УПРАВЛЕНИЕ ЗАГРУЗКОЙ В БЕСПРОВОДНОЙ СЕТИ ДАННЫХ Российский патент 2010 года по МПК H04W72/04 

Притязание на приоритет по 35 U.S.C.§119

Настоящая заявка является заявкой на патент, притязающей на приоритет предварительной заявки на патент №60/448,269, озаглавленной “Reverse Link Data Communication”, поданной 18 февраля 2003 г.; предварительной заявки на патент №60/452,790, озаглавленной “Method and Apparatus for Reverse Link Communication in a Communication System”, поданной 6 марта 2003 г., и предварительной заявки на патент №60/470,770, озаглавленной “Outer-loop Power Control for Rel. D.”, поданной 14 мая 2003 г.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в общем случае к беспроводной связи, а более конкретно, к новому и усовершенствованному способу и устройству управления загрузкой в беспроводной сети данных.

Уровень техники

Беспроводные коммуникационные системы широко применяются для обеспечения обмена информации различного типа, такого как голос и данные. Такие системы могут быть основаны на множественном доступе с кодовым разделением каналов (CDMA), множественном доступе с временным разделением каналов (TDMA) или на других способах с множественным доступом. Система CDMA обеспечивает некоторые преимущества по сравнению с другими типами систем, включая увеличенную пропускную способность системы.

Система CDMA может быть разработана для поддержки одного или нескольких стандартов CDMA, таких как (1) “TIA/EIA-95-B Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System” (стандарт IS-95), (2) стандарт, предлагаемый консорциумом “3^rd Generation Partnership Project” (3GPP) и изложенный в наборе документов, включая документы №3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213 3G TS и 25.214 (стандарт W-CDMA), (3) стандарт, предлагаемый консорциумом “3^rd Generation Partnership Project 2” (3GPP2) и изложенный в “TR-45.5 Physical Layer Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems” (стандарт IS-2000) и (4) некоторые другие стандарты.

В названных выше стандартах доступный спектр одновременно разделяют между несколькими пользователями, и способы, такие как управление мощностью и мягкое переключение обслуживания, используются для сохранения достаточного качества для поддержания услуг, чувствительных к задержке, например, голоса. Также являются доступными услуги передачи данных. Позднее были предложены системы, которые увеличивают пропускную способность для услуг передачи данных путем использования модуляции более высокого порядка, очень быстрой обратной связи по отношению мощности несущей к помехе (C/I) из мобильной станции, очень быстрого планирования и планирования услуг, которые имеют более мягкие требования к задержке. Например, такая коммуникационная система только для передачи данных, использующая такие способы, является высокоскоростной (HDR) системой, которая соответствует стандарту TIA/EIA/IS-856 (стандарт IS-856).

В противоположность другим вышеназванным стандартам система IS-856 использует весь спектр, доступный в каждой соте для передачи данных в данный момент времени одному пользователю, выбранному на основании качества линии. При этом больший процент времени система расходует на передачу данных на более высоких скоростях, если канал является хорошим, и таким образом сокращает ресурсы для того, чтобы поддерживать передачу на неэффективных скоростях. Суммарным результатом является более высокая пропускная способность, более высокие пиковые скорости и более высокая средняя производительность системы.

Системы могут включать поддержку данных, чувствительных к задержке, например каналы передачи голоса или данных, поддерживаемые в стандарте IS-2000, наряду с поддержкой услуг пакетной передачи данных, например услуг, описанных в стандарте IS-856. Такой системой является версия С cdma2000® стандарта IS-2000 (включая C.S0001.C-C.S0006.C), которая в настоящем описании называется системой 1xEV-DV. Далее в настоящем описании для простоты версии 0, А и В стандарта cdma2000 обозначены как cdma2000, тогда как версия С и старше называются системами 1xEv-DV.

Пример системы 1xEv-DV включает в себя механизм управления обратной линией для выделения разделяемого ресурса обратной линии для передачи множеством мобильных станций. Мобильная станция может сделать запрос обслуживающей базовой станции на позволение передачи с максимальной скоростью, поддерживаемой мобильной станцией. В качестве альтернативы, мобильной станции предоставляется возможность для автономной передачи без запроса со скоростью, доходящей до определенной автономной максимальной скорости. Обслуживающая базовая станция соответственно предусматривает рассчитанное количество автономных передач по обратной линии, анализирует любые запросы, сделанные мобильными станциями, и выделяет разделяемые ресурсы. Базовая станция может принять решение, выдать одно или несколько индивидуальных разрешений запрашивающим мобильным станциям, предоставляя при этом максимальную скорость для этих разрешений. Для остальных запрашивающих мобильных станций может быть позволена передача согласно общему разрешению со связанной максимальной скоростью передачи. Таким образом, обслуживающая базовая станция пытается максимизировать использование разделяемых ресурсов в сочетании с индивидуальными и общими разрешениями при наличии автономной передачи другими мобильными станциями. Для того чтобы позволить мобильным станциям продолжить передачу согласно определенному выделению и связанную с разрешениями, могут быть использованы различные способы с минимальным количеством необходимой сигнализации.

Время от времени величина нагрузки на обратную линию может превышать величину, заявленную обслуживающей базовой станцией. К такому чрезмерному использованию системы могут приводить различные факторы, примером которых является неизвестность действительного количества автономных передач, которые могут происходить. Общая производительность и, таким образом, эффективная пропускная способность системы может ухудшаться, если система становится перегруженной. Например, суммарное увеличение частоты ошибок может приводить к меньшему количеству успешных передач данных, и последующая повторная передача будет использовать дополнительную пропускную способность разделяемого ресурса. Хотя только что описанная процедура выделения и разрешения может быть использована для уменьшения перегрузки в системе, существует время ожидания, связанное с требуемой передачей сообщения. В это время может быть оказано отрицательное воздействие на пропускную способность и производительность системы. Необходима возможность быстрого уменьшения нагрузки на систему для того, чтобы минимизировать такие отрицательные воздействия.

Более того, дополнительная передача сообщений также использует пропускную способность системы. В некоторых случаях перегрузка системы является временным состоянием, после которого прежнее выделение и связанные разрешения могут снова стать соответствующими требуемой нагрузке на систему. Для различных мобильных станций существует необходимость в возврате к ранее описанному выделению и одновременной минимизации служебной информации при передаче сообщений. Следовательно, в данной области техники существует необходимость для управления загрузкой для эффективного уменьшения нагрузки на систему.

Раскрытие изобретения

В вариантах, изложенных в настоящем описании, рассмотрена необходимость управления загрузкой. В одном из вариантов осуществления базовая станция выделяет разделяемые ресурсы, используя комбинацию из нуля или нескольких индивидуальных разрешений и нуля или нескольких общих разрешений, и генерирует сигнал “занято” в ответ на условия нагрузки, которые превышают заданный уровень. В другом варианте осуществления подмножество передающих мобильных станций уменьшает свою скорость передачи в ответ на сигнал “занято”. В одном из вариантов осуществления в ответ на сигнал “занято” автономно передающие мобильные станции регулируют скорости передачи. В другом варианте осуществления в ответ на сигнал “занято” скорости передачи регулируют мобильные станции, имеющие общее разрешение. В другом варианте осуществления в ответ на сигнал “занято” скорости передачи регулируют мобильные станции, имеющие индивидуальное разрешение. В различных вариантах осуществления регулировка скорости может быть вероятностной или детерминированной. В одном из вариантов осуществления используется таблица скоростей, и мобильная станция увеличивает или уменьшает скорость передачи от одной скорости в таблице до более низкой или более высокой скорости в этой таблице, соответственно, в ответ на сигнал “занято”. Также представлены различные другие аспекты. Эти аспекты дают преимущество в том, что они обеспечивают эффективное использование пропускной способности обратной линии путем согласования различных требований, например малого времени ожидания, высокой производительности или различного качества услуг, и уменьшения объема служебной информации для прямой и обратной линий для обеспечения этих преимуществ, таким образом исключая чрезмерные помехи и увеличивая пропускную способность.

Настоящее изобретение предоставляет способы и элементы системы, которые реализуют различные аспекты, варианты осуществления и отличительные особенности настоящего изобретения, как более подробно описано ниже.

Краткое описание чертежей

Отличительные особенности, природа и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из детального описания, приведенного ниже, рассматриваемого совместно с чертежами, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы и на которых:

Фиг.1 представляет собой блок-схему беспроводной коммуникационной системы, выполненной с возможностью поддержки нескольких пользователей;

На Фиг.2 показан пример мобильной станции и базовой станции, сконфигурированных в системе, выполненной с возможностью обмена данными;

Фиг.3 представляет собой блок-схему беспроводного коммуникационного устройства, такого как мобильная станция или базовая станция;

На Фиг.4 показан иллюстративный вариант осуществления сигналов управления и данных для передачи данных по обратной линии;

На Фиг.5 приведено сравнение уровня мощности R-ESCH с быстрым управлением и без него.

На Фиг.6 показан способ управления загрузкой, который может быть реализован в базовой станции;

На Фиг.7 показан обобщенный способ управления загрузкой, выполняемый мобильной станцией;

На Фиг.8 показан способ управления загрузкой набором ограничений по скорости;

На Фиг.9 показан способ управления загрузкой с использованием трехзначного сигнала “занято”; и

На Фиг.10 показан вариант осуществления таблицы скоростей, которая может быть использована с любым способом управления загрузкой.

Осуществление изобретения

Фиг.1 представляет собой блок-схему беспроводной коммуникационной системы 100, которая может быть разработана для поддержки одного или нескольких стандартов CDMA и/или разработок (например, стандарта W-CDMA, стандарта IS-95, стандарта cdma2000, спецификации HDR, системы 1xEV-DV). В альтернативном варианте осуществления система 100 может дополнительно поддерживать любой беспроводной стандарт или разработку, отличную от системы CDMA. В иллюстративном варианте осуществления система 100 представляет собой систему 1xEV-DV.

Для простоты система 100 показана как включающая в себя три базовые станции 104, осуществляющие обмен данными с двумя мобильными станциями 106. Базовая станция и ее область покрытия часто вместе называются “сотой”. Например, в системах IS-95, cdma2000 или 1xEV-DV сота может включать в себя одну или несколько секторов. В спецификации W-CDMA каждый сектор базовой станции и область покрытия сектора называются сотой. Как используется в настоящем описании, термин мобильная станция может применяться взаимозаменяемо с терминами пользовательское оборудование (ПО), абонентский блок, абонентская станция, терминал доступа, удаленный терминал или с другими терминами, известными в данной области техники. Термин мобильная станция охватывает определенные беспроводные приложения.

В зависимости от реализации системы CDMA каждая мобильная станция 106 может обмениваться данными с одной (или возможно несколькими) базовой станцией 104 по прямой линии в любой данный момент времени и может обмениваться данными с одной или несколькими базовыми станциями по обратной линии в зависимости от того, находится или нет данная мобильная станция в состоянии мягкого переключения обслуживания. Прямая линия (т.е. нисходящая линия) относится к передаче от базовой станции к мобильной станции, и обратная линия (т.е. восходящая линия) относится к передаче от мобильной станции к базовой станции.

Хотя различные варианты осуществления, изложенные в настоящем описании, предназначены для обеспечения сигналов обратной линии или прямой линии для поддержания передачи по обратной линии, и некоторые из них могут хорошо соответствовать природе передачи по обратной линии, специалисты в данной области техники признают, что мобильные станции так же, как и базовые станции, могут быть оборудованы для передачи данных, как изложено в настоящем описании, и аспекты настоящего изобретения также применимы к таким ситуациям. Слово “иллюстративный” в настоящем описании используется исключительно в значении “служащий в качестве примера, образца или иллюстрации”. Любой вариант осуществления, изложенный в настоящем описании как “иллюстративный”, не обязательно следует истолковывать как предпочтительный или преимущественный перед другими вариантами осуществления.

Передача данных по прямой линии и управление мощностью обратной линии в 1xEV-DV

Система 100, например, такая как описана в 1xEV-DV, обычно содержит каналы прямой линии четырех классов: каналы служебной информации, динамически изменяющиеся IS-95 и IS-2000 каналы, прямой канал передачи пакетных данных (F-PDCH) и некоторые запасные каналы. Назначения канала служебной информации изменяются медленно; например, они могут не изменяться в течение месяцев. Они обычно изменяются, если существуют большие изменения в конфигурации сети. Динамически изменяющиеся IS-95 и IS-2000 каналы выделяются для каждого вызова или используются для услуг пакетной передачи для IS-95 и версий 0-В для IS-2000. Обычно доступная мощность базовой станции, оставшаяся после того, как установлены каналы служебной информации и динамически изменяющиеся каналы, выделяют для F-PDCH для оставшихся услуг передачи данных. F-PDCH может быть использован для услуг передачи данных, которые являются менее чувствительными к задержке, в то время как каналы IS-2000 используются для услуг, более чувствительных к задержке.

F-PDCH, аналогичный каналу трафика в стандарте IS-856, используется для отправки данных с наивысшей поддерживаемой скоростью передачи данных одному пользователю в каждой соте в данный момент времени. В IS-856 вся мощность базовой станции и все пространство функций Уолша являются доступными при передаче данных в мобильную станцию. Однако в предлагаемой системе 1xEV-DV некоторая мощность базовой станции и некоторые функции Уолша выделяются для каналов служебной информации и существующих услуг IS-95 и cdma2000. Поддерживаемая скорость передачи данных прежде всего зависит от доступной мощности и кодов Уолша после того, как установлены мощность и коды Уолша для каналов служебной информации, каналов IS-95 и IS-2000. Данные, переданные по F-PDCH, расширяют с использованием одного или нескольких кодов Уолша.

В системе 1xEV-DV базовая станция обычно выполняет передачу в одну мобильную станцию по F-PDCH в данный момент времени, хотя услуги пакетной передачи могут быть использованы многими пользователями в данной соте (также возможна передача двум пользователям при помощи запланированной передачи для двух пользователей и выделение мощности и каналов Уолша соответственно для каждого пользователя). Для передачи по прямой линии мобильные станции выбирают, основываясь на некотором алгоритме планирования.

В системе, подобной IS-856 или 1xEV-DV, планирование частично основано на обратной связи по качеству канала из обслуживаемых мобильных станций. Например, в IS-856 мобильные станции оценивают качество прямого канала и вычисляют скорость передачи, считая, что она является устойчивой для текущих условий. Требуемая скорость из каждой мобильной станции передается в базовую станцию. Алгоритм планирования может, например, выбирать для передачи такую мобильную станцию, которая поддерживает относительно высокую скорость передачи для более эффективного использования разделяемого коммуникационного канала. В качестве другого примера, в системе 1xEV-DV каждая мобильная станция передает оценку отношения мощности несущей к помехе (C/I) в качестве оценки качества канала по каналу индикатора качества обратного канала (R-CQICH). Для определения выбранной мобильной станции для передачи, а также подходящей скорости и формата передачи согласно качеству канала используется алгоритм планирования.

