СТРУКТУРА КАДРА УПРАВЛЕНИЯ ДОСТУПОМ К СРЕДЕ ПЕРЕДАЧИ В СИСТЕМЕ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2012 года по МПК H04L12/56 H04W80/02 

Область техники

Настоящее изобретение относится к беспроводной связи, более конкретно к структуре кадра управления доступом к среде передачи в системе беспроводной связи с улучшенной поддержкой времени ожидания.

Предшествующий уровень техники

Важным фактором для усовершенствованных систем беспроводной связи является время ожидания одностороннего пути воздушного интерфейса. Время ожидания воздушного интерфейса, прежде всего, зависит от длительности кадра управления доступом к среде (MAC). В разрабатываемом протоколе IEEE 802.16m, например, предложенное целевое время ожидания меньше, чем приблизительно 10 мс, и некоторые наблюдатели предположили, что намного более низкое время ожидания может потребоваться, чтобы конкурировать с другими разрабатываемыми протоколами, например с 3GPP LTE (Долгосрочное Развитие). Протокол IEEE 802.16m является развитием спецификации WiMAX-OFDMA для протокола IEEE 802.16e. Однако унаследованная структура кадра IEEE 802.16e TDD имеет относительно длинную продолжительность и не способна к достижению целей времени ожидания, установленных для IEEE 802.16m.

Эволюционные системы беспроводной связи должны также поддерживать оборудование унаследованных систем. Например, некоторые IEEE 802.16e и IEEE 802.16m базовые станции и мобильные станции, вероятно, будет сосуществовать в пределах той же самой сети при модернизации до более новой системы. Таким образом, IEEE 802.16e мобильные станции должны быть совместимыми с IEEE 802.16m базовыми станциями, и IEEE 802.16e базовые станции должны поддерживать IEEE 802.16m мобильные станции. Таким образом, структуры кадра для воздушных интерфейсов предлагаются в целях достижения более низкого времени ожидания и в некоторых вариантах осуществления для поддержания обратной совместимости.

Унаследованная система определена как система, совместимая с поднабором функциональных возможностей WirelessMAN-OFDMA, определенных стандартом IEEE 802.16-2004 (спецификация IEEE Std 802.16-2004: Part 16: Standard for Local and metropolitan area networks: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems, June 2004) и измененным стандартом IEEE 802.16e-2005 (IEEE Std. 802.16e-2005, IEEE Standard for Local and metropolitan area networks, Part 16: Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems, Amendment 2: Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands, and IEEE Std. 802.16- 2004/Corl-2005, Corrigendum 1, December 2005) и IEEE 802.16Cor2/D3, где поднабор определен посредством WiMAX Forum Mobile System Profile, Release 1.0 (Revision 1.4.0: 2007-05-02), исключая конкретные частотные диапазоны, специфицированные в секции 4.1.1.2 (Band Class Index).

Различные аспекты, признаки, особенности и преимущества раскрытия станут более понятными для специалистов в данной области техники после тщательного рассмотрения следующего детального описания изобретения с иллюстрирующими чертежами, описанными ниже. Чертежи могут быть упрощены для ясности и не обязательно представлены в масштабе.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - система беспроводной связи.

Фиг.2 - кадр унаследованного протокола, отображенный на подкадр 1:2 следующего поколения.

Фиг.3 - конфигурация структуры кадра, имеющая 75%-ный рабочий цикл.

Фиг.4 - другая конфигурация структуры кадра, имеющая 25%-ный рабочий цикл.

Фиг.5 - конфигурация структуры суперкадра.

Фиг.6 - кадр, имеющий множество подблоков равной длительности.

Фиг.7 - другой кадр, имеющий множество подблоков равной продолжительности.

Фиг.8 - кадр, имеющий множество подблоков равной длительности.

Фиг.9 - суперкадр, включающий в себя множество кадров равной длительности.

Фиг.10 - примерная гибридная структура кадра.

Фиг.11 - кадр, имеющий области ресурсов первого и второго протоколов.

Фиг.12 - другой кадр, имеющий области ресурсов первого и второго протоколов.

Фиг.13 - кадр, имеющий области ресурсов первого и второго протоколов.

Фиг.14 - кадр, имеющий области ресурсов первого и второго протоколов.

Фиг.15 - кадр, имеющий области ресурсов первого и второго протоколов.

Фиг.16 - последовательность радиокадров, имеющих первую и вторую области ресурсов.

Фиг.17 - другая последовательность радиокадров, имеющих первую и вторую области ресурсов.

Фиг.18 - другая последовательность радиокадров, имеющих первую и вторую области ресурсов.

Детальное описание

На фиг.1 система 100 беспроводной связи содержит один или более фиксированных базовых инфраструктурных блоков, формирующих сеть, распределенную по географической области. Базовый блок может также упоминаться как пункт доступа, терминал доступа, Узел-B, eNode-B или определяться другой терминологией, используемой в технике. Один или более базовых блоков 101 и 102 обслуживают некоторое количество удаленных блоков 103 и 110 в пределах обслуживаемой области, например ячейки (соты), или в пределах сектора ячейки. Удаленные блоки могут быть стационарными или являться терминалом. Удаленные блоки могут также упоминаться как абонентские блоки, мобильные станции, пользователи, терминалы, абонентские станции, пользовательское оборудование (UE), терминалы или определяться другой терминологией, используемой в технике.

Вообще, базовые блоки 101 и 102 передают сигналы 104 и 105 связи нисходящей линии к обслуживаемым удаленным блокам на, по меньшей мере, части тех же самых ресурсов (время и/или частота). Удаленные блоки 103 и 110 осуществляют связь с одним или более базовыми блоками 101 и 102 посредством сигналов 106 и 113 связи восходящей линии. Один или более базовых блоков могут содержать один или более передатчиков и один или более приемников, которые обслуживают удаленные блоки. Удаленные блоки могут также содержать один или более передатчиков и один или более приемников.

В одном варианте осуществления система связи использует OFDMA или архитектуру FDMA следующего поколения, основанную на одной несущей (SC) для передач восходящей линии, такую как FDMA с перемежением (IFDMA), локализованный FDMA (LFDMA), OFDM с DFT-расширением (DFT-SOFDM) с IFDMA или LFDMA. В системах, основанных на OFDM, радиоресурсы включают в себя символы OFDM, которые могут быть разделены на сегменты, которые являются группировками поднесущих. Примерным основанным на OFDM протоколом является IEEE 802.16(e).

В принципе, система беспроводной связи может реализовать более чем одну технологию связи, как это типично для систем, модернизированных с более новой технологией, например, согласно развитию GSM для UMTS и будущим версиям UMTS. На фиг.1, например, один или более базовых блоков 101 могут быть базовыми станциями унаследованной технологии, например базовыми станциями протокола IEEE 802.16(e), а другая базовая станция может быть базовой станцией технологии более нового поколения, например базовой станцией протокола IEEE 802.16(m). В этих случаях в общем случае желательно, чтобы новые технологии были обратно совместимыми с унаследованной технологией. Для развития IEEE 802.16(e) ограничение по обратной совместимости подразумевает, что унаследованная структура кадра, например длительность 5 мс кадра 802.16(e), должна поддерживаться базовыми станциями протокола 802.16(m). Дополнительно, чтобы эффективно поддерживать чувствительные к задержке приложения, базовые станции 802.16(m) должны быть в состоянии обслуживать и унаследованные терминалы 802.16(m) в пределах общей структуры кадра.

Относительно структуры кадра, в принципе необходимо проектировать кадры, имеющие относительно короткую длительность, чтобы уменьшить время ожидания. Таким образом, чтобы обеспечить низкое время ожидания в системах 802.16m с обратной совместимостью, необходимо разработать структуру подкадра, основанную на унаследованном кадре 802.16(e). Чтобы учитывать требования по времени ожидания, необходимо проектировать кадры с длительностью короче чем 5 мс. Однако чтобы эффективно обслуживать унаследованный трафик, также необходимо, чтобы системы 802.16(m) имели унаследованные кадры длительностью 5 мс. Таким образом, два широких класса кадров потребовались бы для системы 802.16(m), имеющей сниженное время ожидания и поддержку для унаследованных устройств 802.16(e). Первый класс включает в себя полный кадр (имеющий длительность 5 мс) с одним интервалом DL и одним интервалом UL подобно унаследованным кадрам 802.16(e) TDD. Второй класс кадров включает в себя подкадр. Например, кадр 5 мс имеет N интервалов DL и N интервалов UL. Этот кадр может также содержать N интервалов промежутков перехода передачи/приема (TTG) и промежутков перехода приема передачи (RTG). N может поддерживаться малым, типично N=2, чтобы ограничивать служебные сигналы, связанные с TTG и RTG. Согласно этой примерной схеме, унаследованные кадры 802.16(e) TDD могут быть только полным кадром, а кадры 802.16(m) - предпочтительно подкадрами 1:2, хотя они могли бы также быть полными кадрами. h-кадры могут быть или полным кадром, или подкадром 1:2. Фиг.2 иллюстрирует подкадр 1:2 802.16(m), который является обратно совместимым с унаследованным кадром 802.16(e) TDD, причем первый и третий блоки являются блоками нисходящей линии связи, а второй и четвертый блоки - блоками восходящей линии. В общем случае длина интервалов блоков может быть различной.

Кадры 802.16(m) длительностью 5 мс могут составляться из следующих типов основных областей: е-DL область, используемая для передачи трафика нисходящей линии на 802.16(e) терминал; е-UL: область, выделенная для передачи данных и управляющих сообщений 802.16(e) терминалами; m-DL: область, выделенная для передачи на 802.16(m) терминал; и m-UL: область, выделенная для передачи 802.16(m) терминалами. е-DL и е-UL области могут также использоваться для передач к/от 802.16(m) терминалов. В общем случае кадры 802.16(m) областей (структуры подканала и пилот-сигнала) могут отличаться от таковых для 802.16(e) областей. В зависимости от множества унаследованных терминалов и терминалов более новых поколений может быть необходимо распределять весь кадр длительностью 5 мс для 802.16(e) услуг или 802.16(m) услуг.

Используя эти различные типы областей, могут быть созданы различные типы структур кадра длительностью 5 мс, чтобы удовлетворить требованиям услуг трафика. Ими являются: е-кадры, составленные только из е-DL и е-UL областей, используемые для обслуживания унаследованных 802.16(e) TDD терминалов (802.16(m) терминалы могут также обслуживаться в унаследованном режиме); m-кадры, составленные из m-DL и m-UL областей только для обслуживания 802.16(m) терминалов; h-кадры, содержащие и e-DL/е-UL, и m-DL/m-UL области для обслуживания 802.16(e) и 802.16(m) терминалов. 802.16(m) часть и 802.16(e) часть должны мультиплексироваться с временным разделением, чтобы 802.16(m) канал управления, пилот-сигнал и подканалы могли обеспечивать гибкость.

В зависимости от совокупности типов устройств и структуры трафика может потребоваться обрабатывать m-кадр или h-кадр как унаследованный виртуальный кадр в ячейке/секторе. m-DL и m-UL области в этих кадрах могут иметь различные структуры подканала /пилот-сигнала, чем унаследованные системы; эти области следует рассматривать как "мертвые зоны", которые не должны использовать унаследованные терминалы. Полный кадр, будучи подобным по структуре унаследованному 802.16(e) кадру, может быть легко отображен на унаследованный виртуальный кадр с полным использованием ресурсов кадра. Однако подкадр 1:N, который может также быть отображен на унаследованный 802.16(e) виртуальный кадр, будет содержать "мертвую(ые) зону(ы)", где никакая 802.16(e) (TDD) передача не может быть разрешена, чтобы гарантировать DL/UL синхронизацию.

802.16(m) базовый блок может предоставлять услугу унаследованным 802.16(e) терминалам в полных кадрах. Чтобы предоставлять услугу в подкадре 1:N, 802.16(m), базовый блок может отображать унаследованный виртуальный кадр 5 мс на N смежных подкадров, и последовательность подкадров может быть организована как последовательность унаследованных виртуальных кадров длительностью 5 мс. Имеется N вариантов выбора для положения разделения дуплексного кадра с временным разделением (TDD) в унаследованном виртуальном кадре. Требование синхронизации в масштабе системы для системы TDD налагает дополнительные ограничения на интервалы передачи нисходящей линии и восходящей линии, создавая мертвые зоны, во время которых никакая передача не должна выполняться к унаследованным 802.16(e) терминалам и от них. Однако передачи к 802.16(m) терминалам и от них возможны в этих мертвых зонах. Фиг.3 иллюстрирует первую конфигурацию, в которой унаследованный 802.16(e) TDD терминал получает кадр длительностью 5 мс, имеющий 75%-ый рабочий цикл. Кадр включает в себя унаследованную преамбулу 302, DL-отображение 304 и мертвую зону 306, во время которой отсутствует какое-либо унаследованное распределение нисходящей линии во время 802.16(m) интервала восходящей линии. Фиг.4 иллюстрирует вторую конфигурацию, в которой кадр включает в себя мертвую зону 406, во время которой отсутствует какое-либо унаследованное распределение восходящей линии во время 802.16(m) интервала нисходящей линии.

Типовая структура сообщения и его параметры для указания мертвой зоны показаны в Таблице 1.

Таблица 1
Параметр сообщения для указания мертвой зоны Параметр Значение Местоположение <номер символа>/<время> Тег выделенного пилот-сигнала 0 или 1

В вышеупомянутом сообщении параметр "местоположение" указывает положение в пределах кадра во времени (которое может быть обозначено числом символов в кадре или абсолютным временем или сдвигом времени от начала кадра или сдвигом от некоторого другого определенного времени); интерпретация параметра "местоположение" зависит от значения параметра "тег выделенного пилот-сигнала". Если "тег выделенного пилот-сигнала" равен 1, то выделены пилотные символы после "местоположения"; если он равен 0, то это указывает, что пилотные символы после "местоположения" не являются выделенными пилот-сигналами. Таким образом, зона с выделенными пилот-сигналами может быть описана двумя случаями этого сообщения: первое сообщение с тегом выделенного пилот-сигнала, равным l, и местоположением, равным "T1", сопровождаемым вторым сообщением с тегом выделенного пилот-сигнала, равным 0, и местоположением, равным "T2", где T2>=T1; унаследованный терминал, которому были распределены ресурсы в пределах этой зоны, должен использовать только пилот-сигналы в пределах своего пакета для оценивания канала. Унаследованный терминал, которому не были распределены ресурсы в пределах этой зоны, будет игнорировать пилот-сигналы в этой зоне, и также ему не нужно будет декодировать любую из передач данных в пределах выделенной зоны пилот-сигнала. Это в комбинации с BS, не выполняющим распределение любому 16e мобильному терминалу в зоне, косвенным образом отключает или изолирует 16e мобильные терминалы от этой зоны. Таким образом, 16e мобильный терминал эффективно игнорирует то, что находится в зоне.

Примерным сообщением, которое может использоваться, чтобы указывать мертвые зоны, является STC_DL_ZONE_IE() спецификации IEEE 802.16e; параметры "сдвиг символа OFDMA" и "выделенные пилот-сигналы" в этом сообщении соответствуют параметрам "местоположение" и "тег выделенного пилот-сигнала" в вышеупомянутом типовом сообщении в Таблице 1.

Другая структура сообщения и ее параметры, которые могут использоваться, чтобы реализовать мертвые зоны, показаны в Таблице 2.

Таблица 2
Тип 2 сообщения мертвой зоны Параметр Значение Начальный символ <номер символа>/<время> Начальный подканал <номер поднесущей>/<номер подканала> Счет символа <число символов>/<длительность по времени> Счет подканала <число поднесущих>/<число подканалов>

Эти четыре параметра описывают прямоугольную мертвую зону частотно-временных ресурсов. В этом сообщении параметр "начальный символ" указывает местоположение в пределах кадра во времени (что может быть обозначено номером символа в пределах кадра или абсолютным временем или сдвигом по времени от начала кадра или сдвигом от некоторого другого определенного времени), где начинается мертвая зона; "счет символа" указывает продолжительность мертвой зоны, начинающейся с "начального символа". Параметр "начальный подканал" указывает местоположение по частоте поднесущей, где начинается мертвая зона; оно указано в блоках поднесущей или подканала, что является группой поднесущих; "счет подканала" указывает длину мертвой зоны в частотном измерении. Примером этого типа сообщения является PAPR_Reduction_and_Safety_Zone_Allocation_IE() (информационный элемент распределения зоны безопасности и снижения PAPR) спецификации IEEE 802.16e. В этом сообщении параметры “сдвиг символа OFDMA", “сдвиг подканала”, “No. символов OFDMA" и "No. подканалов" соответствует параметрам "начальный символ", "начальный подканал", "счет символа" и "счет подканала" типового сообщения мертвой зоны типа 2 соответственно; параметр PAPR_Reduction_Safety_Zone в сообщении PAPR_Reduction_and_Safety_Zone_Allocation_IE() должен быть установлен в "1", чтобы указывать уменьшенную зону помех унаследованному терминалу; это будет эффективно предписывать терминалу не выполнять никакую передачу восходящей линии в этой зоне.

Достижение баланса между эффективной поддержкой унаследованной услуги и 802.16(m) услуги с низким временем ожидания является проблематичным с однородным типом кадра. Полные кадры, обсужденные выше, оказывают эффективную поддержку унаследованной характеристике, жертвуя характеристикой времени ожидания для 802.16(m) терминалов. Подкадры обеспечивают поддержку времени ожидания 802.16(m) терминалов, жертвуя возможностями унаследованных терминалов в форме мертвых зон.

В одном варианте осуществления гетерогенная конфигурация содержит как полные кадры, так и подкадры, причем полные кадры подкадры перемежаются по времени. В пределах соты полные кадры, прежде всего, используются для обслуживания унаследованных терминалов в соте, тогда как подкадры прежде всего используются для обслуживания 802.16(m) терминалов. Однако для обслуживания пакетов с неотложными ограничениями задержки любой тип кадра может использоваться для обслуживания любого типа терминала. Полные кадры и подкадры организованы в повторяющихся комбинациях, называемых суперкадром.

В суперкадре по фиг.5 шаблон перемежения состоит из двух подкадров 1:2 с последующим одним полным кадром. Этот шаблон в принципе один и тот же по всему сектору/ячейкам. Первый суперкадр содержит конфигурацию 802.16(e) TDD виртуального кадра с 75%-ным рабочим циклом, и второй суперкадр содержит конфигурацию 802.16(e) TDD виртуального кадра с 25%-ным рабочим циклом. Вообще, для тех же самых 802.16(e) TDD виртуальных кадров опции конфигурации могут быть различными для различных базовых станций. Одна базовая станция может использовать 802.16(e) виртуальные кадры для осуществления связи с унаследованным терминалом, в то время как другая соседняя базовая станция может использовать 1:2 структуру 16m подкадра для осуществления связи с 16m базовой станцией без любых нежелательных помех между передачами нисходящей линии и восходящей линии. Пропорция различных типов кадров и их шаблон перемежения в суперкадре в общем случае определяется пропорцией 802.16(e) и 802.16(m) терминалов в системе. Конфигурации могут быть реализованы на системной основе, чтобы гарантировать отсутствие конфликта между передачей базового блока и приемом в смежных ячейках (например, отсутствие конфликта в TDD Tx/Rx границах среди смежных ячеек).

Таким образом, объект инфраструктуры беспроводной связи следующего поколения, например, 802.16(m) базовый блок по фиг.1, должен был бы передавать суперкадр, включающий в себя множество кадров, причем каждый кадр включает в себя, по меньшей мере, две области. Области, в принципе, являются некоторого рода ресурсом, который может быть назначен терминалам для связи по восходящей линии или нисходящей линии в случае системы TDD. Суперкадры обычно передаются в последовательности. Эта структура суперкадра должна передаваться ко всем базовым станциям в системе TDD, чтобы поддерживать синхронизацию всех секторов и ячейки, чтобы гарантировать отсутствие конфликта между передачей базового блока и приемом в смежных ячейках. Эта структура может быть сообщена в управляющем сообщении, определяющем характеристику конфигурации областей в пределах каждого кадра суперкадра. Управляющее сообщение может быть передано к другим базовым станциям по сети наземных линий связи или другими средствами, такими как линии радиосвязи между базовыми станциями. Это управляющее сообщение может также быть передано на терминалы, по меньшей мере, в одном кадре суперкадра. Сообщение может определять характеристику конфигурации областей в пределах каждого кадра того же самого суперкадра, в котором возникает сообщение, или в кадрах другого суперкадра, например последующего суперкадра. В одном варианте осуществления характеристика конфигурации областей в пределах каждого кадра суперкадра определена в МАР управляющего сообщения или другими средствами. В любом случае в некоторых вариантах осуществления управляющее сообщение может содержать ссылочный номер, определяющий карту, применимую для суперкадра, таким образом позволяя терминалам различать среди версий управляющего сообщения, содержащего характеристику конфигурации.

В одном варианте осуществления характеристика конфигурации областей выбрана из группы, содержащей области числа; размер области; тип области (например, восходящей линии или нисходящей линии для системы TDD) и порядок областей. Множество характеристик могут также быть определены. В одном варианте осуществления для системы TDD управляющее сообщение определяет, являются ли области кадра областями восходящей линии или областями нисходящей линии. Таким образом, области выбираются из группы областей, содержащих область восходящей линии и область нисходящей линии. Управляющее сообщение может также определить число областей восходящей линии или областей нисходящей линии в пределах каждого кадра суперкадра. В некоторых вариантах осуществления управляющее сообщение определяет размер областей восходящей линии или областей нисходящей линии в пределах каждого кадра суперкадра. На фиг.5 кадры в общем случае имеют различные числа блоков ресурса (блок ресурса - это интервал передачи нисходящей линии или восходящей линии). Например, первый и второй подкадры длительностью 5 мс имеют четыре блока ресурса, а третий подкадр длительностью 5 мс имеет два блока.

Есть различные способы конфигурирования кадров, которые обеспечивают обратную совместимость и уменьшают время ожидания на основе предложенной структуры. Другим фактором, который должен учитываться при проектировании структуры кадра нового протокола, является поддержка как TDD, так и FDD. Предпочтительно, подобные структуры кадров и подкадров могут быть применены как для TDD, так и для FDD.

В одном варианте осуществления кадр разделен на множество блоков равного размера, причем блоки могут поддерживать один или более протоколов, например IEEE 802.16(e) и/или 802.16(m). Такой кадр позволил бы объекту 802.16(m) инфраструктуры беспроводной связи назначать радиоресурсы как 802.16(e), так и 802.16(m) беспроводным терминалам. В принципе, радиокадр включает в себя множество блоков, включая первый блок и последний блок, причем каждый блок включает в себя множество символов. В одном варианте осуществления каждый блок включает в себя существенно то же самое число символов. Первый блок включает в себя преамбулу первого протокола, например преамбулу унаследованного протокола, такого как 802.16(e). Остальные блоки в кадре лишены преамбулы первого протокола.

В принципе, радиокадр включает в себя, по меньшей мере, один блок первого протокола и/или, по меньшей мере, один блок второго протокола, например 802.16(e) и/или 802.16(m) блоки. В некотором варианте осуществления кадр включает в себя блок как первого, так и второго протокола. В другом варианте осуществления кадр включает в себя только блоки второго протокола, например 802.16(m) блоки. Радиокадр включает в себя сообщение управления распределением для распределения ресурсов в пределах блока протокола. В кадрах, которые включают в себя блоки первого и второго протокола, радиокадр включает в себя сообщение управления распределением первого протокола для распределения ресурсов в блоке первого протокола, и сообщение управления распределением второго протокола для распределения ресурсов в блоке второго протокола. В одном варианте осуществления сообщение управления распределением является сообщением управления распределением первого протокола для распределения ресурсов в пределах блока первого протокола радиокадра, например последующего кадра, который отличен от радиокадра, в пределах которого расположено сообщение управления распределением первого протокола. В одном варианте осуществления первое сообщение управления распределением расположено в первом блоке. Первый блок может быть блоком первого или второго протокола, например 802.16(e) или 802.16(m) блоком.

Подблоки могут быть описаны на основе их положения в кадре и характеристиках подблока. Например, кадр длительностью 5 мс, поддерживающий как 802.16(e), так и 802.16(m) протокол, может характеризоваться как один из типов областей, обсужденных выше. Имеется пять типов 802.16(m) подблоков. Каждый подблок имеет уникальную характеристику, предназначенную для достижения целей обратной совместимости и эффективных 802.16(m) рабочих показателей. 802.16(m) DL ведущий подблок содержит унаследованную 802.16(e) преамбулу в первом символе. Остальные символы кадра могут быть распределены для 802.16(m). Этот подблок может передаваться только в первом подкадре. 802.16(m) DL ведущий совместимый подблок также содержит 802.16(e) FCH и 802.16e DL-МАР в дополнение к 16e преамбуле для обратной совместимости с унаследованными терминалами. Остальные символы распределены для 802.016(m). Ведущий совместимый подблок может быть передан только в первом подкадре. 802.16(m) подблок синхронизации содержит широковещательное управление, которое может использоваться, чтобы синхронизировать 802.16(m) терминал и описывать более широкие аспекты 802.16(m) кадра. Этот подблок занимает уникальное положение в кадре длительностью 5 мс в качестве опоры для синхронизации. Второй подкадр является соответствующим, но не необходимым положением для этого подблока синхронизации. 802.16(m) DL подблок является родовым 16m подблоком, который содержит 802.16(m) данные нисходящей линии и 802.16(m) управление. Это может занимать 2-й, 3-й или 4-й подкадр. 802.16(m) UL подблок является родовым 802.16(m) подблоком, содержащим 802.16(m) данные нисходящей линии и 802.16(m) управление. Этот блок может занимать 2-й, 3-й или 4-й подкадр.

Имеется пять типов 802.16(e) подблоков, которые могут быть распределены в 802.16(m) структуре кадра. Эти подблоки соответствуют унаследованной спецификации 802.16(e) кадров и не могут различаться от унаследованных 802.16(e) кадров унаследованным мобильным терминалом. Унаследованный DL ведущий подблок идентичен унаследованным кадрам, содержащим 802.16(e) преамбулу, 802.16(e) FCH, 802.16(e) DL-МАР. Этот подблок будет содержать 802.16(e) данные нисходящей линии и типично содержал бы UL МАР. Унаследованный DL вторичный подблок идентичен унаследованной 802.16(e) нумерологии и содержит 802.16(e) DL данные. Унаследованный DL вторичный подблок может только следовать за унаследованным DL ведущим подблоком. Унаследованный DL третичный подблок идентичен унаследованной 802.16(e) нумерологии и содержит 802.16(e) DL данные. Унаследованный DL третичный подблок может только следовать за унаследованным DL вторичным подблоком. Унаследованный UL третичный подблок содержит унаследованные данные восходящей линии и может также содержать унаследованное управление восходящей линии. Унаследованный UL хвостовой подблок содержит унаследованные данные восходящей линии и может также содержать унаследованное управление восходящей линии.

В одной реализации распределенный тип подблока зависит от положения кадра. Следующие подблоки могут быть распределены для первого положения подкадра: 802.16(m) ведущий подблок; 802.16(m) DL совместимый ведущий подблок; и унаследованный DL ведущий подблок. Следующие подблоки могут быть распределены для второго положения подкадра: 802.16(m) подблок синхронизации; 802.16(m) DL подблок; 802.16(m) UL подблок, и унаследованный DL вторичный подблок. Следующие подблоки могут быть распределены для третьего положения подкадра: 802.16(m) DL подблок; 802.16(m) UL подблок; унаследованный DL третичный подблок и унаследованный UL третичный подблок. Следующие подблоки могут быть распределены для четвертого положения подкадров: 802.16(m) DL подблок; 802.16(m) UL подблок и унаследованный UL хвостовой подблок.

Используя эти различные типы областей, различные типы структур кадра могут быть созданы, чтобы удовлетворять требованиям услуг трафика, также обсужденным выше. В общем случае первый блок в кадре является DL областью с первым символом, распределенным для преамбулы. Последний символ или последние 2 или 3 символа для ячеек с относительно большими радиусами DL блока, если следующий блок является UL блоком, будут распределены для TTG. Если последний блок является UL блоком, то последняя часть кадра длительностью 5 мс распределена для RTG. Для дополнительного DL/UL разделения первый символ DL блока (после UL блока) распределен для RTG.

На фиг.6 показан примерный 802.16(m) кадр 600, имеющий подблоки одинакового размера. Кадр содержит преамбулу 602 и RTG 604. Все четыре блока 606, 608, 610 и 612 содержат m-DL или m-UL область и не содержат никакой унаследованной 802.16(e) структуры. Первый блок (подкадр) в m-кадре содержит 802.16(m)-DL область. Есть несколько возможных разделений TDD: 75%, 50%, 25% или 100% (полный DL или полный UL кадр). Могут быть сформированы форматы как полного кадра, так подкадра 1:2 m-кадров. Так как m-кадр не поддерживает 802.16(e) данные, служебная нагрузка управления этого кадра может быть малой в зависимости от схемы 802.16(m) канала управления. Всего 3 бита могут потребоваться для сигнализации структуры 802.16(m) кадра. Кадр является кадром длительностью 5 мс с 12 символами на кадр. В других вариантах осуществления, однако, кадр может иметь большую или меньшую длительность, и каждый блок может содержать некоторое другое число символов.

На фиг.7 показан гибридный кадр 700, также называемый НЕМ-I кадром, имеющим подблоки равного размера, предназначенные для обслуживания как 802.16(e), так и 802.16(m) данных трафика в том же самом интервале длительностью 5 мс. Кадр содержит преамбулу 702 и RTG 704. Первый блок является 802.16(e) DL областью, начинающейся с 1-символьной преамбулы с последующими 802.16(e) МАР 706 и 802.16(e) областью 708 ресурсов DL трафика. Другие 3 блока являются комбинацией 802.16(e) и 802.16(m) областей (DL или UL). Для 802.16(e) терминалов 802.16(m) подкадры находятся в отдельной зоне с выделенными пилот-сигналами. Как полный кадр, так и подкадр 1:2 могут быть сформированы с этим типом кадра. В этой структуре есть несколько ограничений: 2-й блок не может быть е-UL, потому что он не будет удовлетворять TTD разделениям, разрешенным в унаследованных 802.16(e) системах. Для формирования подкадров 1:2 2-й блок должен быть m-UL. Это требует, чтобы 802.16(m) элемент МАР располагался в 1-ом блоке или в предыдущем интервале кадра длительностью 5 мс. Кадр 700 включает в себя служебную нагрузку 16e МАР полного размера, чтобы поддерживать 802.16(e) трафик. Однако так как часть кадра распределена для 802.16(m) трафика, число 802.16(e) пользователей в этом кадре меньше, чем для унаследованного 802.16(e) кадра. Служебная нагрузка канала управления кадра 700 является средней. Всего 5 битов могут потребоваться для сигнализации структуры 802.16(m) кадра.

На фиг.8 показан кадр 800, также называемый HEM-II кадром, имеющим подблоки равного размера, который поддерживает только 802.16(m) трафик данных. Кадр содержит преамбулу 802 и RTG 804. За символом следует 802.16(e) базовый МАР 806. 802.16(e) базовый МАР гарантирует обратную совместимость и включает в себя только существенные IE (информационные элементы) базового МАР, такие как обязательные элементы, содержащиеся в IEEE 802.16e сжатой карты. IEEE 802.16e сжатая карта содержит следующие существенные элементы: указатель сжатой карты, присоединенный UL-МАР, зарезервированный бит, длина Мар-сообщения, PHY поле синхронизации, DCD отсчет, ID оператора, ID сектора, символы отсутствия OFDMA и DL IE отсчет.

Размер 802.16(e) базового МАР находится приблизительно между 2 и 4 символами OFDM. Остальная часть первого блока содержит 802.16(m)-DL область 808. Последний блок содержит 802.16(m) UL область и другие 2 блока содержат 802.16(m) DL или 802.16(m) UL области. Как полный кадр, так и подкадр 1:2 могут быть сформированы, используя эту конфигурацию. Служебная нагрузка управления для кадра 800 мала, так как он не поддерживает 802.16(e) трафик данных. Всего 2 бита могут потребоваться для сигнализации структуры кадра 800. Даже если кадр 700 по фиг.7 и кадр 800 по фиг.8 могут быть объединены в один тип кадра, имеется экономия в сигнализации управления при их разделении.

Фиг.9 иллюстрирует общую структуру суперкадра 900, содержащего множество кадров длительностью 5 мс, имеющих подблоки фиксированной длительности, причем кадры поддерживают 802.16(e) или 802.16(m) терминалы или их комбинацию.

