ПОЛУЧЕНИЕ ДАННЫХ В СИСТЕМАХ МНОЖЕСТВЕННОГО ДОСТУПА С ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ Российский патент 2011 года по МПК H04L27/26 

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки США № 60/839,954, поданной 23 августа 2006 г., под названием "A METHOD AND APPARATUS FOR ACQUISITION IN FDMA SYSTEMS". Данная заявка полностью включена в данный документ посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Следующее описание, в общем, относится к беспроводной связи, и, в частности, к получению данных ячейки и к последовательностям получения информации ячейки с использованием каналов синхронизации и канала широковещательной передачи.

Уровень техники

Системы беспроводной связи широко развернуты для обеспечения передачи контента, такого как голос, видео, данные и так далее. Эти системы могут представлять собой системы множественного доступа, выполненные с возможностью поддержки передачи данных для множества пользователей путем совместного использования доступных ресурсов системы (например, полосы пропускания и мощности передачи). Примеры таких систем множественного доступа включают в себя системы множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), системы множественного доступа с временным разделением (TDMA), системы множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA) и системы ортогонального множественного доступа с частотным разделением каналов (OFDMA). Но независимо от особенностей множества доступных систем беспроводной связи, в каждой из этих систем терминал или беспроводное устройство после включения должно выполнить получение данных ячейки или поиск ячейки для того, чтобы обеспечить возможность работы. Получение данных ячейки представляет собой процедуру, в результате которой терминал приобретает синхронизацию по времени и частоте с сетью, идентификацию ячейки и дополнительную идентификацию важной для работы информации системы, такой как полоса пропускания системы и конфигурация антенны передатчика ячейки.

В беспроводной системе, такой как система долговременного развития третьего поколения (3G LTE), или система развития универсального наземного радиодоступа (E-UTRA), предпочтительные свойства, обеспечивающие улучшенные характеристики связи, такие как присутствие циклического префикса для уменьшения помех между символами при ортогональном мультиплексировании с частотным разделением, и возможность переключения полосы пропускания в нисходящем канале передачи системы (например, в системе 3G LTE можно использовать множество полос пропускания: 1,25 МГц, 1,6 МГц, 2,5 МГц, 5 МГц, 5 МГц, 10 МГц, 15 МГц и 20 МГц), привели к возникновению уникальных сложностей во время первоначального получения данных ячейки. Помимо синхронизации времени, а именно, детектирования границы символа, границы интервала 0,5 мс; границы подкадра 1 мс; границы полурадиокадра 5 мс и границы полного радиокадра 10 мс; и временного интервала передачи широковещательной передачи 40 мс; и синхронизации частоты, в результате чего получают частоту нисходящего канала передачи данных так, что ее можно использовать как опорную частоту для передачи по восходящей линии; существуют такие сложности, как определение полосы пропускания, которую требуется использовать для получения данных ячейки, физических каналов, которые требуется использовать во время получения данных ячейки, и, что еще более важно, информации, которую требуется передавать по этим каналам во время получения данных ячейки. В то время как много работы было посвящено решению каждой из этих проблем, сообщество до настоящего времени лишь в минимальной степени согласилось согласовать протокол получения данных ячейки, который был бы быстрым, надежным и потреблял бы минимальные ресурсы. Поэтому существует потребность в протоколах получения данных ячейки с характеристиками последней.

Раскрытие изобретения

Ниже представлено упрощенное краткое описание изобретения для обеспечения понимания основ некоторых аспектов раскрытых вариантов осуществления. Данное краткое описание не представляет собой широкий обзор и не предназначено ни для идентификации ключевых или критических элементов, ни для ограничения объема таких вариантов осуществления. Его назначение состоит в том, чтобы представить в упрощенной форме некоторые концепции описанных вариантов осуществления в качестве вступления для более подробного описания изобретения, которое приведено ниже.

В соответствии с одним аспектом устройство, которое работает в среде беспроводной передачи данных, содержит процессор, выполненный с возможностью приема кодовой последовательности в основном канале синхронизации, в которой передают, по меньшей мере, одно из длительности циклического префикса, части кода идентификации ячейки, обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи, и которая способствует детектированию границы символа мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, детектированию границы интервала и детектированию границы подкадра; и запоминающее устройство, соединенное с процессором, для хранения данных.

В соответствии с аспектом устройство, которое работает в среде беспроводной передачи данных, содержит процессор, выполненный с возможностью передачи кодовой последовательности в основном канале синхронизации, в которой передают, по меньшей мере, одно из длительности циклического префикса, части кода идентификации ячейки, обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи, и которая способствует детектированию границы символа мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, детектированию границы интервала и детектированию границы подкадра; и запоминающее устройство, соединенное с процессором, для хранения данных.

В соответствии с одним аспектом устройство, которое работает в среде беспроводной передачи данных с множественным доступом с ортогональным частотным разделением, содержит множество компонентов детектирования, которые одновременно получают информацию о множестве ячеек в множестве интервалов поднесущей; процессор, выполненный с возможностью обработки информации о множестве ячеек; и запоминающее устройство, соединенное с процессором, для хранения данных.

В соответствии с аспектом устройство, которое работает в среде беспроводной передачи данных, содержит средство приема кодовой последовательности символов основного канала синхронизации, в которой передают, по меньшей мере, одно из длительности циклического префикса, части кода идентификации ячейки, обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи, и которая способствует детектированию границы символа мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, детектированию границы интервала и детектированию границы подкадра; и средство приема одной или более кодовых последовательностей символов вторичного канала синхронизации, с помощью которых передают, по меньшей мере, одно из границы радиокадра, части или всего кода идентификации ячейки и обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи.

В соответствии с аспектом машиночитаемый носитель, содержащий инструкции, которые, при выполнении их машиной, обеспечивают выполнение устройством операций, включающих в себя: принимают кодовую последовательность символов основного канала синхронизации, в которой передают, по меньшей мере, одно из длительности циклического префикса, части кода идентификации ячейки, обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи, и которая способствует детектированию границы символа мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, детектированию границы интервала и детектированию границы подкадра; принимают одну или более кодовых последовательностей символов вторичного канала синхронизации, с помощью которых передают, по меньшей мере, одно из границы радиокадра, части или всего кода идентификации ячейки, и обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи; и принимают кодовую последовательность символов канала широковещательной передачи, которая переносит, по меньшей мере, одно из распределения интервалов времени циклического префикса и полосы пропускания беспроводной системы.

В соответствии с аспектом машиночитаемый носитель содержит инструкции, которые, при выполнении их машиной, обеспечивают выполнение устройством операций, включающих в себя: передают в полосе 1,25 МГц кодовую последовательность символов основного канала синхронизации, в которой передают, по меньшей мере, одно из длительности циклического префикса, части кода идентификации ячейки, обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи, и которая способствует детектированию границы символа мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, детектированию границы интервала и детектированию границы подкадра; и передают в полосе 1,25 МГц одну или более кодовых последовательностей символов вторичного канала синхронизации, с помощью которых передают, по меньшей мере, одно из границы радиокадра, части или всего кода идентификации ячейки, и обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи.

В соответствии с одним аспектом способ, используемый в системе беспроводной связи, содержит этапы, на которых: принимают кодовую последовательность в основном канале синхронизации (P-SCH), в которой передают, по меньшей мере, одно из длительности циклического префикса, части кода идентификации ячейки, обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи, и которая способствует детектированию границы символа мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, детектированию границы интервала и детектированию границы подкадра; принимают одну или более кодовых последовательностей во вторичном канале синхронизации (S-SCH), с помощью которых передают, по меньшей мере, одно из границы радиокадра, части или всего кода идентификации ячейки и обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи; принимают кодовую последовательность в канале широковещательной передачи (BCH), в которой передают, по меньшей мере, одно из распределения интервалов времени циклического префикса, и полосы пропускания беспроводной системы; и обрабатывают кодовые последовательности P-SCH, S-SCH и BCH, и выделяют информацию ячейки, переносимую этими кодовыми последовательностями.

В соответствии с аспектом способ, используемый в системе беспроводной связи, содержит этапы, на которых: передают кодовую последовательность символов основного канала синхронизации, в которой передают, по меньшей мере, одно из длительности циклического префикса, части кода идентификации ячейки, обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи, и которая способствует детектированию границы символа мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, детектированию границы интервала и детектированию границы подкадра; передают одну или более кодовых последовательностей символов вторичного канала синхронизации, с помощью которых передают, по меньшей мере, одно из границы радиокадра, части или всего кода идентификации ячейки, и обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи; и передают кодовую последовательность в канале широковещательной передачи, в которой передают, по меньшей мере, одно из распределения интервалов времени циклического префикса и полосы пропускания беспроводной системы.

Для завершения описания представленного выше и соответствующего завершения, один или более вариантов осуществления содержат признаки, полностью описанные ниже и частично указанные в формуле изобретения. Следующее описание и приложенные чертежи подробно представляют некоторые иллюстративные аспекты и обозначают несколько различных способов, в соответствии с которыми могут использоваться принципы вариантов осуществления. Другие преимущества и новые свойства будут понятны из следующего подробного описания изобретения, которое следует рассматривать совместно с чертежами, и раскрываемые варианты осуществления должны включать в себя все такие аспекты и их эквиваленты.

Краткое описание чертежей

На Фиг.1 иллюстрируется система, в которой оборудование пользователя получает информацию ячейки из базовой станции.

На Фиг.2 показана принципиальная схема передатчика и приемника MIMO.

На Фиг.3 показана блок-схема конфигурации MU-MIMO.

На Фиг.4 иллюстрируются конфигурации передачи кодов P-SCH, S-SCH и BCH.

На Фиг.5A и 5B иллюстрируются синхронизация и использование полосы пропускания канала широковещательной передачи.

На Фиг.6 иллюстрируется информация, переносимая в канале синхронизации и в канале широковещательной передачи.

На Фиг.7A, 7B и 7C иллюстрируются последовательности получения данных ячейки.

На Фиг.8A и 8B иллюстрируется передача информации ячейки.

На Фиг.9A, 9B и 9C иллюстрируется система, терминал которой одновременно получает ячейки, которые работают с повторным использованием частоты.

На Фиг.10 показана блок-схема архитектуры системы, в которой терминал одновременно получает данные множества ячеек, работающих с повторным использованием частоты.

На Фиг.11 показана блок-схема последовательности операций методологии получения данных ячейки.

На Фиг.12 показана блок-схема последовательности операций методологии передачи информации синхронизации ячейки.

На Фиг.13A и 13B показана блок-схема последовательности операций методологии передачи и приема, соответственно, информации ячейки, с повторным использованием частоты.

На Фиг.14 представлена примерная система, которая обеспечивает возможность приема последовательности кодов символов основного и вторичного каналов синхронизации в соответствии с одним или более аспектами.

Осуществление изобретения

Различные варианты осуществления будут описаны ниже со ссылкой на чертежи, на которых одинаковые номера ссылочных позиций используются для обозначения одинаковых элементов на всех чертежах. В следующем описании, с целью пояснения, различные специфичные детали представлены для полного понимания одного или более вариантов осуществления. Однако следует понимать, что такой вариант (варианты) осуществления может быть выполнен на практике без этих конкретных деталей. В других случаях хорошо известные структуры и устройства показаны в форме блок-схемы для облегчения описания одного или более вариантов осуществления.

Используемое в данном описании слово "примерный" обозначает применение в качестве примера, отдельного случая или иллюстрации. Любой аспект или конструкция, описанные здесь как "примерные", следует рассматривать как предпочтительные или преимущественные по сравнению с другими аспектам или конструкциями. Использование слова "примерный" скорее предназначено для представления концепции в конкретном виде.

Кроме того, термин "или" предназначен для обозначения включительного "или", а не исключительного "или". Таким образом, если только не будет указано другое, или это не будет понятно из контекста, "в X применяют A или B" обозначает любые естественные включающие в себя перестановки. Таким образом, условия, если в X применяют A; в X применяют B; или в X применяют как A, так и B, затем "в X применяют A или B" удовлетворяются в любом из предыдущих случаев. Кроме того, артикли "a" и "an", используемые в данной заявке и в приложенной формуле изобретения, обычно следует рассматривать, как обозначающее "один или более", если только другое не будет указано, или из контекста не будет понятно, что требуется использовать единственную форму.

Используемые в данной заявке термины "компонент", "модуль", "система" и т.п. предназначены для обозначения относящегося к компьютеру объекта, выраженного либо в виде аппаратных средств, встроенного программного обеспечения, или в виде комбинации аппаратных средств и программного обеспечения, программных средств или программного обеспечения, или исполнительного программного обеспечения. Например, компонент может представлять собой, но не ограничивается этим, обработку, выполняемую процессором, процессор, объект, исполнительный файл, поток осуществления, программу и/или компьютер. В качестве иллюстрации, как приложение, работающее в вычислительном устройстве, так и само вычислительное устройство, могут представлять собой компонент. Один или более компонентов могут находиться в пределах процесса и/или потока обработки, и компоненты могут быть локализованы в одном компьютере и/или могут быть распределены между двумя или более компьютерами. Кроме того, эти компоненты могут быть выполнены со считыванием с различных считываемых компьютером носителей информации, имеющих различные структуры данных, сохраненные в них. Компоненты могут связываться с использованием локальных и/или удаленных процессов, таких как в соответствии с сигналом, имеющим один или более пакетов данных (например, данных одного компонента, взаимодействующего с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе и/или по сети, такой как Интернет, с другими системами, с использованием сигнала).

Кроме того, различные варианты осуществления описаны здесь совместно с мобильным устройством. Мобильное устройство также может быть названо системой, модулем абонента, станцией абонента, мобильной станцией, мобильным устройством, удаленной станцией, удаленным терминалом, терминалом доступа, терминалом пользователя, терминалом, устройством беспроводной связи, агентом пользователя, устройством пользователя или оборудованием пользователя (UE). Мобильное устройство может представлять собой сотовый телефон, беспроводный телефон, телефон Протокола инициирования сеанса (SIP), беспроводную станцию с местной линией радиосвязи (WLL), карманный персональный компьютер (PDA), портативное устройство, имеющее возможность беспроводного соединения, вычислительное устройство или другое вычислительное устройство, подключенное к беспроводному модему. Кроме того, различные варианты осуществления описаны здесь в отношении базовой станции. Базовую станцию можно использовать для связи с мобильным устройством (устройствами), и она также может называться точкой доступа, узлом B или может быть названа с использованием некоторой другой терминологии.

Используемое здесь слово "процессор" может относится к классической архитектуре или квантовому компьютеру. Классическая архитектура содержит, но без ограничений, одноядерные процессоры; одиночные процессоры с возможностью осуществления многопотокового программного обеспечения; многоядерные процессоры; многоядерные процессоры с возможностью осуществления многопотокового программного обеспечения; многоядерные процессоры с аппаратной технологией многопотокового осуществления; параллельные платформы; и параллельные платформы с распределенной совместно используемой памятью. Кроме того, процессором может называться специализированная интегральная микросхема (ASIC). Архитектура квантового компьютера может быть основана на квантовых битах, воплощенных в стробируемых или самособирающихся квантовых точках, платформах ядерного магнитного резонанса, сверхпроводящих переходах Джозефсона и т.д. В процессорах может использоваться наноархитектура, такая как, но без ограничений, молекулярные транзисторы и транзисторы на основе квантовой точки, переключатели и логические элементы, для оптимизации использования пространства или улучшения рабочих характеристик оборудования пользователя.

В данном описании термин "запоминающее устройство" относится к хранилищам данных, хранилищам алгоритма и другим хранилищам информации, таким как, но без ограничений, хранилища изображения, хранилища цифровой музыки и видеоизображений, таблицы и базы данных. Следует понимать, что компоненты памяти, описанные здесь, могут представлять собой, либо энергозависимое запоминающее устройство или энергонезависимое запоминающее устройство, или могут включать в себя как энергозависимое, так и энергонезависимое запоминающее устройство. В качестве иллюстрации, и не для ограничения, энергонезависимое запоминающее устройство может включать в себя постоянное запоминающее устройство (ROM), программируемое ПЗУ (PROM), электрически программируемое ПЗУ (EPROM), электрически стираемое ПЗУ (EEPROM), или память типа флэш. Энергозависимое запоминающее устройство может включать в себя оперативное запоминающее устройство (RAM), которое действует как память внешнего кэша. В качестве иллюстрации, а не для ограничений, ОЗУ доступно в множестве форм, таких как синхронное ОЗУ (SRAM), динамическое ОЗУ (DRAM), синхронное DRAM (SDRAM), SDRAM c удвоенной скоростью обмена (DDR SDRAM), улучшенное SDRAM (ESDRAM), DRAM Synchlink (SLDRAM), и RAM с шиной прямого резидентного доступа (DRRAM). Кроме того, раскрытые компоненты запоминающих устройств представленных здесь систем и/или способов предназначены для содержания, без ограничения, этих и других соответствующих типов запоминающих устройств.

Кроме того, описанные здесь различные аспекты или свойства могут быть воплощены как способ, устройство или изделие с использованием стандартных программ и/или инженерных технологий. Используемый здесь термин "изделие" предназначен для охвата компьютерных программ, доступ к которым можно осуществлять из любого устройства, считываемого компьютером, несущей или среды. Например, считываемые компьютером носители могут включать в себя, но без ограничений, магнитные устройства-накопители (например, жесткий диск, гибкий диск, магнитные ленты и т.д.), оптические диски (например, компакт-диск (CD), цифровой универсальный диск (DVD) и т.д.), карты c микропроцессорами и устройства типа флэш-памяти (например, EPROM, карта памяти типа memory stick, накопитель-ключ и т.д.). Кроме того, различные накопители информации, описанные здесь, могут представлять собой одно или более устройств и/или других считываемых устройством носителей, предназначенных для сохранения информации. Термин "машиночитаемый носитель" может включать в себя, но без ограничений, беспроводные каналы и различные другие среды, позволяющие сохранять, содержать и/или переносить инструкцию (инструкции) и/или данные.

Ниже описаны системы и способы, предназначенные для получения данных ячейки на основе кодовых последовательностей, передаваемых по основному каналу синхронизации (P-SCH), вторичному каналу синхронизации (S-SCH) и каналу широковещательной передачи (BCH). Подробно представлена информация, переносимая P-SCH, S-SCH, BCH, и последовательности, в которых переносят информацию. Кроме того, описана передача информации получения данных ячейки, а также получение данных множества ячеек, когда беспроводная система работает с повторным использованием частоты.

На Фиг.1 показана система 100, в которой оборудование 120 пользователя получает информацию ячейки из базовой станции 140 через кодовые последовательности, переданные в основном канале 162 синхронизации (P-SCH), вторичном канале 164 синхронизации (S-SCH) и в канале 166 широковещательной передачи (BCH) через нисходящий канал 160. Оборудование 120 пользователя может содержать компонент 122 детектирования, процессор 124 и запоминающее устройство 126. Базовая станция 140 может содержать компонент 142 генератора последовательности, процессор 144 и запоминающее устройство 146. Компонент 142 генератора последовательности генерирует кодовые последовательности, которые могут содержать информацию поиска ячейки, такую как полоса пропускания системы, конфигурация антенны в базовой станции 140 (см. ниже), идентификацию (ID, ИД) ячейки и т.д. Последовательности имеют длину N-символов, количество битов в символе зависит от используемой совокупности модуляции (например, BPSK (двоичная фазовая манипуляция), QPSK, (квадратурная фазовая манипуляция), 16-QAM (16-позиционная квадратурная амплитудная модуляция), 64-QAM (64-позиционная квадратурная амплитудная модуляция)). Последовательности могут представлять собой псевдослучайные коды [например, Золотой код, код Уолша-Адамара, М-последовательности (последовательности максимальной длины), и псевдошумовые последовательности] или обобщенную последовательность с модуляцией, аналогичной линейной частотной модуляцией (например, Задоффа-Чу). При множественном доступе с ортогональным частотным разделением (OFDMA) поток информации отображают на набор из М частотных поднесущих, каждая с диапазоном частоты Δν/M, где Δν представляет собой полосу пропускания системы (например, 1,25 МГц, 2,5 МГц, 5 МГц, 10 МГц, 15 МГц, 20 МГц). Поднесущие типично представляют собой ортогональные тоны. Компонент 150 последовательно-параллельного (S/P) преобразования анализирует последовательность длиной N-символов, разделяя ее на кадры по n символов, и отображает эти n символов на М поднесущих. (Следует отметить, что компонент 150 S/P также может постоянно находиться в компоненте 144 генератора последовательности вместо использования отдельного компонента, как показано на Фиг.1). Компонент 152 дискретного обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT) генерирует представление времени символов в параллельных кадрах. (Следует понимать, что компонент 152 также может представлять собой интегральную часть процессора 142). После применения IFFT циклический префикс (CP) добавляют к началу символов в области времени в каждом переданном радиоподкадре. CP вводят как защитный интервал для предотвращения взаимных помех между символами (ISI) и взаимных помех между несущими (ICI). Параллельно-последовательный преобразователь (не показан) генерирует поток символов в области времени для каждой последовательности, генерируемой компонентом 142 генератора последовательности, и эти потоки передают по нисходящему каналу 160. Кодовые последовательности для P-SCH 162, S-SCH 164 и BCH 166 генерируют и передают.

Базовая станция 140 также может содержать компонент 148 искусственного интеллекта (AI). Термин "интеллект" относится к способности рассуждений или заключений, например, заключений о текущем или будущем состоянии системы, на основе существующей информации о системе. Искусственный интеллект можно использовать для идентификации специфичного контекста или действия, или для генерирования распределения вероятности специфичных состояний системы без вмешательства человека. Искусственный интеллект основан на применении передовых математических алгоритмов, например, деревьев принятия решения, нейронных сетей, регрессионного анализа, кластерного анализа, генетического алгоритма и подкрепленного обучения для установки доступных данных (информации) о системе. В частности, компонент 148 AI позволяет использовать одну из множества методологий для обучения на основе данных, с последующим выводом на основе моделей, построенных таким образом, например, скрытых моделей Маркова (HMM) и родственных моделей зависимостей, составляющих прототип более общих вероятностных графических моделей, таких как Байесовы сети, например, сформированные по результатам поиска структуры, используя оценку или аппроксимацию Байесовой модели, линейные классификаторы, такие как поддерживающие векторные машины (SVM), нелинейные классификаторы, такие как методы, называемые методологиями "нейронной сети", методологии нечеткой логики и другие подходы, которые выполняют объединение данных, и т.д.), в соответствии с воплощением различных автоматизированных аспектов, описанных ниже.

В оборудовании 120 пользователя компонент 122 детектирования, который может содержать коррелятор 128 и компонент быстрого преобразования Фурье, детектирует коды P-SCH 162, S-SCH 164 и BCH 166 и получает данные ячейки, что позволяет оборудованию 120 пользователя связываться с базовой станцией 140. Результаты детектирования и информация, передаваемые с помощью кодов P-SCH, кодов S-SCH и кодов BCH, в соответствии с аспектами настоящей заявки, представлены более подробно ниже.

На Фиг.2 показана блок-схема варианта осуществления системы 210 передатчика (например, базовой станции 140) и системы 250 приемника (например, оборудования 120 пользователя) в системе с множеством входов и множеством выходов (MIMO), которая может обеспечивать передачу данных в секторе, в среде беспроводной передачи данных, в соответствии с одним или более представленными здесь аспектами. В системе 210 передатчика данные трафика для множества потоков данных могут быть предоставлены из источника 212 данных в процессор 214 данных передачи (TX). В одном варианте осуществления каждый поток данных передают через соответствующую передающую антенну. Процессор 214 данных TX форматирует, кодирует и выполняет перемежение данных трафика для каждого потока данных на основе определенной схемы кодирования, выбранной для этого потока данных, для предоставления кодированных данных. Кодированные данные для каждого потока данных могут быть мультиплексированы с пилотными данными, используя технологию OFDM. Пилотные данные обычно представляют собой известную структуру данных, которую обрабатывают известным способом, и которую можно использовать в системе приемника для оценки отклика канала. Мультиплексированные пилотные и кодированные данные для каждого потока данных затем модулируют (например, выполняют отображение символа) на основе определенной схемы модуляции [например, двоичная фазовая модуляция (BPSK), квадратурная фазовая модуляция (QPSK), множественная фазовая модуляция (М-PSK), или квадратурная амплитудная модуляция m-того порядка (М-QAM)], выбранной для этого потока данных, для предоставления символов модуляции. Скорость передачи данных, кодирование и модуляция для каждого потока данных могут быть определены по инструкциям, выполняемым процессором 230.

Символы модуляции для всех потоков данных затем предоставляют в процессор 220 TX MIMO, который может дополнительно обработать символы модуляции (например, OFDM). Процессор 220 TX MIMO затем представляет N_T потоков модуляции в N_T передатчиков (TMTR) 222a - 222t. В некоторых вариантах осуществления процессор 220 TX MIMO применяет взвешивание для формирования луча (или предварительного кодирования) к символам потоков данных и к антенне, через которую передают этот символ. Каждый передатчик 222 принимает и обрабатывает соответствующий поток символов для получения одного или более аналоговых сигналов, и дополнительно осуществляет обработку (например, усиливает, фильтрует и преобразует с повышением частоты) аналоговые сигналы для получения модулированного сигнала, пригодного для передачи через канал MIMO. N_T модулированных сигналов из передатчиков 222_A - 222_T затем передают из N_T антенн 224_l - 224_T соответственно. В системе 250 приемника переданные модулированные сигналы принимают, используя N_R антенн 252₁ - 252_R, и принятый сигнал от каждой антенны 252 передают в соответствующий приемник (RCVR) 254_А - 254_R. Каждый приемник 254 выполняет предварительную обработку (например, фильтрует, усиливает и преобразует с понижением частоты) соответствующего принятого сигнала, преобразует в цифровую форму сигнал после предварительной обработки для получения выборок и дополнительно обрабатывает выборки для получения соответствующего "принятого" потока символов.

Процессор 260 данных RX затем принимает и обрабатывает N_R принятых потоков символа из приемников 254 N_R на основе конкретной технологии обработки приемника для получения N_T "детектированных" потоков символов. Процессор 260 данных RX затем демодулирует, устраняет перемежение и декодирует каждый детектированный поток символов для восстановления данных трафика для потока данных. Обработка, выполняемая процессором 260 данных RX, представляет собой взаимодополняющую обработку для обработки, выполненной процессором 220 TX MIMO и процессором 214 данных TX в системе 210 передатчика. Процессор 270 периодически определяет, какую матрицу предварительного кодирования требуется использовать (описана ниже). Процессор 270 демодулирует сообщение обратного канала передачи данных, содержащего участок индекса матрицы и участок значения ранга. Сообщение, передаваемое по обратному каналу передачи данных, может содержать различные типы информации, относящиеся к каналу передачи данных или принятому каналу данных, или их комбинации. Сообщение обратного канала передачи данных затем обрабатывают с помощью процессора 238 TX, который также принимает данные трафика для множества потоков данных из источника 236 данных, модулированных модулятором 280, предварительно обработанных в передатчиках 254_A - 254_R, и передает обратно в систему 210 передатчика.

В системе 210 передатчика модулированные сигналы из системы 250 приемника принимают с помощью антенны 224, подвергают предварительной обработке приемниками 222, демодулируют демодулятором 240 и обрабатывают с помощью процессора 242 данных RX, для выделения сообщения, переданного системой 250 приемника по обратному каналу передачи данных. Процессор 230 затем определяет, какую матрицу предварительного кодирования следует использовать для определения весовых значений при формировании луча, и обрабатывает выделенное сообщение.

Режим работы MIMO с одним пользователем соответствует случаю, в котором система 250 с одним приемником связывается с системой 210 передатчика, как представлено на Фиг.2 и в соответствии с операцией, описанной выше. В такой системе N_T передатчиков 224₁ - 224_T (также известных как антенны TX) и N_R приемников 252₁ - 252_R (также известных как антенны RX) формируют матричный канал (например, канал Рэйли или канал Гаусса) для беспроводной передачи данных. Канал SU-MIMO описывается матрицей N_R × N_T случайных комплексных чисел. Ранг канала равен алгебраическому рангу канала N_R × N_T. При кодировании пространство-время или пространство-частота ранг равен количеству потоков данных или уровней, которые передают через канал. Следует понимать, что ранг, самое большее, равен min{N_T, N_R}. Канал MIMO, сформированный N_T передающими и N_R приемными антеннами, может быть разложен на N_v независимых каналов, которые также называются пространственными каналами, где N_V < min{N_T, N_R}. Каждый из N_V независимых каналов соответствует размерности.

В одном аспекте переданные/принятые с использованием OFDM символы для тона могут быть смоделированы следующим образом:

y(ω)=H(ω)c(ω)+n(ω) (1)

Здесь, y(ω) представляет собой поток принимаемых данных и представляет собой вектор N_R × 1, H (ω) представляет собой отклик канала матрицы N_R × N_T для тона ω (например, преобразование Фурье матрицы h зависимого от времени отклика канала), c(ω) представляет собой вектор выходного символа N_T × 1, и n(ω) представляет собой вектор шумов N_R × 1 (например, аддитивный белый гауссов шум). Предварительное кодирование позволяет преобразовать вектор уровня N_v × 1 в выходной вектор предварительного кодирования N_T × 1. N_v представляет собой фактическое количество потоков данных (уровней), передаваемых передатчиком 210, и N_v может быть запланировано по усмотрению передатчика (например, базовой станцией 140) на основе, по меньшей мере, частично, состояний канала и ранга, который был передан в сообщении терминала. Следует понимать, что c(ω) представляет собой результат, по меньшей мере, одной схемы мультиплексирования и, по меньшей мере, одной схемы предварительного кодирования (или формирования луча), применяемой передатчиком. Кроме того, c(ω) сворачивают с использованием матрицы коэффициента усиления по мощности, которая определяет величину мощности, которую передатчик 210 выделяет для передачи каждого потока N_v данных. Сетевая мощность, используемая при передаче, ограничена сверху регулируемым значением мощности передачи для передатчика в системе беспроводной связи.

В системе 200 (Фиг.2), когда N_T = N_R = 1, система уменьшается до системы с одним входом и одним выходом (SISO), которая может обеспечить передачу данных в секторе в среде беспроводной связи, в соответствии с одним или более аспектами, представленными здесь.

На Фиг.3 иллюстрируется примерная система 300 MIMO с множеством пользователей, в которой три UE 120_P, 120_U и 120_S связываются с базовой станцией 140. Базовая станция имеет N_T антенн TX, и каждое из UE имеет множество антенн RX; а именно, у UE_P имеет N_p антенн 252₁-252_P, UE_U имеет N_U антенн 252₁-252_U, и UE_S имеет N_S антенн 252₁-252_S. Связь между терминалами и базовой станцией осуществляется через восходящие каналы 315_P, 315_U и 315_S передачи данных. Аналогично, нисходящие каналы 310_P, 310_U и 310_S передачи данных обеспечивают возможность обмена данными между базовой станцией 140 и терминалами UE_P, UE_U и UE_S, соответственно. Кроме того, связь между каждым терминалом и базовой станцией воплощена, по существу, одинаковым образом, через, по существу, одни и те же компоненты, как показано на Фиг.2 и представлено в ее соответствующем описании. Поскольку терминалы могут быть расположены, по существу, в разных местах в пределах ячейки, обслуживаемой базовой станцией 140, каждый терминал 120_P, 120_U и 120_S имеет свой собственный канал h _α матрицы и матрицу H_α отклика (α = P, U и S) со своим собственным рангом. Взаимная помеха между ячейками может присутствовать из-за множества пользователей, присутствующих в ячейке, обслуживаемой базовой станцией 140. Хотя на Фиг.3 показаны три терминала, следует понимать, что система MU-MIMO может содержать любое количество терминалов, обозначенных ниже с помощью индекса k.

В одном аспекте символы, переданные/принятые с использованием OFDM для тона ω и для пользователя k, могут быть смоделированы по уравнению:

y _k (ω)=H _k (ω)c _k (ω)+H _k (ω)Σ'c _m (ω)+n _k (ω) (2)

Здесь символы имеют то же самое значение, что и в уравнении (1). Следует понимать, что в результате многопользовательской диверсификации, взаимная помеха с другими пользователями в сигнале, принимаемом пользователем k, моделируется с использованием второго члена в левой части уравнения (2). Символ штрих (') обозначает, что переданный вектор c _k символа исключен из суммирования. Члены, представленные в виде последовательности, представляют прием пользователем k (через его отклик h _k канала) символов, переданных передатчиком (например, базовой станцией 140) другим пользователям в ячейке. Взаимные помехи между ячейками определяют, по меньшей мере, частично, состояние канала, и, таким образом, очевидно, что информация о состоянии канала в передатчике (CSIT), определенная операцией MU-MIMO, может, по существу, отличаться от операции CSIT в SU-MIMO, описанной выше.

На Фиг.4 иллюстрируются примерные схемы 410, 420 и 430 конфигурации передачи кодов P-SCH, S-SCH и кодов BCH. Как упомянуто выше, передачу выполняют в виде радиокадров длительностью 10 мс с подкадрами длительностью 1 мс (не показаны) и с интервалом 0,5 мс. Символы передают в таких интервалах. Следует понимать, что в 3G LTE количество символов в каждом подкадре зависит от длины CP: Для длинного CP (например, 16,67 мкс) 6 символов размещается на интервал, тогда как для короткого CP (например, 4,69 мкс), размещаются 7 символов. Символы кода могут занимать один или более доступных символов в подкадре. Кроме того, переданные коды последовательности могут иметь длину N-символов для P-SCH, длину М символов для S-SCH и длину L символов для BCH, где N, М и L представляют собой целые числа, которые могут быть разными или равными. На схемах 410, 420 и 430 иллюстрируются примеры случаев потоков из N-символов (N = М = L) с разными "порядками", где порядок задан количеством символов, переданных в каждом кадре. Порядок конфигурации передачи может влиять на эффективность детектирования: передача высокого порядка может обеспечить возможность более быстрого детектирования и поэтому более быстрого получения данных ячейки, чем конфигурация низкого порядка; однако, поскольку базовая станция (например, базовая станция 140) постоянно передает коды получения данных, такие как P-SCH, S-SCH и BCH, конфигурация высокого порядка может отрицательно влиять на скорость передачи данных после осуществления получения данных. Следует понимать, что коды получения передают постоянно, поскольку терминалы (например, оборудование 120 пользователя) в обслуживаемой ячейке включают асинхронно, или они асинхронно поступают в ячейку из периферийной ячейки без соответствующей синхронизации.

На схеме 410 иллюстрируется конфигурация передачи порядка 3, где один символ кода P-SCH, один символ S-SCH и один символ BCH передают в каждом кадре. Символ кода P-SCH передают первым с задержкой на время τ относительно границы радиокадра; символ кода S-SCH следует после него с задержкой τ_SP; и символ кода BCH передают после него через период времени τ_BS. Время между символом BCH и границей радиокадра составляет τ'. Следует отметить, что значения времени τ, τ_SP, τ_BS, и τ' можно использовать как конструктивные параметры для обеспечения возможности детектирования границы кадра и подкадра. В конфигурации 410 передачи длина кода соизмерима с числом радиокадра (например, 3×N символов передают в N радиокадрах). На схеме 420 показана конфигурация порядка 2, в которой два символа передают в каждом кадре, и символы циклически занимают последующие кадры. В такой конфигурации передачи передаваемые символы не соизмеримы с кадрами. Поэтому информация может быть передана с избыточностью для передачи специфической информации ячейки с использованием кодов 3 каналов, как описано ниже. Конфигурация передачи порядка 1 соответствует последовательной передаче кодов для P-SCH, S-SCH и BCH. После получения данных ячейки, которое при передаче порядка 1 может выполняться медленнее, чем при более высоких порядках, в такой передаче можно более эффективно использовать полосу пропускания, чем в конфигурации порядка 3. Следует понимать, что в терминале (например, в оборудовании 120 пользователя) с одним компонентом детектирования (например, с компонентом 122 детектирования) вначале получают информацию, переносимую кодом P-SCH, после чего следует получение информации в коде S-SCH и информации, переносимой в коде BCH. Следует понимать, что возможны другие конфигурации передачи, кроме 410, 420 и 430, и они находятся в пределах объема настоящей заявки.

На Фиг.5A и 5B иллюстрируются две схемы 510 и 520 использования полосы пропускания для передачи кодовых последовательностей P-SCH, S-SCH и BCH для примерных значений полосы пропускания (1,25 МГц, 5 МГц, 10 МГц и 20 МГц) системы в соответствии с аспектом. Коды получения (например, коды, которые переносят информацию о рабочей ячейке в беспроводное устройство, такое как оборудование 120 пользователя) могут использовать часть полосы пропускания системы, ввиду (a) факта, что полоса пропускания системы не известна, до тех пор, пока не будут получены данные система, (b) специфического свойства передаваемой информации и (c) возможности передачи такой информации с коротким кодом (малым значением N). Таким образом, остальную часть полосы пропускания можно использовать для передачи данных пользователя и станции (таких как данные пользователя, канал обозначения качества канала, канал подтверждения, канал обозначения нагрузки и т.д.). В одном аспекте каналы синхронизации (как основной, так и вторичный) и канал широковещательной передачи могут быть переданы через полосу 1,25 МГц, независимо от полосы пропускания системы (схема 510). В качестве примера, в 3G LTE 83 поднесущих могут быть размещены в таком частотном интервале. В другом аспекте канал синхронизации может быть передан в полосе 1,25 МГц независимо от полосы пропускания системы, тогда как канал широковещательной передачи может быть передан в полосе 1,25 МГц, когда полоса пропускания системы составляет 1,25 МГц, и в полосе 5 МГц, когда полоса пропускания более широкая (схема 520).

На Фиг.6 иллюстрируется информация, передаваемая каналом синхронизации и каналом широковещательной передачи в соответствии с аспектом. Как представлено в позиции 610, кодовые последовательности для SCH могут использоваться для (1) детектирования границы символа OFDM, (2) грубой синхронизации частоты, (3) детектирования границы радиокадра, (4) определения момента времени циклического префикса (CP), (5) идентификации ячейки и (6) обозначения полосы пропускания BCH. В частности, основной канал синхронизации можно использовать для грубой синхронизации частоты и для определения временных границ символа OFDM, интервала и подкадра. При использовании соответствующей конфигурации передачи вторичный канал синхронизации можно использовать для детектирования границы половины радиокадра длительностью 5 мс и радиокадра длительностью 10 мс. Как представлено в позиции 620, кодовые последовательности для BCH можно использовать для (a) определения распределения интервалов времени CP, (b) полосы пропускания системы и (c) другой информации о системе, такой как конфигурация антенны базовой станции, периферийная информация о ячейке и т.д. Информация о распределении интервалов времени, так же как синхронизация частоты, могут быть получены с помощью коррелятора 128 в компоненте 122 детектирования и в процессоре 124. Повторяющиеся последовательности, передаваемые через нисходящий канал 160 передачи данных, детектируют с помощью коррелятора 128, и измеренные параметры распределения интервалов времени рассчитывают с помощью процессора 124. Способы синхронизации распределения интервалов времени и синхронизации частоты, такие как способ Муса, способ Ван Де Беенка, и способ Шмидля, предлагают конкретные кодовые последовательности с повторяющимися секциями переданного кода для оценки границ кадра и подкадра, а также смещения частоты. Следует понимать, что возможны другие способы детектирования границы символа, длительности CP и частотной синхронизации. После синхронизации распределения интервалов времени и частотной синхронизации, кодовые последовательности, которые переносят информацию о системе (например, ID ячейки, полосу пропускания BCH и системы, конфигурацию антенны базовой станции) могут быть демодулированы компонентом 130 FFT (БПФ, быстрое преобразование Фурье) в компоненте 122 детектирования, и получение данных ячейки может быть завершено.

Перенос информации, представленной в виде списка на панелях 610 и 620, может быть выполнен, используя комбинацию кодовых последовательностей P-SCH, S-SCH и BCH. На фиг.7A, 7B и 7C иллюстрируются последовательности получения данных ячейки в соответствии с аспектами настоящей заявки. В одном из таких аспектов, в последовательности 725 получения данных (Фиг.7A), на этапе 730, получают границу символа OFDM, используя детектирование (распределения интервалов времени или корреляции) последовательности первичного кода синхронизации (PSC); P-SCH передают в полосе 1,25 МГц (Фиг.5A). Следует понимать, что все ячейки передают одинаковую последовательность PSC; при этом, как упомянуто выше, последовательность может представлять собой, но не ограничивается этим, обобщенную последовательность, аналогичную линейной частотной модуляции (например, последовательность Задоффа-Чу), последовательность Уолша-Адамара, последовательность Золотого кода, М-последовательность, псевдошумовые последовательности и т.д. Частотную синхронизацию выполняют на этапе 730. В свою очередь, на этапе 735, детектируют границу радиокадра, и ID ячейки детектируют, используя вторичную последовательность кода синхронизации (SSC), S-SCH, переданную через полосу 1,25 МГц (Фиг.5A). В одном аспекте для переноса информации ID ячейки последовательности, передаваемые через S-SCH, выбирают для обозначения всех возможных 512 гипотез (количество ID ячейки) в 3G LTE. Следует отметить, что каждый код ID ячейки может быть передан с использованием 9 битов. В позиции 740 получают длительность CP, полосу пропускания нисходящего канала передачи данных системы и другую информацию системы, используя демодуляцию канала широковещательной передачи, которую передают по полосе 1,25 МГц (Фиг.5A). Следует понимать, что распределение интервалов времени CP может быть детектировано после того, как будет детектирована граница символа. Кроме того, распределение интервалов времени CP необходимо в OFDM для успешной демодуляции символов данных OFDM, поскольку защитный интервал времени CP добавляют в приемнике (например, с помощью процессора 122) после преобразования модуляции в области частот (IFFT), в поток символов в области времени, и CP удаляют в состоянии предварительной обработки FFT во время детектирования данных.

В другом аспекте последовательность 750 получения данных получает, на этапе 755, границу символа OFDM и распределение интервалов времени CP во время декодирования последовательности P-SCH. Две последовательности, передаваемые через полосу 1,25 МГц (Фиг.5B), можно использовать для осуществления такого получения данных. Для уменьшения взаимных помех между символами, последовательности могут быть ортогональными, например, могут представлять собой код Уолша-Адамара; однако можно рассмотреть другие последовательности, и они находятся в пределах объема настоящего изобретения. Как и в последовательности 725, описанной выше, каждая ячейка передает одну из двух последовательностей PSC. Следует понимать, что после детектирования P-SCH можно выполнить демодуляцию других данных, кроме тренировочных или пилотных последовательностей. Частотную синхронизацию также выполняют на этапе 755. На этапе 760 последовательности S-SCH, переданные в полосе 1,25 МГц (Фиг.5B), разрабатывают так, чтобы они описывали 1024 гипотезы, которые могут содержать 512 ID кодов ячейки. Получают обозначение полосы пропускания BCH, которая может представлять собой либо 1,25 МГц или 5 МГц. На этапе 765 демодулируют кодовые последовательности BCH, такие последовательности переносят другую информацию системы, такую как конфигурация антенны станции, ID соседней ячейки и т.д. Следует понимать, что объем информации, передаваемой в BCH, может соответствовать полосе пропускания канала. Кроме того, последовательность 750 обеспечивает возможность использования переменной полосы пропускания передачи для канала широковещательной передачи, таким образом, служебная информация при передаче данных может поддерживаться, по существу, одинаковой по всем полосам пропускания системы. Кроме того, следует понимать, что из-за детектирования длительности CP при детектировании кода P-SCH, терминал (например, оборудование 120 пользователя) имеет меньше гипотез демодуляции BCH.

В еще одном аспекте в последовательности 775 получения данных, в качестве альтернативы, может использоваться комбинация информации, передаваемой через SCH и BCH (Фиг.6). А именно, две кодовые последовательности P-SCH, переданные через полосу 1,25 МГц, которые могут быть взаимно ортогональными, способствуют детектированию распределения интервалов времени символа и обозначению полосы пропускания BCH. Кроме того, выполняют синхронизацию частоты. Кодовые последовательности канала S-SCH передают по полосе 1,25 МГц, и повторное использование частоты применяют к таким последовательностям. Повторное использование частоты подразумевает использование различных наборов поднесущих среди всех доступных поднесущих для передачи из соседних или периферийных ячеек. Таким образом, отображение частотной последовательности (тона) может зависеть от коэффициента повторного использования. В одном аспекте используют коэффициент повторного использования, равный, например, 1, что эффективно приводит к отсутствию разделения всего доступного набора поднесущих системы для системы с Δν < 5 МГц; и повторное использование, равное 3, например, разделение доступных поднесущих системы на три поднабора для систем с Δν ≥ 5 МГц. В качестве примера, в 3G LTE, система беспроводной передачи с Δν = 20 МГц может быть разделена на два набора по 400 поднесущих и один набор 401 поднесущих. Последовательности, передаваемые в S-SCH, предназначены для передачи 512 гипотез (ID ячейки). Следует понимать, тем не менее, что ID ячейки может быть передан частично через P-SCH и частично через S-SCH, путем передачи части из 9 битов, необходимых для ID ячейки в P-SCH и остальных битов в S-SCH. На этапе 790 кодовые последовательности BCH передают через полосу 1,25 МГц или 5 МГц в зависимости от полосы пропускания системы (Фиг.5B), и передают длительность CP, информацию BW системы и другую информацию системы.