Как описано выше, беспроводная коммуникационная система 100 может поддерживать множество пользователей, одновременно разделяя коммуникационные ресурсы, например, система IS-95 иногда может выделять весь коммуникационный ресурс одному пользователю в данный момент времени, например как система IS-856, или может разделить коммуникационные ресурсы таким образом, чтобы предоставить оба типа доступа. Система 1x-EV-DV представляет собой пример системы, которая делит коммуникационные ресурсы между двумя типами доступа, и динамически выделяет соответствующие ресурсы согласно требованию пользователя. Нижеследующее представляет собой краткое объяснение того, как можно выделять коммуникационные ресурсы для того, чтобы удовлетворить различных пользователей двух типов систем доступа. Управление мощностью описано для одновременного предоставления доступа множеству пользователей, например, каналов типа IS-95. Планирование и определение скорости обсуждается для доступа с разделением времени множеством пользователей, например, для системы IS-856 или части, относящейся только к передаче данных системы типа 1x-EV-DV (т.е. F-PDCH).

Пропускная способность в системе, такой как система CDMA IS-95, частично определяется помехами, генерируемыми в системе при передаче сигналов различным пользователям и от них. Отличительной способностью обычной системы CDMA является кодирование и модулирование сигналов для передачи в мобильную станцию и из нее таким образом, что другими мобильными станциями эти сигналы наблюдаются в виде помех. Например, в случае прямой линии качество канала между базовой станцией и одной из мобильных станций частично определяются помехами от другого пользователя. Для поддержания требуемого уровня выполнения обмена данными с мобильной станцией мощность передачи, назначенная такой мобильной станции, должна быть достаточной, чтобы перекрыть мощность, передаваемую другим мобильным станциям, обслуживаемым базовой станцией, а также другие помехи и снижение эффективности, происходящее в таком канале. Таким образом, для увеличения пропускной способности является необходимой передача на минимальной мощности, требуемой для каждой обслуживаемой мобильной станции.

В обычной системе CDMA, если множество мобильных станций выполняют передачу в базовую станцию, при передаче множества сигналов мобильных станций в базовую станцию необходима нормализация уровня мощности. Таким образом, например, система управления мощностью обратной линии может регулировать мощность передачи из каждой мобильной станции таким образом, что сигналы от соседних мобильных станций не будут превосходить сигналы от более далеких мобильных станций. В случае прямой линии поддержание мощности передачи каждой мобильной станции на минимальном уровне мощности, требуемом для поддержания требуемого уровня выполнения, позволяет оптимизацию пропускной способности дополнительно к другим преимуществам экономии мощности, таким как увеличенное время разговора и увеличенное время нахождения в пассивном состоянии, уменьшенные требования к батареям и т.п.

Пропускная способность в обычной системе CDMA, такой как IS-95, ограничена среди прочего помехами от других пользователей. Помехи от других пользователей могут быть снижены путем использования управления мощностью. В целом выполнение системы, включая пропускную способность, качество голоса, скорости передачи данных и производительность, зависит от станций, передающих на самом низком уровне мощности для поддержания требуемого уровня выполнения, когда это возможно. Для осуществления этого специалистам в данной области техники известны различные способы управления мощностью.

Один класс способов включает в себя управление мощностью в замкнутом контуре. Например, управление мощностью в замкнутом контуре может быть использовано в прямой линии. Такие системы могут использовать внутренний и внешний контуры управления мощностью в прямой линии. Внешний контур определяет целевой уровень мощности при приеме согласно требуемой частоте ошибок при приеме. Например, в качестве требуемой частоты ошибок может быть задана целевая частота ошибок кадров 1%. Внешний контур может обновлять целевой уровень мощности при приеме на относительно низкой скорости, например один раз за кадр или блок. В ответ внутренний контур затем посылает сообщения управления мощностью повышения или понижения в базовую станцию до тех пор, пока мощность при приеме не будет удовлетворять целевой. Такие команды управления мощностью внутреннего контура происходят относительно части, чтобы быстро адаптировать переданную мощность до уровня, необходимого для достижения требуемого принятого отношения сигнал-к-шуму-или-помехе для эффективного обмена данными. Как описано выше, сохранение уровня мощности передачи прямой линии для каждой мобильной станции на самом низком уровне уменьшает помехи от других пользователей, наблюдаемые в каждой мобильной станции, и позволяет поддерживать доступную мощность передачи, предназначенную для резервирования для других целей. В такой системе, как IS-95, оставшаяся доступная мощность передачи может быть использована для поддержания обмена данными с дополнительными пользователями. В такой системе, как 1xEV-DV, оставшаяся доступная мощность передачи может быть использована для поддержки дополнительных пользователей или для увеличения производительности части системы, относящейся только к передаче данных.

В системе “только для передачи данных”, такой как IS-856, или в части “только для передачи данных” системы, такой как 1xEV-DV, контур управления может быть применен для передачи из базовой станции в мобильную станцию способом с временным разделением каналов. Для ясности, в нижеследующем обсуждении может быть описана передача в одну мобильную станцию в определенный момент времени. Это следует отличать от системы с одновременным доступом, примером которой является IS-95, или различные каналы в системах cdma2000 и 1xEV-DV. В этом месте уместны два замечания.

Во-первых, термин “только для передачи данных” или “канал передачи данных” может быть использован для того, чтобы отличать канал от типов каналов передачи голоса или данных IS-95 (т.е. каналов одновременного доступа с использованием управления мощностью, как описано выше), только для ясности обсуждения. Специалисты в данной области техники признают, что каналы только для передачи данных или каналы передачи данных, изложенные в настоящем описании, могут быть использованы для передачи данных любого типа, включая голос (например, передача речи по интернет протоколу или VOIP). Применимость любого конкретного варианта осуществления для конкретного типа данных может быть определена частично требованиями к производительности, требованиями ко времени ожидания и т.п. Специалисты в данной области легко адаптируют различные варианты осуществления, комбинируя любой тип доступа с параметрами, выбранными для обеспечения требуемых уровней времени ожидания, производительности, качества услуги и т.п.

Во-вторых, часть только для передачи данных системы, такой которая описана для 1xEV-DV, которая рассматривается как выполняющая временное разделение коммуникационного ресурса, может быть адаптирована для одновременного обеспечения доступа к прямой линии более чем одного пользователя. В примерах настоящего описания, в которых коммуникационный ресурс описан как разделенный по времени для предоставления обмена данными с одной мобильной станцией или пользователем в течение некоторого периода времени, специалисты в данной области техники легко адаптируют эти примеры, чтобы предоставить возможность передачи с временным разделением в или из одной или нескольких мобильных станций или пользователей в такой период времени.

Обычная коммуникационная система данных может включать в себя один или несколько каналов различных типов. Более конкретно, обычно используется один или несколько каналов передачи данных. Также является обычным использование одного или нескольких каналов управления, хотя при передаче сигнала управления, находящегося в полосе частот, может быть включен канал передачи данных. Например, в системе 1xEV-DV прямой канал управления пакетными данными (F-PDCCH) и прямой канал передачи пакетных данных (F-PDCH) определены для передачи управления и данных соответственно по прямой линии.

На Фиг.2 показан пример мобильной станции 106 и базовой станции 104, сконфигурированной в системе 100, выполненной с возможностью обмена данными. Базовая станция 104 и мобильная станция 106 показаны как передающие данные по прямой и обратной линиям. Мобильная станция 106 принимает сигналы прямой линии в приемной подсистеме 220. Базовая станция 104, выполняющая обмен данными по прямым каналам передачи данных и управления, более подробно описанным ниже, может называться в настоящем описании как обслуживающая станция мобильной станции 106. Иллюстративная приемная подсистема подробно приведена ниже со ссылкой на Фиг.3. Оценка отношения мощности несущей к помехе (C/I) выполняется для сигнала прямой линии, принятого из обслуживающей базовой станции, в мобильной станции 106. Величина C/I представляет собой пример метрики качества канала, используемой в качестве оценки канала, и в альтернативных вариантах осуществления могут быть использованы альтернативные метрики качества канала. Величина C/I предоставляется в передающую подсистему 210 в базовой станции 104, например, которая будет описана более подробно ниже со ссылкой на Фиг.3.

Передающая подсистема 210 предоставляет оценку C/I по обратной линии, по которой она передается в обслуживающую базовую станцию. Следует отметить, что в состоянии мягкого переключения обслуживания, хорошо известном специалистам в данной области техники, сигналы обратной линии, переданные из мобильной станции, могут быть приняты одной или несколькими станциями, отличными от обслуживающей базовой станции, называемыми в настоящем описании необслуживающими базовыми станциями. Приемная подсистема 230 в базовой станции 104 принимает информацию C/I из мобильной станции 106.

В базовой станции 104 используется планировщик 240 для определения, должны ли быть переданы данные и каким образом в одну или несколько мобильных станций, находящихся в зоне покрытия обслуживающей соты. В объеме настоящего изобретения может быть использован любой тип алгоритма планирования. Один из примеров описан в заявке на патент США №08/798,951, озаглавленной “Method and Apparatus for Forward Link Rate Scheduling”, поданной 11 февраля 1997 г., права на которую принадлежат правообладателю настоящего изобретения.

В иллюстративном варианте осуществления 1xEV-DV мобильную станцию выбирают для передачи по прямой линии, если величина C/I, принятая из этой мобильной станции, указывает, что данные могут быть переданы с некоторой скоростью. В терминах пропускной способности системы лучше выбирать целевую мобильную станцию так, чтобы разделяемый коммуникационный ресурс всегда был использован на максимально поддерживаемой им скорости. Таким образом, выбранная обычная целевая мобильная станция может быть мобильной станцией с наибольшим сообщенным C/I. Другие факторы также могут учитываться при решении планирования. Например, различным пользователям могут быть предоставлены минимальные гарантии качества услуги. Возможно, что для передачи выберут мобильную станцию с относительно более низкой сообщенной C/I, чтобы поддержать минимальную скорость передачи данных для такого пользователя.

В иллюстративной системе 1xEV-DV планировщик 240 определяет, в какую мобильную станцию выполнить передачу, в каком формате, и уровень мощности для такой передачи. В альтернативном варианте осуществления, таком как, например, система IS-856, решение о поддерживаемой скорости/формате модуляции может быть сделано в мобильной станции исходя из качества канала, измеренного в мобильной станции, и формат данных может быть передан в обслуживающую базовую станцию вместо величины C/I. Специалистам в данной области техники очевидно бесчисленное число комбинаций поддерживаемых скоростей, форматов модуляции, уровней мощности и т.п., которые могут быть использованы в объеме настоящего изобретения. Более того, хотя в различных вариантах осуществления, изложенных в настоящем описании, задачи планирования выполняются в базовой станции, в альтернативных вариантах осуществления, некоторые или все процессы планирования могут происходить в мобильной станции.

Планировщик 240 дает указание передающей подсистеме 250 выполнить передачу в выбранную мобильную станцию по прямой линии, используя выбранные скорость, формат модуляции, уровень мощности и т.п.

В иллюстративном варианте осуществления сообщения по каналу управления, или F-PDCCH, передаются только с данными по каналу передачи данных, или F-PDCH. Канал управления может быть использован для идентификации принимающей мобильной станции данных по каналу F-PDCH, а также для идентификации других коммуникационных параметров, используемых во время сессии. Мобильной станции следует принять и демодулировать данные из F-PDCH, если F-PDCCH указывает, что мобильная станция является целевой для передачи. Мобильная станция отвечает по обратной линии после приема таких данных сообщением, указывающим на успех или неуспех передачи. Способы повторной передачи, хорошо известные в данной области техники, являются обычно применимыми в коммуникационных системах данных.

Мобильная станция может обмениваться данными с более чем одной станцией, состояние, известное как мягкое переключение обслуживания. Мягкое переключение обслуживания может включать в себя множество секторов из одной базовой станции (или одной подсистемы базового приемопередатчика (BTS)), известное как сверхмягкое переключение обслуживания, а также с секторами из множества BTS. Сектора базовой станции при мягком переключении обслуживания обычно хранятся в активном наборе мобильных станций. В коммуникационной системе с одновременно разделяемыми ресурсами, такой как IS-95, IS-2000, или соответствующая часть системы 1xEV-DV, мобильная станция может комбинировать сигналы прямой линии, передаваемые из всех секторов активного набора. В системе только для передачи данных, такой как IS-856, или соответствующей части системы 1xEV-DV мобильная станция принимает сигналы данных прямой линии из базовой станции в активном наборе, обслуживающей базовой станции (определенной согласно алгоритму выбора мобильной станции, такому как алгоритм, описанный в стандарте C.S0002.C). Другие сигналы прямой линии, примеры которых более подробно описаны ниже, также могут быть приняты из необслуживающих мобильных станций.

Сигналы обратной линии из мобильной станции могут быть приняты во множестве базовых станций, и качество обратной линии обычно поддерживается для базовых станций в активном наборе. Для сигналов обратной линии, полученных из множества базовых станций, возможно объединение. Обычно программное обеспечение, объединяющее сигналы обратной линии из нерасположенных по соседству базовых станций, требует значительной полосы пропускания с очень небольшой задержкой и поэтому иллюстративные системы, перечисленные выше, его не поддерживают. При мягком переключении обслуживания сигналы обратной линии, полученные из множества секторов в сигнале BTS, могут быть объединены с сетевой передачей сигналов. Хотя может быть применен любой тип объединения сигналов обратной линии в объеме настоящего изобретения, в иллюстративной системе, описанной выше, управление мощностью обратной линии поддерживает такое качество, при котором кадры обратной линии успешно декодируются в одном BTS (разнообразие переключения).

В коммуникационной системе с одновременно разделяемыми ресурсами, такой как IS-95, IS-2000, или в соответствующей части системы 1xEV-DV, каждая базовая станция при мягком переключении обслуживания мобильной станции (т.е. в активном наборе мобильной станции) измеряет качество пилот-сигнала обратной линии в такой мобильной станции и посылает поток команд управления. В IS-95 или версии В IS-2000 каждый поток вводится в прямой основной канал (F-FCH) или прямой выделенный канал управления (F-DCCH), если какой-либо из них назначен. Для такой мобильной станции поток команд для мобильной станции называется прямым подканалом управления мощностью (F-PCSCH). Мобильная станция принимает параллельные потоки команд от всех членов своего активного набора для каждой базовой станции (множество секторов от одной BTS, если все они в активном наборе мобильной станции, посылает в такую мобильную станцию одну и ту же команду) и определяет, была ли послана команда “вверх” или “вниз”. Таким образом, мобильная станция модифицирует уровень мощности передачи обратной линии, используя правило “or-of-downs”, т.е. уровень мощности передачи уменьшается, если получена любая команда “вниз”, и увеличивается в противном случае.

Уровень мощности передачи F-PCSCH обычно связан с уровнем F-FCH или F-DCCH хоста, который несет подканал. Передача уровня мощности F-FCH или F-DCCH хоста в базовой станции определяется обратной связью из мобильной станции по обратному подканалу управления мощностью (R-PCSCH), который занимает последнюю четвертую часть обратного канала пилот-сигнала (R-PICH). Поскольку F-FCH или F-DCCH из каждой базовой станции формирует поток сигналов кадров канала трафика, сообщения R-PCSCH, объединенные декодированием, в результате дают эти отводы. Нарушения информации F-FCH или F-DCCH определяют требуемую точку Eb/Nt внешнего контура, который в свою очередь перемещает команды внутреннего контура по R-PCSCH и, таким образом, уровни передачи базовой станции F-FCH, F-DCCH, а также F-PCSCH.

