Совместно используемый канал сигнализации
Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системе связи с многостанционным доступом с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA). Технический результат состоит в увеличении пропускной способности канала передачи Для этого используется канал сигнализации для предоставления сообщения сигнализации, подтверждения приема и регулирования мощности на терминалы доступа в пределах системы. Совместно используемый канал сигнализации назначается на предварительно заданное число поднесущих в пределах любого цикла. Назначение предварительно заданного числа поднесущих для совместно используемого канала сигнализации устанавливает фиксированные затраты в полосе пропускания для канала. Фактические поднесущие, назначенные для канала, периодически меняются и меняются согласно предварительно заданному графику скачкообразной перестройки частоты. Величина мощности сигнала, распределенной каналу сигнализации, изменяется посимвольно в зависимости от требований по мощности канала связи. Совместно используемый канал сигнализации направляет каждое сообщение, переносимое по каналу, на один или более терминалов доступа. Сообщения одноадресной передачи позволяют управлять мощностью канала в соответствии с потребностями отдельных каналов связи. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 5 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее раскрытие имеет отношение к области беспроводной связи. Конкретнее, настоящее раскрытие имеет отношение к совместно используемому каналу сигнализации в беспроводной системе связи.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Беспроводные системы связи могут выполняться в форме систем связи с многостанционным доступом. В таких системах система связи может одновременно поддерживать множественных пользователей на предварительно заданном наборе ресурсов. Устройства связи могут устанавливать соединение в системе связи, запрашивая доступ и принимая разрешение доступа.
Ресурсы, которые беспроводная система связи предоставляет по запросу устройства связи, зависят, в значительной степени, от типа реализованной системы с многостанционным доступом. Например, системы с многостанционным доступом могут распределять ресурсы на основе времени, частоты, кодового пространства или некоторой комбинации факторов.
Беспроводная система связи должна передавать информацию о распределенных ресурсах и отслеживать их, чтобы гарантировать, что двум или более устройствам связи не распределены перекрывающиеся ресурсы и тем самым не снижается качество каналов связи с устройствами связи. Дополнительно, беспроводная система связи должна отслеживать распределенные ресурсы для того, чтобы отслеживать ресурсы, которые освобождаются или в других случаях становятся доступными при обрыве канала связи.
Обычно беспроводная система связи распределяет ресурсы устройствам связи и соответствующим каналам связи централизованно, например, от централизованного устройства связи. Распределенные ресурсы, а в некоторых случаях освобожденные, должны передаваться устройствам связи. Как правило, беспроводная система связи выделяет один или более каналов связи для передачи распределения ресурсов и сопутствующих служебных данных.
Однако объем ресурсов, распределенных для служебных каналов, обычно уменьшает ресурсы и соответствующую пропускную способность беспроводной системы связи. Распределение ресурсов является важным аспектом системы связи, и требуется тщательность, чтобы гарантировать, что каналы, распределенные для распределения ресурсов, являются надежными. Тем не менее, беспроводная система связи должна уравновешивать потребность в надежном канале распределения ресурсов с потребностью минимизировать неблагоприятные воздействия на каналы связи.
Желательно формировать каналы распределения ресурсов, которые обеспечивают надежный обмен информацией, но все же привносят минимальное ухудшение рабочих характеристик системы.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В беспроводной системе связи может использоваться совместно используемый канал сигнализации, чтобы предоставить сообщения сигнализации для терминалов доступа в пределах системы. Совместно используемый канал сигнализации может быть назначен на предварительно заданное число поднесущих в пределах любого цикла. Назначение предварительно заданного числа поднесущих для совместно используемого канала сигнализации устанавливает фиксированные затраты полосы пропускания для канала. Фактические поднесущие, назначенные для канала, могут периодически меняться и могут меняться согласно предварительно заданному графику скачкообразной перестройки частоты. Величина мощности сигнала, распределенной каналу сигнализации, может изменяться посимвольно в зависимости от требований по мощности канала связи. Совместно используемый канал сигнализации может направлять каждое сообщение, переносимое по каналу, на один или более терминалов доступа. Сообщения одноадресной передачи или по-другому направленные сообщения позволяют управлять мощностью канала в соответствии с потребностями отдельных каналов связи.
Настоящее раскрытие включает в себя способ формирования сообщений канала сигнализации в беспроводной системе связи, включающей в себя множество поднесущих, перекрывающих, по меньшей мере, часть полосы рабочих частот. Способ включает в себя этапы, на которых назначают ресурсы, соответствующие предварительно заданной полосе пропускания, распределенной для канала сигнализации, формируют, по меньшей мере, одно сообщение, кодируют это, по меньшей мере, одно сообщение для формирования, по меньшей мере, одного символа сообщения, управляют плотностью мощности этого, по меньшей мере, одного символа сообщения и модулируют, по меньшей мере, часть ресурсов, распределенных для канала сигнализации.
Раскрытие также включает в себя способ, который включает в себя этапы, на которых формируют, по меньшей мере, одно сообщение, кодируют это, по меньшей мере, одно сообщение для формирования множества символов сообщения, регулируют плотность мощности, связанную с этим множеством символов сообщения, определяют подмножество поднесущих, назначенных для канала сигнализации, из множества поднесущих и модулируют каждое из подмножеств поднесущих, по меньшей мере, одним символом из этого множества символов сообщения.
Раскрытие включает в себя устройство, выполненное с возможностью формирования сообщения канала сигнализации в беспроводной системе связи, включающей в себя множество поднесущих, перекрывающих полосу рабочих частот. Устройство включает в себя устройство планирования, выполненное с возможностью назначения для канала сигнализации подмножества множества поднесущих, модуль сигнализации, выполненный с возможностью формирования, по меньшей мере, одного сообщения сигнализации, модуль регулирования мощности, выполненный с возможностью регулирования плотности мощности этого, по меньшей мере, одного сообщения сигнализации, и устройство отображения сигналов, соединенное с устройством планирования и с модулем сигнализации и выполненное с возможностью отображения символов из этого, по меньшей мере, одного сообщения сигнализации на подмножество множества поднесущих.
Раскрытие включает в себя устройство, которое включает в себя средство для формирования, по меньшей мере, одного сообщения, средство для кодирования этого, по меньшей мере, одного сообщения для формирования множества символов сообщения, средство для регулирования плотности мощности, связанной с этим множеством символов сообщения, средство для определения подмножества поднесущих, назначенных для канала сигнализации, из множества поднесущих и средство для модулирования каждого из подмножеств поднесущих, по меньшей мере, одним символом из этого множества символов сообщения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Признаки, задачи и преимущества вариантов осуществления настоящего раскрытия станут более очевидными из осуществления изобретения, изложенного ниже, при рассмотрении совместно с чертежами, на которых аналогичные элементы имеют аналогичные ссылочные номера.
Фиг. 1 является упрощенной функциональной схемой варианта осуществления системы связи, имеющей совместно используемый канал сигнализации.
Фиг. 2 является упрощенной функциональной схемой варианта осуществления передающего устройства, поддерживающего совместно используемый канал сигнализации.
Фиг. 3 является упрощенной частотно-временной диаграммой варианта осуществления совместно используемого канала сигнализации.
Фиг. 4 является упрощенной блок-схемой алгоритма варианта осуществления способа формирования сообщений совместно используемого канала сигнализации.
Фиг. 5 является упрощенной блок-схемой алгоритма варианта осуществления способа формирования сообщений совместно используемого канала сигнализации.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Совместно используемый канал сигнализации (СИКС) в беспроводной системе связи OFDMA может использоваться для передачи различных сообщений сигнализации и обратной связи, реализованных в пределах системы. Беспроводная система связи может реализовывать СИКС в виде одного из множества каналов связи прямой линии связи. СИКС может параллельно или одновременно совместно использоваться множеством терминалов доступа в пределах системы связи.
Беспроводная система связи может передавать различные сообщения сигнализации по СИКС прямой линии связи. Например, беспроводная система связи может включать в себя сообщения разрешения доступа, сообщения предоставления прямой линии связи, сообщения предоставления обратной линии связи, а также любые другие сообщения сигнализации, которые могут передаваться по каналу прямой линии связи. СИКС также может использоваться для передачи сообщений обратной связи на терминалы доступа. Сообщения обратной связи могут включать в себя сообщения подтверждения приема (ACK - acknowledgement), подтверждающие успешный прием передач терминала доступа. Сообщения обратной связи также могут включать в себя сообщения регулирования мощности обратной линии связи, которые используются для предписывания терминалу доступа изменить свою мощность передачи.
Фактические каналы, используемые в СИКС, могут представлять собой все или некоторые из каналов, описанных выше. Дополнительно, в состав СИКС могут быть включены другие каналы в дополнение к любым из вышеупомянутых каналов или вместо них.
Беспроводная система связи может распределять предварительно заданное число поднесущих для СИКС. Назначение предварительно заданного числа поднесущих для СИКС устанавливает фиксированные затраты в полосе пропускания для канала. Фактические поднесущие, назначенные для СИКС, могут периодически меняться и могут меняться согласно предварительно заданному графику скачкообразной перестройки частоты. В одном варианте осуществления идентичность поднесущих, назначенных для СИКС, может изменяться в каждом цикле.
Величина мощности, которая распределяется для СИКС, может изменяться в зависимости от требований канала связи, несущего сообщение СИКС. Например, мощность СИКС может быть увеличена, когда сообщения СИКС передаются на отдаленный терминал доступа. И наоборот, мощность СИКС может быть уменьшена, когда сообщения СИКС передаются на близлежащий терминал доступа. Если нет сообщения СИКС, которое будет передаваться, для СИКС не должна распределяться никакая мощность. Поскольку мощность, распределенная для СИКС, может меняться для каждого пользователя, когда реализуется одноадресная передача сообщения, для СИКС потребуются относительно низкие затраты мощности. Мощность, распределенная для СИКС, увеличивается, только когда это требуется для конкретного канала связи.
Количество помех, которые СИКС привносит в каналы передачи данных для различных терминалов доступа, может изменяться с учетом поднесущих, назначенных для СИКС, и терминалов доступа, а также относительных уровней мощности СИКС и каналов передачи данных. СИКС не привносит существенных помех для многочисленных каналов связи.
Фиг. 1 является упрощенной функциональной схемой варианта осуществления беспроводной системы 100 связи, реализующей СИКС на прямой линии связи. Система 100 включает в себя один или более фиксированных элементов, которые могут быть на связи с одним или более терминалами 110a-110b доступа. Несмотря на то что настоящее описание системы 100 на фиг. 1 в целом описывает беспроводную систему телефонной связи или беспроводную систему передачи данных, система 100 не ограничивается реализацией в виде беспроводной системы телефонной связи или беспроводной системы передачи данных, равно как система 100 не ограничивается конкретными элементами, показанными на фиг. 1.
Каждый терминал 110a-110b доступа может быть, например, беспроводным телефоном, выполненным с возможностью работы в соответствии с одним или более стандартами связи. Терминал 110a доступа может быть переносным устройством, мобильным устройством или стационарным устройством. Каждый из терминалов 110a-110b доступа может также именоваться как мобильное устройство, мобильный терминал, мобильная станция, пользовательский терминал, пользовательское оборудование, переносная аппаратура, телефон и т.п. Несмотря на то что на фиг. 1 показано только два терминала 110a-110b доступа, понятно, что типичная беспроводная система 100 связи способна устанавливать связь с множественными терминалами доступа 110a-110b.
Как правило, терминал доступа 110a устанавливает связь с одной или более базовыми станциями 120a или 120b, изображенными в настоящем описании как секторные антенные мачты сотовой связи. Другие варианты осуществления системы 100 могут включать в себя точки доступа вместо базовых станций 120a и 120b. В таком варианте осуществления системы 100 устройство УБС 130 и ЦКМС 140 могут быть опущены и могут быть заменены одним или более коммутаторами, концентраторами или маршрутизаторами.
Для целей настоящего описания, базовая станция может быть стационарной станцией, используемой для взаимодействия с терминалами, и может также именоваться, и включать в себя некоторые или все их функциональные возможности, как точка доступа, узел B или с использованием какой-либо другой терминологии. Терминал доступа может также именоваться, и включать в себя некоторые или все их функциональные возможности, как пользовательское оборудование (ПО), устройство беспроводной связи, терминал, мобильная станция, терминал доступа или с использованием какой-либо другой терминологии.
Как правило, терминал 110a доступа будет устанавливать связь с базовой станцией, например 120b, которая обеспечивает самый сильный уровень сигнала на принимающем устройстве в терминале 110a доступа. Кроме того, второй терминал 110b доступа может быть выполнен с возможностью установления связи с той же самой базовой станцией 120b. Однако второй терминал 110b доступа может быть отдаленным от базовой станции 120b и может находиться на границе зоны обслуживания, обслуживаемой базовой станцией 120b.
Одна или более базовых станций 120a-120b могут быть выполнены с возможностью планирования ресурсов канала, используемых на прямой линии связи, обратной линии связи или обеих линиях связи. Каждая базовая станция 120a-120b может сообщать назначения поднесущих, сообщения подтверждения приема, сообщения регулирования мощности обратной линии связи и другие служебные сообщения, используя СИКС.
Каждая из базовых станций 120a и 120b может соединяться с устройством Управления Базовых Станций (УБС) 140, которое направляет сигналы в канале связи к соответствующим базовым станциям 120a и 120b и от них. Устройство УБС 140 соединяется с Центром Коммутации Мобильной Связи (ЦКМС) 150, который может быть выполнен с возможностью функционирования в качестве интерфейса между терминалами 110a-110b доступа и Коммутируемой Телефонной Сетью Общего Пользования (КТСОП) 150. В другом варианте осуществления система 100 может реализовывать Узел Обслуживания Пакетных Данных (УОПД) вместо КТСОП 150 или в дополнение к ней. УОПД может функционировать для обеспечения сопряжения сети с коммутацией пакетов, например сети 160, с беспроводной частью системы 100.
Кроме того, ЦКМС 150 может быть выполнен с возможностью функционирования в качестве интерфейса между терминалами 110a-110b доступа и сетью 160. Сеть 160 может быть, например, Локальной Вычислительной Сетью (ЛВС) или Глобальной Вычислительной Сетью (ГВС). В одном варианте осуществления сеть 160 включает в себя сеть Интернет. Следовательно, ЦКМС 150 соединяется с КТСОП 150 и сетью 160. ЦКМС 150 также может быть выполнен с возможностью согласования с другими системами связи (не показаны) межсистемных эстафетных передач.
Система радиосвязи 100 может иметь конфигурацию OFDMA-системы с передачей информации и по прямой линии связи, и по обратной линии связи с использованием средств связи OFDM. Термин "прямая линия связи" относится к каналу связи от базовых станций 120a или 120b к терминалам 110a-110b доступа, а термин "обратная линия связи" относится к каналу связи от терминалов 110a-110b доступа к базовым станциям 120a или 120b. И базовые станции 120a и 120b, и терминалы 110a-110b доступа могут распределять ресурсы для оценки канала и взаимных помех.
Базовые станции, 120a и 120b, и терминал 110 доступа могут быть выполнены с возможностью широковещания пилот-сигнала для целей оценки канала и взаимных помех. Пилот-сигнал может включать в себя пилотные сигналы широкополосного канала, такие как множество форм волны CDMA, или совокупность пилотных сигналов узкополосных каналов, которые перекрывают полный спектр. Пилотные сигналы широкополосного канала также могут быть совокупностью пилотных сигналов узкополосных каналов, разнесенных по времени и частоте.
В одном варианте осуществления пилот-сигнал может включать в себя ряд тонов, отобранных из набора частот OFDM. Например, пилот-сигнал может быть сформирован из равномерно рассредоточенных тонов, отобранных из набора частот OFDM. Конфигурация с равномерным рассредоточением может именоваться как разнесенный пилот-сигнал.
Беспроводная система 100 связи может включать в себя набор поднесущих, иначе именуемых как тоны, которые перекрывают рабочую полосу пропускания OFDMA-системы. Как правило, поднесущие являются равномерно распределенными. Беспроводная система 100 связи может распределять одну или более поднесущих в качестве защитных полос частот, и система 100 не может использовать поднесущие из числа защитных полос частот для обмена информацией с терминалами 110a-110b доступа.
В одном варианте осуществления беспроводная система 100 связи может включать в себя 2048 поднесущих, перекрывающих полосу рабочих частот в 20 МГц. Защитная полоса частот, имеющая полосу пропускания, в значительной степени равную полосе пропускания, занятой одной или более поднесущими, может распределяться по границам рабочего диапазона частот.
Беспроводная система 100 связи может быть выполнена с возможностью дуплексной передачи с частотным разделением (FDD) в прямой и обратной линиях связи. В варианте осуществления с FDD прямая линия связи смещается по частоте относительно обратной линии связи. Следовательно, поднесущие прямой линии связи смещаются по частоте относительно поднесущих обратной линии связи. Как правило, смещение по частоте является фиксированным, так что каналы прямой линии связи отделяются от поднесущих обратной линии связи предварительно заданным смещением по частоте. Прямая линия связи и обратная линия связи могут передавать сообщения параллельно или одновременно, используя FDD.
В другом варианте осуществления беспроводная система 100 связи может быть выполнена с возможностью дуплексной передачи с временным разделением (TDD) в прямой и обратной линиях связи. В таком варианте осуществления прямая линия связи и обратная линия связи могут совместно использовать одни и те же поднесущие, и система радиосвязи 100 может чередовать обмен информацией по прямой и обратной линиям связи через предварительно заданные временные интервалы. При использовании TDD распределенные частотные каналы идентичны для прямой и обратной линий связи, но распределение времени для прямой и обратной линий связи не совпадает. Оценка канала, выполняемая на прямой или обратной линии связи, обычно является верной для дополняющих друг друга каналов прямой или обратной линии связи вследствие взаимности.
Беспроводная система 100 связи может также реализовывать формат с поддержкой перемежения в одной из прямой и обратной линии связи или в обеих. Перемежение представляет собой форму уплотнения с разделением времени, при котором синхронизация каналов связи циклически назначается на один из предварительно заданного числа периодов перемежения. Конкретный канал связи для одного из терминалов доступа, например 110a, может быть назначен на один из периодов перемежения, и установление связи по конкретному назначенному каналу связи происходит только в течение назначенного периода перемежения. Например, беспроводная система 100 связи может реализовывать шесть периодов перемежения. Каждый период перемежения, идентифицированный от 1 до 6, имеет предварительно заданную продолжительность. Каждый период перемежения наступает периодически с периодом шесть. Таким образом, канал связи, назначенный на конкретный период перемежения, является активным в один из шести периодов.
Перемежаемые передачи информации особенно полезны в беспроводных системах 100 связи, реализующих архитектуру автоматического запроса повторной передачи, например, алгоритма Гибридного Автоматического Запроса Повторной Передачи (HARQ - Hybrid Automatic Repeat Request). Беспроводная система 100 связи может реализовывать HARQ-архитектуру для обработки повторной передачи данных. В такой системе передающее устройство может отправлять первоначальную передачу на первой скорости передачи данных и может автоматически повторно передавать данные, если не получено сообщение подтверждения приема. Передающее устройство может отправлять последующие повторные передачи на более низких скоростях передачи данных. HARQ-схемы повторных передач с постепенно возрастающей избыточностью могут улучшить рабочие характеристики системы с точки зрения обеспечения усиления и устойчивости при преждевременном завершении.
Формат с поддержкой перемежения предоставляет достаточно времени для обработки сообщений подтверждения приема до наступления следующего назначенного периода перемежения. Например, терминал 110a доступа может принимать передаваемые данные и передавать сообщение подтверждения приема, а базовая станция 120b может своевременно принимать и обрабатывать сообщение подтверждения приема, чтобы предотвратить повторную передачу в следующем наступающем периоде перемежения. В противном случае, если базовая станция 120b не в состоянии принять сообщение подтверждения приема, базовая станция 120b может повторно передать данные в следующем наступающем периоде перемежения, назначенном для терминала 110a доступа.
Базовые станции 120a-120b могут передавать сообщения СИКС в каждом перемежении, но могут ограничивать сообщения, встречающиеся в каждом перемежении, теми сообщениями, которые предназначены для терминалов 110a-110b доступа, которым назначено конкретное активное перемежение. Базовые станции 120a-120b могут ограничивать количество сообщений СИКС, что должно быть запланировано в каждом периоде перемежения.
Беспроводная система 100 связи может реализовывать Частотное Уплотнение (FDM - Frequency Division Multiplex) СИКС в прямой линии связи для передачи сообщений обратной связи и сигнализации. Каждая базовая станция 120a-120b может распределить предварительно заданное число поднесущих для СИКС. Беспроводная система 100 связи может быть выполнена с возможностью распределения фиксированных затрат в полосе пропускания для СИКС. Каждая базовая станция 120a-120b может распределять предварительно заданный процент своих поднесущих для СИКС. Дополнительно, каждая базовая станция 120a или 120b может распределять отличный набор поднесущих для СИКС, или набор поднесущих может накладываться на назначение поднесущих для СИКС другой базовой станции. Например, каждая базовая станция 120a или 120b может быть выполнена с возможностью распределения приблизительно 10% полосы пропускания для СИКС. Таким образом, в беспроводной системе 100 связи, содержащей до 2000 поднесущих, которые могут быть распределены для СИКС, каждая базовая станция 120a или 120b распределяет 200 поднесущих для СИКС. Конечно, другие беспроводные системы 100 связи могут конфигурироваться для других плановых цифр затрат в полосе пропускания. Например, беспроводная система 100 связи может иметь плановую цифру распределения полосы пропускания СИКС, которая равняется 2%, 5%, 7%, 15%, 20% или некоторому другому числу, на основании намеченной загрузки канала.
Каждая базовая станция, например 120b, может распределять множество узлов из дерева каналов для СИКС. Дерево каналов представляет собой модель каналов, которая может включать в себя множество ветвей, которые, в конечном счете, оканчиваются листом либо корневыми узлами. Каждый узел в дереве может быть помечен, и всякий узел идентифицирует каждый узел и корневой узел под ним. Лист или корневой узел дерева может соответствовать наименьшему назначаемому ресурсу, такому как одна поднесущая. Таким образом, дерево канала предоставляет логическое отображение для назначения и отслеживания доступных ресурсов поднесущих в беспроводной системе 100 связи.
Базовая станция 120b может отображать узлы из дерева каналов на физические поднесущие, используемые в прямой и обратной линиях связи. Например, базовая станция 120b может распределять предварительно заданное число ресурсов для СИКС, назначая соответствующе число узлов из дерева каналов для СИКС. Базовая станция 120b может отображать назначение логического узла на назначение физической поднесущей, которое, в конечном счете, передается базовой станцией 120b.
Может быть выгодным использовать логическую структуру дерева каналов или какую-нибудь другую логическую структуру для отслеживания ресурсов, назначенных для СИКС, когда назначения физических поднесущих могут изменяться. Например, базовые станции 120a-120b могут реализовывать алгоритм скачкообразной перестройки частоты как для СИКС, так и для других каналов, например каналов передачи данных. Базовые станции 120a-120b могут реализовывать схему псевдослучайной скачкообразной перестройки частоты для каждой назначенной поднесущей. Базовые станции 120a-120b могут использовать алгоритм скачкообразной перестройки частоты, чтобы отобразить логические узлы из дерева каналов на соответствующие назначения физических поднесущих.
Алгоритм скачкообразной перестройки частоты может выполнять скачкообразную перестройку частоты посимвольно или поблочно. Символьная скорость скачкообразной перестройки частоты может совершать скачок частоты каждой отдельной поднесущей обособленно от любой другой поднесущей, за тем исключением, что никакие два узла не назначаются на одну и ту же физическую поднесущую. При блочном скачке смежный блок поднесущих может настраиваться для скачка частоты таким образом, что сохраняется структура смежного блока. В терминах дерева канала разветвляющийся узел, который выше, чем концевой узел, может быть назначен для алгоритма скачкообразной перестройки. Корневые узлы под разветвляющимся узлом могут придерживаться алгоритма скачкообразной перестройки, применяемого к разветвляющемуся узлу.
Базовая станция 120a-120b может выполнять скачкообразную перестройку частоты периодически, например каждый цикл, через некоторое количество циклов или какое-либо другое предварительно заданное число OFDM-символов. Для целей настоящего описания цикл имеет отношение к предварительно заданной структуре OFDM-символов, которая может включать в себя один или более символов преамбулы и один или более символов данных. Принимающее устройство может быть выполнено с возможностью использования такого же алгоритма скачкообразной перестройки частоты, чтобы определить, какие поднесущие назначены для СИКС или для соответствующего канала передачи данных.
Базовые станции 120a-120b могут модулировать каждую из поднесущих, назначенных для СИКС, сообщениями СИКС. Сообщения могут включать в себя сообщения сигнализации и сообщения обратной связи. Сообщения сигнализации могут включать в себя сообщения разрешения доступа, блочные сообщения назначений для прямой линии связи и блочные сообщения назначений для обратной линии связи. Сообщения обратной связи могут включать в себя сообщения подтверждения приема (ACK) и сообщения регулирования мощности обратной линии связи. Фактические каналы, используемые в СИКС, могут представлять собой все или некоторые из каналов, описанных выше. Дополнительно, в состав СИКС могут быть включены другие каналы, в дополнение к любым из вышеупомянутых каналов или вместо них.
Сообщение разрешения доступа используется базовой станцией 120b, чтобы подтвердить попытку получения доступа терминалом 110a доступа и задать Идентификатор Управления Доступом к Среде (MACID - Media Access Control Identification). Сообщение разрешения доступа также может включать в себя начальное назначение каналов для обратной линии связи. Последовательность модуляционных символов, соответствующих разрешению доступа, может быть зашифрована согласно индексу предшествующего тестового доступа, переданного терминалом 110a доступа. Это шифрование позволяет терминалу 110a доступа реагировать только на блоки разрешения доступа, которые соответствуют тестовой последовательности, которую он передал.
Базовая станция 120b может использовать блочные сообщения доступа для прямой или обратной линий связи, чтобы обеспечить назначения поднесущих для прямой или обратной линий связи. