигурированный с возможностью приема наблюдаемых передач;
процессор, сконфигурированный с возможностью определения метрики наблюдаемой передачи и определения оценки качества канала в виде функции по меньшей мере одной метрики наблюдаемой передачи;
элемент памяти, сконфигурированный с возможностью хранения множества групп последовательностей доступа, при этом множество групп последовательностей доступа соответствует разным диапазонам значений качества канала; и
селектор, сконфигурированный с возможностью выбора случайным образом последовательности доступа из группы из множества групп, соответствующей определенному значению качества канала.

13. Устройство по п.12, в котором процессор дополнительно сконфигурирован с возможностью определения отношения мощности принятого пилот-сигнала к шуму.

14. Устройство по п.12, в котором множество последовательностей доступа во множестве групп последовательностей доступа распределено неравномерно.

15. Устройство по п.12, дополнительно содержащее передатчик, сконфигурированный с возможностью передачи выбранной последовательности доступа.

16. Устройство по п.15, в котором передатчик дополнительно сконфигурирован с возможностью передачи в соответствии со схемой мультиплексирования с частотным разделением каналов (FDM).

17. Устройство по п.15, в котором передатчик дополнительно сконфигурирован с возможностью передачи в соответствии со схемой мультиплексирования с кодовым разделением каналов (CDM).

18. Устройство по п.14, в котором передатчик дополнительно сконфигурирован возможностью передачи в соответствии со схемой множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA).

19. Устройство по п.11, в котором селектор дополнительно сконфигурирован с возможностью выбора информации, указывающей на требования терминала доступа.

20. Устройство по п.19, в котором информация, указывающая на требования терминала доступа, содержит уровень буфера, требования качества обслуживания, индикатор качества канала прямой линии связи.

21. Устройство для определения индикатора качества канала в системе
беспроводной связи, содержащее:
средство для определения уровня мощности наблюдаемой передачи;
средство для определения значения индикатора качества канала (CQI) в виде функции уровня мощности наблюдаемой передачи и
средство для выбора случайным образом последовательности доступа по одной группе из множества групп последовательностей доступа, причем множество групп последовательностей доступа соответствует разным диапазонам значений CQI и при этом выбранная последовательность доступа происходит из группы из множества групп, соответствующей определенному значению CQI.

22. Устройство по п.21, в котором средство для определения уровня мощности дополнительно содержит средство для определения уровня мощности наблюдаемого пилот-сигнала.

23. Устройство по п.21, в котором множество последовательностей доступа во множестве групп последовательностей доступа распределено неравномерно.

24. Устройство по п.21, дополнительно содержащее средство для передачи выбранной последовательности доступа.

25. Устройство по п.24, в котором средство для передачи дополнительно содержит средство для передачи в соответствии со схемой мультиплексирования с частотным разделением каналов (FDM).

26. Устройство по п.24, в котором средство для передачи дополнительно содержит средство для передачи в соответствии со схемой мультиплексирования с кодовым разделением каналов (CDM).

27. Устройство по п.24, в котором средство для передачи дополнительно содержит средство для передачи в соответствии со схемой мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM).

28. Устройство по п.24, в котором средство для передачи дополнительно содержит средство для передачи в соответствии со схемой множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA).

29. Устройство по п.21, в котором средство для выбора дополнительно содержит средство для выбора информации, указывающей на требования терминала доступа.

30. Устройство по п.29, в котором средство для выбора информации дополнительно содержит средство для выбора информации касательно потребностей уровня информационного буфера, требований качества обслуживания и/или индикатора качества канала прямой линии связи.

31. Способ передачи информации касательно потребностей терминала доступа в системе беспроводной связи, заключающийся в том, что:
определяют принимаемый уровень мощности наблюдаемого пилот-сигнала;
определяют значение индикатора качества канала (CQI) в виде функции принимаемого уровня мощности и
выбирают случайным образом последовательность доступа из одной группы из множества групп последовательностей доступа, при этом множество групп последовательностей доступа соответствует множеству заданных факторов.

32. Способ по п.31, в котором заданные факторы включают в себя одно или более из следующего: диапазоны значений CQI, диапазоны уровней буфера, размер пакета, тип трафика, требование ширины полосы частот и диапазоны индикаторов качества обслуживания.

33. Способ передачи индикатора качества канала (CQI) в системе беспроводной связи, заключающийся в том, что:
определяют уровень мощности наблюдаемого пилот-сигнала;
определяют значение CQI в в виде функции уровня мощности наблюдаемого пилот-сигнала;
выбирают случайным образом последовательность доступа из одной группы из множества групп последовательностей доступа, при этом множество групп последовательностей доступа соответствует разным значениям CQI;
прикрепляют значение CQI к выбранной последовательности доступа и
передают последовательность доступа и значение CQI.

34. Способ разделения множества последовательностей доступа, заключающийся в том, что:
определяют вероятностное распределение множества терминалов доступа вокруг точки доступа, причем вероятностное распределение является функцией множества терминалов доступа, разделенных на множество подгрупп, при этом каждую подгруппу подвергают категоризации в виде функции значений CQI в пределах заданного диапазона; и
назначают группы последовательностей доступа пропорционально вероятностному распределению.

35. Способ по п.34, в котором дополнительно переназначают последовательности доступа в виде функции изменения в распределении терминалов доступа вокруг точки доступа.

36. Устройство для передачи информации касательно потребностей терминала доступа в системе беспроводной связи, содержащее:
средство для определения принимаемого уровня мощности наблюдаемого пилот-сигнала;
средство для определения значения индикатора качества канала (CQI) в виде функции принимаемого уровня мощности и
средство для выбора случайным образом последовательности доступа из одной группы из множества групп последовательностей доступа, при этом множество групп последовательностей доступа соответствует множеству заданных факторов.

37. Устройство по п.36, в котором заданные факторы включают в себя одно или более из следующего: диапазоны значений CQI, диапазоны уровней буфера, размер пакета, тип трафика, требование ширины полосы частот и диапазоны индикаторов качества обслуживания.

38. Устройство для передачи индикатора качества канала (CQI) в системе
беспроводной связи, содержащее:
средство для определения уровня мощности наблюдаемого пилот-сигнала;
средство для определения значения CQI в виде функции уровня мощности наблюдаемого пилот-сигнала;
средство для выбора случайным образом последовательности доступа из одной группы из множества групп последовательностей доступа, при этом множество групп последовательностей доступа соответствует разным значениям CQI;
средство для прикрепления значения CQI к выбранной последовательности доступа; и
средство для передачи последовательности доступа и значения CQI.

39. Устройство для разделения множества последовательностей доступа, содержащее:
средство для определения вероятностного распределения множества терминалов доступа вокруг точки доступа, причем вероятностное распределение является функцией множества терминалов доступа, разделенных на множество подгрупп, при этом каждая подгруппа подвергается категоризации в виде функции значений CQI в пределах заданного диапазона; и
средство для назначения групп последовательностей доступа пропорционально вероятностному распределению.

40. Устройство по п.39, дополнительно содержащее средство для переназначения последовательности доступа в виде функции изменения в распределении терминалов доступа вокруг точки доступа.

41. Способ передачи подтверждения обнаруженной последовательности доступа в системе беспроводной связи, заключающийся в том, что:
принимают последовательность доступа;
определяют по меньшей мере один атрибут данного терминала доступа в виде функции последовательности доступа и
передают информацию, соответствующую по меньшей мере одному атрибуту.

42. Способ по п.41, в котором атрибутом является по меньшей мере один из следующего: индикатор качества канала, индикатор уровня буфера, индикатор приоритета и индикатор качества обслуживания;
определяют вероятностное распределение множества терминалов доступа вокруг точки доступа, причем вероятностное распределение является функцией множества терминалов доступа, разделенных на множество подгрупп, при этом каждую подгруппу подвергают категоризации в виде функции значений CQI в пределах заданного диапазона; и назначают группы последовательностей доступа пропорционально вероятностному распределению.

43. Способ по п.41, в котором при передаче информации дополнительно передают индикатор подтверждения.

44. Способ по п.43, в котором дополнительно передают индикатор подтверждения по совместно используемому каналу сигнализации (SSCH).

45. Способ по п.44, в котором индикатор подтверждения включен в конкретный сегмент совместно используемого канала сигнализации (SSCH), при этом сегмент SSCH разделен на основе мощности передачи, необходимой для успешного приема индикатора подтверждения.

46. Устройство для передачи подтверждения обнаруженной последовательности доступа в системе беспроводной связи, содержащее:
средство для приема последовательности доступа;
средство для определения по меньшей мере одного атрибута данного терминала доступа в виде функции последовательности доступа и
средство для передачи информации, соразмерной с по меньшей мере одним атрибутом.

47. Устройство по п.46, в котором атрибутом является по меньшей мере один из следующего: индикатор качества канала, индикатор уровня буфера, индикатор приоритета и индикатор качества обслуживания.

48. Устройство по п.46, в котором средство для передачи информации дополнительно содержит средство для передачи индикатора подтверждения.

49. Устройство по п.48, дополнительно содержащее средство для передачи индикатора подтверждения по совместно используемому каналу сигнализации (SSCH).

50. Устройство по п.48, в котором индикатор подтверждения включен в конкретный сегмент совместно используемого канала сигнализации (SSCH), при этом сегмент SSCH разделен на основе мощности передачи, необходимой для успешного приема индикатора подтверждения.