Вследствие потенциальных различий в потерях для путей обратной линии в каждой базовой станции из одной мобильной станции при мягком переключении обслуживания некоторые базовые станции в активном наборе не могут принять R-PCSCH верно и не могут корректно управлять мощностью прямой линии F-FCH, F-DCCH и F-PCSCH. Базовым станциям может потребоваться повторное изменение уровней передачи между собой таким образом, чтобы мобильная станция сохраняла выигрыш при приеме с пространственным разнесением при мягком переключении обслуживания. С другой стороны, некоторые отводы прямой линии могут нести небольшую энергию сигнала трафика или она может отсутствовать из-за ошибок обратной связи от мобильной станции.

Поскольку разным базовым станциям могут быть необходимы разные мощности передачи в мобильные станции для одной и той же начальной точки обратной линии или качества приема, команды управления мощностью от разных базовых станций могут отличаться и не могут быть мягко объединены в МС. Если в активный набор добавляются новые члены (т.е. отсутствие мягкого переключения обслуживания переходит в мягкое переключение обслуживания по одному пути, или обслуживания по одному пути в обслуживание по двум путям и т.д.), мощность передачи F-PCSCH увеличивается относительно ее F-FCH или F-DCCH хоста.

В системе 1xEV-DV общий прямой канал управления мощностью (F-CPCCH) передает команды управления мощностью обратной линии для мобильных станций, если не назначены ни прямой основной канал (F-FCH), ни прямой выделенный канал (F-DCCH). Обслуживающая базовая станция может использовать информацию в обратном канале индикатора качества канала (R-CQICH) для определения уровня мощности передачи F-CPCCH. R-CQICH является используемым преимущественно при планировании для определения подходящего формата передачи прямой линии.

Однако, если мобильная станция находится в мягком переключении обслуживания, R-CQICH сообщает только о качестве пилот-сигнала прямой линии сектора обслуживающей базовой станции и, следовательно, не может быть использован для прямого управления мощностью F-CPCCH из необслуживающих базовых станций. Способы для этого раскрыты в заявке на патент США №60/356,929, озаглавленной “Method and Apparatus for Forward Link Power Control During Soft Handoff in a Communication System”, поданной 12 февраля 2002 г., права на которую принадлежат правообладателю настоящего изобретения.

Пример оборудования базовой станции и мобильной станции

Фиг.3 представляет собой блок-схему беспроводного коммуникационного устройства, такого как мобильная станция 106 или базовая станция 104. Узлы, показанные в таком иллюстративном варианте осуществления, обычно могут быть подгруппой компонентов, включенных либо в базовую станцию 104, либо в мобильную станцию 106. Специалисты в данной области техники легко адаптируют вариант осуществления, показанный на Фиг.3 для использования в любом количестве конфигураций базовых станций или мобильных станций.

Сигналы принимаются антенной 310 и передаются в приемник 320. Приемник 320 выполняет обработку согласно одному или нескольким стандартам беспроводной системы, таким как стандарты, перечисленные выше. Приемник 320 выполняет различные виды обработки, такие как радиочастотная (РЧ) для преобразования основной полосы частот, усиление, преобразование аналогового сигнала в цифровой, фильтрование и т.д. В данной области техники известны различные способы приема. Приемник 320 может быть использован для измерения качества канала прямой или обратной линии, если устройство является мобильной станцией или базовой станцией соответственно, хотя для простоты обсуждения показано отдельное устройство 335 оценки качества канала, более подробно описанное ниже.

Сигналы из приемника 320 демодулируют в демодуляторе 325 согласно одному или нескольким коммуникационным стандартам. В иллюстративном варианте осуществления используется демодулятор, выполненный с возможностью демодуляции сигналов 1xEV-DV. В альтернативных вариантах осуществления могут поддерживаться альтернативные стандарты, и варианты осуществления могут поддерживать множество коммуникационных форматов. Демодулятор 330 может выполнять прием RAKE, выравнивание, объединение, обратное перемежение, декодирование и различные другие функции, как это требуется форматом принятых сигналов. В данной области техники известны различные способы демодуляции. В базовой станции 104 демодулятор 325 может выполнять демодуляцию согласно прямой линии. Как каналы передачи данных, так и каналы управления, изложенные в настоящем описании, являются примерами каналов, которые могут быть приняты и демодулированы в приемнике 320 и демодуляторе 325. Демодуляция канала прямой линии может происходить согласно сигнализации по каналу управления, как описано выше.

Декодер 330 сообщений принимает демодулированные данные и извлекает сигналы или сообщения, направленные в мобильную станцию 106 или базовую станцию 104 по прямой или обратной линиям соответственно. Декодер 330 сообщений декодирует различные сообщения, используемые при установке, поддержании и разрыве вызова (включая голосовые сессии и сессии данных) в системе. Сообщения могут включать в себя указатели качества канала, такие как величина C/I, сообщение управления мощностью или сообщение канала управления, используемые для демодуляции прямого канала передачи данных. Различные типы сообщений управления могут быть декодированы либо в базовой станции 104, либо в мобильной станции 106 как переданные по обратной или прямой линиям соответственно. Например, описание ниже представляет собой сообщения запроса и сообщения разрешения для запланированной передачи данных обратной линии для генерации в мобильной станции или базовой станции соответственно. В данной области техники известны и могут быть определены в различных поддерживаемых коммуникационных стандартах различные другие типы сообщений. Сообщения передают в процессор 350 для использования в последующей обработке. Некоторые или все функции декодера 330 сообщений могут быть выполнены в процессоре 350, хотя для ясности обсуждения показан отдельный узел. В качестве альтернативы демодулятор 325 может декодировать некоторую информацию и посылать ее непосредственно в процессор 350 (примерами являются однобитовое сообщение, такое как ACK/NAK или команды поднять/опустить управления мощностью). В качестве примера, сигнал команды прямой линии, называемый общим подканалом управления загрузкой (F-OLCH), может быть выполнен в виде подканала в прямом общем канале управления мощностью (F-CPCCH) и может быть использован для указания нагрузки на обратную линию. Различные варианты осуществления, описанные ниже, отдельно предназначены для генерации такого сигнала для передачи по прямой линии, и соответствующая мобильная станция отвечает для передачи по обратной линии.

Устройство 335 оценки качества канала соединено с приемником 320 и используется для создания различных оценок уровня мощности для использования в процедурах, изложенных в настоящем описании, а также для использования в различных других видах обработки, используемых при обмене данными, таких как демодуляция. В мобильной станции 106 может быть измерена величина C/I. Дополнительно, измерения любого сигнала или канала, используемые в системе, могут быть выполнены в устройстве 335 оценки качества канала данного варианта осуществления. Как более полно описано ниже, каналы управления мощностью представляют собой другой пример. В базовой станции 104 или мобильной станции 106 могут быть сделаны оценки силы сигнала, такие как мощность полученного пилот-сигнала. Устройство 335 оценки качества канала показано в виде отдельного узла только для ясности обсуждения. Обычно такой узел встроен в другой узел, такой как приемник 320 или демодулятор 325. Могут быть сделаны различные типы оценок силы сигнала в зависимости от того, какой сигнал или какой тип системы оценивают. Обычно в объеме настоящего изобретения вместо устройства 335 оценки качества канала может быть использован любой тип метрической оценки качества канала. В базовой станции 104 оценки качества канала посылают в процессор 350 для использования в планировщике или определения качества обратной линии, как более подробно описано ниже. Оценки качества канала могут быть использованы для определения, требуется ли команды управления мощностью “вверх” или “вниз”, для изменения мощности либо прямой, либо обратной линии до требуемого заданного значения. Требуемое заданное значение может быть определено механизмом внешнего контура управления мощности, как описано выше.

Сигналы передаются через антенну 310. Переданные сигналы форматируют в приемнике 370 согласно одному или нескольким стандартам беспроводных систем, таких как перечисленные выше. Примерами компонентов, которые могут быть включены в приемник 370, являются усилитель, фильтры, цифроаналоговый (D/A) преобразователь, радиочастотный (РЧ) преобразователь и т.п. Данные для передачи предоставляются в передатчик 370 модулятором 365. Каналы передачи данных и управления могут быть отформатированы для передачи согласно множеству форматов. Данные для передачи по каналу передачи данных прямой линии могут быть отформатированы в модуляторе 365 согласно скорости и формату модуляции, указанному алгоритмом планирования в соответствии с C/I или другой величиной качества канала. Планировщик, такой как планировщик 240, описанный выше, может находиться в процессоре 350. Аналогично, передатчик 370 может быть предназначен для передачи при уровне мощности, соответствующем алгоритму планирования. Примеры компонентов, которые могут быть включены в модулятор 365, включают в себя кодеры, перемежители, распределители и модуляторы различных типов. Вариант обратной линии, включающий иллюстративные форматы модуляции и управления доступом, соответствующие применению в системе 1xEV-DV, также описаны ниже.

Генератор 360 сообщений может быть использован для подготовки сообщений различных типов, как изложено в настоящем описании. Например, C/I сообщения могут быть сгенерированы в мобильной станции для передачи по обратной линии. Различные типы сообщений управления могут быть сгенерированы либо в базовой станции 104, либо в мобильной станции 106 для передачи по прямой или обратной линиям соответственно. Например, ниже описаны сообщения запроса и сообщения разрешения для запланированной передачи данных по обратной линии для генерации в мобильной станции или базовой станции соответственно.

Данные, полученные и демодулированные в демодуляторе 325, могут быть направлены в процессор 350 для использования при передаче голоса или данных, а также в различные другие компоненты. Аналогично, данные для передачи могут быть направлены в модулятор 365 и передатчик 370 из процессора 350. Например, различные приложения обработки данных могут присутствовать в процессоре 350 или другом процессоре, включенном в состав беспроводного коммуникационного устройства 104 или 106 (не показано). Базовая станция может быть соединена через другое не показанное оборудование с одной или несколькими внешними сетями, такими как Интернет (не показано). Мобильная станция 106 может включать в себя линию к внешнему устройству, такому как портативный компьютер (не показано).

Процессор 350 может быть процессором общего назначения, цифровым сигнальным процессором (DSP) или процессором специального назначения. Процессор 350 может выполнять некоторые или все функции приемника 320, демодулятора 325, декодера сообщений 330, оценщика 335 качества канала, генератора 360 сообщений, модулятора 365 или передатчика 370, а также любую другую обработку, требуемую беспроводным коммуникационным устройством. Процессор 350 может быть соединен с аппаратным обеспечением общего назначения для выполнения этих задач (подробности не показаны). Приложения обработки голоса или данных могут быть внешними, такими как внешне подсоединенный портативный компьютер или связь с сетью, могут выполняться на дополнительном процессоре в беспроводном коммуникационном устройстве 104 или 106 (не показано) или могут выполняться на самом процессоре 350. Процессор 350 соединен с памятью 355, которая может быть использована для хранения данных, а также инструкций для выполнения различных процедур и способов, изложенных в настоящем описании. Специалистам в данной области техники очевидно, что память 355 может состоять из одного или нескольких компонентов памяти различных типов, которые могут быть полностью или частично включены в процессор 350.

Принципы разработки обратной линии 1xEV-DV

В этой секции рассмотрены различные факторы, предусмотренные при разработке иллюстративного варианта осуществления обратной линии беспроводной коммуникационной системы. Во многих вариантах осуществления используются более подробно представленные в нижеследующих секциях сигналы, параметры и процедуры, связанные со стандартом 1xEV-DV. Этот стандарт описан только с целью иллюстрации, поскольку каждый из аспектов, изложенных в настоящем описании, и их комбинации могут быть применимы к любому количеству коммуникационных систем в объеме настоящего изобретения. Эта секция служит в качестве частного краткого изложения различных аспектов настоящего изобретения, хотя это не является исчерпывающим. Примеры вариантов осуществления подробно описаны в нижеследующих секциях, в которых описаны дополнительные аспекты.

Во многих случаях пропускная способность обратной линии ограничена помехами. Базовые станции выделяют доступные коммуникационные ресурсы обратной линии мобильной станции для эффективного использования с максимальной производительностью согласно требованиям качества услуги (QoS) для различных мобильных станций.

Максимизированное использование коммуникационных ресурсов обратной линии включает несколько факторов. Одним из рассматриваемых факторов является смешивание запланированных передач обратной линии из различных мобильных станций, каждая из которых может проверяться на изменение качества канала в любой момент времени. Для увеличения общей производительности (совокупность данных, переданных всеми мобильными станциями в соте) необходимо полностью использовать обратную линию всякий раз, когда по обратной линии должны быть посланы данные. Для заполнения доступной пропускной способности мобильным станциям может быть разрешен доступ на самой высокой скорости, которую они могут поддерживать, и дополнительно мобильным станциям может быть разрешен доступ до тех пор, пока пропускная способность не будет исчерпана. Одними из факторов, которые может учитывать базовая станция, принимая решение о том, какие мобильные станции запланировать, являются максимальная скорость, которую может поддерживать каждая мобильная станция, и количество данных, которое имеет мобильная станция для отправки. Мобильная станция, выполненная с возможностью большей производительности, может быть выбрана вместо альтернативной станции, каналы которой не поддерживают более высокую производительность.

Другим рассматриваемым фактором является качество услуги, требуемое каждой мобильной станцией. Хотя допустима задержка доступа в одну мобильную станцию в надежде, что канал улучшится, выбирая более подходящую мобильную станцию, ситуация может быть такой, что близким к оптимальным мобильным станциям может быть необходимо разрешение доступа для удовлетворения минимального качества гарантий услуги. Таким образом, запланированная производительность данных может не быть абсолютно максимальной, но скорее максимизированной, принимая во внимание состояния каналов, доступную мощность мобильной станции и требования к услуге. Для любой конфигурации необходимо уменьшение отношения сигнал-к-шуму для выбранного смешивания.

Ниже описаны различные механизмы планирования, предоставляющие возможность мобильной станции передачи данных по обратной линии. Один класс передач по обратной линии включает мобильную станцию, запрашивающую передачу по обратной линии. Базовая станция определяет, доступны ли ресурсы для удовлетворения запроса. Для предоставления возможности передачи может быть дано разрешение. Такое подтверждение установления связи между мобильной станцией и базовой станцией вводит задержку перед тем, как по обратной линии могут быть переданы данные. Для некоторых классов данных обратной линии задержка может быть приемлемой. Другие классы могут быть более чувствительными к задержке, и ниже более подробно описаны альтернативные способы передачи по обратной линии с уменьшением задержки.

Дополнительно, ресурсы обратной линии расходуются для выполнения запроса передачи, а ресурсы прямой линии расходуются для выполнения ответа на запрос, т.е. передачу разрешения. Если качество канала мобильной станции является низким, т.е. плохая геометрия или глубокое замирание, мощность, требуемая на прямой линии для достижения мобильной станции, может быть относительно высокой. Ниже более подробно изложены различные способы уменьшения количества запросов и разрешений или требуемой величины мощности запросов и разрешений, необходимых для передачи данных обратной линии.

Чтобы исключить задержки, вводимые для подтверждения установления связи запрос/ответ, а также для сохранения ресурсов прямой и обратной линий, требуемых для их поддержания, поддерживается автономный режим передачи по обратной линии. Мобильная станция может передавать данные с ограниченной скоростью по обратной линии без выполнения запроса или ожидания разрешения.

Базовая станция выделяет часть пропускной способности обратной линии для одной или нескольких мобильных станций. Мобильной станции, которой разрешен доступ, предоставляется максимальный уровень мощности. В иллюстративных примерах настоящего изобретения, изложенных в настоящем описании, ресурсы обратной линии выделяются с использованием отношения трафик-к-пилот-сигналу (Т/Р). Поскольку пилот-сигнал каждой мобильной станции адаптивно управляется через управление мощностью, установление отношения указывает на доступную мощность для использования при передаче данных по обратной линии. Базовая станция может выдавать конкретные разрешения для одной или нескольких мобильных станций, указывая значение Т/Р, конкретное для каждой мобильной станции. Базовая станция также может выдавать общее разрешение оставшимся мобильным станциям, которые запросили разрешение доступа, указывая минимальное значение Т/Р, которое предоставляется этим оставшимся мобильным станциям для передачи. Автономная или запланированная передача, а также индивидуальные или общее разрешения более подробно описаны ниже.

В данной области техники известны различные алгоритмы планирования, и большее количество находится на стадии разработки, которые могут быть использованы для определения различных конкретных и общих значений Т/Р для разрешений согласно количеству зарегистрированных мобильных станций, вероятности автономных передач мобильными станциями, количества и размера ожидающих выполнения запросов, требуемого усредненного ответа на разрешения и любого количества других факторов. В одном из примеров выбор делают, основываясь на приоритете качества услуги (QoS) эффективности и достигаемой производительности из набора запрашивающих мобильных станций. Один иллюстративный способ планирования раскрыт в совместно поданной заявке на патент США №60/439,989, озаглавленной “System and Method for Time-Scalable Priority-Based Scheduler”, поданной 13 января 2003 г., права на которую принадлежат правообладателю настоящего изобретения. Дополнительные ссылки включают в себя патент США №5,914,950, озаглавленный “Method and Apparatus for Reverse Link Rate Scheduling”, и патент США №5,923,650, также озаглавленный “Method and Apparatus for Reverse Link Rate Scheduling”, права на которые принадлежат правообладателю настоящего изобретения.

Мобильная станция может передавать пакет данных, используя один или несколько подпакетов, где каждый подпакет содержит полную пакетную информацию (нет необходимости кодировать каждый подпакет одинаково, поскольку для различных подпакетов могут быть реализованы различные виды кодирования и избыточности). Для гарантии надежной передачи могут быть применены способы повторной передачи, например ARQ. Таким образом, если первый подпакет получен без ошибок (используя, например, CRC), в мобильную станцию посылается положительное подтверждение (АСК) и дополнительные подпакеты посланы не будут (напомним, что каждый подпакет содержит всю пакетную информацию в одном или другом виде). Если первый подпакет не получен верно, то в мобильную станцию посылается отрицательное подтверждение (NAK) и тогда будет передан второй подпакет. Базовая станция может объединять запас энергии двух подпакетов и пробовать выполнить декодирование. Процесс может повторяться бесконечно, хотя обычно указывается максимальное количество подпакетов. В иллюстративных вариантах осуществления, изложенных в настоящем описании, может быть передано до четырех подпакетов. Таким образом, вероятность верного приема увеличивается по мере приема дополнительных подпакетов. (Необходимо отметить, что третий ответ из базовой станции, ACK-and-Continue, является полезным для уменьшения служебной информации на запрос/разрешение. Эта операция более подробно описана ниже).

Как только что было описано, мобильная станция может находить компромисс между производительностью и задержкой, решая использовать или нет автономную передачу для передачи данных с малым временем ожидания или запрашивая более высокую скорость передачи и ожидая общее или конкретное разрешение. Дополнительно, для данного Т/Р мобильная станция может выбрать скорость передачи данных, подходящую для времени ожидания или производительности. Например, мобильная станция с относительно небольшим количеством битов для передачи может решать, что желательным является небольшое время ожидания. Для доступного Т/Р (в этом примере возможен максимум автономных передач, но также может быть конкретное или общее разрешение Т/Р) мобильная станция может выбрать скорость и формат модуляции таким образом, что вероятность правильного приема первого подпакета базовой станцией будет высокой. Хотя при необходимости возможна повторная передача, существует высокая вероятность, что эта мобильная станция будет способна выполнить передачу своих битов данных в одном подпакете. В иллюстративных вариантах осуществления, изложенных в настоящем описании, каждый подпакет передается в течение 5 мсек. Следовательно, в этом примере мобильная станция может выполнить срочную автономную передачу, которая, наверняка, будет получена базовой станцией во время 5-ти мсек интервала. Следует отметить, что в качестве альтернативы мобильная станция может использовать доступность дополнительных подпакетов для увеличения количества данных, переданных для данного Т/Р. Поэтому мобильная станция может выбрать автономную передачу для уменьшения времени ожидания, связанного с запросами и разрешениями, и дополнительно может согласовывать производительность для конкретного Т/Р для минимизации количества требуемых подпакетов (и, следовательно, времени ожидания). Даже если выбрано полное количество подпакетов, автономная передача будет иметь меньшее время ожидания, чем запрос и ответ для относительно небольшой передачи. Специалистам в данной области техники следует принять во внимание, что при увеличении количества данных, предназначенных для передачи, требуя множества пакетов для передачи, общее время ожидания может быть уменьшено путем переключения в формат запросов и разрешений, поскольку потери при запросе и разрешении в результате могут быть скомпенсированы увеличением производительности при более высокой скорости передачи данных для всего множества пакетов. Этот процесс более подробно описан ниже с набором примеров скоростей передачи и форматов, которые могут быть связаны с различными назначениями Т/Р.

Мобильные станции, расположенные по-разному в соте и перемещающиеся с изменяющимися скоростями, могут испытывать различные состояния каналов. Управление мощностью используется для поддержания сигналов обратной линии. Мощность пилот-сигнала, полученная в базовой станции, может управляться таким образом, что мощность от различных мобильных станций приблизительно одинакова. При этом, как описано выше, отношение Т/Р представляет собой индикатор количества коммуникационных ресурсов, используемых во время передачи по обратной линии. Для данной мощности передачи мобильной станции, скорости передачи и формата модуляции является необходимым поддержание должного равновесия между пилот-сигналом и трафиком.

Мобильные станции могут иметь ограниченное количество доступной мощности передачи. Таким образом, например, скорость обмена данными может быть ограничена максимальной мощностью усилителя мощности мобильной станции. Мощность передачи мобильной станции также может быть управляемой базовой станцией для исключения излишних помех с другими мобильными станциями, используя управление мощностью и различные способы планирования передачи данных. Определенная доля доступной мощности передачи мобильных станций может быть выделена для передачи одного или нескольких каналов пилот-сигнала, одного или нескольких каналов передачи данных и любых других связанных каналов управления. Для увеличения производительности данных может быть увеличена скорость передачи путем уменьшения скорости кодирования, увеличения скорости следования символов или путем использования схемы модуляции более высокого порядка. Для того чтобы быть эффективным, соответствующий канал пилот-сигнала должен быть принят надежно для обеспечения опорной фазы для демодуляции. Таким образом, часть доступной мощности передачи выделяется для пилот-сигнала и увеличение этой части увеличивает надежность приема пилот-сигнала. Однако увеличение части доступной мощности передачи, выделенной для пилот-сигнала, также уменьшит величину мощности, доступную для передачи данных, и увеличение части доступной мощности передачи, выделенной для данных, также увеличит надежность демодуляции. Для данного Т/Р могут быть определены подходящий формат модуляции и скорость передачи.

Из-за разброса в требованиях передачи данных и дискретного выделения обратной линии в мобильных станциях скорость передачи для мобильной станции может быстро изменяться. Требуемый уровень мощности пилот-сигнала для скорости передачи и формата таким образом может постоянно изменяться, как только что описано выше. Без предварительного знания об изменениях скоростей (которые могут быть ожидаемыми при отсутствии затратной передачи сигналов или уменьшенной гибкости при планировании) контур управления мощностью может пытаться противодействовать внезапному изменению в мощности при приеме в базовой станции, возможно интерферируя с декодированием начала пакета. Аналогично, вследствие размеров шагов приращений, обычно применяемых при управлении мощностью, уменьшение пилот-сигнала может требовать относительно длительного времени после уменьшения скорости передачи и формата. Один способ для противодействия этим и другим явлениям (более подробно описанным ниже) представляет собой применение второго пилот-сигнала дополнительно к основному пилот-сигналу. Основной пилот-сигнал может быть использован для управления мощностью и демодуляции всех каналов, включая каналы управления, каналы передачи данных с низкой скоростью. Если дополнительный пилот-сигнал необходим для более высокого уровня модуляции и увеличенной скорости передачи данных, то дополнительная мощность пилот-сигнала может быть передана по вторичному пилот-сигналу. Мощность вторичного пилот-сигнала может быть определена относительно основного пилот-сигнала и приращения мощности пилот-сигнала, требуемого для выбранной передачи. Базовая станция может принять оба пилот-сигнала, объединить их и затем использовать для определения информации о фазе и амплитуде для демодуляции трафика. Мгновенные увеличения или уменьшения во вторичном пилот-сигнале не влияют на управление мощности.

Иллюстративные варианты осуществления, более подробно описанные ниже, реализуют преимущества вторичного пилот-сигнала, как только что описано, путем использования уже установленного коммуникационного канала. Таким образом, пропускная способность в общем случае улучшается, поскольку в части ожидаемой скорости работы информация, переданная по коммуникационному каналу, требует немного или не требует дополнительной пропускной способности, чем требовала до выполнения функции пилот-сигнала. Как известно в данной области техники, пилот-сигнал является полезным для демодуляции, поскольку он представляет собой известную последовательность, и, следовательно, фаза и амплитуда сигнала могут быть выведены из последовательности пилот-сигнала для демодуляции. Однако передача пилот-сигнала без переноса данных расходует пропускную способность обратной линии. Следовательно, на “вторичном пилот-сигнале” модулируются неизвестные данные, и, таким образом, неизвестная последовательность должна быть определена для извлечения информации, полезной для демодуляции сигнала трафика. В иллюстративном примере варианта осуществления обратный канал индикации скорости (R-RICH) используется для предоставления обратного индикатора скорости (RRI), причем скорость связана с передачей по обратному дополнительному расширенному каналу (R-ESCH). Кроме того, мощность R-RICH регулируется в соответствии с требованиями мощности пилот-сигнала, которые могут быть использованы в базовой станции для предоставления вторичного пилот-сигнала. То, что RRI представляет собой один из известных наборов значений, помогает в определении неизвестного компонента канала R-RICH. В альтернативном варианте осуществления любой канал может быть модифицирован для того, чтобы он мог служить в качестве вторичного пилот-сигнала. Такой способ более подробно описан ниже.

Передача данных по обратной линии

Одной из задач разработки обратной линии может быть поддержание превышения над уровнем тепловых шумов (RoT) в базовой станции на относительно постоянном уровне, пока существуют данные, предназначенные для передачи. Передача по каналу передачи данных обратной линии обрабатывается в двух разных режимах:

Автономная передача: Этот случай используется для трафика, требующего небольшую задержку. Мобильной станции предоставляется возможность для немедленной передачи вплоть до некоторых скоростей передачи, определенных обслуживающей базовой станцией (т.е. базовой станцией, в которую мобильная станция направляет свой индикатор качества канала (CQI)). Обслуживающая базовая станция также называется планирующей базовой станцией или разрешающей базовой станцией. Максимальная допустимая скорость передачи для автономной передачи может быть указана обслуживающей базовой станцией динамически исходя из нагрузки на систему, загрузки и т.д.

Запланированная передача: Мобильная станция посылает оценку размера ее буфера, доступную мощность и, возможно, другие параметры. Базовая станция определяет, когда мобильной станции предоставить возможность для передачи. Задача планировщика заключается в ограничении количества одновременных передач, таким образом уменьшая помехи между мобильными станциями. Планировщик может пытаться заставить мобильные станции в областях между сотами передавать на относительно низких скоростях, таким образом уменьшая помехи соседним сотам, и жестко управлять RoT, сохраняя качество голосовых данных в R-FCH, обратную связь DV по R-CQICH и подтверждения (R-ACKCH), а также стабильность системы.

Различные варианты осуществления, подробно изложенные в настоящем описании, содержат одну или несколько отличительных особенностей, разработанных для улучшения производительности, пропускной способности и общей производительности системы обратной линии беспроводной коммуникационной системы. Только с целью иллюстрации описана часть системы 1xEV-DV, относящаяся к данным, в частности оптимизация передачи различными мобильными станциями по обратному дополнительному расширенному каналу (R-ESCH). Различные каналы прямой и обратной линий, использованные в одном или нескольких иллюстративных вариантах осуществления, описаны в этой секции более подробно. Обычно эти каналы представляют собой подмножество каналов, используемых в коммуникационной системе.

На Фиг.4 показан иллюстративный вариант осуществления сигналов данных и управления для обмена данными по обратной линии. Мобильная станция 106 показана как выполняющая обмен данными по разным каналам, причем каждый канал соединен с одной или несколькими базовыми станциями 104А-104С. Базовая станция 104А отмечена как планирующая базовая станция. Другие базовые станции 104 В и 104С являются частью активного набора мобильной станции 106. Существуют показанные четыре типа сигналов обратной линии и два типа сигналов прямой линии. Они описаны ниже.

R-REQCH

Обратный канал запросов (R-REQCH) используется мобильной станцией для запроса из планирующей базовой станции передачи данных по обратной линии. В иллюстративном варианте осуществления запросы предназначены для передачи по R-ESCH (более подробно описано ниже). В иллюстративном варианте осуществления запрос по R-REQCH включает в себя отношение Т/Р, которое может поддерживать мобильная станция, изменяемое согласно изменяющимся условиям канала, размер буфера (т.е. количество данных, ожидающих передачи). Запрос может также назначать качество услуг (QoS) для данных, ожидающих передачи. Следует отметить, что мобильная станция может иметь один уровень QoS, назначенный для мобильной станции, или, в качестве альтернативы, различные уровни QoS для различных типов опций услуг. Протоколы более высокого уровня могут указывать на QoS или другие требуемые параметры (такие, как требования времени ожидания или производительности) для различных услуг передачи данных. В альтернативном варианте осуществления обратный выделенный канал управления (R-DCCH), используемый в сочетании с другими сигналами обратной линии, такими как обратный основной канал (R-FCH) (используемый, например, для услуги передачи голоса), может быть использован для переноса запросов доступа. Обычно запросы доступа могут быть описаны как содержащие логический канал, т.е. обратный канал планирования запроса (r-srch), который может быть отображен в любом существующем физическом канале, таком как R-DCCH. Иллюстративный вариант осуществления является обратно совместимым с существующими системами CDMA, такими как версия С cdma2000®, и R-REQCH представляет собой физический канал, который может быть применен в отсутствии либо R-FCH, либо R-DCCH. Для ясности, термин R-REQCH используется для описания канала запроса доступа в вариантах осуществления, изложенных в настоящем описании, хотя специалисты в данной области техники легко могут распространить эти принципы на любой тип системы запроса доступа, если канал запроса доступа является логическим или физическим. R-REQCH при необходимости может быть отключен до тех пор, пока не потребуется запрос, таким образом уменьшая помехи и сохраняя пропускную способность системы.

В иллюстративном варианте осуществления R-REQCH имеет 12 входных битов, которые состоят из нижеследующих: 4 бита для определения максимального отношения Т/Р, которое может поддерживать мобильная станция, 4 бита для определения количества данных в буфере мобильной станции и 4 бита для определения QoS. Специалистам в данной области техники следует принять во внимание, что в альтернативные варианты осуществления может быть включено любое количество битов и различные другие поля.

F-GCH

Прямой канал разрешения (F-GCH) передается из планирующей базовой станции в мобильную станцию. F-GCH может состоять из множества каналов. В иллюстративном варианте осуществления общий канал F-GCH применяют для выдачи общих разрешений и один или несколько индивидуальных каналов F-GCH используются для выдачи индивидуальных разрешений. Разрешения выдаются планирующей базовой станцией в ответ на один или несколько запросов из одной или нескольких мобильных станций на их соответствующих R-REQCH. Каналы разрешения могут быть обозначены как GCH, где подстрочный индекс х указывает номер канала. Номер 0 канала может быть использован для указания общего канала разрешения. Если применяется N индивидуальных каналов, то подстрочный индекс х может находиться в пределах от 1 до N.

Индивидуальное разрешение может быть выдано для одной или нескольких мобильных станций, каждое из которых дает одобрение для указанной мобильной станции на передачу по R-ESCH в определенном отношении Т/Р или ниже. Выдача разрешений прямой линии естественным образом приводит к появлению служебной информации, на которую расходуется некоторая часть пропускной способности прямой линии. Различные опции для уменьшения служебной информации, связанной с разрешениями, подробно изложены в настоящем описании, а другие опции являются очевидными специалистам в данной области техники с учетом сведений, изложенных в настоящем описании.

Предполагается, что мобильные станции могут соответствовать таким, которые испытывают изменение канала качества. Таким образом, например, хорошая геометрия мобильной станции с хорошим каналом прямой и обратной линий может требовать относительно низкий уровень мощности для сигнала разрешения и, скорее всего, может иметь высокую скорость передачи данных и, следовательно, является желательной для индивидуального разрешения. Плохая геометрия мобильной станции, или влияния на нее глубокого замирания, может требовать значительно большего уровня мощности для надежного получения индивидуального разрешения. Такая мобильная станция не может быть наилучшим кандидатом для индивидуального разрешения. Общее разрешение для такой мобильной станции, более подробно описанное ниже, может быть менее затратным в смысле служебной информации прямой линии.

В иллюстративном варианте осуществления несколько индивидуальных каналов F-GCH применяются для предоставления соответствующего количества индивидуальных разрешений в конкретный период времени. Каналы F-GCH мультиплексируются с кодовым разделением. Это упрощает возможность передачи каждого разрешения на уровне мощности, требуемом для достижения только конкретной мобильной станции. В альтернативном варианте осуществления единичный индивидуальный канал разрешения может быть использован с количеством индивидуальных разрешений с временным мультиплексированием. Для изменения мощности каждого разрешения на индивидуальном F-GCH с временным мультиплексированием могут вводить дополнительные уровни сложности. Любой способ передачи сигналов для доставки общего или индивидуального разрешений может быть применен в объеме настоящего изобретения.

В некоторых вариантах осуществления применяется относительно большое количество индивидуальных каналов разрешения (т.е. F-GCH), это может быть использовано для предоставления относительно большого количества индивидуальных разрешений в один момент времени. В таком случае может быть необходимым ограничить количество индивидуальных каналов разрешения, которые каждая мобильная станция должна отслеживать. В одном иллюстративном варианте осуществления определены различные подмножества общего количества индивидуальных каналов разрешения. Каждой мобильной станции назначают подмножество каналов индивидуальных разрешений для отслеживания. Это позволяет мобильной станции снизить сложность обработки и, соответственно, уменьшить затраты мощности. Компромисс заключается в гибкости планирования, поскольку планирующая базовая станция может быть неспособной независимо назначать наборы индивидуальных разрешений (например, все индивидуальные разрешения не могут быть сделаны для членов отдельной группы, поскольку эти члены согласно разработке не отслеживают один или несколько каналов индивидуальных разрешений). Следует отметить, что такая потеря гибкости не приводит с необходимостью к потере пропускной способности. Для иллюстрации рассмотрим пример, включающий четыре канала индивидуальных разрешений. Четные мобильные станции могут быть назначены для отслеживания первых двух каналов разрешений, а нечетные мобильные станции могут быть назначены для отслеживания последних двух каналов разрешений. В другом примере подмножества могут перекрываться, например четные мобильные станции, отслеживающие первые три канала разрешений, и нечетные мобильные станции, отслеживающие последние три канала разрешений. Очевидно, что планирующая базовая станция не может произвольно назначить четыре мобильные станции из любой одной группы (четной или нечетной). Эти примеры являются только иллюстративными. Любое количество каналов с любой конфигурацией наборов может быть использовано в объеме настоящего изобретения.

Оставшимся мобильным станциям, выполнившим запрос, но не получившим индивидуального разрешения, может быть дано одобрение на передачу по R-ESCH, используя общее разрешение, которое устанавливает максимальное отношение Т/Р, которое каждая из оставшихся мобильных станций должна соблюдать. Общий F-GCH также может быть назван прямым каналом общего разрешения (F-CGCH). Мобильная станция отслеживает один или несколько каналов индивидуальных разрешений (или его подмножество), а также общий F-GCH. Кроме случая, когда мобильная станция получила индивидуальное разрешение, мобильная станция может передавать, если выдано общее разрешение. Общее разрешение указывает максимальное отношение Т/Р, при котором оставшиеся мобильные станции (мобильные станции общего разрешения) могут передавать данные с конкретным типом QoS.

В иллюстративном варианте осуществления каждое общее разрешение является действительным для нескольких интервалов передачи подпакетов. После приема общего разрешения мобильная станция, которая послала запрос, но не получила индивидуального разрешения, может начать передачу одного или нескольких кодированных пакетов в последующие интервалы передачи. Информация о разрешении может быть повторена много раз. Это позволяет общему разрешению быть переданным при более низком уровне мощности относительно индивидуального разрешения. Каждая мобильная станция может объединить запас энергии из множества передач для надежного декодирования общего разрешения. Следовательно, общее разрешение может быть выбрано для мобильных станций с плохой геометрией, например, где индивидуальное разрешение считается достаточно затратным в терминах пропускной способности прямой линии. Однако общее разрешение все еще требует служебной информации, и различные способы для уменьшения такой служебной информации более подробно рассмотрены ниже.

F-GCH посылается базовой станцией в каждую мобильную станцию, которую базовая станция планирует для передачи нового пакета R-ESCH. Он также может быть послан во время передачи или повторной передачи кодированного пакета для того, чтобы заставить мобильную станцию модифицировать отношение Т/Р своей передачи для последующих подпакетов кодированного пакета в случае, когда управление загрузкой станет необходимым.

Подробное описание ниже представляет собой примеры таймирования, включая различные варианты осуществления с требованиями для взаимодействия запросов доступа и разрешений любого типа (индивидуальных или общих). Дополнительно, более подробно ниже описаны способы уменьшения количества разрешений и, таким образом, связанной служебной информации, а также управления загрузкой.

В иллюстративном варианте осуществления общее разрешение состоит из 12 битов, включая поле 3-х битного типа для указания формата следующих девяти битов. Оставшиеся биты указывают максимально допустимое отношение Т/Р для 3 классов мобильных станций, как определено в поле типа, с 3-я битами, указывающими максимально допустимое отношение Т/Р для каждого класса. Классы мобильных станций могут быть основаны на требованиях QoS или других критериях. Предусмотрены различные другие форматы общего разрешения, и они являются очевидными для специалистов в данной области техники.

В иллюстративном варианте осуществления индивидуальное разрешение состоит из 12 битов, включающих в себя: 11 битов для указания ИД мобильной станции и максимального допустимого отношения Т/Р для мобильной станции, имеющей разрешение на передачу, или для явной сигнализации мобильной станции для изменения ее максимального допустимого отношения Т/Р, включая установку максимального допустимого отношения Т/Р в 0 (т.е. мобильная станция не передает R-ESCH). Биты определяют ИД мобильной станции (одно из 192 значений) и максимальное допустимое отношение Т/Р (один из 10 значений) для указанной мобильной станции. В альтернативном варианте осуществления 1 бит долговременного разрешения может быть установлен для указанной мобильной станции. Если бит долговременного разрешения установлен в единицу, мобильной станции разрешена передача относительно большого фиксированного заданного количества (которое может быть обновлено при помощи сигнализации) пакетов по этому каналу ARQ. Если бит долговременного разрешения установлен в ноль, мобильной станции разрешена передача одного пакета. Мобильной станции может быть дано указание остановить свою передачу R-ESCH, определяя нулевое отношение Т/Р, и это может быть использовано для выдачи сигнала в мобильную станцию для остановки ее передачи по R-ESCH на период передачи одного подпакета единичного пакета, если бит долговременного разрешения сброшен, или на более длинный период, если бит долговременного разрешения установлен.

R-PICH

Обратный канал пилот-сигнала (P-PICH) передается из мобильной станции в базовую станцию в активном наборе. Мощность в R-PICH может быть измерена в одной или нескольких базовых станциях для использования при управлении мощностью обратной линии. Как известно в данной области техники, пилот-сигналы могут быть использованы для обеспечения измерений амплитуды и фазы для использования в когерентной демодуляции. Как описано выше, величина мощности передачи, доступная мобильной станции (либо ограниченная планирующей базовой станцией, либо внутренними ограничениями усилителя мощности мобильной станции), разделяется между каналом пилот-сигнала, каналом или каналами трафика и каналами управления. Дополнительная мощность пилот-сигнала может быть необходима для более высоких скоростей передачи данных и форматов модуляции. Для упрощения использования R-PICH для управления мощностью и для исключения некоторых проблем, связанных с мгновенными изменениями в требуемой мощности пилот-сигнала, может быть выделен дополнительный канал для использования в качестве дополнительного или вторичного пилот-сигнала. Хотя обычно пилот-сигналы передают, используя известные последовательности данных, как изложено в настоящем описании, информация, несущая сигнал, также может быть применима для использования при генерации референсной информации для демодуляции. В иллюстративном варианте осуществления R-RICH (подробно описано ниже) используется для переноса требуемой дополнительной мощности пилот-сигнала.

R-RICH

Обратный канал индикатора скорости (R-RICH) используется мобильной станцией для указания формата передачи по обратному каналу трафика, R-ESCH. R-RICH содержит 5-ти битные сообщения. Ортогональное блочное кодирование отображает каждую 5-ти битную входную последовательность в 32-х символьную ортогональную последовательность. Например, каждая 5-ти битная последовательность может быть отображена в различные коды Уолша длиной 32. Блок повторения последовательности повторяет последовательность 32-х символов три раза. Блок повторения битов предоставляет на его входе выходной бит, повторенный 96 раз. Блок выбора последовательности выбирает между двумя входами и пропускает данный вход на выход. Сигналы на выход блока повторения битов проходят без изменений. Для всех других скоростей сигналы на выход блока повторения последовательности проходят без изменений. Блок точечного отображения сигнала отображает входной бит 0 в +1, а входной бит 1 в -1. После блока точечного отображения сигнала находится блок расширения Уолша. Блок расширения Уолша расширяет каждый входной символ до 64 элементарных сигналов. Каждый входной символ умножается на код Уолша W(48, 64). Код Уолша W(48, 64) представляет собой код Уолша длиной 64 элементарных сигнала и с индексом 48. TIA/EIA IS-2000 предоставляет таблицы декодирования кодов Уолша различной длины.

Специалистам в данной области техники следует принять во внимание, что такая структура канала представляет собой только один из примеров. Различные другие виды кодирования, повторения, перемежения, точечного отображения сигнала или параметры кодирования Уолша могут быть использованы в альтернативных вариантах осуществления. Также могут использоваться дополнительные способы кодирования и форматирования, хорошо известные в данной области техники. Такие модификации попадают в объем настоящего изобретения.

R-ESCH

Обратный дополнительный расширенный канал (R-ESCH) используется в качестве канала трафика данных обратной линии в иллюстративном варианте осуществления, изложенном в настоящем описании. Любое количество скоростей передачи и форматов модуляции может быть применено для канала R-ESCH. В иллюстративном варианте осуществления R-ESCH имеет нижеследующие свойства: поддерживаются повторные передачи на физическом уровне. Для повторных передач, если первый код представляет собой код скорости, повторная передача использует код скорости и используется объединение энергии. Для повторных передач, если первый код имеет скорость выше, чем используют инкрементальную избыточность. Базовый код представляет собой код скорости 1/5. В качестве альтернативы во всех случаях также может быть использована инкрементальная избыточность.

Гибридный автоматический-запрос-на-повторение (HARQ) поддерживается как для автономного, так и для запланированного пользователей, оба из которых могут получить доступ R-ESCH.

Для случая, в котором первый код представляет собой код скорости, кадр кодируется как код скорости и кодированные символы делятся на две равные части. Первую половину символов посылают в первой передаче, вторую половину символов посылают во второй передаче, затем первую половину в третьей передаче и т.д.

Синхронная работа множества ARQ может поддерживаться фиксированным таймированием между передачами: может быть предоставлено фиксированное количество подпакетов между последовательными подпакетами одного и того же пакета. Также позволены чередуемые передачи. В качестве примера, для 5 мсек кадров могут поддерживаться 4 канала ARQ с задержкой 3 подпакета между подпакетами.

В таблице перечислены скорости данных для обратного дополнительного расширенного канала. Описан 5 мсек размер подпакета и разработаны сопутствующие каналы, подходящие для такого выбора. Также могут быть выбраны другие размеры подпакетов, как это очевидно специалистам в данной области техники. Референсный уровень пилот-сигнала для таких каналов не регулируется, т.е. базовая станция имеет гибкость выбора Т/Р для достижения данной рабочей точки. Такое максимальное значение Т/Р передается при помощи сигнализации по прямому каналу разрешения. Мобильная станция может использовать более низкое Т/Р, если она превышает мощность передачи, позволяя HARQ удовлетворить требуемое QoS. Сообщения сигнализации уровня 3 также могут быть переданы по R-ESCH, позволяя системе работать без R-FCH и/или R-DCCH.

В иллюстративном варианте осуществления турбокодирование используется для всех скоростей. С кодированием R=1/4 используется перемежение, аналогичное текущей обратной линии cdma2000. С кодированием R=1/5 используется перемежение, аналогичное прямому каналу пакетных данных cdma2000.

Количество битов на пакет кодера включает в себя биты CRC и 6 хвостовых битов. Для пакета кодера размером 192 бита используется 12-ти битный CRC; иначе используется 16-ти битный CRC. Предполагается, что 5 мсек слоты должны быть разделены интервалом по 15 мсек, чтобы предоставить время для ответов ACK/NAK. Если получен АСК, оставшиеся слоты пакета не передаются.

5 мсек продолжительность подпакета и связанные параметры, только что описанные, служат только в качестве примера. Любое количество комбинаций скоростей, форматов, операций повторения подпакета, продолжительность подпакета и т.д. очевидны специалистам в данной области техники с учетом сведений, изложенных в настоящем описании. Может быть использован альтернативный 10 мсек вариант осуществления, использующий 3 ARQ канала. В одном из вариантов осуществления выбирают продолжительность единичного подпакета или размер кадра. В альтернативном варианте осуществления система может поддерживать множество продолжительностей кадров.

F-CACKCH

Прямой общий канал подтверждения, или F-CACKCH, используется базовой станцией для подтверждения правильного приема R-ESCH, а также для продления существующего разрешения. Подтверждение (АСК) по F-CACKCH указывает на правильный прием подпакета. Нет необходимости в дополнительной передаче такого подпакета мобильной станцией. Отрицательное подтверждение (NAK) по F-CACKCH предоставляет возможность мобильной станции передать следующий подпакет до максимально разрешенного количества подпакетов на пакет. Третья команда ACK-and-Continue предоставляет возможность базовой станции подтвердить успешный прием пакета и в то же самое время позволяет мобильной станции передавать, используя разрешение, которое привело к успешно переданному пакету. В одном из вариантов осуществления F-CACKCH использует значения +1 для символов АСК, символы НОЛЬ для NAK символов, и значения -1 для символов ACK-and-Continue. В различных вариантах осуществления, более подробно описанных ниже, на F-CACKCH может поддерживаться до 96 ИД мобильных станций. Дополнительные F-CACKCH могут быть использованы для поддержки дополнительных ИД мобильных станций.

Амплитудная манипуляция (т.е. передача NAK отсутствует) по F-CACKCH предоставляет возможность базовым станциям (особенно непланирующим базовым станциям) опцию не передачи АСК, если затраты (требуемая мощность) выполнения этого являются слишком высокими. Это предоставляет возможность базовой станции выполнить согласование между пропускной способностью прямой линии и обратной линии, поскольку правильно принятый пакет, который не сопровождается подтверждением АСК, скорее всего, вызовет повторную передачу в более поздний момент времени.

Кодер Адамара является одним из примеров кодера для отображения в набор ортогональных функций. Могут быть использованы различные другие способы. Например, код Уолша или другие аналогичные коды, корректирующие ошибки, могут быть использованы для кодирования информационных битов. Различные пользователи могут вести передачи на разных уровнях мощности, если каждый независимый подканал имеет независимое усиление канала. F-CACKCH переносит один выделенный трехзначный флаг на каждого пользователя. Каждый пользователь отслеживает F-CACKCH из всех базовых станций в своем активном наборе (или в качестве альтернативы, сигнализация может определить уменьшенный активный набор для уменьшения сложности).

В различных вариантах осуществления каждый из двух каналов покрывают покрывающей последовательностью Уолша из 128-ми элементарных сигналов. Один канал передают по каналу I, а другой канал передают по каналу Q. Другие варианты осуществления F-CACKCH используют единичную покрывающую последовательность Уолша из 128-ми элементарных сигналов для поддержания до 192 мобильных станций одновременно. Этот подход использует 10 мсек продолжительность для каждого трехзначного флага.

Существует несколько способов работы канала АСК. В одном из вариантов осуществления он может функционировать таким образом, что для АСК передается “1”. Отсутствие передачи подразумевает NAK или состояние “выключен”. Передача “-1” означает ACK-and-Continue, т.е. для мобильной станции повторяется одно и то же разрешение. Это экономит объем служебной информации для нового канала разрешения.

Подводя итог, если мобильная станция имеет пакет для передачи, который требует использования R-ESCH, она посылает запрос по R-REQCH. Базовая станция может ответить разрешением, используя F-CGCH или F-GCH. Однако такая операция является несколько дорогостоящей. Для уменьшения служебной информации прямой линии F-CACKCH сможет послать флаг “ACK-and-Continue”, который продлит существующее разрешение с более низкими затратами планирующей базовой станции. Этот способ работает как для индивидуального, так и для общего разрешений. ACK-and-Continue используется для разрешающей базовой станции и продлевает текущее разрешение на еще один пакет кодера по тому же самому каналу ARQ.

Следует отметить, что, как показано на Фиг.4, не каждой базовой станции в активном наборе требуется посылать назад F-CACKCH. Набор базовых станций, посылающих F-CACKCH при мягком переключении обслуживания, может представлять собой подмножество активного набора. Иллюстративные способы для передачи F-CACKCH раскрыты в совместно поданной заявке на патент США №10/611,333, озаглавленной “Code Division Multiplexing Commands on a Code Division Multiplexed Channel”, поданной 30 июня, 2003 г., права на которую принадлежат правообладателю настоящего изобретения (далее 'ААА заявка).

F-CPCCH

Прямой общий канал мощности (F-CPCCH) используется для управления мощностью различных каналов обратной линии, включая R-ESCH, если отсутствуют F-FCH и F-DCCH. При назначении канала мобильной станции назначается канал управления мощностью обратной линии. F-CPCCH может содержать несколько подканалов управления мощностью.

F-CPCCH несет подканал управления мощностью, называемый общим подканалом управления загрузкой (F-OLCH). Подканал управления загрузкой обычно имеет скорость 100 бит/сек, хотя могут быть использованы другие скорости. Единичный бит (который для надежности может быть повторен), названный в настоящем описании битом “занято”, в автономном режиме передачи, или в режиме общего разрешения, или и в том и другом случае, указывает мобильным станциям либо на увеличение, либо на уменьшение их скорости. В альтернативном варианте осуществления режим индивидуального разрешения также может быть чувствительным к этому биту. Различные варианты осуществления могут быть использованы с любой комбинацией типов передачи в ответ на F-OLCH (более подробно описано ниже). Это может быть сделано вероятностным способом или детерминированным.

В одном из вариантов осуществления установка бита “занято” на '0' указывает, что мобильным станциям следует уменьшить скорость своей передачи в ответ на бит “занято”. Установка бита “занято” на '1' указывает на соответствующее увеличение скорости передачи. Огромное количество других схем передачи сигнала может быть использовано, как очевидно специалистам в данной области техники, и различные альтернативные варианты осуществления более подробно описаны ниже.

Во время назначения канала для таких конкретных каналов управления мощностью назначается мобильная станция. Канал управления мощностью может управлять мобильными станциями в системе, или, в качестве альтернативы, различные подмножества мобильных станций могут быть управляемыми одним или несколькими каналами управления мощностью. Следует отметить, что использование такого конкретного канала для управления загрузкой является только примером. Способы, изложенные в настоящем описании, могут быть использованы с любыми другими средствами для передачи сигнала, как более подробно будет описано ниже.

Иллюстративные варианты управления загрузкой

Суммируя различные отличительные особенности, приведенные выше, мобильные станции авторизуются для выполнения автономной передачи, которая, хотя возможно ограничена производительностью, предоставляет возможность малой задержке. В таком случае мобильная станция может передавать без запроса вплоть до максимального значения отношения Т/Р R-ESCH или T/PMax_auto, которые могут быть установлены и отрегулированы базовой станцией при помощи сигнализации.

Планирование определяется одной или несколькими планирующими базовыми станциями, и выделение пропускной способности обратной линии производят при помощи разрешений, передаваемых по F-GCH на относительно большой скорости. Таким образом, планирование может применяться для жесткого управления нагрузкой на обратную линию и таким образом защищает качество голосовых данных (R-FCH), обратную связь DV (R-CQICH) и подтверждение DV (R-ACKCH).

Индивидуальное разрешение позволяет более полное управление передачей мобильных станций. Мобильные станции могут быть выбраны на основании геометрии и QoS для максимизации производительности, при этом поддерживая требуемые уровни услуги. Общее разрешение предоставляет возможность для эффективного уведомления, особенно для мобильных станций с плохой геометрией.

Канал F-CACKCH может посылать команды “ACK-and-Continue”, которые продлевают существующие разрешения с низкими затратами. Это работает как с индивидуальными разрешениями, так и с общими разрешениями. Различные варианты осуществления и способы планирования, разрешения и передачи по разделяемому ресурсу, такому как обратная линия 1xEV-DV, раскрыты в совместно поданной заявке на патент США №ХХ/ХХХ,ХХХ (индекс патентного поверенного №030239), озаглавленной “Scheduled and Autonomous Transmission and Acknowledgement”, поданной 21 августа 2003 г., права на которую принадлежат правообладателю настоящего изобретения и которая включена в настоящее описание во всей своей полноте в качестве ссылки.

На Фиг.5 приведено сравнение уровня мощности R-ESCH с быстрым управлением и без него. Во время передачи по R-ESCH каждая мобильная станция передает в соответствии со скоростью, разрешенной по R-GCH (т.е. индивидуальное разрешение), или R-CGCH (т.е. общее разрешение), или передает автономно. Мобильная станция может передавать вплоть до максимальной скорости, которая разрешена. Если R-ESCH, который мобильная станция использует, назначил подканал уровня загрузки (F-OLCH), то мобильная станция регулирует скорость передачи, основываясь на битах, которые получены в подканале управления загрузкой.

Существует множество способов реализовать это. Если все мобильные станции разделены на три класса: автономные, с общим разрешением или индивидуально разрешенные, то такие каналы могут быть применимыми ко всем пользователям, только в одном классе пользователей или для любых двух классов пользователей в зависимости от уровня, требуемого для управления.

Если мобильные станции, управляемые F-CGCH, изменяют скорость вероятностно, может отсутствовать необходимость в добавлении дополнительного бита в F-CPCCH. Такая информация (т.е. бит “занято”) может быть послана по F-CGCH. Отсутствие бита “занято” может быть интерпретировано мобильной станцией в качестве разрешения на увеличение допустимой максимальной скорости. В качестве альтернативы, мобильным станциям также может быть предоставлена возможность выполнять увеличение вероятностно. Различные примеры более подробно представлены ниже.

На фиг.6 изображен способ 600 управления загрузкой, который может выполняться в базовой станции. Процесс начинается на этапе 610, на котором обслуживающая станция, например базовая станция 104, выделяет ресурсы и выдает разрешения, если это необходимо, для одной или нескольких мобильных станций. Выделенные ресурсы могут быть частью разделяемого коммуникационного ресурса, как описано выше. Выделение может быть рассчитано с использованием любых запросов для принятой передачи, а также ожидаемого количества автономных передач, которые могут быть основаны на статистических моделях, количестве мобильных станций, зарегистрированных в зоне покрытия базовой станции, прошедшей автономной передаче и т.п. Для одной или нескольких мобильных станций могут быть выделены индивидуальные и/или общие разрешения, и поученные сообщения могут быть переданы в эти мобильные станции, как описано выше.

На этапе 620 базовая станция измеряет нагрузку на систему. Нагрузка на систему может быть следствием предыдущего распределения ресурсов, такого который описан в отношении этапа 610, а также автономной передачи. Нагрузка на систему может быть больше или меньше, чем ожидалось, когда выполнялось предыдущее распределение ресурсов. Например, ожидаемое количество автономных передач может быть больше, чем, или меньше, чем количество реальных автономных передач. Другие факторы, такие как изменения состояний каналов, пропущенный запрос мобильной станции (и последующая передача такой мобильной станцией в ответ на общее разрешение) и другие факторы, могут быть причиной того, что измеренная нагрузка на систему будет больше или меньше, чем требуется базовой станции в данный момент времени. Один или несколько источников изменений представляют собой изменение в помехах других сот, которые изменяются непредсказуемо. Базовая станция часто использует запас для учета такого непредсказуемого поведения.

На этапе 630 принятия решения, основываясь на текущих измеренных условиях, если базовая станция решила, что система превышает требуемую нагрузку на разделяемые ресурсы (в этом иллюстративном варианте осуществления R-ESCH), происходит переход на этап 640. В противном случае происходит возврат на этап 610 для повторного выделения ресурсов для следующего временного периода. Если предъявлен ранее предъявленный сигнал “занято”, он может быть отклонен. На этапе 640, если система определена как “занято”, предъявляется сигнал “занято” для указания на необходимость уменьшения нагрузки. Условие “занято” для мобильных станций может быть указано любым из множества способов. В одном из вариантов осуществления, как описано выше, бит “занято” устанавливают на F-OLCH. Этот канал мультиплексируют в F-CPCCH. В другом варианте осуществления F-OLCH может быть мультиплексирован в другой канал способом CDM в CDM или может представлять собой отдельный физический канал, как описано в вышеуказанной заявке 'ААА. Мобильные станции в системе могут ответить на предъявленный сигнал “занято” множеством способов. Иллюстративные варианты осуществления более подробно описаны ниже.

На Фиг.7 показан обобщенный способ 700 управления загрузкой, выполняемый в мобильной станции. Процесс начинается на этапе 710 принятия решения, если система идентифицирована как “занято”, используя любой способ передачи сигнала, описанный выше, такой как бит “занято” или сигнал “занято”, мобильная станция переходит к этапу 720 и уменьшает свою скорость (могут быть ограничения относительно того, когда и как уменьшить скорость, примеры более подробно описаны ниже). Например, мобильные станции, принимающие сигнал “занято”, могут уменьшить свою скорость одновременно снижением фиксированной скорости, используя вероятностный способ для определения, уменьшить или нет, используя вероятностный способ для определения насколько сильно уменьшить скорость, и т.д. Значения уменьшения скорости могут задаваться или обновляться во время коммуникационной сессии с использованием передачи сигнала. Различные мобильные станции могут использовать различные механизмы для определения, как уменьшить свою скорость. Например, мобильные станции с более высоким назначением QoS могут иметь меньшую вероятность уменьшения или уменьшения на меньшую величину, чем мобильные станции с относительно более низким назначением QoS. Следует отметить, что мобильная станция, передающая по индивидуальному или общему разрешению, может изменять свою скорость передачи в ответ на сигнал “занято” так же, как и мобильная станция, передающая автономно. Любой подкласс мобильных станций может быть запрограммирован для ответа на сигнал “занято” способом, отличным от используемого другим подклассом. Например, индивидуальные разрешения могут не быть предназначенными для уменьшения, в то время как общее разрешение может быть предназначено для этого. Или оба типа могут быть предназначены для уменьшения на различных уровнях. Назначения QoS могут определять различные подклассы. Или каждой мобильной станции могут быть указаны ее собственные уникальные параметры для ответа на сигнал “занято” с контрмерами управления загрузкой. Существует огромное количество комбинаций, некоторые из которых описаны в иллюстративных вариантах осуществления ниже, которые, как очевидно специалистам в данной области техники, входят в объем настоящего изобретения.

Если не предъявлен сигнал “занято” на этапе 710 принятия решения, происходит переход на этап 730 и передача на установленной скорости. Эта скорость может быть определена различными способами. Скорость может быть передана в виде сигнала с использованием общего или индивидуального разрешения или может быть скоростью, указанной как максимальная скорость для автономной передачи. Любая из этих иллюстративных скоростей может быть уменьшена, как уже описано, в предыдущей итерации способа 700, и, таким образом, установленная скорость отражает это уменьшение. Ранее уменьшенная скорость может быть увеличена после того, как сигнал “занято” не будет больше предъявляться, либо на детерминированную, либо на вероятностную величину.

Примеры более подробно описаны ниже.

Следует отметить, что в общем случае механизмы предоставления общего или индивидуального разрешения также могут быть использованы для управления загрузкой. Например, общее разрешение может быть повторенным на более низкой скорости. Или может быть послана команда АСК (но не Continue) с последующим более низким индивидуальным разрешением в соответствующую мобильную станцию. Аналогично, максимальная скорость автономной передачи может быть отрегулирована при помощи сигнализации. Эти способы требуют относительно большего количества служебной информации, чем установка бита “занято”, с потенциально более длинным временем ожидания ответа. Таким образом, установка бита “занято” позволяет обслуживающей базовой станции работать при помощи временного увеличения при нагрузке на систему без необходимости повторного разрешения. Тем не менее, выборочное повторное разрешение (или повторное удаление предыдущих разрешений, т.е. отправка АСК вместо ACK-and-Continue), как описано выше, может быть использовано совместно с битом “занято”, как очевидно специалистам в данной области техники.

На фиг.8 показан способ 800 управления загрузкой с набором ограничений скоростей. Процесс начинается на этапе 810 принятия решения, где, если предъявлен сигнал “занято”, происходит переход на этап 820 принятия решения. Если сигнал “занято” не предъявлен, происходит переход на этап 840 принятия решения. На этапе 840 принятия решения, если мобильная станция передает на максимально доступной скорости, происходит переход на этап 860 для продолжения передачи на текущей скорости. Максимально допустимая скорость может зависеть от типа выполняемой передачи. Скорость может быть установлена как определенная индивидуальным разрешением для мобильной станции общим разрешением, на которое мобильная станция может рассчитывать, так и может быть максимально допустимой скоростью для автономной передачи. Если текущая скорость меньше, чем максимально допустимая (например, вследствие предыдущего ответа на состояние “занято”), происходит переход на этап 850 для увеличения данной скорости. Затем происходит переход на этап 860 для передачи на установленной скорости. Иллюстративный способ увеличения и уменьшения скоростей согласно ограничениям по скорости более подробно описан ниже со ссылкой на Фиг.10.

На этапе 810 принятия решения, если предъявлен сигнал “занято”, процесс переходит на этап 820. Если мобильная станция передает на минимально установленной скорости, то процесс переходит на этап 860 для продолжения передачи на этой скорости. Если нет, то происходит переход на этап 830, уменьшает скорость, затем происходит переход на этап 860 и возобновляется передача на отрегулированной скорости. Следует отметить, что уменьшение или увеличение скорости на этапах 830 или 850 соответственно может быть детерминированным или вероятностным.

В альтернативном варианте осуществления подробности не показаны, мобильная станция может начать передачу на скорости, отличной от заданной максимальной скорости. Например, общее разрешение предоставляет возможность для заданной максимальной скорости. Мобильная станция может начать передачу на более низкой скорости, затем увеличивать свою скорость вероятностным или детерминированным способом до тех пор, пока не будет достигнута заданная максимальная скорость, как показано на Фиг.8.

На Фиг.9 показан способ 900 управления загрузкой с использованием трехзначного сигнала “занято”. Например, сигнал занято может содержать одно или три значения, первое значение для указания недогруженных разделяемых ресурсов, или какие скорости можно увеличить, второе значение для указания перегруженных ресурсов, или какие скорости следует уменьшить, и третье значение для указания того, что не требует ни уменьшения, ни увеличения. Трехзначный сигнал, аналогичный F-CACKCH, может быть использован в одном из вариантов осуществления. Увеличение выполняют в виде сигнализации с положительным значением, уменьшение выполняют в виде сигнализации с отрицательным значением, и отсутствие передачи указывает, что не следует выполнять ни уменьшения, ни увеличения. Любой другой многозначный сигнал также может быть использован, как это очевидно специалистам в данной области техники.

Процесс начинается на этапе 910 принятия решения. Если мобильная станция получает значение увеличения в сигнале “занято”, происходит переход на этап 920 и увеличение скорости. Увеличение скорости может быть вероятностным или детерминированным и может включать в себя ограничение максимальной скорости, как описано выше, согласно Фиг.8. Затем мобильная станция передает на установленной скорости на этапе 950. Одна иллюстративная ситуация, в которой увеличение скорости может быть передано при помощи сигнализации, представляет собой следование предыдущему уменьшению скорости, передаваемому при помощи сигнала “занято” для уменьшения загрузки. Если загрузка уменьшена, это может быть полезным для обращения эффектов уменьшения скорости.

Если мобильная станция не приняла значения увеличения в сигнале “занято” на этапе 910 принятия решения, происходит переход на этап 930. Если в сигнале “занято” принято уменьшение, происходит переход на этап 940 и уменьшение скорости. Уменьшение скорости может быть вероятностным и детерминированным и может включать в себя ограничение минимальной скорости, как описано выше, согласно Фиг.8. Затем, на этапе 950, мобильная станция передает на установленной скорости. Сигнал уменьшения скорости может быть использован для уменьшения загрузки на разделяемом ресурсе.

Если мобильной станцией не принято ни уменьшение, ни увеличение, то используется текущая скорость и мобильная станция передает на установленной скорости на этапе 950. После передачи процесс возвращается на этап 910 принятия решения для следующей итерации, в которой может быть передано новое значение в сигнале “занято”.

В альтернативном варианте осуществления, не показан, может быть применен многозначный сигнал “занято” с использованием более трех значений. Дополнительные значения могут указывать изменяющиеся уровни увеличения или уменьшения, и мобильная станция может выполнять увеличение или уменьшение на переменное значение скорости, основываясь на соответствующем принятом сигнале. Например, одно значение может указывать на увеличение доступной максимальной скорости, тогда как другое значение указывает на промежуточное шага увеличения (что, в конечном счете, может быть ограничено максимальной скоростью). Аналогично, третье значение может указывать на шаг уменьшения, тогда как четвертое значение указывает на скорость, которую следует немедленно отрегулировать до минимальной скорости для мобильной станции. Пятое значение при необходимости может указывать на отсутствие регулировки. Огромное количество значений регулировки скоростей в сигнале “занято” может быть легко применено специалистами в данной области техники с учетом сведений, изложенных в настоящем описании.

На Фиг.10 показан вариант осуществления таблицы 1000 скоростей, которая может быть применена с любым способом управления загрузкой. В одном из вариантов осуществления таблица скоростей 1000 может быть размещена в памяти 355, описанной выше. В этом примере таблица 1000 скоростей содержит N поддерживаемых скоростей, где скорость 1 представляет собой наибольшую поддерживаемую скорость, а скорость N представляет собой наименьшую поддерживаемую скорость. Также могут храниться различные параметры, связанные с этими скоростями. Скорости и связанные параметры могут быть отрегулированы при помощи сигнализации, если это необходимо, или могут быть заданными и фиксированными. Таблицы скоростей в различных мобильных станциях могут быть идентичными, но в этом нет необходимости.

В примере по Фиг.10 скорости имеют соответствующие параметры (и для использования для вероятностного увеличения и уменьшения скорости соответственно. Показаны переключения из каждой скорости (кроме минимальной скорости) на более низкую скорость со связанным значением α. Аналогично, показаны переключения из каждой скорости (кроме максимальной скорости) на более высокую скорость со связанным значением β. Если сигнал “занято” указывает на увеличение или уменьшение, мобильная станция будет выполнять переключение на более высокую или более низкую скорость с вероятностью (и β соответственно). Например, если мобильная станция, передающая на скорости 3, принимает сигнал уменьшения, то она будет уменьшать свою скорость и передавать на скорости 4 с вероятностью α3. Она будет продолжать передачу со скоростью 3, несмотря на сигнал увеличения, с вероятностью 1-α3. Аналогично, мобильная станция передает на скорости 3, после получения сигнала увеличения она будет продолжать передачу на скорости 3 с вероятностью 1-3β. Параметр уменьшения (хранится для каждой скорости, кроме минимальной скорости скорости N. Параметр увеличения хранится для каждой скорости, кроме максимальной скорости, скорости 1. Следует отметить, что каждый параметр не должен быть уникальным значением и может быть модифицирован при помощи сигнализации. В одном из примеров параметр вероятности сигнала может быть использован для всех увеличений и уменьшений от любой скорости до более высокой или более низкой скорости соответственно. Или параметр увеличения сигнала может быть использован для всех скоростей и отличающийся параметр уменьшения может быть использован для всех скоростей. Могут быть применены любые комбинации увеличения или уменьшения параметров. Специалистам в данной области техники следует принять во внимание, что требование хранения таблицы 1000 скоростей может быть отрегулировано согласно количеству уникальных параметров. Параметры скорости передачи могут быть использованы совместно с сигналом “занято” для обеспечения управления загрузкой для базовой станции и любого количества мобильных станций, как описано выше.

Также на Фиг.10 показаны различные точки, указывающие ограничения скоростей для использования в вариантах осуществления, таких как примеры, описанные выше. Максимальная скорость является назначаемой. Такая скорость может соответствовать скорости, задаваемой разрешением из мобильной станции, которое может быть индивидуальным разрешением или общим разрешением. Таким образом, максимальная скорость может быть отрегулирована при помощи ряда запросов и разрешений, как описано выше.

Также показанное представляет собой максимальную автономную скорость. Такая скорость может быть отрегулирована при помощи сигнализации. Она может быть одинаковой для всех мобильных станций, или различающиеся классы мобильных станций могут иметь отличающиеся максимальные автономные скорости, основываясь на уровнях QoS. Мобильная станция может знать, передает ли она в ответ на разрешение, либо индивидуальное, либо общее, или она передает автономно. Таким образом, максимальная скорость для любой данной мобильной станции является зависимой от типа передачи, которую она выполняет.

Также может быть идентифицирована минимальная скорость. Это может быть минимальной скоростью, поддерживаемой таблицей 1000, или может быть назначена большая скорость. В одном из вариантов осуществления для автономного режима может быть использована минимальная поддерживаемая скорость, хотя более высокие минимальные скорости используются для передачи в ответ на разрешение. Таким образом, мобильная станция может ограничивать уменьшение своей скорости в ответ на сигнал “занято” для различающихся уровней, основываясь на типе передачи, которую она выполняет. Повторяя это, как описано выше, мобильную станцию можно использовать для ответа на сигнал “занято” для любой передачи (автономной или разрешенной) или подмножества типов возможных передач. Например, индивидуальные разрешения могут быть исключены из управления загрузкой, и мобильная станция может выполнять регулировку скорости в ответ на сигнал “занято” для передач общего разрешения или автономных передач. Таким образом, скорости передачи автономного разрешения могут быть ограничены, например, для таких скоростей между максимальной скоростью и минимальной скоростью. Автономные скорости передачи могут быть ограничены для таких скоростей между минимальной поддерживаемой скоростью (скорость N) и максимальной автономной скоростью (скорость М в этом примере). Регулировка скорости может выполняться с использованием любого способа управления загрузкой, примеры которых описаны выше относительно Фиг.6-9.

Следует отметить, что во всех вариантах осуществления, описанных выше, этапы способа могут быть взаимозаменяемыми без отступления от объема настоящего изобретения. Описания, изложенные здесь, во многих случаях относятся к сигналам, параметрам и процедурам, связанным со стандартом 1xEV-DV, но объем настоящего изобретения по существу этим не ограничивается. Специалисты в данной области техники легко применят принципы настоящего описания к различным другим коммуникационным системам. Эти и другие модификации очевидны специалистам в данной области техники.

Специалисты в данной области техники признают, что информация и сигналы могут представляться с использованием любого из множества различных способов и технологий, например данные, инструкции, команды, информация, сигналы, биты, символы, и чипы, которые могли упоминаться в вышеизложенном описании, могут быть представлены напряжениями, токами, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами или любой их комбинацией.

Специалисты в данной области техники также признают, что различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы и шаги алгоритмов, описанные в связи с вариантами осуществления изобретения, раскрытыми в настоящем описании, могут быть реализованы как электронные аппаратные средства, компьютерные программные средства или их комбинация. Для того чтобы ясно проиллюстрировать указанную взаимозаменяемость аппаратных средств и программных средств, различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и шаги были описаны выше в общем случае в терминах их функциональности. Будет ли указанная функциональность реализована при помощи аппаратных средств или программных средств, зависит от конкретного приложения и конструктивных ограничений, налагаемых на всю систему. Специалисты в данной области техники могут реализовывать указанную функциональность различными способами для каждого конкретного приложения, но такая реализация не должна интерпретироваться как выход за границы объема настоящего изобретения.

Различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы, описанные в связи с вариантами осуществления изобретения, раскрытыми в настоящем описании, могут быть реализованы или исполнены при помощи процессора общего назначения, цифрового сигнального процессора (DSP), заказной интегральной схемы (ASIC), программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA), или другого программируемого логического устройства, дискретных вентилей или транзисторной логики, дискретных аппаратных компонентов или любой их комбинации, разработанной для исполнения функций, изложенных в настоящем описании. Процессор общего назначения может быть микропроцессором, контроллером, микроконтроллером или конечным автоматом. Процессор также может быть реализован как комбинация вычислительных устройств, например комбинация DSP и микропроцессора, множества процессоров, одного или более микропроцессоров в сочетании с ядром DSP или любой другой подобной конфигурации.

Этапы способа, или алгоритма, изложенные в связи с вариантами осуществления изобретения, раскрытыми в настоящем описании, могут быть реализованы непосредственно в виде аппаратных средств, в виде программных модулей, исполняемых процессором, или их комбинации. Программные модули могут находиться в памяти ОЗУ, флэш-памяти, памяти ПЗУ, памяти EPROM, памяти EEPROM, регистрах, жестком диске, съемном диске, CD-ROM или на носителе данных любого другого вида, известного в данной области техники. Иллюстративный носитель данных связан с процессором таким образом, что указанный процессор может считывать информацию и записывать информацию на носитель данных. В качестве альтернативы носитель данных может быть интегрирован в процессор. Процессор и носитель данных могут входить в состав ASIC. ASIC может входить в состав терминала пользователя. В качестве альтернативы процессор и носитель данных могут входить в состав терминала пользователя в виде дискретных компонентов.

Предыдущее описание раскрытых вариантов осуществления настоящего изобретения представлено для того, чтобы дать возможность любому специалисту в данной области техники использовать настоящее изобретение. Для специалистов в данной области техники будут очевидны различные модификации указанных вариантов осуществления настоящего изобретения и общие принципы, определенные в настоящем описании могут применяться в других вариантах осуществления, не выходя за рамки духа и объема настоящего изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не ограничивается вариантами осуществления, приведенными в настоящем описании, но должно соответствовать наиболее широкому объему, совместимому с принципами и новыми отличительными особенностями, раскрытыми в настоящем описании.

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в беспроводных сетях данных для управления загрузкой. В одном из вариантов осуществления базовая станция выделяет разделяемый ресурс, используя комбинацию нулевого или большего количества индивидуальных разрешений и нулевого или большего количества общих разрешений, и генерирует многозначный сигнал "занято" в ответ на условие нагрузки, которая превышает заданный уровень. В другом варианте осуществления подмножество передающих мобильных станций уменьшает свою скорость передачи в ответ на многозначный сигнал "занято". Указанное подмножество может включать в себя автономные передачи, передачи с общим разрешением, передачи с индивидуальным разрешением или любую их комбинацию. В различных вариантах осуществления настройка скорости может быть вероятностной или детерминированной. В одном из вариантов осуществления используется таблица скоростей, и мобильная станция уменьшает или увеличивает скорость передачи от одной скорости в таблице до более низкой или более высокой скорости в таблице соответственно в ответ на многозначный сигнал "занято". Технический результат - эффективное управление загрузкой, не допуская излишних помех и увеличивая производительность. 11 н. и 36 з.п. ф-лы, 10 ил., 1 табл.

1. Устройство базовой станции, выполненное с возможностью работы с множеством удаленных станций, выполненных с возможностью передачи по разделяемому ресурсу, содержащее:
приемник для приема множества запросов доступа на передачу по разделяемому ресурсу от соответствующего множества удаленных станций и для измерения степени использования разделяемого ресурса;
планировщик для выделения части разделяемого ресурса нулевому или большему количеству запрашивающих удаленных станций в ответ на множество запросов доступа, причем выделение содержит ноль или одно общее разрешение доступа для подмножества запрашивающих удаленных станций и для генерации многозначной команды "занято", основываясь, по меньшей мере, частично, на измеренной степени использования упомянутого разделяемого ресурса другими удаленными станциями; и
передатчик для передачи общего разрешения доступа в оставшиеся удаленные станции по одному или нескольким каналам общего разрешения и для передачи сигнала "занято", содержащего одну или несколько команд "занято".

2. Устройство по п.1, в котором:
планировщик дополнительно выполняет выделение, причем выделение дополнительно содержит ноль или большее количество индивидуальных разрешений доступа нулевому или большему количеству запрашивающих удаленных станций; и
передатчик дополнительно передает индивидуальные разрешения доступа в соответствующие удаленные станции по одному или нескольким каналам индивидуального разрешения.

3. Устройство по п.1, дополнительно выполненное с возможностью работы с множеством удаленных станций, оборудованных для автономной передачи по разделяемому ресурсу, используя ограниченную часть разделяемого ресурса без запроса доступа или разрешения доступа, причем:
планировщик вычисляет ожидаемую величину разделяемого ресурса, используемую при автономных передачах, и в соответствии с этим выделяет часть разделяемого ресурса для индивидуальных и общих разрешений доступа.

4. Устройство по п.1, дополнительно выполненное с возможностью работы с одной или несколькими удаленными станциями, передающими при наличии одного или нескольких разрешений доступа, причем указанное устройство дополнительно содержит:
декодер для декодирования одного или нескольких принятых пакетов и определения, декодированы ли указанные один или несколько принятых пакетов без ошибок; и
при этом;
приемник дополнительно принимает один или несколько пакетов данных от одной или нескольких удаленных станций, соответственно;
передатчик дополнительно передает в одну или несколько удаленных станций команду подтверждения и продления разрешения (ACK-and-Continue), соответственно, если соответствующий принятый пакет декодирован без ошибок, и разрешение доступа для соответствующей удаленной станции должно быть продлено; и
планировщик определяет выделение части разделяемого ресурса в соответствии с индивидуальными и общими разрешениями, продленными при помощи одной или нескольких команд ACK-and-Continue.

5. Удаленная станция, содержащая:
буфер данных для приема данных, предназначенных для передачи;
генератор сообщения для генерации сообщения запроса доступа, если буфер данных содержит данные для передачи;
приемник для приема одного или нескольких каналов общего разрешения от базовой станции и для приема многозначного сигнала "занято", основанного, по меньшей мере, частично на измеренной степени использования упомянутого разделяемого ресурса другими удаленными станциями от указанной базовой станции;
декодер сообщения для декодирования разрешения доступа, направленного в удаленную станцию, причем разрешение доступа содержит общее разрешение в одном из указанных одном или нескольких каналах общего разрешения; и
передатчик для передачи сообщения запроса доступа и для передачи данных части данных из буфера данных в ответ на декодированные разрешения доступа в соответствии с принятым многозначным сигналом "занято".

6. Удаленная станция по п.5, в которой:
приемник дополнительно принимает один или несколько каналов индивидуального разрешения от базовой станции; и
декодер сообщения дополнительно декодирует разрешение доступа, дополнительно содержащее индивидуальное разрешение, направленное по одному или нескольким каналам индивидуального разрешения.

7. Удаленная станция по п.5, в которой передатчик дополнительно передает ограниченную часть данных из буфера данных автономно в соответствии с принятым сигналом "занято" и вне зависимости от того, было ли принято или нет разрешение доступа.

8. Удаленная станция по п.5, в которой:
приемник дополнительно принимает команду ACK-and-Continue; и
передатчик передает дополнительную часть данных из буфера данных в ответ на ранее декодированное разрешение доступа и в соответствии с принятым сигналом "занято".

9. Удаленная станция по п.5, в которой передатчик дополнительно передает ограниченную часть данных из буфера данных автономно после приема АСК и в соответствии с сигналом "занято".

10. Удаленная станция по п.5, в которой:
приемник дополнительно принимает команду отрицательного подтверждения NAK; и
передатчик повторно передает часть данных из буфера данных, ранее переданных в ответ на ранее декодированное разрешение доступа, и в соответствии с принятым сигналом "занято".

11. Удаленная станция по п.5, в которой скорость передачи уменьшается в ответ на принятый сигнал "занято".

12. Удаленная станция по п.11, в которой уменьшение является детерминированным.

13. Удаленная станция по п.11, в которой уменьшение является вероятностным.

14. Удаленная станция по п.5, в которой скорость передачи увеличивается в ответ на принятый сигнал "занято".

15. Удаленная станция по п.14, в которой увеличение является детерминированным.

16. Удаленная станция по п.14, в которой увеличение является вероятностным.

17. Удаленная станция по п.5, в которой скорость передачи увеличивается или уменьшается в ответ на принятый сигнал "занято", причем величина увеличения или уменьшения определяется в соответствии с уровнем качества обслуживания QoS услуги.

18. Беспроводная коммуникационная система, содержащая:
множество удаленных станций, причем каждая из подмножества указанного множества удаленных станций передает сообщение запроса доступа, при этом формируется множество сообщений запроса доступа;
базовую станцию для:
приема множества сообщений и запроса доступа;
измерения степени использования разделяемого ресурса;
выделения разделяемого системного ресурса множеству удаленных станций;
передачи нулевого или большего количества индивидуальных разрешений доступа в подмножество запрашивающих удаленных станций, и нулевое или большее количество общих разрешений доступа в оставшиеся запрашивающие удаленные станции; и
передачи многозначного сигнала "занято", если измеренная степень использования превышает заданный порог.

19. Беспроводная коммуникационная система по п.18, в которой запрашивающие удаленные станции принимают передаваемые индивидуальные или общие разрешения доступа и сигнал "занято" и в соответствии с принятым сигналом "занято" передают данные в базовую станцию.

20. Беспроводная коммуникационная система по п.18, в которой подмножество множества удаленных станций передает данные автономно в соответствии с упомянутым переданным сигналом "занято".

21. Способ управления доступом к разделяемому ресурсу, содержащий:
прием множества запросов на передачу по разделяемому ресурсу от соответствующего множества удаленных станций;
выделение части разделяемого ресурса нулевому или большему количеству запрашивающих удаленных станций в ответ на множество запросов доступа,
причем выделение содержит ноль или одно общее разрешение доступа для подмножества запрашивающих удаленных станций;
передачу общего разрешения доступа в оставшиеся удаленные станции по одному или нескольким каналам общего разрешения;
измерение степени использования разделяемого ресурса; и
передачу многозначного сигнала "занято", если измеренная степень использования превышает заданный порог.

22. Способ по п.21, в котором:
выделение дополнительно содержит нулевое или большее количество индивидуальных разрешений доступа нулевому или большему количеству запрашивающих удаленных станций; и
который дополнительно содержит передачу индивидуальных разрешения доступа в соответствующие удаленные станции по одному или нескольким каналам индивидуального разрешения.

23. Способ по п.21, реализованный с возможностью работы с множеством удаленных станций, оборудованных для автономной передачи по разделяемому ресурсу, используя ограниченную часть разделяемого ресурса без запроса доступа или разрешения доступа, способ дополнительно содержащий:
вычисление ожидаемой величины разделяемого ресурса, используемой при автономных передачах, и в ответ на это выделение части разделяемого ресурса для индивидуальных и общих разрешений доступа.

24. Способ по п.21, реализованный с возможностью работы с одной или несколькими удаленными станциями, передающими с одобрения от одного или нескольких разрешений доступа, дополнительно содержащий:
декодирование одного или нескольких принятых пакетов;
определение, декодированы ли указанные один или несколько принятых пакетов без ошибок;
передачу в одну или несколько удаленных станций команды подтверждения и продления разрешения (ACK-and-Continue), соответственно, если соответствующий принятый пакет декодирован без ошибок, и разрешение доступа для соответствующей удаленной станции должно быть продлено; и
при этом выделение части разделяемого ресурса выполняют в соответствии с индивидуальными и общими разрешениями, продленными при помощи одной или нескольких команд ACK-and-Continue.

25. Способ по п.21, в котором сигнал "занято" содержит последовательность команд, причем каждая команда обозначает либо первое значение, указывающее на уменьшение, либо второе значение, указывающее на увеличение.

26. Способ по п.25, в котором последовательность команд дополнительно содержит третье значение, не указывающее ни на уменьшение, ни на увеличение.

27. Способ по п.21, в котором сигнал "занято" содержит последовательность команд, причем каждая команда обозначает одно или несколько значений, указывающих соответственно на одно или несколько уменьшений, причем соответствующие уменьшения указывают на различные величины уменьшения, или на одно или несколько значений, указывающих соответственно на одно или несколько увеличений, причем соответствующие увеличения указывают на различные величины увеличения.

28. Способ по п.27, в котором последовательность команд дополнительно содержит значение, не указывающее ни на уменьшение, ни на увеличение.

29. Способ передачи, содержащий:
прием данных для передачи;
сохранение данных в буфере данных;
генерацию сообщения запроса доступа;
передачу сообщения запроса доступа;
прием одного или нескольких каналов общего разрешения от базовой станции;
декодирование разрешения доступа, содержащее общее разрешение в одном из указанных одном или нескольких каналах общего доступа;
прием многозначного сигнала "занято" основанного, по меньшей мере, частично на измеренной степени использования упомянутого разделяемого ресурса другими удаленными станциями от базовой станции; и
передачу части данных из буфера данных в ответ на декодирование разрешения доступа, адаптированную в соответствии с принятым сигналом "занято".

30. Способ по п.29, дополнительно содержащий:
прием одного или несколько каналов индивидуального разрешения; и
при этом разрешение доступа альтернативно содержит индивидуальное разрешение, направленное по одному из указанных одному или нескольким каналам индивидуального разрешения.

31. Способ по п.29, дополнительно содержащий передачу ограниченной части данных из буфера данных автономно вне зависимости от того, было ли принято или нет разрешение доступа и в соответствии с принятым сигналом "занято".

32. Способ по п.29, дополнительно содержащий:
прием команды ACK-and-Continue; и
передачу дополнительной части данных из буфера данных в ответ на ранее декодированное разрешение доступа, адаптированную к принятому сигналу "занято".

33. Способ по п.29, дополнительно содержащий передачу ограниченной части данных из буфера данных автономно после приема команды подтверждения (АСК), в соответствии с сигналом "занято".

34. Способ по п.29, дополнительно содержащий:
прием команды отрицательного подтверждения (NAK); и
повторную передачу части данных из буфера данных, ранее переданных в ответ на ранее декодированное разрешение доступа, и в соответствии с принятым сигналом "занято".

35. Способ по п.29, в котором скорость передачи уменьшается в ответ на подтверждение в принятом сигнале "занято".

36. Способ по п.35, в котором уменьшение является детерминированным.

37. Способ по п.35, в котором уменьшение является вероятностным.

38. Способ по п.29, в котором скорость передачи увеличивается в ответ на подтверждение в принятом сигнале "занято".

39. Способ по п.38, в котором увеличение является детерминированным.

40. Способ по п.38, в котором увеличение является вероятностным.

41. Способ по п.29, в котором скорость передачи увеличивается или уменьшается в ответ на принятый сигнал "занято", причем величина увеличения или уменьшения определяется в соответствии с уровнем качества обслуживания QoS услуги.

42. Устройство связи, содержащее:
средство для приема множества запросов на передачу по разделяемому ресурсу от соответствующего множества удаленных станций;
средство для выделения части разделяемого ресурса нулевому или большему количеству запрашивающих удаленных станций в ответ на множество запросов доступа, причем выделение содержит ноль или одно общее разрешение доступа для подмножества запрашивающих удаленных станций;
средство для передачи общего разрешения доступа в оставшиеся удаленные станции по одному или нескольким каналам общего разрешения;
средство для измерения степени использования разделяемого ресурса; и
средство для передачи многозначного сигнала "занято", если измеренная степень использования превышает заданный порог.

43. Устройство связи, содержащее:
средство для приема данных для передачи;
средство для сохранения данных в буфере данных;
средство для генерации сообщения запроса доступа;
средство для передачи сообщения запроса доступа;
средство для приема одного или нескольких каналов общего разрешения от базовой станции;
средство для декодирования разрешения доступа, содержащее общее разрешение в одном из указанных одном или нескольких каналах общего доступа;
средство для приема многозначного сигнала "занято" от базовой станции; и
средство для передачи части данных из буфера данных в ответ на декодирование разрешения доступа, адаптированной в соответствии с принятым многозначным сигналом "занято".

44. Беспроводная коммуникационная система, содержащая:
средство для приема множества запросов на передачу по разделяемому ресурсу от соответствующего множества удаленных станций;
средство для выделения части разделяемого ресурса нулевому или большему количеству запрашивающих удаленных станций в ответ на множество запросов доступа, причем выделение содержит ноль или одно общее разрешение доступа для подмножества запрашивающих удаленных станций;
средство для передачи общего разрешения доступа в оставшиеся удаленные станции по одному или нескольким каналам общего разрешения;
средство для измерения степени использования разделяемого ресурса; и
средство для передачи многозначного сигнала "занято", если измеренная степень использования превышает заданный порог.

45. Беспроводная коммуникационная система, содержащая:
средство для приема данных для передачи;
средство для сохранения данных в буфере данных;
средство для генерации сообщения запроса доступа;
средство для передачи сообщения запроса доступа;
средство для приема одного или нескольких каналов общего разрешения от базовой станции;
средство для декодирования разрешения доступа, содержащее общее разрешение в одном из указанных одном или нескольких каналах общего доступа;
средство для приема многозначного сигнала "занято" от базовой станции; и
средство для передачи части данных из буфера данных в ответ на декодирование разрешения доступа, адаптированной в соответствии с принятым многозначным сигналом "занято".

46. Машиночитаемый носитель данных, содержащий инструкции, которые при выполнении их компьютером приводят к выполнению способа управления доступом к разделяемому ресурсу, содержащего следующие этапы:
приема множества запросов на передачу по разделяемому ресурсу от соответствующего множества удаленных станций;
выделения части разделяемого ресурса нулевому или большему количеству запрашивающих удаленных станций в ответ на множество запросов доступа, причем выделение содержит ноль или одно общее разрешение доступа для подмножества запрашивающих удаленных станций;
передачи общего разрешения доступа в оставшиеся удаленные станции по одному или нескольким каналам общего разрешения;
измерения степени использования разделяемого ресурса; и передачи многозначного сигнала "занято", если измеренная степень использования превышает заданный порог.

47. Машиночитаемый носитель данных, содержащий инструкции, которые при выполнении их компьютером приводят к выполнению способа передачи, содержащего следующие этапы:
приема данных для передачи;
сохранения данных в буфере данных;
генерации сообщения запроса доступа;
передачи сообщения запроса доступа;
приема одного или нескольких каналов общего разрешения от базовой станции;
декодирования разрешения доступа, содержащее общее разрешение в одном из указанных одном или нескольких каналах общего доступа;
приема многозначного сигнала "занято" от базовой станции; и передачи части данных из буфера данных в ответ на декодирование разрешения доступа, адаптированной в соответствии с принятым многозначным сигналом "занято".