УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В СИСТЕМЕ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2013 года по МПК H04J11/00 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА ДЛЯ РОДСТВЕННЫХ ЗАЯВОК

По этой заявке испрашивается право приоритета предварительной заявки US №61/118,443, поданной 27 ноября 2008 г., предварительной заявки US №61/118,444, поданной 27 ноября 2008 г., предварительной заявки US №61/141,658, поданной 30 декабря 2008 г., предварительной заявки US №61/142,601, поданной 5 января 2009 г., корейской патентной заявки №10-2009-0033794, поданной 17 апреля 2009 г., и корейской патентной заявки №10-2009-0038694, поданной 1 мая 2009 г., все они полностью включены сюда по упоминанию о них.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область изобретения

[01] Настоящее изобретение относится к беспроводной связи, а именно, к устройству и способу передачи данных в системе беспроводной связи.

Уровень техники

[02] Стандарт IEEE 802.16 (т.е. Institute of Electrical and Electronics Engineers IEEE - Институт инженеров в области электротехники и электроники) обеспечивает технологию и протокол для поддержки широкополосного беспроводного доступа. Стандарт IEEE 802.16 принят с 1999 г., а стандарт IEEE 802.16-2001 был утвержден в 2001 г. Стандарт IEEE 802.16-2001 основывается на физическом уровне с одной несущей, называемом "WirelessMAN-SC". После этого в стандарт IEEE 802.16a, утвержденный в 2003 г., к физическому уровню дополнительно к "WirelessMAN-SC" добавили "WirelessMAN-OFDM" и "WirelessMAN-OFDMA". После того как был разработан стандарт IEEE 802.16a, в 2004 г. утвердили переработанный стандарт IEEE 802.16-2004. Чтобы исправить недостатки и ошибки стандарта IEEE 802.16-2004, в 2005 г. был разработан стандарт IEEE 802.16-2004 /Corl (далее называемый IEEE 802.16е) в виде "corrigendum" (латин. «список исправлений», примеч. перевод.).

[03] На фиг.1 показан пример структуры кадра в системе IEEE 802.16е. Кадр представляет собой последовательность данных в течение фиксированного времени, используемого в соответствии с физическими характеристиками. В отношении кадра можно сослаться на параграф 8.4.4.2 стандарта IEEE 802.16-2004 "Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems" («Часть 16: Воздушный интерфейс для систем фиксированного широкополосного беспроводного доступа») (далее - ссылочный документ 1).

[04] Согласно фиг.1 кадр включает нисходящий (downlink, DL) кадр и восходящий (uplink, UL) кадр. Дуплекс с временным разделением (Time Division Duplex, TDD) является схемой, в которой передача в восходящем направлении и передача в нисходящем направлении совместно используют одну и ту же частоту, но они осуществляются в разные промежутки времени. Нисходящий кадр по времени раньше, чем восходящий кадр. Нисходящий кадр отправляется в последовательности из преамбулы, управляющего заголовка кадра (Frame Control Header, FCH), карты нисходящего канала (DL-MAP), карты восходящего канала (UL-MAP) и области пакетов. Защитный интервал для различения восходящего кадра и нисходящего кадра вставлен в среднюю часть (между нисходящим кадром и восходящим кадром) и последнюю часть (следующую за восходящим кадром) кадра. Интервал перехода с передачи на прием (transmit/receive transition gap, TTG) представляет собой интервал между нисходящим пакетом и последующим восходящим пакетом. Интервал перехода с приема на передачу (receive/transmit transition gap, RTG) представляет собой интервал между восходящим пакетом и последующим нисходящим пакетом. Преамбула используется для первоначальной синхронизации между базовой станцией и пользовательским оборудованием, поиска ячейки, смещения частоты и оценки канала. Управляющий заголовок кадра включает информацию о длине сообщения карты нисходящего канала и схеме кодирования карты нисходящего канала. Карта нисходящего канала является областью, в которой передается сообщение карты нисходящего канала. Сообщение карты нисходящего канала определяет доступ нисходящего канала. Карта восходящего канала является областью, в которой передается сообщение карты восходящего канала. Сообщение карты восходящего канала определяет доступ восходящего канала.

[05] Сегодня на основе стандарта IEEE 802.16е разрабатывается стандарт IEEE 802.16m (т.е. стандарт новой технологии). При введении стандарта IEEE 802.16m могут быть по-новому определены параметры системы. Соответственно, структуры кадров необходимо сформировать так, чтобы можно было эффективно поддерживать по-новому определенные параметры системы.

[06] Кроме того, IEEE 802.16m (т.е. стандарт на новую разработанную технологию) должен быть разработан таким, чтобы он мог поддерживать ранее разработанный стандарт IEEE 802.16е. Технология новой разработанной системы должна быть создана такой, чтобы она эффективно охватывала существующую технологию (т.е. IEEE 802.16е) и работала. Это называется обратной совместимостью. Кадр для удовлетворения условию обратной совместимости для существующей системы является двойственным кадром. Существующая система может относиться к системе IEEE 802.16е, а новая система может относиться к IEEE 802.16m. Соответственно, в системе IEEE 802.16m продолжается исследование структур кадров, способных удовлетворить условию обратной совместимости для системы IEEE 802.16е.

[07] К тому же профиль системы, основанный на известном стандарте IEEE 802.16, поддерживает только схему дуплекса с временным разделением (TDD), но делает попытки поддерживать схему дуплекса с частотным разделением (FDD), в которой передача в нисходящем направлении и передача в восходящем направлении осуществляются в разных полосах частот в одно и то же время. Соответственно, для удобства конструкции системы и совместного использования аппаратных средств необходимо создать структуру FDD-кадра, имеющую общее со структурой TDD-кадра.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[08] Настоящее изобретение обеспечивает устройство и способ передачи данных в системе беспроводной связи.

[09] Согласно одному аспекту настоящего изобретения обеспечивается устройство передачи данных в системе беспроводной связи. Устройство включает блок генерирования символов мультиплексирования с разделением по ортогональным частотам (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) для генерирования множества OFDM-символов, блок формирования кадров для формирования кадра, включающего множество OFDM-символов, и блок передачи для передачи указанного множества OFDM-символов на основе сформированного кадра. Кадр разделен на множество субкадров, число OFDM-символов, включенных в субкадр, произвольно выбранный из указанного множества субкадров, равно одному числу из 5, 6 и 7, а ширина полосы пропускания системы беспроводной связи составляет 8,75 МГц.

[10] Согласно другому аспекту настоящего изобретения обеспечивается способ передачи данных в системе беспроводной связи. Способ включает генерирование множества OFDM-символов, формирование кадра, включающего множество OFDM-символов, и передачу множества OFDM-символов на основе сформированного кадра. Кадр разделен на множество субкадров, число OFDM-символов, включенных в субкадр, произвольно выбранный из указанного множества субкадров, является одним числом из 5, 6 и 7, а ширина полосы пропускания системы беспроводной связи составляет 8,75 МГц.

[11] В одном примере осуществления длительность каждого из OFDM-символов равна сумме циклического префикса (Cyclic Prefix, CP) и полезного интервала символа, а отношение циклического префикса к полезному интервалу символа может быть 1:8. В другом примере осуществления число множества OFDM-символов равно 43. Система беспроводной связи является системой дуплекса с временным разделением (Time Division Duplex, TDD), в которой передача в восходящем направлении и передача в нисходящем направлении разделены во временной области. Отношение нисходящих субкадров, используемых в передаче в нисходящем направлении, и восходящих субкадров, используемых в передаче в восходящем направлении, в пределах кадра составляет N:M, a N+M является одним значением из 6, 7 и 8. По меньшей мере один OFDM-символ в пределах кадра используется как интервал «передача-прием» (transmission/reception (TX/RX) gap) для различения друг от друга близких нисходящих субкадров и восходящих субкадров.

[12] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения обеспечивается устройство передачи данных в системе беспроводной связи. Устройство включает блок генерирования OFDM-символов для генерирования множества OFDM-символов путем осуществления быстрого преобразования Фурье (БПФ) и обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ) для введенного модуляционного символа, блок формирования кадров для формирования кадра, содержащего k основных субкадров, каждый из которых имеет 6 OFDM-символов, сгенерированных блоком генерирования OFDM-символов, n исключительных субкадров, каждый из которых имеет m OFDM-символов, сгенерированных блоком генерирования OFDM-символов, и зарезервированный интервал, имеющий один OFDM-символ, сгенерированный блоком генерирования OFDM-символов, и блок передачи данных для передачи данных с использованием указанного кадра. Здесь 6k+mn может быть равно 44, а k может быть равно n.

[13] В одном примере осуществления m может быть равно 7, и k+n может быть равно 7. В другом примере осуществления m может быть равно 5, и k+n может быть равно 8. Если принять, что полезный интервал символа для OFDM-символа, сгенерированного блоком генерирования OFDM-символов, есть T_b и циклический префикс есть T_g, то T_g может быть T_b/16. Система беспроводной связи может быть системой дуплекса с временным разделением (TDD), в которой передача в восходящем направлении и передача в нисходящем направлении разделяются во временной области. Зарезервированный интервал может быть помещен на границе субкадра, используемого для передачи в восходящем направлении, и субкадра, используемого для передачи в нисходящем направлении. Система беспроводной связи может быть системой дуплекса с частотным разделением (frequency division duplex, FDD), в которой передача в восходящем направлении и передача в нисходящем направлении разделяются в частотной области. Зарезервированный интервал может использоваться как мидамбула (midamble), использующаяся для оценки состояния каналов множества антенн.

[14] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения обеспечивается устройство передачи данных в системе беспроводной связи. Устройство включает блок генерирования OFDM-символов для генерирования множества OFDM-символов путем осуществления БПФ и ОБПФ для введенного модуляционного символа, блок формирования кадров для формирования кадра, содержащего k основных субкадров, каждый из которых имеет шесть OFDM-символов, сгенерированных блоком генерирования OFDM-символов, n исключительных субкадров, каждый из которых имеет m OFDM-символов, сгенерированных блоком генерирования OFDM-символов, и зарезервированный интервал, имеющий один OFDM-символ, сгенерированный блоком генерирования OFDM-символов, и блок передачи данных для передачи данных с использованием указанного кадра. Здесь 6k+mn может быть равно 45.

[15] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения обеспечивается способ передачи данных в системе беспроводной связи. Способ включает генерирование OFDM-символов путем осуществления БПФ и ОБПФ для введенного модуляционного символа, формирование кадра, включающего k основных субкадров, каждый из которых имеет шесть OFDM-символов, сгенерированных блоком генерирования OFDM-символов, n исключительных субкадров, каждый из которых имеет m OFDM-символов, сгенерированных блоком генерирования OFDM-символов, и зарезервированный интервал, имеющий один OFDM-символ, сгенерированный блоком генерирования OFDM-символов, и передачу данных с использованием указанного кадра. Здесь 6k+mn может быть равно 44, а k может быть равно n.

[16] В соответствии с формированием новых кадров может быть учтена обратная совместимость и в то же время могут быть удовлетворены условия новых параметров. Кроме того, может поддерживаться общее с разнородными структурами кадров, имеющими различную ширину полос пропускания систем, и могут быть исключены взаимные помехи между TDD-кадрами, поддерживающими различные длительности циклического префикса (Cyclic Prefix, CP).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[17] На фиг.1 показан пример структуры кадра в системе по стандарту IEEE 802.16е.

[18] На фиг.2 приведена схема, показывающая систему беспроводной связи.

[19] На фиг.3 показан пример структуры OFDM-символа.

[20 На фиг.4 показана структура суперкадра в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

[21] На фиг.5 показано устройство передачи данных в беспроводной системе связи в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

[22] На фиг.6 показан пример структур кадров в соответствии со схемой дуплекса с временным разделением (TDD), которые сформированы блоком формирования кадров в соответствии с настоящим изобретением.

[23] На фиг.7 показан другой пример структур кадров в соответствии со схемой дуплекса с временным разделением (TDD), которые сформированы блоком формирования кадров в соответствии с настоящим изобретением.

[24] На фиг.8 показан еще один пример структур кадров в соответствии со схемой дуплекса с временным разделением (TDD), которые сформированы блоком формирования кадров в соответствии с настоящим изобретением.

[25] На фиг.9 показан пример структур кадров в соответствии со схемой дуплекса с частотным разделением (FDD), которые сформированы блоком формирования кадров в соответствии с настоящим изобретением.

[26] На фиг.10 показан другой пример структур кадров в соответствии со схемой дуплекса с частотным разделением (FDD), которые сформированы блоком формирования кадров в соответствии с настоящим изобретением.

[27] На фиг.11 показан еще один пример структур кадров в соответствии со схемой дуплекса с частотным разделением (FDD), которые сформированы блоком формирования кадров в соответствии с настоящим изобретением.

[28] На фиг.12 приведена блок-схема, показывающая устройство передачи данных в системе беспроводной связи в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

[29] На фиг.13 показан пример структуры кадра, сформированного блоком формирования кадров в соответствии с настоящим изобретением.

[30] На фиг.14 показан пример структуры кадра, полученной из структуры кадра на фиг.13.

[31] На фиг.15 показан другой пример структур кадров, полученных из структуры кадра на фиг.13.

[32] На фиг.16 показан еще один пример структур кадров, полученных из структуры кадра на фиг.13.

[33] На фиг.17 показан еще один пример структур кадров, полученных из структуры кадра на фиг.13.

[34] На фиг.18 показан еще один пример структур кадров, полученных из структуры кадра на фиг.13.

[35] На фиг.19 показан еще один пример структур кадров, полученных из структуры кадра на фиг.13.

[36] На фиг.20 показан другой пример структур кадров, сформированных блоком формирования кадров в соответствии с настоящим изобретением.

[37] На фиг.21 показан еще один пример структуры кадра, сформированной блоком формирования кадров в соответствии с настоящим изобретением.

[38] На фиг.22 показан пример структуры кадра, полученной из структуры кадра на фиг.21.

[39] На фиг.23 показан другой пример структуры кадра, полученной из структуры кадра на фиг.21.

[40] На фиг.24 показан еще один пример структуры кадра, полученной из структуры кадра на фиг.21.

[41] На фиг.25 показан еще один пример структуры кадра, полученной из структуры кадра на фиг.21.

[42] На фиг.26 показан еще один пример структуры кадра, полученной из структуры кадра на фиг.21.

[43] На фиг.27 показан еще один пример структур кадров, полученных из структуры кадра на фиг.21.

[44] На фиг.28 показан еще один пример структур кадров, полученных из структуры кадра на фиг.21.

[45] На фиг.29 показан еще один пример структуры кадра, сформированной блоком формирования кадров в соответствии с настоящим изобретением.

[46] На фиг.30 приведена блок-схема, иллюстрирующая способ передачи данных в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРАТИВНЫХ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[47] На фиг.2 приведена схема, показывающая систему беспроводной связи. Беспроводные системы связи размещаются в различных местах для обеспечения различных услуг связи, например голосовых, пакетных и передачи данных.

[48] Согласно фиг.2 беспроводная система связи включает единицы пользовательского оборудования (User Equipment, UE) 10 и базовые станции (Base Station, BS) 20. Пользовательское оборудование (UE) 10 может быть стационарным или подвижным, а также оно может быть названо другими терминами, например подвижной станцией (Mobile Station, MS), пользовательским терминалом (User Terminal, UT), абонентской станцией (Subscriber Station, SS) или беспроводным устройством. Базовая станция (BS) 20 в общем случае относится к стационарной станции, осуществляющей связь с единицами пользовательского оборудования (UE) 10, а также она может быть названа другими терминами, например узел В (NodeB, eNB), базовой приемопередающей системой (Base Transceiver System, BTS) или точкой доступа. В одной базовой станции (BS) 20 может существовать одна или более ячеек.

[49] Далее связь от базовой станции (BS) 20 к пользовательскому оборудованию (UE) 10 называется нисходящей, а связь от пользовательского оборудования (UE) 10 к базовой станции (BS) 20 называется восходящей. В нисходящем направлении передатчик может быть частью базовой станции (BS) 20, а приемник может быть частью пользовательского оборудования (UE) 10. В восходящем направлении передатчик может быть частью пользовательского оборудования (UE) 10, а приемник может быть частью базовой станции (BS) 20.

[50] Необходима схема для различения друг от друга радиоресурсов, используемых в передаче в нисходящем направлении, и радиоресурсов, например частотной, временной и кодовой областей, используемых в передаче восходящего направления, чтобы радиоресурсы не перекрывали друг друга. Эта схема называется дуплексом. Чтобы отличить разных пользователей друг от друга в схемах множественного доступа, передача в восходящем направлении и передача в нисходящем направлении могут отличаться одна от другой в частотной, временной и кодовой областях. Схема дуплекса в основном подразделяется на схему дуплекса с частотным разделением (Frequency Division Duplex, FDD) для различения друг от друга передач в восходящем и нисходящем направлениях в соответствии с частотой и схему дуплекса с временным разделением (Time Division Duplex, TDD для различения друг от друга передач в восходящем и нисходящем направлениях в соответствии со временем.

[51] В схеме дуплекса с частотным разделением (FDD) передача данных между базовой станцией (BS) и пользовательским оборудованием (UE) может осуществляться последовательно в каждой линии связи во временной области, так как восходящая и нисходящая линии связи отличаются одна от другой в частотной области. В схеме дуплекса с частотным разделением (FDD) частота одинакового значения симметрично выделяется восходящей линии связи и нисходящей линии связи. Схема дуплекса с частотным разделением (FDD) используется очень много, так как она подходит для симметричной услуги, такой как голосовой вызов. Между тем есть схема полудуплекса с частотным разделением (Half-FDD, H-FDD), которая является разновидностью схемы дуплекса с частотным разделением (FDD). В схеме полудуплекса с частотным разделением (H-FDD) пользовательское оборудование (UE) не может осуществлять передачу в восходящем направлении и передачу в нисходящем направлении в разных полосах частот в одно и то же время, хотя и осуществляет передачу в восходящем направлении и передачу в нисходящем направлении. Соответственно, в системе полудуплекса с частотным разделением (H-FDD), когда единицы пользовательского оборудования (UE), принадлежащие к одной группе, осуществляют передачу в восходящем направлении, базовая станция (BS) осуществляет передачу в нисходящем направлении единицам пользовательского оборудования (UE), принадлежащим другой группе. То есть, восходящая и нисходящая линии связи разделяются по частоте, и соответствующие группы используют разные интервалы времени.

[52] Схема дуплекса с временным разделением (TDD) имеет преимущество в том, что она подходит для асимметричной услуги, поскольку таймслоты с различными соотношениями могут быть выделены восходящей линии связи и нисходящей линии связи. Другое преимущество схемы дуплекса с временным разделением (TDD) заключается в том, что восходящая и нисходящая линии связи имеют почти одинаковое состояние канала, поскольку передача и прием в восходящем и нисходящем направлениях осуществляются в одной и той же полосе частот. Соответственно, схема дуплекса с временным разделением (TDD) подходит для технологии антенных решеток, так как состояние канала может быть мгновенно оценено, когда получен сигнал. Схема дуплекса с временным разделением (TDD) использует всю полосу частот как восходящую или нисходящую линии связи. Кроме того, в схеме дуплекса с временным разделением (TDD) вся полоса частот используется как восходящая линия связи в течение заданного интервала времени, так как восходящая и нисходящая линии связи разделены во временной области, и передача/прием данных между базовой станции (BS) и пользовательским оборудованием (UE) не может осуществляться в одно и то же время, поскольку вся полоса частот используется как нисходящая линия связи в течение другого заданного интервала времени.

[53] Система беспроводной связи может быть системой, основанной на мультиплексировании с разделением по ортогональным частотам (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) или на множественном доступе с разделением по ортогональным частотам (Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA). Мультиплексирование с разделением по ортогональным частотам (OFDM) использует множество ортогональных поднесущих. Мультиплексирование с разделением по ортогональным частотам (OFDM) использует характеристики ортогональности между обратным быстрым преобразованием Фурье (ОБПФ) и быстрым преобразованием Фурье (БПФ). Передатчик генерирует OFDM-символ путем осуществления ОБПФ для данных и отправляет OFDM-символ. Приемник восстанавливает исходные данные путем осуществления ОБПФ для полученного OFDM-символа. Передатчик использует ОБПФ, чтобы скомбинировать несколько поднесущих, а приемник использует соответствующее БПФ, чтобы отделить несколько поднесущих друг от друга.

[54] Схемы множественного доступа для передачи в нисходящем направлении и передачи в восходящем направлении могут отличаться друг от друга. Например, нисходящая линия связи может использовать множественный доступ с разделением по ортогональным частотам (Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA), а восходящая линия связи может использовать множественный доступ с частотным разделением на одной несущей (Single Carrier-Frequency Division Multiple Access, SC-FDMA).

[55] На фиг.3. показан пример структуры OFDM-символа.

[56] Согласно фиг.3 общая длительность одного OFDM-символа есть T_s=T_g+T_b. Здесь T_g - циклический префикс (Cyclic Prefix, CP), a T_s - полезный интервал символа. Циклический префикс (СР) используется для исключения межсимвольной интерференции из-за многолучевого распространения сигнала в схеме OFDM-передачи и также может называться защитным интервалом или защитным периодом. T_b - остальная часть, в которой циклический префикс (СР) вычтен из T_s, и она представляет собой часть OFDM-символа, необходимую для восстановления реальных данных.

[57] Из предположения, что отношение T_g к T_b есть G, получается следующее уравнение.

[58]

[59] Здесь G=l/8 или 1/16. Циклический префикс (СР) называется нормальным циклическим префиксом, если G равно 1/16, и называется расширенным циклическим префиксом, если G равно 1/8.

[60] Следующая таблица показывает пример параметров для OFDM-системы. Эти параметры являются системными параметрами в стандарте IEEE 802.16m.

[61]

[62] Как можно видеть в таблице 1, параметры установлены независимо в соответствии с шириной полос пропускания системы. В частности, в системе, у которой ширина полосы пропускания системы составляет 8,75 МГц, при G=1/8 число OFDM-символов, включенных в кадр на 5 мс, равно 43. При G=1/16 число OFDM-символов, включенных в кадр на 5 мс, равно 45. Существует потребность в способе формирования кадра, при котором система может эффективно управляться на основании новых параметров.

[63] На фиг.4 показана структура суперкадра в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

[64] Согласно фиг.4 суперкадр включает заголовок суперкадра (superframe header, SFH) и четыре кадра F0, F1, F2 и F3. Когда используется суперкадр, эффективность передачи может быть повышена, так как цикл передачи управляющей информации, которую не нужно часто передавать, можно увеличить в единице суперкадра. Кроме того, характеристика задержки при передаче данных, в которой учитывается механизм повторной передачи, может быть уменьшена, так как выделение и планирование данных наиболее часто осуществляется в единице суперкадра. Размер каждого суперкадра показан равным 20 мс, а размер каждого кадра показан равным 5 мс, но это не является ограничением. Кадр может иметь переменный размер с целью совместимости с разнородными или существующими беспроводными системами связи.

[65] Заголовок суперкадра может быть расположен впереди в суперкадре, и заголовку суперкадра выделяется общий канал управления. Общий канал управления является каналом, используемым для передачи управляющей информации, которая может быть совместно использована всеми единицами пользовательского оборудования в пределах ячейки и представляет собой, например, системную информацию или информацию о кадрах, составляющих суперкадр. Сигнал синхронизации или преамбула размещаются в заголовке суперкадра. Преамбула используется для начальной синхронизации между базовой станцией (BS) и пользовательским оборудованием (UE), поиска ячейки, смещения частоты и оценки канала.

[66] Один кадр включает k субкадров SF0, SF1, SF2 … SF(k-1). k - это целое число больше 0. Когда базовая станция (BS) и пользовательское оборудование (UE) обмениваются кадрами, минимальная величина интервала времени передачи (Transmission Time Interval, TTI) (т.е. основная единица передачи/приема данных) является субкадром. На фиг.4 показан пример, в котором k равно 7. Субкадр может состоять из 5, 6 или 7 OFDM-символов. К кадру можно применить дуплекс с временным разделением (Time Division Duplex, TDD) или дуплекс с частотным разделением (Frequency Division Duplex, FDD). В дуплексе с временным разделением (TDD) каждый субкадр используется как восходящий или нисходящий на одной и той же частоте в разные интервалы времени. То есть, субкадры в TDD-кадре разделяются во временной области на восходящий субкадр и нисходящий субкадр.

[67] В дуплексе с частотным разделением (FDD) каждый субкадр используется как восходящий или нисходящий на разных частотах в одном и том же интервале времени. То есть, субкадры в FDD-кадре разделяются в частотной области на субкадры для восходящей линии связи и субкадры для нисходящей линии связи. Здесь передача в восходящем направлении и передача в нисходящем направлении занимают разные полосы частот, и они могут осуществляться в одно и то же время. Мидамбула (midamble) представляет собой сигнал для оценки канала, который передается базовой станцией (BS), чтобы получить состояние канала для каждой антенны в системе с многими входами-выходами (Multiple-Input Multiple-Output, MIMO), использующей множество антенн. Пользовательское оборудование (UE) может оценить состояние канала для каждой антенны базовой станции (BS) посредством получения мидамбулы.

[68] Как описано выше, в системе, в которой полоса частот при передаче составляет 8,75 МГц, при G=1/8 число OFDM-символов, включенных в один кадр, равно 43. Кроме того, при G=1/16 число OFDM-символов, включенных в один кадр, равно 45. В системе с дуплексом с временным разделением (TDD), поскольку одна и та же полоса частот используется как в передаче в восходящем направлении, так и в передаче в нисходящем направлении, интервал времени, используемый для передачи в восходящем направлении в какой-либо ячейке, может быть использован для передачи в нисходящем направлении в другой ячейке. То есть, когда период передачи в восходящем направлении и период передачи в нисходящем направлении перекрывают друг друга между разнородными системами или соседними ячейками, между соседними ячейками возникает интерференция.

[69] В такой системе необходимо уменьшить интерференцию между соседними ячейками, использующими OFDM-символы с различными длинами циклического префикса (СР) путем учета обратной совместимости. Чтобы удовлетворить это требование, необходимо сформировать кадр, в котором пилот-сигнал физического уровня и конструкция и структура ресурсного блока могут одинаково поддерживаться за счет того, что типы всех субкадров делают по возможности одинаковыми.

[70] Далее раскрываются устройство передачи данных и способ передачи данных при G=1/8 и G=1/16.

[71] 1. Для G=1/8

[72] На фиг.5 показано устройство передачи данных в беспроводной системе связи в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

[73] Согласно фиг.5 устройство 100 передачи данных включает блок 110 генерирования OFDM-символов, блок 120 формирования кадров и блок 130 передачи.

[74] Блок 110 генерирования OFDM-символов генерирует множество OFDM-символов путем осуществления БПФ (быстрого преобразования Фурье) и ОБПФ (обратного быстрого преобразования Фурье) для символа введенных данных. Структура OFDM-символа является такой же, что описана со ссылкой на фиг.3.

[75] Блок 120 формирования кадров формирует кадр, используемый для ширины полосы пропускания системы 8,75 МГц. Кадр включает множество OFDM-символов. Общая форма кадров такая же, что описана со ссылкой на фиг.4. Кадр подразделяется на множество субкадров, и каждый субкадр может включать 5, 6 или 7 OFDM-символов. Все субкадры могут включать одинаковое число OFDM-символов или разные числа OFDM-символов. Однако число OFDM-символов, включенных в один кадр, должно быть постоянно 43. Кадр может быть кадром по схеме дуплекса с временным разделением (TDD), схеме дуплекса с частотным разделением (FDD) или схеме полудуплекса с частотным разделением (H-FDD).

[76] В кадре по схеме дуплекса с временным разделением (TDD) между восходящим субкадром и нисходящим субкадром может осуществляться переход. Чтобы беспрепятственно осуществить переход от восходящего субкадра к нисходящему субкадру или переход от нисходящего субкадра к восходящему субкадру, вводится интервал перехода. Блок 120 формирования кадров может использовать по меньшей мере один OFDM-символ в качестве интервала перехода (TTG) с передачи на прием (TX/RX) или интервала перехода (RTG) с приема на передачу (RX/TX) для различения друг от друга близких восходящих и нисходящих субкадров. Интервал перехода также называется периодом простоя (idle period).

[77] В отличие от кадра по схеме дуплекса с временным разделением (TDD) кадру по схеме дуплекса с частотным разделением (FDD) или схеме полудуплекса с частотным разделением (H-FDD) не нужен интервал перехода. Соответственно, блок 120 формирования кадров может выделить один OFDM-символ субкадру или использовать один OFDM-символ для других целей. OFDM-символ, используемый для других целей, называется экстраOFDM-символ. ЭкстраOFDM-символ может использоваться как преамбула, канал синхронизации, мидамбула или зондирующий сигнал.

[78] Блок 130 передачи передает множество OFDM-символов на основании кадра, сформированного блоком 120 формирования кадров.

[79] На фиг.6 показан пример структур кадров в соответствии со схемой дуплекса с временным разделением (TDD), которые сформированы блоком формирования кадров в соответствии с настоящим изобретением.

[80] Согласно фиг.6 ширина полосы пропускания системы равна 8,75 МГц и G=1/8. Соответственно, число OFDM-символов, доступных в пределах одного кадра, равно 43. Типы структур кадров от А-1 до А-5 соответствуют случаю, когда кадр сформирован с использованием остальных 42 OFDM-символов, иных, нежели один OFDM-символ, который используется как интервал перехода с передачи на прием (TTG) или как интервал перехода с приема на передачу (RTG). Число в скобках в каждом субкадре указывает число OFDM-символов, включенных в соответствующий субкадр. В один кадр включены 7 субкадров так, что эти субкадры имеют одинаковое число OFDM-символ. Соответственно, каждый из 7 субкадров включает 6 OFDM-символов.

[81] Соответственно число OFDM-символов, включенных в один кадр, равно 7 (т.е. число субкадров) ×6 (т.е. число OFDM-символов в субкадре) + 1 (т.е. интервал перехода) = 43. Соответственно такой форме кадра может поддерживаться структура основного кадра (т.е. субкадра, включающего 6 OFDM-символов) стандарта IEEE 802.16m. Кроме того, все субкадры имеют одинаковый тип, включающий одинаковое число OFDM-символов.

[82] Интервал перехода с передачи на прием размещен между смежными нисходящим и восходящим субкадрами. То есть, субкадры перед интервалом перехода с передачи на прием (TTG) являются нисходящими субкадрами, а субкадры после интервала перехода с передачи на прием (TTG) являются восходящими субкадрами. Следовательно, типы структур кадров А-1, А-2, А-3, А-4 и А-5 имеют соотношение нисходящих субкадров и восходящих субкадров соответственно 2:5, 3:4, 4:3, 5:2 и 6:1. Интервал перехода с передачи на прием (TTG) составляет 87,2 мкс, а интервал перехода с приема на передачу (RTG) составляет 74,4 мкс.

[83] На фиг.7 показан другой пример структур кадров в соответствии со схемой дуплекса с временным разделением (TDD), которые сформированы блоком формирования кадров в соответствии с настоящим изобретением.

[84] Согласно фиг.7 ширина полосы пропускания системы равна 8,75 МГц и G=1/8. Соответственно, число OFDM-символов, доступных в пределах одного кадра, равно 43. Типы структур кадров от В-1 до В-5 соответствуют случаю, когда кадр сформирован с использованием остальных 42 OFDM-символов, иных, нежели один OFDM-символ, который используется как интервал перехода с передачи на прием или как интервал перехода с приема на передачу. 6 субкадров сформированы в пределах одного кадра так, что субкадры имеют одинаковое число OFDM-символов. Соответственно, каждый из 6 субкадров включает 7 OFDM-символов. В этом случае число OFDM-символов, включенных в один кадр, равно 6 (т.е. число субкадров) ×7 (т.е. число OFDM-символов в субкадре) + 1 (т.е. интервал перехода) = 43. Это то же самое, что и субкадр типа-2 в стандарте IEEE 802.16m.

[85] Поскольку число субкадров в пределах одного кадра является четным, нисходящие субкадры и восходящие субкадры могут быть выделены симметрично. Такое симметричное выделение может сделать беспрепятственным процесс гибридного автоматического запроса повторения (Hybrid automatic repeat request, HARQ). Типы структур кадров В-1, В-2, В-3, и В-4 имеют соотношение нисходящих субкадров и восходящих субкадров соответственно 2:4, 3:3, 4:2 и 5:1.

[86] На фиг.8 показан еще один пример структур кадров в соответствии со схемой дуплекса с временным разделением (TDD), которые сформированы блоком формирования кадров в соответствии с настоящим изобретением.

[87] Согласно фиг.8 ширина полосы пропускания системы равна 8,75 МГц и G=1/8. Соответственно, число OFDM-символов, доступных в пределах одного кадра, равно 43. Типы структур кадров от С-1 до С-5 соответствуют случаю, когда кадр сформирован с использованием остальных 42 OFDM-символов, иных, нежели один OFDM-символ, который используется как интервал перехода с передачи на прием или интервал перехода с приема на передачу (RTG). В пределах одного кадра сформированы 8 субкадров. Соответственно, каждый из 8 субкадров включает 5 или 6 OFDM-символов. То есть, каждый из 6 субкадров среди 8 субкадров включает 5 OFDM-символов, а каждый из остальных 2 субкадров включает 6 OFDM-символов. Типы структур кадров С-1, С-2, С-3, С-4, С-5 и С-6 имеют соотношение нисходящих субкадров и восходящих субкадров соответственно 3:5, 4:4, 5:3, 6:2, 7:1 и 5:3.

[88] В типах С-1…С-5 структуры кадров по обоим концам каждого кадра размещены два субкадра, каждый из которых включает 6 OFDM-символов. С другой стороны, в типе С-6 структуры кадров два субкадра, каждый из которых включает 6 OFDM-символов, размещены спереди кадра. Этот способ может использоваться для поддержки кадра стандарта IEEE 802.16е, в котором в восходящем направлении имеются 15 OFDM-символов. В типе С-6 структуры кадров положение интервала перехода с передачи на прием (TTG) находится между пятнадцатым субкадром и шестнадцатым субкадром, но это только в качестве иллюстрации. Например, интервал перехода с передачи на прием (TTG) может быть размещен между другими субкадрами.

[89] Путем разделения одного кадра на 8 субкадров, как описано выше, можно образовать 8 субкадров как то же число, что и число субкадров (т.е. 8) на кадр, которое принято в диапазонах 5, 10 и 20 МГц систем стандарта IEEE 802.16m. Кроме того, кадр может быть в том же виде, что и управляющая информация единицы субкадра, например протокол гибридного автоматического запроса повторения (HARQ) или отношение нисходящего направления к восходящему, которые были созданы для поддержки диапазонов систем 5, 10 и 20 МГц. Кроме того, поскольку число субкадров является четным, нисходящие субкадры и восходящие субкадры могут быть выделены симметрично. Такое симметричное выделение может сделать выполнение процесса гибридного автоматического запроса повторения (HARQ) беспрепятственным.

[90] На фиг.9 показан пример структур кадров в соответствии со схемой дуплекса с частотным разделением (FDD), которые сформированы блоком формирования кадров в соответствии с настоящим изобретением.

[91] Согласно фиг.9 ширина полосы пропускания системы при передаче составляет 8,75 МГц и G=1/8. Соответственно, число OFDM-символов, доступных в одном кадре, равно 43. В отличие от схемы дуплекса с временным разделением (TDD) кадр схемы дуплекса с частотным разделением (FDD) или схемы полудуплекса с частотным разделением (H-FDD) не требует интервала перехода. По этой причине блок 120 формирования кадров может выделять субкадрам все 43 OFDM-символа или может использовать по меньшей мере один OFDM-символ для других целей. Этот по меньшей мере один OFDM-символ для других целей называется экстраOFDM-символ.

[92] Каждый из типов D-1…D-5 структур кадров включает 7 субкадров. Среди 7 субкадров только один специальный кадр включает 7 OFDM-символов, а каждый из остальных субкадров включает 6 OFDM-символов. В специальном субкадре существует большая возможность того, что в средней части кадра можно сгенерировать дополнительный холостой символ с учетом структуры H-FDD-кадра, в которой принимается во внимание пользовательское оборудование (UE) в режиме полудуплекса с частотным разделением (H-FDD), и того факта, что группы единиц пользовательского оборудования (UE) разделены на два. Соответственно, предпочтительно, чтобы специальный субкадр был размещен как третий, четвертый или пятый субкадр.

[93] В типах D-2…D-5 структур кадров каждый из субкадров включает одинаковые 6 OFDM-символов. Следовательно, один экстраOFDM-символ может быть использован для других целей в соответствии с системой. Тип D-2 структур кадров соответствует конфигурации кадра, в которой экстраOFDM-символ размещен в начале кадра. ЭкстраOFDM-символ используется как управляющая информация, потому что части управляющей информации из единицы в виде символа, например преамбула и управляющий заголовок кадра (FCH), размещаются главным образом в начале кадра, а форма субкадра, состоящего из 6 OFDM-символов, может оставаться нетронутой для передачи данных.

[94] Типы D-3 и D-5 структур кадров соответствуют конфигурациям кадров, в которых учитывается H-FDD-кадр или мидамбула. Соответственно, экстраOFDM-символ размещается между третьим и четвертым субкадрами или между четвертым и пятым субкадрами.

[95] Тип D-5 структур кадров соответствует конфигурации кадра, в котором учитывается зондирующий сигнал. Соответственно, экстраOFDM-символ размещается в конце кадра. В этом случае дополнительная управляющая информация может быть передана без нарушения конфигурации субкадра типа-1 стандарта IEEE 802.16m.

[96] На фиг.10 показан другой пример структур кадров в соответствии со схемой дуплекса с частотным разделением (FDD), которые сформированы блоком формирования кадров в соответствии с настоящим изобретением.

[97] Согласно фиг.10 ширина полосы пропускания системы равна 8,75 МГц и G=1/8. Соответственно, число OFDM-символов, доступных в пределах одного кадра, равно 43. В пределах одного кадра сформированы 6 субкадров. Соответственно, каждый из 6 субкадров включает 7 OFDM-символов. Оставшийся один экстраOFDM-символ не включен в субкадр. Если указанный экстраOFDM-символ включен в субкадр, один субкадр включает 8 OFDM-символов. Это нарушает основную конфигурацию кадров стандарта IEEE 802.16m. По этой причине экстраOFDM-символ используется только для других целей.

[98] Тип D-1 структур кадров соответствует конфигурации, в которой экстраOFDM-символ размещается в центре кадра. ЭкстраOFDM-символ может использоваться для режима полудуплекса с частотным разделением (H-FDD) или мидамбулы.

[99] Тип D-2 структур кадров соответствует конфигурации, в которой экстраOFDM-символ размещается в начале кадра. ЭкстраOFDM-символ используется для существенной управляющей информации, например преамбулы или управляющего заголовка кадра (FCH).

[100] Тип D-3 структур кадров соответствует конфигурации, в которой учитывается зондирующий сигнал. Соответственно, экстраOFDM-символ размещается в конце кадра. В этом случае дополнительная управляющая информация может быть передана без нарушения конфигурации субкадра типа-1 стандарта IEEE 802.16m.

[101] На фиг.11 показан еще один пример структур кадров в соответствии со схемой дуплекса с частотным разделением (FDD), которые сформированы блоком формирования кадров в соответствии с настоящим изобретением.

[102] Согласно фиг.11 ширина полосы пропускания системы равна 8,75 МГц и G=1/8. Соответственно, число OFDM-символов, доступных в пределах одного кадра, равно 43. В пределах одного кадра сформированы 8 субкадров. Каждый из 8 субкадров включает 5 или 6 OFDM-символов. Основная конфигурация заключается в том, что для того чтобы сделать конфигурацию идентичной структуре кадра схемы дуплекса с временным разделением (TDD) и в случае, когда G=1/16 для ширины полосы пропускания систем 5, 10 и 20 МГц, субкадр, имеющий большую длину (т.е. субкадр, включающий 6 OFDM-символов), размещается в начале и в конце кадра.

[103] Способ формирования 8 субкадров является следующим. Например, каждый из 5 субкадров, входящих в состав указанных 8 субкадров, включает 5 OFDM-символов, а каждый из остальных 3 субкадров включает 6 OFDM-символов. Типы F-1 и F-2 соответствуют конфигурациям по вышеупомянутому способу. Один из 3 субкадров, каждый из которых включает 6 OFDM-символов, предпочтительно располагается в центре (т.е. в четвертом или пятом субкадре) путем учета схемы полудуплекса с частотным разделением (H-FDD). В этом патенте, однако, это только иллюстративно и не ограничивает структуру дуплекса с частотным разделением (FDD), в которой один из 3 субкадров располагается в любом месте.

[104] В другом примере каждый из 6 субкадров, входящих в состав указанных 8 субкадров, включает 5 OFDM-символов, каждый из 2 субкадров из того же состава включает 6 OFDM-символов, и есть один экстраOFDM-символ. Типы F-3…F-5 структур кадров соответствуют конфигурациям согласно этому примеру. Может быть учтен способ независимого размещения экстраOFDM-символа. ЭкстраOFDM-символ используется для существенной управляющей информации, например схемы полудуплекса с частотным разделением (H-FDD) или преамбулы.

[105]

[106] 2. G=1/16

[107] На фиг.12 приведена блок-схема, показывающая устройство передачи данных в системе беспроводной связи в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

[108] Согласно фиг.12 устройство 200 передачи данных включает блок 210 генерирования OFDM-символов, блок 220 формирования кадров и блок 230 передачи данных.

[109] Блок 210 генерирования OFDM-символов генерирует OFDM-символы путем осуществления БПФ и ОБПФ для введенного модуляционного символа. Структура OFDM-символа является такой же, что описана со ссылкой на фиг.3.

[110] Блок 220 формирования кадров формирует кадр, используемый для ширины полосы пропускания системы 8,75 МГц. Общая структура кадра такая же, что описана со ссылкой на фиг.4. В структуре OFDM-символов (т.е. T_g=T_b/16) число OFDM-символов, включенных в один кадр, должно быть постоянно равно 45. Кадр включает множество субкадров, и каждый субкадр является основным субкадром или исключительным субкадром. Субкадр, включающий 6 OFDM-символов, называется основным субкадром, а субкадр, включающий 5 или 7 OFDM-символов, называется исключительным субкадром.

[111] Блок 220 формирования кадров может по своей сути менять число основных субкадров k, число исключительных субкадров n и число OFDM-символов, включенных в исключительный субкадр, m, так, что может быть выполнено заданное число OFDM-символов. Блок 220 формирования кадров может включать в кадр зарезервированный интервал, образованный из одного OFDM-символа, в дополнение к основному субкадру и исключительному субкадру. Использование зарезервированного интервала зависит от того, каким является кадр: кадром схемы дуплекса с временным разделением (TDD), кадром схемы дуплекса с частотным разделением (FDD) или кадром схемы полудуплекса с частотным разделением (H-FDD). Блок 220 формирования кадров может изменять положения основного субкадра, исключительного субкадра и зарезервированного интервала в пределах кадра. Общее число OFDM-символов в пределах кадра должно быть равным 45. Соответственно, когда зарезервированный интервал не включен в кадр, выполняется 6k+mn=45. Здесь k (т.е. число основных субкадров) =n (т.е. число исключительных субкадров).

[112] В соответствии с блоком 220 формирования кадров кадр может быть сформирован так, что период связи нисходящего направления (или период связи восходящего направления) в разнородных системах или соседних ячейках перекрывается с периодом связи восходящего направления (или связи нисходящего направления) в обслуживающей ячейке. В этом случае интерференция между соседними ячейками может быть уменьшена, а также может поддерживаться совместимость с разнородными системами.

[113] Кадру схемы дуплекса с частотным разделением (FDD) или схемы полудуплекса с частотным разделением (H-FDD), в отличие от кадра схемы дуплекса с временным разделением (TDD), не требуется интервал перехода. Соответственно, блок 220 формирования кадров может использовать зарезервированный интервал в качестве преамбулы, канала синхронизации, мидамбулы или зондирующего сигнала.

[114] Блок 230 передачи данных передает OFDM-символы на основании кадра, сформированного блоком 220 формирования кадров.

[115] В стандарте IEEE 802.16е и стандарте IEEE 802.16m основной субкадр также называется субкадром типа-1, а исключительный субкадр также называется субкадром типа-2 или коротким субкадром типа-1.

[116]

[117] Структура кадра, включающего 6k+mn=44, m=7 и n=2, описана ниже. Эта структура кадра соответствует случаю, в котором зарезервированный интервал включен в кадр. Кадр включает в сумме 7 субкадров.

[118] На фиг.13 показан пример структуры кадра, сформированного блоком формирования кадров в соответствии с настоящим изобретением.

[119] Согласно фиг.13 кадр включает 5 основных субкадров, два исключительных субкадра и один зарезервированный интервал. Число в скобках в пределах каждого субкадра указывает число OFDM-символов, заключенных в соответствующем субкадре. Этот кадр может применяться не только для системы с дуплексом с временным разделением (TDD), но и для системы с дуплексом с частотным разделением (FDD). Когда этот кадр применяется для системы с дуплексом с временным разделением (TDD), зарезервированный интервал используется как интервал перехода для различения друг от друга нисходящей линии связи и восходящей линии связи. Когда этот кадр применяется для системы с дуплексом с частотным разделением (FDD), зарезервированный интервал может быть использован как мидамбула.

[120] Два исключительных субкадра приведены в качестве примера как размещаемые, соответственно, по обеим сторонам зарезервированного интервала, а зарезервированный интервал расположен рядом с третьим субкадром, но это является только иллюстрацией. Положения зарезервированного интервала и исключительных субкадров могут варьироваться по-разному. Блок 220 формирования кадров может осуществлять такое варьирование в зависимости от того, является ли кадр совместимым с кадром системы, имеющей другую длину циклического префикса (СР) (т.е. идентичны ли друг другу интервалы перехода). Это направлено на то, чтобы удовлетворять условию обратной совместимости и предотвращать интерференцию между соседними ячейками.

[121] На фиг.14 показан пример структуры кадра, полученной из структуры кадра на фиг.13. Эта структура кадра является структурой TDD-кадра.

[122] Согласно фиг.14 кадр, показанный в верхней части, является структурой специального кадра, имеющего T_g=T_b/8, а кадр, показанный в нижней части, является структурой кадра по настоящему изобретению, имеющего T_g=T_b/16 и совместимого со специальным кадром. И специальный кадр, и кадр по настоящему изобретению имеют отношение восходящих субкадров к нисходящим субкадрам 2:5. Специальный кадр включает 7 основных субкадров, каждый из которых включает 6 OFDM-символов и интервал перехода с передачи на прием (TTG), и в сумме включает 43 OFDM-символа.

[123] Период слева от интервала перехода с передачи на прием (TTG) является периодом связи нисходящего направления, а период справа от интервала перехода с передачи на прием (TTG) является периодом связи восходящего направления. Период связи нисходящего направления включает 13 OFDM-символов и имеет продолжительность 1414,4 мкс. С другой стороны, период связи восходящего направления включает в сумме 31 OFDM-символ и имеет продолжительность 3372,8 мкс.

[124] Чтобы в граничной точке восходящего и нисходящего направления специального кадра не возникала интерференция, кадр по настоящему изобретению включает 13 OFDM-символов в периоде связи нисходящего направления и 31 OFDM-символ в периоде связи восходящего направления. То есть, остальные два OFDM-символа добавляются к периоду связи нисходящего направления и периоду связи восходящего направления, соответственно, по сравнению со структурой специального кадра, и один OFDM-символ используется для интервалов перехода (интервала перехода с передачи на прием (TTG) и интервала перехода с приема на передачу (RTG)).

[125] Соответственно, исключительные субкадры, каждый из которых включает 7 OFDM-символов, размещаются, соответственно, в периоде связи нисходящего направления и периоде связи восходящего направления кадра по настоящему изобретению. На фиг.14 положение исключительного кадра в периоде связи нисходящего направления и положение исключительного кадра в периоде связи восходящего направления проиллюстрированы как находящиеся по концам, но это только для иллюстрации. Положение исключительного кадра в каждом периоде может изменяться. Кроме того, поскольку интервал перехода с передачи на прием (TTG) расположен между вторым и третьим субкадрами, интервал перехода с передачи на прием (TTG) специального кадра и интервал перехода с передачи на прием (TTG) по настоящему изобретению являются идентичными друг другу до некоторой степени. Точнее, это означает, что конец нисходящей части специального кадра не перекрывается с началом восходящей части кадра по настоящему изобретению и начало восходящей части специального кадра не перекрывается с концом нисходящей части кадра по настоящему изобретению. Следовательно, специальный кадр может сосуществовать с кадром по настоящему изобретению.

[126] На фиг.15 показан другой пример структур кадров, полученных из структуры кадра на фиг.13. Эта структура кадра является структурой TDD-кадра.

[127] Согласно фиг.15 кадр вверху приведен как иллюстрация, чтобы показать, что он совместим с кадром по настоящему изобретению. Период с левой стороны от интервала перехода с передачи на прием (TTG) является периодом связи нисходящего направления, а период с правой стороны от интервала перехода с передачи на прием (TTG) является периодом связи восходящего направления. Фиг.15 отличается от фиг.14 тем, что отношение нисходящих субкадров к восходящим субкадрам равно 3:5 (т.е. интервал перехода с передачи на прием (TTG) расположен между третьим и четвертым субкадрами). Кадр по настоящему изобретению иллюстрирует, что исключительные субкадры расположены, соответственно, по обеим сторонам интервала перехода с передачи на прием (TTG) и положение исключительного субкадра в периоде связи нисходящего направления может быть положением первого или второго субкадра. По той же причине, что и на фиг.14, может быть решена проблема интерференции между восходящим направлением и нисходящим направлением специального кадра и кадра по настоящему изобретению.

[128] На фиг.16 показан еще один пример структур кадров, полученных из структуры кадра на фиг.13. Эта структура кадра является структурой TDD-кадра.

[129] Согласно фиг.16 структура кадра имеет соотношение нисходящих кадров и восходящих кадров 4:3. Период с левой стороны от интервала перехода с передачи на прием (TTG) является периодом связи нисходящего направления, а период с правой стороны от интервала перехода с передачи на прием (TTG) является периодом связи восходящего направления. Структура кадра по настоящему изобретению иллюстрирует, что положение исключительного субкадра в периоде связи нисходящего направления может быть на месте первого или второго субкадра. По той же причине, что и на фиг.14 и 15, может быть решена проблема интерференции между восходящим направлением и нисходящим направлением специального кадра и кадра по настоящему изобретению.

[130] На фиг.17 показан еще один пример структур кадров, полученных из структуры кадра на фиг.13. Эта структура кадра является структурой TDD-кадра.

[131] Согласно фиг.17 структура кадра имеет соотношение нисходящих кадров и восходящих кадров 5:2. Период с левой стороны от интервала перехода с передачи на прием (TTG) является периодом связи нисходящего направления, а период с правой стороны от интервала перехода с передачи на прием (TTG) является периодом связи восходящего направления. Структура кадра по настоящему изобретению иллюстрирует, что положение исключительного субкадра в периоде связи нисходящего направления может быть положением первого или второго субкадра. По той же причине, что и на фиг.14-16, может быть решена проблема интерференции между восходящим направлением и нисходящим направлением специального кадра и кадра по настоящему изобретению.

[132] На фиг.18 показан еще один пример структур кадров, полученных из структуры кадра на фиг.13. Эта структура кадра является структурой TDD-кадра.

[133] Согласно фиг.18 структура кадра имеет соотношение нисходящих кадров и восходящих кадров 6:1. Период с левой стороны от интервала перехода с передачи на прием (TTG) является периодом связи нисходящего направления, а период с правой стороны от интервала перехода с передачи на прием (TTG) является периодом связи восходящего направления. Структура кадра по настоящему изобретению иллюстрирует, что положение исключительного субкадра в периоде связи нисходящего направления может быть положением первого или второго субкадра. По той же причине, что и на фиг.14-17, может быть решена проблема интерференции между восходящим направлением и нисходящим направлением специального кадра и кадра по настоящему изобретению.

[134] На фиг.19 показан еще один пример структур кадров, полученных из структуры кадра на фиг.13. Эта структура кадра является структурой FDD-кадра. Предпочтительно, чтобы структура FDD-кадра имела ту же форму, что и TDD-структура. Это связано с тем, что в конфигурации физического уровня, учитываемого при разработке системы, конфигурация канала для основной управляющей информации или дополнительной управляющей информации может быть многократно использована. В FDD-структуре не требуются интервал перехода с передачи на прием (TTG) и интервал перехода с приема на передачу (RTG), которые требуются в TDD-структуре. Соответственно, можно выбирать, использовать ли один OFDM-символ как зарезервированный интервал или дополнительно сформировать один исключительный субкадр без зарезервированного интервала. На фиг.19 показана структура FDD-кадра, включающая зарезервированный интервал.

[135] Согласно фиг.19 пример А1 и пример А2 идентичны друг другу в том, что исключительные субкадры размещены по обоим концам каждого из кадров, но они отличаются друг от друга положением зарезервированного интервала. Зарезервированный интервал в кадре примера А1 размещен между четвертым и пятым субкадрами, а зарезервированный интервал в кадре примера А2 размещен между третьим и четвертым субкадрами. Положение зарезервированного интервала можно изменять с учетом полудуплекса с частотным разделением (Н-FDD).

[136] На фиг.20 показан другой пример структур кадров, сформированных блоком формирования кадров в соответствии с настоящим изобретением. Эта структура кадра является структурой FDD-кадра, в которой еще добавлен один дополнительный исключительный субкадр без зарезервированного интервала. Соответственно, эта структура кадра имеет 6k+mn=45, k=4, m=7 и n=3.

[137] Согласно фиг.20 каждая из структур кадров примера A3, примера А4 и примера А5 имеет 4 основных субкадра и 3 исключительных субкадра. Кроме того, исключительные субкадры размещены по обоим концам каждой из структур кадров. Однако пример A3, пример А4 и пример А5 отличаются друг от друга тем, что дополнительные исключительные субкадры размещены соответственно в четвертом, пятом и третьем субкадрах. Эта структура кадра может быть сделана с учетом полудуплекса с частотным разделением (H-FDD). Когда учитывается структура полудуплекса с частотным разделением (H-FDD), между группами необходим дополнительный период простоя (idle period). С этой целью предпочтительно, чтобы посредством исключительного субкадра был сформирован дополнительный промежуток.

[138]

[139] Далее описывается структура кадра, имеющая 6k+mn=44, k=4, m=5 и n=4. Эта структура кадра соответствует случаю, когда в кадр включен зарезервированный интервал. Кадр включает в сумме 8 субкадров.

[140] На фиг.21 показан еще один пример структуры кадра, сформированной блоком формирования кадров в соответствии с настоящим изобретением.

[141] Согласно фиг.21 кадр включает 4 основных субкадра, 4 исключительных субкадра и зарезервированный интервал. Этот кадр может быть применен не только для системы с дуплексом с временным разделением (TDD), но также и для системы с дуплексом с частотным разделением (FDD). Когда этот кадр применяется для системы с дуплексом с временным разделением (TDD), зарезервированный интервал используется как интервал перехода, чтобы отличить друг от друга нисходящее направление и восходящее направление связи. Когда этот кадр применяется для системы с дуплексом с частотным разделением (FDD), зарезервированный интервал может быть использован как мидамбула.

[142] Зарезервированный интервал в качестве иллюстрации размещен между четвертым и пятым субкадрами, но это только для иллюстрации. Положение зарезервированного интервала и положения исключительных кадров могут варьироваться по-разному. Блок 120 формирования кадров может осуществлять такое варьирование в зависимости от того, является ли кадр совместимым с кадром системы, имеющей другую длину циклического префикса (СР) (т.е. идентичны ли друг другу интервалы перехода). Это направлено на то, чтобы удовлетворять условию обратной совместимости и предотвращать интерференцию между соседними ячейками.

[143] На фиг.22 показан пример структуры кадра, полученной из структуры кадра на фиг.21. Эта структура кадра является структурой TDD-кадра.

[144] Согласно фиг.22 вверху показана структура специального кадра, имеющая длину циклического префикса (СР), равную Т_b/8, а внизу показана структура кадра по настоящему изобретению, имеющая длину циклического префикса (СР), равную Т_b/16, и удовлетворяющая условию обратной совместимости со специальным кадром. Каждая из структур кадров имеет отношение нисходящих субкадров и восходящих субкадров 3:5. Период с левой стороны от интервала перехода с передачи на прием (TTG) является периодом связи нисходящего направления, а период с правой стороны от интервала перехода с передачи на прием (TTG) является периодом связи восходящего направления. Структура кадра по настоящему изобретению включает два исключительных субкадра как в периоде связи нисходящего направления, так и в периоде связи восходящего направления. Предпочтительно, чтобы первый субкадр в периоде связи нисходящего направления был сформирован как основной субкадр, чтобы обеспечить общее со структурой заголовка суперкадра при ширине полосы пропускания системы 5 МГц, 10 МГц или 20 МГц. В этом случае может быть решена проблема интерференции между восходящим направлением и нисходящим направлением специального кадра и кадра по настоящему изобретению.

[145] На фиг.23 показан другой пример структуры кадра, полученной из структуры кадра на фиг.21. Эта структура кадра является структурой TDD-кадра.

[146] Согласно фиг.23 вверху показана структура специального кадра, имеющая длину циклического префикса (СР), равную Т_b/8, а внизу показана структура кадра по настоящему изобретению, имеющая длину циклического префикса (СР), равную Т_b/16, и удовлетворяющая условию обратной совместимости со специальным кадром. Отношение нисходящих субкадров и восходящих субкадров в пределах кадра равно 4:4. Кадр по настоящему изобретению имеет структуру, в которой период связи нисходящего направления точно соответствует периоду связи восходящего направления. В этом случае есть преимущество в том, что очень легко может осуществляться гибридный автоматический запрос повторения (HARQ).

[147] На фиг.24 показан еще один пример структуры кадра, полученной из структуры кадра на фиг.21. Эта структура кадра является структурой TDD-кадра.

[148] Согласно фиг.24 вверху показана структура специального кадра, имеющая длину циклического префикса (СР), равную T_b/8, а внизу показана структура кадра по настоящему изобретению, имеющая длину циклического префикса (СР), равную T_b/16, и удовлетворяющая условию обратной совместимости со специальным кадром. Отношение нисходящих субкадров и восходящих субкадров в пределах кадра равно 5:3.

[149] На фиг.25 показан еще один пример структуры кадра, полученной из структуры кадра на фиг.21. Эта структура кадра является структурой TDD-кадра.

[150] Согласно фиг.25 вверху показана структура специального кадра, имеющая длину циклического префикса (СР), равную T_b/8, а внизу показана структура кадра по настоящему изобретению, имеющая длину циклического префикса (СР), равную T_b/16, и удовлетворяющая условию обратной совместимости со специальным кадром. Соотношение нисходящих субкадров и восходящих субкадров в пределах кадра равно 6:2. Все исключительные субкадры принадлежат периоду связи нисходящего направления. Основной субкадр в периоде связи нисходящего направления и положения исключительных субкадров могут не быть идентичными тому, что показано на фиг.25, но могут варьироваться.

[151] На фиг.26 показан еще один пример структуры кадра, полученной из структуры кадра на фиг.21. Эта структура кадра является структурой TDD-кадра.

[152] Согласно фиг.26 вверху показана структура специального кадра, имеющая длину циклического префикса (СР), равную T_b/8, а внизу показана структура кадра по настоящему изобретению, имеющая длину циклического префикса (СР), равную Т_b/16, и удовлетворяющая условию обратной совместимости со специальным кадром. Соотношение нисходящих субкадров и восходящих субкадров в пределах кадра равно 7:1. Соответственно, период связи нисходящего направления включает 3 основных субкадкадра.

[153] На фиг.27 показан еще один пример структур кадров, полученных из структуры кадра на фиг.21. Эта структура кадра является структурой TDD-кадра.

[154] Согласно фиг.27 структура кадра, показанная в прямоугольнике наверху, является структурой специального кадра, имеющей длину циклического префикса (СР), равную T_b/8, а примеры В1-В4 являются структурами кадров по настоящему изобретению, имеющими длину циклического префикса (СР), равную T_b/16, и удовлетворяющими условию обратной совместимости со специальным кадром. В примерах B1, B2 и В3 соотношение нисходящих субкадров и восходящих субкадров в пределах кадра равно 5:3. В примере В4 соотношение нисходящих субкадров и восходящих субкадров в пределах кадра равно 5:2.

[155] Структура кадра примера В3 включает 6 основных субкадров, один исключительный кадр и один дополнительный субкадр, размещенный в конце. Дополнительный субкадр включает 3 OFDM-символа.

[156] Структура кадра примера В4 включает 5 основных субкадров, один исключительный кадр и один дополнительный субкадр, размещенный в конце. Дополнительный субкадр включает 9 OFDM-символов. Примеры ВЗ и В4 имеют преимущество в том, что число основных субкадров может быть увеличено до максимально возможного значения.

[157] На фиг.28 показан еще один пример структур кадров, полученных из структуры кадра на фиг.21. Эта структура является структурой FDD-кадра. Предпочтительно, чтобы структура FDD-кадра имела ту же форму, что и TDD-структура. Это связано с тем, что в конфигурации физического уровня, учитываемого при разработке системы, конфигурация канала для основной управляющей информации или дополнительной управляющей информации может быть многократно использована. В FDD-структуре не требуются интервал перехода с передачи на прием (TTG) и интервал перехода с приема на передачу (RTG), которые требуются в TDD-структуре. Соответственно, можно выбирать, использовать ли один OFDM-символ как зарезервированный интервал или дополнительно сформировать один исключительный субкадр без зарезервированного интервала. На фиг.28 показана структура FDD-кадра, включающая зарезервированный интервал.

[158] Согласно фиг.28 каждый из примеров В5-В7 имеет структуру кадра, в которой 4 основных субкадра размещены по два по обоим концам кадра, а 4 исключительных субкадра расположены в центре кадра. Однако структуры кадров примеров В5-В7 отличаются друг от друга положениями зарезервированных интервалов. В кадре примера В5 зарезервированный интервал размещен между четвертым и пятым субкадрами. В кадре примера В6 зарезервированный интервал размещен между третьи и четвертым субкадрами. В кадре примера В7 зарезервированный интервал размещен между пятым и шестым субкадрами. Положение зарезервированного интервала может изменяться с учетом структуры полудуплекса с частотным разделением (H-FDD).

[159] На фиг.29 показан еще один пример структуры кадра, сформированной блоком формирования кадров в соответствии с настоящим изобретением. Эта структура кадра является структурой FDD-кадра, в которой зарезервированный интервал отсутствует и добавлен один исключительный субкадр. Соответственно, 6k+mn=45, k=5, m=5 и n=3.

[160] Согласно фиг.29 структура кадра примера В8 включает 5 основных субкадров и 3 исключительных субкадра. Основные субкадры и исключительные субкадры размещены с учетом структуры полудуплекса с частотным разделением (H-FDD). При учете структуры полудуплекса с частотным разделением (H-FDD) необходим дополнительный период простоя между группами. С этой целью предпочтительно, чтобы посредством исключительного субкадра был сформирован дополнительный промежуток.

[161] На фиг.30 приведена блок-схема, иллюстрирующая способ передачи данных в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

[162] Согласно фиг.30 на шаге S100 путем осуществления БПФ и ОБПФ для введенного модуляционного символа генерируют OFDM-символы. На шаге S110 формируют кадр, включающий k основных субкадров, каждый из которых имеет 6 OFDM-символов, n исключительных субкадров, каждый из которых имеет m OFDM-символов, и зарезервированный интервал, имеющий один OFDM-символ. При этом m равно 5 или 7 и k=m. Сформированный кадр может быть любой структуры, показанной на фиг.6-22. На шаге S120 передают OFDM-символы с использованием сформированного кадра.

[163] Настоящее изобретение может быть воплощено с использованием аппаратных средств, программных средств или их сочетания. В воплощениях аппаратными средствами настоящее изобретение может быть воплощено с использованием специализированных интегральных схем (Application Specific Integrated Circuits, ASICs), процессоров цифровых сигналов (Digital Signal Processors, DSPs), программируемых логических устройств (Programmable Logic Devices, PLDs), вентильных матриц с эксплуатационным программированием (Field Programmable Gate Arrays, FPGAs), процессоров, контроллеров, микропроцессоров, других электронных устройств или их сочетания, которые сконструированы для осуществления вышеописанных функций. В воплощениях программными средствами настоящее изобретение может быть воплощено с использованием модулей, осуществляющих вышеописанные функции. Программные средства могут храниться в блоке памяти и выполняться процессором. Блок памяти или процессор могут заимствовать различные общеизвестные специалистам средства.

[164] Хотя выше описаны предпочтительные примеры осуществления настоящего изобретения, специалистам будет понятно, что настоящее изобретение может быть модифицировано в различных формах без отступления от сущности и объема настоящего изобретения, охарактеризованного в приложенной формуле изобретения. Соответственно, любое изменение примеров осуществления настоящего изобретения не может отклоняться от технологии по настоящему изобретению.

[165]

[166]

Изобретение относится к технике беспроводной связи и может использовано в качестве передатчика. Технический результат -предотвращение интерференции между кадрами с различными длинами циклических префиксов. Устройство передачи данных в системе беспроводной связи с шириной полосы пропускания 8,75 МГц содержит блок генерирования символов множественного доступа с разделением по ортогональным частотам (OFDMA) для генерирования множества OFDMA-символов, при этом длительность каждого из множества OFDMA-символов равна сумме циклического префикса (СР) и полезного интервала символа, а отношение циклического префикса к полезному интервалу символа равно 1/8, блок формирования кадров для формирования кадра, включающего указанное множество OFDMA-символов, при этом кадр разделен на семь субкадров, а число OFDMA-символов, включенных в произвольный субкадр из указанных семи субкадров, равно 6 или 7, и блок передачи для передачи данных на основе указанного сформированного кадра. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 30 ил., 1 табл.

1. Устройство передачи данных в системе беспроводной связи с шириной полосы пропускания 8,75 МГц, содержащее:
блок генерирования символов множественного доступа с разделением по ортогональным частотам (OFDMA) для генерирования множества OFDMA-символов, при этом длительность каждого из множества OFDMA-символов равна сумме циклического префикса (СР) и полезного интервала символа, а отношение циклического префикса к полезному интервалу символа равно 1/8;
блок формирования кадров для формирования кадра, включающего указанное множество OFDMA-символов, при этом кадр разделен на семь субкадров, а число OFDMA-символов, включенных в произвольный субкадр из указанных семи субкадров, равно 6 или 7; и
блок передачи для передачи данных на основе указанного сформированного кадра.

2. Устройство передачи данных по п. 1, в котором каждый субкадр включает соответственно полосу частот нисходящего направления для передачи в нисходящем направлении и полосу частот восходящего направления для передачи в восходящем направлении на основании схемы дуплекса с частотным разделением (FDD).

3. Устройство передачи данных по п. 2, в котором один субкадр из указанных семи субкадров включает 7 OFDMA-символов, а остальные субкадры из указанных семи субкадров включают соответственно по 6 OFDMA-символов.

4. Устройство передачи данных по п.3, в котором указанный один субкадр, включающий 7 OFDMA-символов, является четвертым субкадром из указанных семи субкадров.

5. Устройство передачи данных по п.1, в котором указанные семь субкадров присвоены множеству смежных нисходящих субкадров для передачи в нисходящем направлении и множеству смежных восходящих субкадров для передачи в восходящем направлении на основании схемы дуплекса с временным разделением (TDD).

6. Устройство передачи данных по п.5, в котором между множеством смежных нисходящих субкадров и множеством смежных восходящих субкадров вставлен интервал «передача-прием».

7. Устройство передачи данных по п.6, в котором интервал «передача-прием» занимает один OFDMA-символ в кадре.

8. Устройство передачи данных по п.5, в котором соотношение числа из множества смежных нисходящих субкадров и числа из множества смежных восходящих субкадров равно 5:2, 4:3 или 3:4.

9. Устройство передачи данных по п. 5, в котором каждый субкадр из множества смежных нисходящих субкадров включает 6 OFDMA-символов соответственно и
при этом каждый субкадр из множества смежных восходящих субкадров включает 6 OFDMA-символов соответственно.

10. Способ передачи данных в системе беспроводной связи с шириной полосы пропускания 8,75 МГц, содержащий:
формирование кадра, включающего семь субкадров, каждый субкадр включает множество символов множественного доступа с разделением по ортогональным частотам (OFDMA), число символов множественного доступа с разделением по ортогональным частотам (OFDMA), включенных в произвольный субкадр из указанных семи субкадров, равно 6 или 7, длительность каждого из множества OFDMA-символов равна сумме циклического префикса (СР) и полезного интервала символа, а отношение циклического префикса к полезному интервалу символа равно 1/8;
и передачу данных посредством сформированного кадра.

11. Способ передачи данных по п.10, в котором каждый субкадр включает соответственно полосу частот нисходящего направления для передачи в нисходящем направлении и полосу частот восходящего направления для передачи в восходящем направлении на основании схемы дуплекса с частотным разделением (FDD).

12. Способ передачи данных по п.10, в котором указанные семь субкадров присвоены множеству смежных нисходящих субкадров для передачи в нисходящем направлении и множеству смежных восходящих субкадров для передачи в восходящем направлении на основании схемы дуплекса с временным разделением (TDD).

13. Устройство передачи данных в системе беспроводной связи с шириной полосы пропускания 8,75 МГц, содержащее:
блок генерирования символов множественного доступа с разделением по ортогональным частотам (OFDMA) для генерирования множества OFDMA-символов, при этом длительность каждого из множества OFDMA-символов равна сумме циклического префикса (СР) и полезного интервала символа, а отношение циклического префикса к полезному интервалу символа равно 1/16;
блок формирования кадров для формирования кадра, включающего указанное множество OFDMA-символов, при этом кадр разделен на семь субкадров, а число OFDMA-символов, включенных в произвольный субкадр из указанных семи субкадров, равно 6 или 7; и
блок передачи для передачи данных на основе указанного сформированного кадра.

14. Устройство передачи данных по п.13, в котором каждый субкадр включает соответственно полосу частот нисходящего направления для передачи в нисходящем направлении и полосу частот восходящего направления для передачи в восходящем направлении на основании схемы дуплекса с частотным разделением (FDD).

15. Устройство передачи данных по п.14, в котором три субкадра из указанных семи субкадров включают по 7 OFDMA-символов, а
остальные субкадры из указанных семи субкадров включают соответственно по 6 OFDMA-символов.

16. Устройство передачи данных по п.15, в котором указанные три субкадра, включающие по 7 OFDMA-символов, являются вторым, четвертым и седьмым субкадрами из указанных семи субкадров.

17. Устройство передачи данных по п.13, в котором указанные семь субкадров присвоены множеству смежных нисходящих субкадров для передачи в нисходящем направлении и множеству смежных восходящих субкадров для передачи в восходящем направлении на основании схемы дуплекса с временным разделением (TDD).

18. Устройство передачи данных по п.17, в котором между множеством смежных нисходящих субкадров и множеством смежных восходящих субкадров вставлен интервал «передача-прием».

19. Устройство передачи данных по п.18, в котором интервал «передача-прием» занимает один OFDMA-символ в кадре.

20. Устройство передачи данных по п.17, в котором соотношение числа из множества смежных нисходящих субкадров и числа из множества смежных восходящих субкадров равно 5:2, 4:3 или 3:4.

21. Устройство передачи данных по п. 17, в котором один нисходящий субкадр из множества смежных нисходящих субкадров включает 7 OFDMA-символов и
при этом остальные нисходящие субкадры включают по 6 OFDMA-символов соответственно.

22. Устройство передачи данных по п.21, в котором один нисходящий субкадр, включающий 7 OFDMA-символов, является вторым исходящим субкадром из множества смежных нисходящих субкадров.

23. Устройство передачи данных по п.17, в котором один восходящий субкадр из множества смежных восходящих субкадров включает 7 OFDMA-символов и
при этом остальные восходящие субкадры включают по 6 OFDMA-символов соответственно.

24. Устройство передачи данных по п.21, в котором один восходящий субкадр, включающий 7 OFDMA-символов, является последним восходящим субкадром из множества смежных восходящих субкадров.