В одном варианте осуществления 802.16(m) структура кадра основана на суперкадре длительностью 20 мс. Чтобы уменьшить служебную нагрузку управления и упростить сигнализацию и обнаружение для 802.16(m) мобильных терминалов (избежать слепого обнаружения) первый кадр 902 суперкадра имеет тип, проиллюстрированный на фиг.8, или m-кадр, проиллюстрированный на фиг.6. 802.16(m) широковещательный канал (m-BCH) 904 расположен в конце 1-го блока первого кадра и может использоваться, чтобы определить 2 мс фазу, когда терминал инициализируется. 802.16(m) структура кадра должна быть прозрачной для унаследованных 802.16(e) терминалов. Таким образом, 802.16(e) терминалам не нужно обнаруживать какой-либо новый управляющий сигнал. В гибридном кадре для 802.16(m) области выделена отдельная зона с выделенными пилот-сигналами. Управляющий сигнал в сигнализации 802.16(m) терминалов о структуре суперкадра, кадра и подкадра основан на иерархической структуре. Этот сигнал является частью m-BCH и передается каждые 20 мс. Кодированный BCH может быть отображен на число x (например, x=2) суперкадров в пределах интервала длительностью 40 мс (если x-2). Размер сигнала должен быть уменьшен и сделан надежным, так как он широковещательно передается. Примерный управляющий сигнал структуры суперкадра проиллюстрирован в Таблице 3.

Таблица 4 иллюстрирует управляющий сигнал структуры подкадра m-кадра.

Таблица 5 иллюстрирует управляющий сигнал структуры HEM-II подкадра.

Поле Размер сигнала 1-й подкадр:
DL-16m   2-й подкадр
DL-16m: 0
UL-16m: 1 1 бит 3-й подкадр
DL-16m: 0
UL-16m: 1 1 бит 4-й подкадр:
UL-16m   Всего 2 бита Таблица 5
Управляющий сигнал структуры HEM-II подкадра

Таблица 6 иллюстрирует примерный управляющий сигнал структуры HEM-I подкадра

Поле Размер сигнала 1-й подкадр:
DL-16m   2-й подкадр
DL-16m: 00
UL-16m: 01
DL-16е: 10
UL-16е: 11 2 бита 3-й подкадр
DL-16m: 00
UL-16m: 01
DL-16е: 10
UL-16е: 11 2 бита 4-й подкадр
UL-16m: 0
UL-16е: 1 1 бит Всего 5 бита Таблица 6
Управляющий сигнал структуры HEM-I подкадра

На фиг.9 примерная структура кадра, приведенная выше, описана для системы TDD 16m. Однако в альтернативном варианте осуществления подобную структуру кадра/подкадра можно применить для FDD 802.16(m). Кроме того, даже есть только четыре подкадра в пределах одного кадра длительностью 5 мс, в пределах одного суперкадра имеется 16 подкадров. Так как управляющий сигнал в Таблицах 1-4 может выделить DL/UL и e/m для каждого подкадра, гранулярность разделения между DL/UL и e/m равна 1/16 или 6,25%.

Фиг.10 иллюстрирует примерную гибридную структуру кадра, которая поддерживает 802.16(e) и 802.16(m). Как обсуждено, кадр длительностью 5 мс начинается с 802.16(e) преамбулы. 802.16(e) терминалы определяют 802.16(e) и 802.16(m) распределения из 802.16(e) МАР, где 802.16(m) область выделена как отдельная зона. 802.16(m) область составлены из одного или более m подкадров, которые имеют фиксированный размер и расположены между областями 802.16(e) DL и 802.16(e) UL. Эта схема подобна HEM-I за исключением того, что размеры подкадров различны, DL/UL разделено, а e/m фиксировано. Фиг.10 иллюстрирует примерную структуру. Длительность m подкадра может быть выбрана из множителей 48 символов; в этом случае 16 символов. Число и размер m подкадров в структуре h-кадра могут быть изменены на основании нагрузки, задержки или других требований. В этом случае 2m подкадров находятся в гибридном (h) кадре.

Местоположение m подкадров в h-кадре может быть любым местом, пока TTG покрывается областью m-кадра. Полная DL/UL синхронизация и максимальное использование кадра может быть достигнуто тщательным проектированием m подкадров относительно унаследованного TDD разделения. Полный кадр может быть построен с использованием подкадров одного m подкадра в кадре длительностью 5 мс, и подкадр 1:2 может быть построен с использованием 2m подкадров. Структура m подкадра фиксированного размера помогает 802.16(m) терминалам определять 802.16(m) распределение с использованием слепого обнаружения, хотя может использоваться явная сигнализация управления.

В примере, приведенном выше, распределение ресурсов структуры для унаследованного и 802.16(m) трафика и распределение для DL и UL интервалов выражены в 120 символьных блоках. Эта схема требует небольшой служебной нагрузки управления, однако допускает только ограниченный набор унаследованных и 802.16(m) разделений и ограниченный набор TDD разделений. В этом разделе описана альтернативная схема, которая допускает гибкое распределение размеров унаследованных и 16m разделений, а также допускает более широкий диапазон TDD разделений, обеспечивая больше гибкости в адаптации к отношениям DL/UL трафика. В этой схеме имеется структура суперкадра, содержащая одно или более из унаследованного 802.16(e) кадра, 802.16(m) кадра и/или гибридного кадра. В некоторых вариантах осуществления длина суперкадра может быть любым кратным числом 5 мс, таким образом гибридный кадр длительностью 5 мс является включенным особым случаем структуры суперкадра. В других вариантах осуществления длина суперкадра может отличаться от 5 мс. 802.16(e) кадры являются тем же самым, что и унаследованные кадры. 802.16(m) кадры не обязаны поддерживать 802.16(e) услуги, и им не обязательно иметь какой-либо унаследованный компонент. Они могут иметь либо структуру полного кадра, либо структуру подкадра 1:N, состоящую из N m подкадров. m подкадр может конфигурироваться, чтобы иметь возможно широкий диапазон TDD разделения. В гибридных кадрах, которые поддерживают как 802.16(e), так и 802.16(m) терминалы в пределах того же самого периода 5 мс, интервал 5 мс разделен на 802.16(e) и 802.16(m) области. Описаны два различных типа разделения.

Фиг.11 иллюстрирует структуру кадра с гибкостью в размерах разделения области ресурса, например, 802.16(e) и 802.16(m) разделения, подходящую для распределения радиоресурсов терминалам беспроводной связи, совместимым с первым и вторым протоколами. Кадр длительностью 5 мс может иметь е-DL, е-UL, m-DL и m-UL области. Однако нет никакого ограничения в размере кадра (числе символов) за исключением того, что размеры 802.16(e) областей подвергаются ограничениям, наложенным гранулярностью типов подканалов, используемых в этих областях. Радиокадр нисходящей линии в общем случае включает в себя область ресурсов первого протокола и область ресурсов второго протокола. Радиокадр также включает в себя сообщение управления распределением первого протокола для распределения ресурсов в пределах области ресурсов первого протокола и сообщение управления распределением второго протокола для распределения ресурсов в пределах области ресурсов второго протокола. В некоторых вариантах осуществления сообщение управления распределением первого протокола может распределять ресурсы в пределах области ресурсов первого протокола на беспроводный(ые) терминал(ы), совместимый(е) с первым протоколом, и сообщение управления распределением второго протокола может распределять ресурсы в пределах области ресурсов второго протокола на беспроводный(е) терминал(ы), совместимый(е) со вторым протоколом.

Объект инфраструктуры беспроводной связи, например 802.16(m) базовая станция, в общем случае передает последовательность радиокадров, например, для распределения радиоресурсов беспроводным терминалам, совместимым с первым протоколом, и беспроводным терминалам, совместимым со вторым протоколом. В одном варианте осуществления, по меньшей мере, пятьдесят процентов (50%) радиокадров в последовательности включают преамбулу первого протокола, например 802.16(e) преамбулу, чтобы облегчать любым 802.16(e) мобильным блокам способность поддерживать синхронизацию с системой. В этом варианте осуществления радиокадр, который включает в себя преамбулу первого протокола, может также содержать или не содержать сообщение управления распределением первого протокола.

Сообщение управления распределением второго протокола, например 802.16(m), может быть расположено в предопределенном местоположении в пределах радиокадра. Путем определения местонахождения сообщения распределения второго протокола в известном или предопределенном местоположении можно уменьшить сложность 802.16(m) мобильной станции, так как она сможет избежать попыток слепого обнаружения местоположения сообщения. Слепое обнаружение типично связано с попыткой декодировать сообщение по множеству наборов ресурсов, пока не будет получена надлежащая проверка циклическим избыточным кодом (CRC) сообщения. Область ресурсов первого протокола в общем случае включает поднесущие пилот-сигнала. В одном варианте осуществления радиокадр включает в себя сообщение, указывающее, что терминалы первого протокола не должны использовать поднесущие пилот-сигналов в области ресурсов второго протокола (например, путем передачи сообщения, указывающего выделенную зону пилот-сигналов с отсутствием распределений терминалам первого протокола в пределах выделенной зоны пилот-сигналов, или в соответствии с сообщением, указывающим зону безопасности, или другими средствами). Поднесущие во второй области могут не существовать или могут быть в другом местоположении, чем пилот-сигналы в первой области. В другом варианте осуществления сообщение идентифицирует выделенный интервал пилот-сигналов, который включает область ресурсов второго протокола. Радиокадр может также включать в себя сообщение, идентифицирующее границу области ресурсов первого протокола (например, передачей сообщения, указывающего выделенную зону пилот-сигналов с отсутствием распределений терминалам первого протокола в пределах выделенной зоны пилот-сигналов, или в соответствии с сообщением, указывающим зону безопасности, или другими средствами).

На фиг.11 первый символ кадра содержит либо 802.16(m) МАР, либо поднабор 802.16(m) МАР, либо 802.16(m) МАР указатель, который идентифицирует 802.16(m) область независимо от 802.16(e) МАР. Далее следует односимвольная 802.16(e) преамбула и 802.16(e) МАР. 802.16(e) МАР использует зоны безопасности или выделенные зоны пилот-сигналов, чтобы указать области 16m. Можно определить новую структуру пилот-сигнала/подканала/управления в 802.16(m) зонах, которая более эффективна, чем 802.16(e) структуры. В этом примере области 802.16(e) DL и UL, как показано, используют зоны PUSC. Однако другие 802.16(e) перестановки могут также использоваться альтернативно. Кроме того, в 802.16(m) зонах нисходящей лини и восходящей линии (областях второго протокола нисходящей линии и восходящей линии) перестановки, шаблоны пилот-сигналов и плотность пилот-сигналов и другие параметры, такие как разнос поднесущих или длина циклического префикса или длительность символа, могут быть теми же или отличающимися от определенных в 802.16(e). В других вариантах осуществления первый символ кадра содержит 802.16(e) преамбулу и 802.16(m) МАР или управляющий канал/управляющую сигнализацию, упомянутые выше, в различном положении или положениях в кадре. Например, в пределах части кадра, маркированной как 16m DL (например, специализированная пилотная зона или зона безопасности/снижения PAPR с точки зрения 802.16(e)). В принципе, 802.16(m) МАР не требует мультиплексирования по времени, но может мультиплексироваться с использованием любого или любой комбинации из мультиплексирования с временным разделением (TDM), мультиплексирования с частотным разделением (FDM) или мультиплексирования с кодовым разделением (CDM). Кроме того, 802.16(m) МАР и соответствующая информация могут либо широковещательно передаваться (например, предназначены для декодирования почти всеми 802.16(m) мобильными терминалами теперь в пределах зоны покрытия соты), либо могут выделяться (например, предназначаться для декодирования только конкретным мобильным терминалом или группой мобильных терминалов), или быть некоторой комбинацией из широковещательной передачи и выделения (например, часть управляющей информации/информации сигнализации широковещательно передается, а специфическое для мобильного терминала управление/сигнализация являются специально назначенными).

Также на фиг.11 (в числе прочих) показан 16m указатель переопределения безопасности в структуре 802.16(e) МАР/канала управления. Этот дополнительный аспект может быть включен, чтобы позволить 802.16(m) мобильным терминалам идентифицировать, что конкретная 802.16(e) зона безопасности или выделенная зона пилот-сигналов используется как 802.16(m) зона для 802.16(m) мобильных терминалов. Это может быть использовано, по меньшей мере, в двух аспектах. Во-первых, если 802.16(m) мобильный терминал может декодировать 802.16(e) структуру МАР/канала управления, он будет тогда знать, где 802.16(m) зона(ы) расположена(ы) в пределах кадра. Тогда если 802.16(m) МАР находится в известном положении в пределах 802.16(m) зоны, то 802.16(m) мобильный терминал будет знать, где располагается МАР, чтобы упростить обнаружение МАР. Другими словами, в этом сценарии обеспечивается указатель на положение 802.16(m) МАР для 802.16(m) мобильного терминала. Во-вторых, когда 802.16(m) мобильный терминал знает, что конкретная зона безопасности или выделенная зона пилот-сигналов должна использоваться как 802.16(m) зона, 802.16(e) МАР может использоваться для распределения ресурсов для 802.16(m) мобильного терминала в 802.16(m) зоне. Это использование 802.16(e) МАР, чтобы распределять ресурсы в 802.16(m) зонах, может быть сделано либо отдельным (например, когда отсутствует отдельный (элемент) 802.16(m) МАР в кадре), или в дополнение к распределениям ресурса, которые могут выполняться отдельным 802.16(m) МАР. 16m указатель переопределения безопасности может быть включен в 802.16(e) МАР способом, совместимым с 802.16(e) протоколом. Например, предопределенный доступный или зарезервированный указатель кода использования интервала нисходящей линии (DIUC) или расширенный DIUC из 802.16(e) протокола (например, который не был назначен конкретной 802.16(e) функции) может использоваться или служить в качестве 16m указателя переопределения безопасности. Такие указатели могут использоваться в МАР нисходящей линии или МАР восходящей линии (в МАР восходящей линии эквивалентом DIUC является код использования интервала восходящей линии или UIUC) или в них обоих (отметим, что термины DIUC/UIUC будут использованы в обобщенном смысле в описании настоящего изобретения, и эти термины также могут охватывать расширенный DIUC/UIUC, расширенный-2 DIUC/UIUC и расширенные IE, зависимые от DIUC/UIUC). Использование доступного DIUC не будет влиять на работу 802.16(e) мобильных терминалов, потому что 802.16(e) мобильным терминалам в принципе известно, что следует игнорировать любые DIUC или UIUC, которые невозможно интерпретировать. Также возможны другие совместимые с 802.16(е) методы, такие как использование других зарезервированных кодов или полей в других информационных элементах или IE), но необходимо обращать внимание на то, чтобы гарантировать, чтобы не оказывалось негативное влияние на работу 802.16(e) мобильных терминалов. В принципе, зоны безопасности/переопределения выделенного пилот-сигнала, выраженные в унаследованной (802.16 (e)) МАР области, могут быть определены неявно или явно. Примером неявного определения является определить новый только 16m МАР IE (например, на основе зарезервированного DIUC/UIUC), который обеспечивает указатель на 16m область(и) кадра, и этот указатель должен быть установлен, чтобы совпадать, например, с началом 802.16(e) зоны безопасности или выделенной зоны пилот-сигнала. Другим примером является то, что IE может назначить 16m мобильный терминал ресурсу в пределах зоны безопасности/выделенной зоны пилот-сигналов (либо с использованием существующего 16e МАР IE, либо вновь определенного 16m МАР IE). Примером неявного переопределения является новый IE (например, основанный на сохраненном DIUC/UIUC), который предписывает 16m мобильным терминалам игнорировать IE зоны безопасности/выделенной зоны пилот-сигналов. Также отметим, что в некоторых вариантах осуществления переопределение зоны безопасности/выделенной зоны пилот-сигналов, отображенной в унаследованной МАР области, могут вместо этого быть указаны в сигнализации более высокого уровня, такой как дескриптор канала нисходящей линии (DCD), который передается время от времени, а не в каждом кадре, вместо передачи в МАР. Это уменьшит служебную нагрузку МАР, особенно если размер/размещение 16m зон изменяется лишь медленно.

На фиг.12 первый 802.16(m) подкадр (также называемый областью или областью ресурсов, или зоной ресурсов) полностью содержится в 802.16(m) области, созданной зоной безопасности или выделенной зоной пилот-сигналов, перед унаследованной границей TDD. DL и UL интервалы являются смежными. DL интервал второго m подкадра также расположен перед унаследованной границей TDD. Однако его UL интервал отделен от него 802.16(e) UL областями. Смежность UL интервала первого m подкадра по отношению к DL интервалу второго m подкадра будет благоприятна с точки зрения адаптации линии связи, как в AMC и MIMO формировании луча. Однако эта смежность может быть отрицательной для быстрых повторных передач из-за нехватки достаточного времени обработки, из-за чего придется ожидать до DL интервала следующего кадра.

На фиг.13 два 802.16 (m) подкадра расположены в двух 802.16(m) областях, созданных двумя зонами безопасности или выделенными зонами пилот-сигналов. Для обоих подкадров UL интервал является смежным с DL интервалом. Недостаток этой схемы - неиспользованные ресурсы в унаследованном TTG, которые не требуются для структуры 802.16(m) кадра или для унаследованного 802.16(e) виртуального кадра.

На фиг.14 показана структура подкадра, в которой 802.16(m) области начинаются в известных местоположениях. Таким образом, 802.16(m) указатель МАР/поднабор МАР/МАР в первом символе (или, альтернативно, встроенный или включенный в 802.16(e) МАР совместимым с 802.16(e) способом, например, на основе использования зарезервированного DIUC) не требуется, как в других вариантах осуществления, например в структуре по фиг.10. На фиг.14 802.16(m) UL область появляется перед 802.16(m) DL областью для обоих 802.16(m) подкадров. Таким образом, релевантность UL предпочтительно имеет место для следующего 802.16(m) подкадра. Для первого 802.16(m) подкадра область UL расположена после е-DL области, отделенной интервалом TTG. Таким образом, начальное местоположение 802.16(m) области может быть вслепую обнаружено на основе известного местоположении интервала TTG. Начальное местоположение второго m подкадра может быть описано в первом m подкадре. Широкое разнесение m-UL интервала относительно m-DL интервала предыдущего m подкадра может позволить быструю обратную связь HARQ, приводящую к более быстрым повторным передачам и пониженному времени ожидания пакета.

Фиг.15 является альтернативной 802.16(m) структурой кадра, причем структура гибридного кадра длительностью 5 мс широковещательно передается с использованием первого DL-МАР-IE() 802.16(e) DL-МАР после FCH, то есть 4 сегментов. Эти IE отбрасываются 802.16(e) терминалами. Множество таких IE() может использоваться, чтобы достичь более высоких коэффициентов повторения и, тем самым, достичь высокой надежности/покрытия. С этой структурой становится возможным эффективное обнаружение 802.16(m) управления независимо от 802.16(e) МАР, и эффективная микронеактивность может быть реализована в 802.16(m) терминалах. Главное преимущество этой структуры состоит в том, что весь символ не требуется назначать для 802.16(m) указателя МАР/подмножества МАР/МАР. Обычный порядок DL/UL в m подкадре может быть сохранен. В вышеупомянутых структурах кадра любая из 802.16(e) DL и UL областей может быть уменьшена до нуля, таким образом распределяя весь кадр для 802.16(m) трафика. 802.16(m) кадр, который не является обратно совместимым, может также быть сформирован путем исключения 802.16(e) DL и UL областей, а также 802.16(e) МАР. Другой метод для включения информации о 802.16(m) структуре кадра в 802.16(e) МАР состоит в использовании предопределенного одного из сохраненных DIUC/UIUC 802.16(e), чтобы указать, что информация в конкретном IE является информацией описания кадра. В качестве примера, в структуре DL-МАР-IE() может использоваться расширенный-2 DIUC-зависимый IE() (который соответствует значению 14 DIUC); в этой структуре расширенного-2 DIUC-зависимого IE() может использоваться зарезервированное значение расширенного-2 DIUC в диапазоне 0x0B - 0x0D или 0x0F, чтобы описать структуру 802.16m кадра; параметр длины в этом IE будет установлен на размер структуры кадра в байтах. Альтернативно, может использоваться HARQ-DL-MAP-IE() (путем использования расширенного-2 DIUC-зависимого IE() со значением расширенного-2 DIUC, равным 0x07); это структура HARQ-DL-MAP-IE() с параметром "режим", установленным на значение в диапазоне значений 0b0111-0b1111 (которые зарезервированы и не используются для 802.16(e) структур). Другой структурой, которая может также использоваться, является DL-MAP-IE() с DIUC=15, который идентифицирует структуру расширенного DIUC-зависимого IE(); c использованием зарезервированного значения для расширенного DIUC параметра в диапазоне 0x09 - 0x0A или 0x0C -0x0E может быть сформировано описание структуры 802.16(m) кадра.

Фиг.16 иллюстрирует структуру кадра с гибкостью в размерах разделений областей ресурсов, например разделения 802.16(e) и 802.16(m), подходящую для распределения радиоресурсов терминалам беспроводной связи, совместимым с первым и вторым протоколами (например, 802.16(e) и 802.16(m)). В одном варианте осуществления, по меньшей мере, пятьдесят процентов (50%) радиокадров в последовательности включают в себя преамбулу первого протокола, например протокола 802.16(e). Последовательность включает область ресурсов первого протокола и область ресурсов второго протокола, причем сообщение управления распределением первого протокола распределяет ресурсы в пределах области ресурсов первого протокола, и сообщение управления распределением второго протокола распределяет ресурсы в пределах области ресурсов второго протокола.

На фиг.17 сообщения управления в общем кадре n описывают распределение в кадре n+1 для первого и для второго протоколов, например протоколов 802.16(e) и 802.16(m). Фиг.17 также иллюстрирует первые и вторые области ресурсов в общем кадре n+1, описываемые сообщениями управления в предыдущем кадре n. В одной реализации сообщения управления распределением первого и второго протоколов возникают в общем кадре, причем сообщение управления распределением первого протокола распределяет ресурсы в пределах области ресурсов первого протокола в кадре, следующем за общим кадром, и сообщение управления распределением второго протокола распределяет ресурсы в пределах области ресурсов второго протокола в кадре, следующем за общим кадром. В другом варианте осуществления области ресурсов первого и второго протокола возникают в общем кадре, причем сообщение управления распределением первого протокола появляется в кадре, предшествующем общему кадру, и сообщение управления распределением второго протокола возникает в кадре, предшествующем общему кадру.

Фиг.18 иллюстрирует сообщения управления для первого и второго протокола в общем кадре n. Часть сообщения управления первого протокола распределяет ресурсы в области первого протокола кадра n+1, и сообщение управления второго протокола распределяет ресурсы в области второго протокола того же самого кадра n.

В некоторых вариантах осуществления изобретения сообщение управления распределением первого протокола (например, 802.16(e) МАР) может распределять ресурсы в пределах области ресурсов первого протокола (например, 802.16(e) область или зона) на беспроводный терминал, совместимый с первым протоколом и со вторым протоколом (например, 802.16(m) терминал). В этом случае от 802.16(m) терминала, которому назначены/распределены ресурсы в пределах 802.16(e) области, может потребоваться принимать и/или передавать с использованием 802.16(e) протокола. Назначение/распределение ресурсов 802.16(m) мобильному терминалу в пределах 802.16(e) области этим способом может быть выгодным в целях уравновешивания нагрузки; например, могут быть моменты времени, когда 802.16(m) область может стать полностью распределенной/используемой, в то время как 802.16(e) область полностью не используется. Это может возникать динамически на основе схем трафика и политик планирования. В таком случае некоторым из 802.16(m) терминалов могут назначаться ресурсы в 802.16(e) области, чтобы приспособить более высокую общую величину трафика для 802.16(m) терминалов.

Хотя настоящее раскрытие и лучшие режимы его осуществления были описаны так, чтобы устанавливать владение и предоставлять возможность специалистам в данной области изготовить и использовать данное раскрытие, понятно, что имеются эквиваленты примерных вариантов осуществления, раскрытых здесь, и что модификации и изменения могут быть сделаны без отклонения от объема и сущности изобретений, которые должны быть ограничены не примерными вариантами осуществления, а приложенной формулой изобретения.

Изобретение относится к беспроводной связи, более конкретно к структуре кадра управления доступом к среде передачи в системе беспроводной связи с улучшенной поддержкой времени ожидания. Технический результат - уменьшение времени ожидания и поддержания обратной совместимости. Объект инфраструктуры беспроводной связи конфигурирован для распределения радиоресурсов, в радиокадре, беспроводному терминалу, совместимому с первым протоколом, и беспроводному терминалу, совместимому со вторым протоколом. Радиокадр включает в себя область ресурсов первого протокола и область ресурсов второго протокола. Радиокадр включает в себя сообщение управления распределением ресурсов первого протокола, которое распределяет ресурсы в пределах области ресурсов первого протокола беспроводному терминалу, совместимому с первым протоколом, и сообщение управления распределением ресурсов второго протокола, которое распределяет ресурсы в пределах области ресурсов второго протокола беспроводному терминалу, совместимому со вторым протоколом. 4 н. и 33 з.п. ф-лы, 18 ил., 6 табл.

1. Способ в объекте инфраструктуры беспроводной связи второго протокола, причем способ содержит
распределение радиоресурсов, в радиокадре, беспроводному терминалу, совместимому с первым протоколом, и беспроводному терминалу, совместимому со вторым протоколом,
радиокадр включает в себя область ресурсов первого протокола и область ресурсов второго протокола,
радиокадр включает в себя сообщение управления распределением ресурсов первого протокола и сообщение управления распределением ресурсов второго протокола,
причем сообщение управления распределением первого протокола распределяет ресурсы в пределах области ресурсов первого протокола беспроводному терминалу, совместимому с первым протоколом, сообщение управления распределением второго протокола распределяет ресурсы в пределах области ресурсов второго протокола беспроводному терминалу, совместимому со вторым протоколом.

2. Способ по п.1, в котором радиокадр составляет последовательность радиокадров, причем, по меньшей мере, пятьдесят процентов радиокадров в последовательности включают в себя преамбулу первого протокола.

3. Способ по п.1, в котором сообщение управления распределением второго протокола расположено в предопределенном местоположении в пределах радиокадра.

4. Способ по п.1, в котором, по меньшей мере, область ресурсов первого протокола включает в себя поднесущие пилот-сигналов, при этом радиокадр включает в себя сообщение, указывающее, что терминалы первого протокола не должны использовать поднесущие пилот-сигналов в области ресурсов второго протокола.

5. Способ по п.4, в котором сообщение идентифицирует выделенный интервал пилот-сигналов, причем выделенный интервал пилот-сигналов включает в себя область ресурсов второго протокола.

6. Способ по п.4, в котором радиокадр включает в себя сообщение, идентифицирующее границу области ресурсов первого протокола.

7. Способ по п.1, в котором радиокадр включает в себя указатель, указывающий на местоположение второго сообщения управления распределением в радиокадре.

8. Способ по п.1, в котором первым протоколом является IEEE 802.16(e), а вторым протоколом является IEEE 802.16(m).

9. Способ по п.1, в котором сообщение управления распределением первого протокола распределяет ресурсы в пределах области ресурсов второго протокола для беспроводного терминала, совместимого со вторым протоколом.

10. Способ по п.1, в котором сообщение управления распределением первого протокола дополнительно распределяет ресурсы в пределах области ресурсов первого протокола беспроводному терминалу, совместимому с первым протоколом и со вторым протоколом.

11. Способ в объекте инфраструктуры беспроводной связи второго протокола, причем способ содержит распределение радиоресурсов, в последовательности радиокадров, беспроводному терминалу, совместимому с первым протоколом, и беспроводному терминалу, совместимому со вторым протоколом,
последовательность радиокадров включает в себя область ресурсов первого протокола и область ресурсов второго протокола,
последовательность радиокадров включает в себя сообщение управления распределением первого протокола и сообщение управления распределением второго протокола,
сообщение управления распределением первого протокола распределяет ресурсы в пределах области ресурсов первого протокола, сообщение управления распределением второго протокола распределяет ресурсы в пределах области ресурсов второго протокола.

12. Способ по п.11, в котором
сообщение управления распределением первого протокола и сообщение управления распределением второго протокола появляются в общем кадре,
сообщение управления распределением первого протокола распределяет ресурсы в пределах области ресурсов первого протокола в кадре, следующем за общим кадром, сообщение управления распределением второго протокола распределяет ресурсы в пределах области ресурсов второго протокола в кадре, следующем за общим кадром.

13. Способ по п.11, в котором
область ресурсов первого протокола и область ресурсов второго протокола появляются в общем кадре,
сообщение управления распределением первого протокола появляется в кадре, предшествующем общему кадру, и сообщение управления распределением второго протокола появляется в кадре, предшествующем общему кадру.

14. Способ по п.11, в котором, по меньшей мере, пятьдесят процентов радиокадров в последовательности включают в себя преамбулу первого протокола.

15. Способ по п.11, в котором сообщение управления распределением второго протокола расположено в предопределенном местоположении в пределах, по меньшей мере, некоторых из кадров в последовательности радиокадров.

16. Способ по п.11, в котором, по меньшей мере, область ресурсов первого протокола включает в себя поднесущие пилот-сигналов, причем радиокадр включает в себя сообщение, указывающее, что терминалы первого протокола не должны использовать поднесущие пилот-сигналов в области ресурсов второго протокола.

17. Способ по п.16, в котором сообщение идентифицирует выделенный интервал пилот-сигналов, причем выделенный интервал пилот-сигналов включает в себя область ресурсов второго протокола.

18. Способ по п.16, в котором радиокадр включает в себя сообщение, идентифицирующее границу области ресурсов первого протокола.

19. Способ по п.18, в котором радиокадр включает в себя указатель, указывающий на местоположение второго сообщения управления распределением в радиокадре.

20. Способ по п.11, в котором первым протоколом является IEЕЕ 802.16(e), а вторым протоколом является протокол IEEE 802.16(m).

21. Способ в объекте инфраструктуры беспроводной связи, содержащий
распределение радиоресурсов, в радиокадре, беспроводным терминалам, совместимым с первым протоколом, и беспроводным терминалам, совместимым со вторым протоколом,
радиокадр содержит множество блоков, включающих в себя первый блок и последний блок,
каждый блок включает в себя множество символов,
первый блок содержит преамбулу первого протокола, остальные блоки лишены преамбулы первого протокола,
каждый из множества блоков является блоком первого протокола или блоком второго протокола.

22. Способ по п.21, в котором
радиокадр содержит, по меньшей мере, один блок первого протокола и, по меньшей мере, один блок второго протокола,
радиокадр содержит сообщение управления распределением первого протокола для распределения ресурсов в блоке первого протокола,
радиокадр содержит сообщение управления распределением второго протокола для распределения ресурсов в блоке второго протокола.

23. Способ по п.21, в котором
радиокадр содержит сообщение управления распределением первого протокола для распределения ресурсов в пределах блока первого протокола,
причем сообщение управления распределением первого протокола расположено в первом блоке.

24. Способ по п.23, в котором первый блок является блоком первого протокола.

25. Способ по п.23, в котором первый блок является блоком второго протокола.

26. Способ по п.23, в котором все блоки являются блоками второго протокола.

27. Способ по п.23, в котором сообщение управления распределением первого протокола распределяет ресурсы в пределах блока первого протокола радиокадра, который отличается от радиокадра, в пределах которого расположено сообщение управления распределением первого протокола.

28. Способ по п.21, в котором каждый блок содержит, по существу, одинаковое число символов.

29. Способ по п.21, в котором первым протоколом является IEEE 802.16(e), а вторым протоколом является IEEE 802.16(m).

30. Способ в объекте инфраструктуры беспроводной связи, причем способ содержит
распределение радиоресурсов в суперкадре,
суперкадр содержит множество кадров,
каждый кадр содержит, по меньшей мере, две области;
по меньшей мере, один кадр суперкадра содержит управляющее сообщение, причем управляющее сообщение определяет характеристику конфигурации областей в пределах каждого кадра суперкадра,
характеристика конфигурации областей выбрана из группы, включающей в себя области числа, тип области и упорядочение областей.

31. Способ по п.30, в котором
каждая область выбрана из группы областей, содержащей область восходящей линии и область нисходящей линии,
управляющее сообщение определяет, являются ли области кадра областями восходящей линии или областями нисходящей линии.

32. Способ по п.31, в котором управляющее сообщение также определяет число областей восходящей линии или областей нисходящей линии в пределах каждого кадра суперкадра.

33. Способ по п.31, в котором управляющее сообщение определяет размер областей восходящей линии или областей нисходящей линии в пределах каждого кадра суперкадра.

34. Способ по п.30, в котором управляющее сообщение определяет размер областей в пределах каждого кадра суперкадра.

35. Способ по п.30, в котором
характеристика конфигурации областей в пределах каждого кадра суперкадра определена в карте управляющего сообщения,
управляющее сообщение содержит ссылочный номер, определяющий карту, применимую для суперкадра.

36. Способ по п.30, в котором, по меньшей мере, один кадр имеет отличающееся число блоков по сравнению с другими кадрами суперкадра.

37. Способ по п.30, в котором, по меньшей мере, один кадр имеет два блока, и, по меньшей мере, один другой кадр имеет четыре блока.