Следует понимать, что после окончания исходного получения данных ячейки терминал (например, оборудование 120 пользователя) может эксплуатировать полученную частотную синхронизацию для осуществления поиска соседней ячейки. В системах синхронизации времени терминал, который закончил получение данных ячейки, обладает синхронизацией времени с соседними ячейками, поэтому детектирование соседней ячейки уменьшено до идентификации ID ячейки для периферийных ячеек и другой критической информации, такой как конфигурация антенны в передатчиках периферийной ячейки. Вместо этого, в случае асинхронной системы, терминал должен повторить полный поиск ячейки для периферийных ячеек. Также следует понимать, что последовательности кодов, переданные базовой станцией в связи с детектированием ячейки, могут быть сохранены в запоминающем устройстве в терминале (например, в запоминающем устройстве 126), выполняющем получение данных ячейки. Такая информация может обеспечивать для терминалов возможность без стыков выполнять поиск ячейки в соответствии с множеством последовательностей получения данных (например, последовательностей 725, 750, 775 получения).

Успешное получение данных в результате поиска терминалом зависит от условий канала (например, SNR, SINR). Терминалы с плохими показателями качества канала могут не обеспечивать возможность получения данных ячейки, не позволяя установить функциональные каналы беспроводной передачи данных с точкой доступа (например, базовой станцией 140). Для повышения вероятности, терминал может наследовать получение данных ячейки (синхронизацию), при этом информация поиска ячейки может быть ретранслирована из синхронизированного терминала в эти терминалы с плохим состоянием канала. На Фиг.8A иллюстрируется система 800, в которой терминал 120, который закончил получение данных ячейки (синхронизацию) от базовой станции 140 на этапе 810 обслуживания, ретранслирует информацию ячейки в два несинхронизированных терминала 815 и 825, которые могут испытывать плохие условия канала. Примерная ячейка 810 обслуживания является шестиугольной, но следует понимать, что форма ячейки диктуется конкретным расположением ячеек, которые охватывают специфическую зону обслуживания. Во время получения данных ячейки, терминал 120 сохраняет кодовые последовательности P-SCH, S-SCH и BCH в запоминающем устройстве (например, в запоминающем устройстве 126). Как описано выше, такие последовательности переносят информацию о работающей ячейке, которая позволяет беспроводному устройству (например, терминалу 120) устанавливать активные каналы 850 передачи данных с базовой станцией (например, базовой станцией 140). Последовательности получения данных ячейки (например, последовательности 725, 750 и 775) передают в терминал 815, через канал 860₁ передачи данных и терминал 825, через канал связи 860₂, с целью синхронизации. Эти терминалы затем становятся синхронизированными независимо от состояния канала с точкой доступа (например, базовой станцией 140). Следует отметить, что в системе 800 терминал 120 постоянно передает кодовые последовательности синхронизации, по существу, аналогично тому, как это делает базовая станция. Кроме того, при передаче кодовых последовательностей синхронизации P-SCH, S-SCH и BCH, используемая полоса пропускания не обязательно должна быть такой же полосой пропускания, которая используется базовой станцией (например, 1,25 МГц или 5 МГц).

Передача информации синхронизации может увеличить сложность архитектуры терминала (например, терминала 120), в дополнение к увеличению передаваемого количества служебных данных. Для уменьшения количества последних терминал может передавать информацию в специфичные запланированные моменты времени, например, {τ_P, τ_Q, τ_R} во время специфичных интервалов времени, например, {Δτ_P, Δτ_Q, Δτ_R}, как показано на схеме 850 на Фиг.6B. Следует понимать, что такие моменты времени и интервалы времени представляют собой только примеры, и передача может происходить в множестве других отдельно различаемых моментов времени и интервалов. Такие моменты времени могут быть сохранены в запоминающем устройстве терминала (например, в запоминающем устройстве 126), или могут быть специфичными для терминала интервалам времени, которые принимают разные значения для разных терминалов, в зависимости от архитектуры терминала, такой как ресурсы мощности, конфигурация антенны и т.д. Процессор терминала (например, процессор 124) может планировать моменты времени, в которые инициируют передачу информации ячейки, и процессор также может инициировать передачу информации. В случае, в котором интервал времени передачи может быть установлен специфичным по времени, передача информации ячейки может стать асинхронной, и степень диверсификации терминала (например, присутствие нескольких синхронизированных терминалов в ячейке обслуживания) может обеспечить то, что терминалы с плохим значением SNR (например, в результате плохого приема, связанного с географическим положением или климатом) все еще могут быть синхронизированы и могут получать данные, в то время как продолжается воздействие плохих условий передачи данных с базовой станцией. Следует отметить, что рассеяние энергии электромагнитного излучения может происходить обратно пропорционально квадрату расстояния от источника излучения. Поэтому SNR может быть плохим между терминалом и базовой станцией, в то время как SNR может быть значительно выше между терминалом и терминалом-ретранслятором (например, терминалом 120, терминалом 835), поскольку эти терминалы могут быть расположены географически ближе друг к другу.

В качестве альтернативы или в дополнение ретрансляции информации о ячейке в заданные моменты времени синхронизированный терминал (например, терминал 120) может принимать пилотную последовательность из базовой станции, обозначающую период инициирования и передачи (например, Δτ_P, Δτ_Q, Δτ_R). Компонент искусственного интеллекта в базовой станции может выполнять анализ на основе статистического анализа и/или анализа полезности, когда требуется передать пилотные сигналы, запрашивающие информацию ячейки ретранслятора, на основе мгновенных или временных и/или пространственно усредненных индикаторов качества канала синхронизированных терминалов в ячейке обслуживания. Следует отметить, что после передачи пилотного сигнала "запрос на ретрансляцию", базовая станция может временно прекратить передачу информации о ячейке по нисходящему каналу передачи данных для уменьшения количества передаваемых служебных данных.

Следует понимать, что второй синхронизированный терминал-ретранслятор (например, терминал 835) может принимать на себя активную роль при передаче данных после того, как первый терминал-ретранслятор (например, терминал 120) передаст информацию в течение заданного периода времени; впоследствии другие терминалы могут продолжить релейную передачу данных. Каждый из терминалов-ретрансляторов может иметь зависящий от времени профиль ретрансляции, как представлено схемой 850 на Фиг.8B. В одном аспекте релейная передача при поиске ячейки может выполняться в средах, где происходит беспроводная передача голосовых данных, видеоданных или любой их комбинации, которые являются критичными для миссии. В одном аспекте такая среда может представлять собой поле боя в городских условиях, где, по существу, ненарушенный доступ к беспроводным каналам передачи данных к вражеским разведывательным данным является критичным для осуществления миссии, и где SNR обычно является низким внутри зданий и объектов. Базовая станция может быть воплощена на основе бронированного транспортного средства с приемопередатчиком для беспроводной передачи данных, предлагающей логистическую поддержку для небольшой группы войск, которая снабжена мобильными терминалами. По мере того, как войска осуществляют свою миссию, каждый из мобильных терминалов с адекватными уровнями SNR может передавать информацию синхронизации, когда войска входят в здание и объекты и выходят из них, таким образом входя в области с критически низким значением SNR и выходя из них, в результате чего возникает необходимость в получении данных ячейки.

На Фиг.9A иллюстрируется система 900, в которой терминал 920 одновременно получает данные соседних ячеек 940₁, 940₂ и 940₃ через нисходящие каналы 960₁-960₃, когда такие ячейки работают с повторным использованием частоты. При синхронизации множества ячеек на основе повторного использования частоты, для исключения ухудшения рабочих характеристик (например, уменьшения пропускной способности), из-за использования поднабора поднесущих вместо всех поднесущих, доступных для каждой базовой станции (см. примерную схему 925, на которой представлено 12 тонов; Фиг.9B), работа с множеством ячеек с повторным использованием частоты может быть активной в определенные моменты времени, например, {τ₀, τ₁, …, τ_K} во время заданного цикла работы (например, час, день) в течение определенных периодов времени, например, {Δτ₀, Δτ₁, …, Δτ_K}. В моменты времени за пределами интервалов [τ_α, τ_α + Δτ_α] (α = 0,1, …., K) возобновляется работа с использованием всех поднесущих. Такая работа, зависящая от времени, представлена на примерной схеме 950 на Фиг.9C. В одном аспекте переключение на работу с повторным использованием частоты определяют с помощью процессоров, которые могут присутствовать в каждой из базовых станций (например, BS₁, BS₂ и BS₃), работающих с повторным использованием частоты. Определенные моменты времени {Δτ₀, Δτ₁, …, Δτ_K} и временные интервалы {Δτ₀, Δτ₁, …, Δτ_K} могут быть сохранены в запоминающих устройствах, находящихся в каждой из базовых станций, которые работают с повторным использованием частоты.

На Фиг.10 иллюстрируется архитектура системы 1000, в которой оборудование 1020 пользователя одновременно получает данные множество ячеек с излучателями 1040₁-1040_L ячеек во время работы с повторным использованием частоты. После выбора набора поднесущих базовая станция (например, базовая станция 1040_К, где 1 < K < L) отображает канал синхронизации (P-SCH и S-SCH) и кодовые последовательности получения данных ячейки канала широковещательной передачи на выбранный набор поднесущих, и передает эти коды в центре выбранного поднабора поднесущих. Терминал 1040_К может использовать специфичную для терминала полосу пропускания для выбранных поднесущих. В одном аспекте такая полоса пропускания представляет собой минимум между 1,25 МГц и диапазоном частот выбранных поднесущих. Оборудование 1020 пользователя обладает архитектурой, которая позволяет детектировать одновременно набор из L потоков данных. Такие L потоков данных соответствуют символам OFDM, переданным по L поднаборам поднесущих, соответствующих повторному использованию частоты порядка L, которую базовые станции 1040₁-1040_L используют для передачи данных. Поэтому терминал 1020 пользователя может одновременно получать данные L ячеек. Архитектура терминала 1020 может содержать процессор 1022, запоминающее устройство 1024 и компоненты 1026₁-1026_L детектирования. Каждый из этих компонентов детектирования работает, по существу, так же, как и компонент 122 детектирования (см. выше; Фиг.1). В другом аспекте получение данных множества ячеек с повторным использованием частоты можно использовать в определенных секторах, где большое количество терминалов могут синхронизироваться практически одновременно (например, во время выруливания самолета после посадки, после выхода из здания, в котором действует правило "отключения всех терминалов", таких как здания суда, в некоторых отделениях больницы и т.д.).

С учетом примерных систем, представленных и описанных выше, методологии, которые могут быть воплощены в соответствии с раскрытым предметом изобретения, будут более понятны при рассмотрении блок-схем последовательности операций, показанных на Фиг.11-13. Хотя с целью упрощения пояснения эти методологии представлены и описаны, как последовательность блоков, следует понимать и учитывать, что заявленный предмет изобретения не ограничивается номером или порядком блоков, поскольку некоторые блоки могут быть расположены в другом порядке и/или одновременно с другими блоками, по сравнению с тем, что представлено и описано здесь. Кроме того, не все представленные блоки могут потребоваться для осуществления методологии, описанной ниже. Следует понимать, что функции, связанные с этими блоками, могут быть воплощены с использованием программных средств, аппаратных средств, их комбинации или любого другого соответствующего средства (например, устройства, системы, процесса, компонента, …). Кроме того, также следует понимать, что методологии, раскрытые ниже и во всем этом описании, могут быть сохранены в изделии для обеспечения возможности транспортирования и переноса таких методологий в различные устройства. Для специалистов в данной области техники будет понятно, и они будут учитывать, что методология может быть, в качестве альтернативы, представлена как последовательность взаимосвязанных состояний или событий, таких как диаграмма состояний.

На Фиг.11 показана блок-схема последовательности операций методологии, предназначенной для получения данных ячейки. На этапе принимают кодовые последовательности P-SCH, S-SCH и BCH, переносящие информацию ячейки. Такая информация может содержать границу символа OFDM, синхронизацию частоты, границу радиокадра, идентификацию ячейки, распределение интервалов времени циклического префикса, обозначение полосы пропускания BCH, полосы пропускания системы и другую системную информацию, такую как конфигурация антенны базовой станции, информация о периферийной ячейке и т.д. На этапе 1120 кодовые последовательности обрабатывают, например, рассчитывают измеряемые параметры моментов времени корреляции. В одном аспекте такие расчеты могут быть выполнены с помощью процессора, находящегося в оборудовании пользователя, таком как процессор 124. На этапе 1130 выделяют информацию ячейки, упомянутую выше.

На Фиг.12 представлена блок-схема последовательности операций методологии передачи информации синхронизации ячейки. На этапе 1210 выполняют поиск ячейки в соответствии с одним или более аспектами, описанными здесь (например, на Фиг.7A, 7B или 7C). На этапе 1220 сохраняют кодовые последовательности для основного и вторичного каналов синхронизации и канала широковещательной передачи. В одном аспекте сохранение может быть воплощено в запоминающем устройстве, находящемся в терминале, который выполнил поиск ячейки на этапе 1210. Такое запоминающее устройство может представлять собой запоминающее устройство 126. Передача информации ячейки путем передачи сохраняемых кодовых последовательностей осуществляется на этапе 1230. В одном аспекте полосу пропускания, используемую для передачи таких кодовых последовательностей, определяют по возможностями оборудования пользователя, выполняющего передачу информации, и такая полоса пропускания может отличаться от полосы пропускания, используемой базовой станцией, для передачи кодовой последовательности в ретранслирующее оборудование пользователя.

На Фиг.13A/13B показана блок-схема последовательности операций методологии передачи/приема информации ячейки, в которой используется повторное использование частоты в сотовой системе беспроводной связи. Как, прежде всего, показано на Фиг.13A, на этапе 1310 определяют повторное использование частоты порядка L. В одном аспекте при использовании OFDMA, в результате такого повторного использования частоты выбирают L поднаборов поднесущих из всего набора доступных поднесущих, совместимых с полосой пропускания системы, и выполняют последующее присвоение таких поднаборов для передатчиков L ячеек (например, базовых станций 1040₁-1040_L; см. также Фиг.9). Такое определение обычно приводит к тому, что оператор соответствует стандарту беспроводной связи (например, 801.11b, 801.11g, 3G LTE). На этапе 1320 информацию ячейки передают, используя определенные L поднаборов поднесущих. Далее, как показано на Фиг.13B, на этапе 1355 информацию ячейки принимают из L поднаборов поднесущих. В одном аспекте информацию детектируют с помощью оборудования пользователя с адекватной архитектурой (например, оборудование 1020 пользователя) для детектирования P-SCH, S-SCH и демодуляции BCH одновременно для всех L передач кодовой последовательности. На этапе 1365 информацию ячейки выделяют из каждого из L поднаборов поднесущих.

На Фиг.14 показана система 1400, которая обеспечивает возможность приема кодовых последовательностей символов основного и вторичного каналов синхронизации. Система 1400 может быть расположена, по меньшей мере, частично в беспроводном устройстве (например, в оборудовании 120 пользователя) и включает в себя функциональные блоки, которые могут представлять собой функциональные блоки, которые представляют функции, воплощенные с помощью процессора или электронного устройства, программного средства или их комбинации (например, встроенного программного средства). В частности, система 1400 включает в себя логические группы 1410 электронных компонентов, которые могут действовать совместно. В одном аспекте логическая группа 1410 включает в себя электронный компонент 1415 для приема кодовой последовательности символов основного канала синхронизации (см., например, Фиг.4), в которой передают, по меньшей мере, одно из длительности циклического префикса, части кода идентификации ячейки, обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи, и которая способствует детектированию границы символа мультиплексирования с ортогональным частотным разделением, детектированию границы интервала и детектированию границы подкадра. Кроме того, логическая группа 1410 включает в себя электронный компонент 1425, предназначенный для приема одной или более кодовых последовательностей символов вторичного канала синхронизации (см., например, Фиг.4), по которым передают, по меньшей мере, одно из границы радиокадра, части или всего кода идентификации ячейки, и обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи. Кроме того, логическая группа 1410 содержит электронный компонент 1435 для приема кодовой последовательности символов канала широковещательной передачи (см., например, Фиг.4), которые переносят, по меньшей мере, одно из распределения интервалов времени циклического префикса и полосы пропускания беспроводной системы. Следует отметить, что электронный компонент 1435 дополнительно включает в себя электронный компонент 1438 для приема кодовой последовательности символов канала синхронизации, переданных в полосе 1,25 МГц (см., например, Фиг.5A), и электронный компонент 1441 для приема кодовой последовательности символов канала широковещательной передачи, переданных в полосе 1,25 МГц или 5 МГц (см., например, Фиг.5B).

Кроме того, система 1400 может включать в себя запоминающее устройство 1450, которое содержит инструкции для осуществления функций, связанных с электрическими компонентами 1415, 1425, 1335 и 1438, и 1441, а также данные, которые могут быть сгенерированы во время осуществления таких функций. Хотя эти компоненты показаны как внешние компоненты относительно запоминающего устройства 1450, следует понимать, что один или более из электронных компонентов 1415, 1425, 1335 и 1438, и 1441 могут быть расположены в запоминающем устройстве 1450.

Приведенное выше описание включает в себя примеры одного или более аспектов. Конечно, нет возможности описать каждую возможную комбинацию компонентов или методологий с целью представления описанных выше аспектов, но для специалиста в данной области техники будет понятно, что возможно множество дополнительных комбинаций и перестановок различных аспектов. В соответствии с этим описанные аспекты предназначены для охвата всех таких изменений, модификаций и вариантов, которые находятся в пределах сущности и объема приложенной формулы изобретения. Кроме того, в той степени, что термин "включает в себя" используется либо в подробном описании изобретения, или в формуле изобретения предполагается, что такой термин имеет включительный смысл, аналогично термину "содержащий", как термин "содержащий" интерпретируется, когда его используют как переходное слово в формуле изобретения.

Изобретение относится к беспроводной связи. Технический результат - уменьшение времени поиска данных ячейки. Системы и способы позволяют получать данные ячейки в системе беспроводной связи в режиме работы с множественным доступом с частотным разделением каналов. Кодовые последовательности, переданные по основному каналу синхронизации (Р-SCH), обеспечивают возможность детектирования границы символа, длительности циклического префикса и обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи. Последовательности, переданные по вторичному каналу синхронизации (S-SCH), обеспечивают возможность детектирования границы радиокадра, идентификации ячейки и обозначения полосы пропускания канала широковещательной передачи. Идентификация ячейки может быть передана совместно между кодами P-SCH и S-SCH. Последовательности канала широковещательной передачи переносят распределение интервалов времени циклического префикса, полосу пропускания системы и другую системную информацию. Описана ретрансляция информации получения данных ячейки, а также получения данных множества ячеек, когда система беспроводной связи работает в режиме повторного использования частоты. 6 н. и 30 з.п. ф-лы, 21 ил.

1. Устройство приема беспроводной связи, содержащее:
процессор, выполненный с возможностью принимать кодовую последовательность в основном канале синхронизации, в котором переносится часть кода идентификации ячейки и, по меньшей мере, одну кодовую последовательность во вторичном канале синхронизации, в котором переносится оставшаяся часть кода идентификации ячейки; и
память, соединенную с процессором, для хранения данных.

2. Устройство по п.1, в котором процессор дополнительно выполнен с возможностью принимать кодовую последовательность в канале широковещательной передачи, в котором переносится полоса пропускания беспроводной системы.

3. Устройство по п.1, в котором процессор дополнительно выполнен с возможностью ретранслировать кодовую последовательность терминалу в системе беспроводной связи.

4. Устройство по п.3, в котором процессор дополнительно выполнен с возможностью планировать время для инициирования ретрансляции кодовой последовательности.

5. Устройство по п.1, в котором кодовая последовательность в основном канале синхронизации представляет собой последовательность Задова-Чу.

6. Передающее устройство беспроводной связи, содержащее:
процессор, выполненный с возможностью передавать кодовую последовательность в основном канале синхронизации, в котором переносится часть кода идентификации ячейки, и, по меньшей мере, одну кодовую последовательность во вторичном канале синхронизации, в котором переносится оставшаяся часть кода идентификации ячейки; и память, соединенную с процессором, для хранения данных.

7. Устройство по п.6, в котором процессор дополнительно выполнен с возможностью передавать кодовую последовательность в канале широковещательной передачи, в котором переносится полоса пропускания беспроводной связи.

8. Устройство по п.6, в котором процессор дополнительно выполнен с возможностью передавать все кодовые последовательности в полосе частот шириной более 1,25 МГц.

9. Устройство по п.7, в котором процессор дополнительно выполнен с возможностью передавать кодовую последовательность в канале широковещательной передачи в полосе частот шириной более 1,25 МГц, когда ширина полосы пропускания (BW) системы меньше 5 МГц, и в полосе частот шириной более 5 МГц, когда BW больше или равна 5 МГц.

10. Устройство по п.6, в котором процессор дополнительно выполнен с возможностью передавать запрос на ретрансляцию кодовой последовательности в основном канале синхронизации.

11. Устройство по п.6, в котором процессор дополнительно выполнен с возможностью передавать запрос на ретрансляцию, по меньшей мере, одной кодовой последовательности во вторичном канале синхронизации.

12. Устройство по п.6, в котором процессор дополнительно выполнен с возможностью передавать запрос на ретрансляцию кодовой последовательности в канале широковещательной передачи.

13. Устройство по п.10, в котором процессор дополнительно выполнен с возможностью временно прекращать передачу кодовой последовательности в основном канале синхронизации для уменьшения объема передаваемой служебной информации.

14. Устройство по п.11, в котором процессор дополнительно выполнен с возможностью временно прекращать передачу, по меньшей мере, одной кодовой последовательности во вторичном канале синхронизации для уменьшения объема передаваемой служебной информации.

15. Устройство по п.12, в котором процессор дополнительно выполнен с возможностью временно прекращать передачу кодовой последовательности в канале широковещательной передачи для уменьшения объема передаваемой служебной информации.

16. Устройство по п.6, дополнительно содержащее компонент искусственного интеллекта, который определяет, когда следует передавать синхронизируемому терминалу запрос на ретрансляцию кодовой последовательности в основном канале синхронизации, на основании, по меньшей мере, частично мгновенных или усредненных по времени или по пространству индикаторов качества канала синхронизируемых терминалов.

17. Устройство по п.6, дополнительно содержащее компонент искусственного интеллекта, который определяет, когда следует передавать синхронизируемому терминалу запрос на ретрансляцию, по меньшей мере, одной кодовой последовательности во вторичном канале синхронизации, на основании, по меньшей мере, частично мгновенных или усредненных по времени или по пространству индикаторов качества канала синхронизируемых терминалов.

18. Устройство по п.7, дополнительно содержащее компонент искусственного интеллекта, который определяет, когда следует передавать синхронизируемому терминалу запрос на ретрансляцию кодовой последовательности в канале широковещательной передачи, на основании, по меньшей мере, частично мгновенных или усредненных по времени или по пространству индикаторов качества канала синхронизируемых терминалов.

19. Устройство по п.6, в котором процессор дополнительно выполнен с возможностью многократно использовать частоты во время работы в течение запланированного интервала времени.

20. Устройство по п.6, в котором кодовая последовательность в основном канале синхронизации представляет собой последовательность Задова-Чу.

21. Машиночитаемый носитель, на котором хранятся инструкции, которые при выполнении процессором обеспечивают выполнение процессором способа, содержащего этапы, на которых:
принимают кодовую последовательность символов основного канала синхронизации, в котором переносится часть кода идентификации ячейки; и
принимают, по меньшей мере, одну кодовую последовательность символов вторичного канала синхронизации, в котором переносится оставшаяся часть кода идентификации ячейки.

22. Машиночитаемый носитель, на котором хранятся инструкции, которые при выполнении процессором обеспечивают выполнение процессором способа, содержащего этапы, на которых:
передают в полосе частот шириной более 1,25 МГц кодовую последовательность символов основного канала синхронизации, в котором переносится часть кода идентификации ячейки; и
передают в полосе частот шириной более 1,25 МГц, по меньшей мере, одну кодовую последовательность символов вторичного канала синхронизации, в котором переносится оставшаяся часть кода идентификации ячейки.

23. Способ приема беспроводной связи, содержащий этапы, на которых:
принимают кодовую последовательность, в котором переносится часть кода идентификации ячейки, в основном канале синхронизации (Р-SCH);
принимают, по меньшей мере, одну кодовую последовательность, в котором переносится оставшаяся часть кода идентификации ячейки, во вторичном канале синхронизации (S-SCH);
принимают кодовую последовательность в канале широковещательной передачи (ВСН), в котором переносится полоса пропускания беспроводной системы; и
обрабатывают кодовые последовательности P-SCH, S-SCH и ВСН и извлекают информацию о ячейке, переносимую кодовыми последовательностями P-SCH, S-SCH и ВСН.

24. Способ по п.23, дополнительно содержащий этапы, на которых:
принимают кодовую последовательность в основном канале синхронизации, вторичном канале синхронизации и канале широковещательной передачи в полосе частот шириной более 1,25 МГц.

25. Способ по п.23, дополнительно содержащий этапы, на которых:
сохраняют информацию о ячейке, извлеченную из основного и вторичного каналов синхронизации, а также из канала широковещательной передачи; и
ретранслируют информацию о ячейке.

26. Способ по п.23, дополнительно содержащий этап, на котором планируют время ретрансляции информации о ячейке.

27. Способ по п.23, в котором кодовая последовательность в основном канале синхронизации представляет собой последовательность Задова-Чу.

28. Способ передачи беспроводной связи, содержащий этапы, на которых:
передают кодовую последовательность символов основного канала синхронизации, в котором переносится часть кода идентификации ячейки; и
передают, по меньшей мере, одну кодовую последовательность символов вторичного канала синхронизации, в котором переносится оставшаяся часть кода идентификации ячейки.

29. Способ по п.28, дополнительно содержащий этап, на котором передают кодовую последовательности символов для основного и вторичного каналов синхронизации, и кодовую последовательность символов для канала широковещательной передачи, применяя повторное использование частоты.

30. Способ по п.28, в котором кодовые последовательности представляют собой последовательность Уолша-Адамара.

31. Способ по п.28, в котором кодовые последовательности представляют собой Золотую последовательность.

32. Способ по п.28, в котором кодовые последовательности представляют собой псевдошумовую последовательность.

33. Способ по п.28, в котором кодовые последовательности представляют собой последовательности максимальной длины (М-последовательности).

34. Способ по п.28, в котором кодовые последовательности представляют собой обобщенную ЛЧМ (линейная частотная модуляция)-подобную последовательность.

35. Способ по п.28, в котором кодовые последовательности представляют собой любую комбинацию последовательности Уолша-Адамара, Золотой последовательности, псевдошумовой последовательности, последовательности максимальной длины и обобщенной ЛЧМ-подобной последовательности.

36. Способ по п.25, в котором кодовая последовательность в основном канале синхронизации представляет собой последовательность Задова-Чу.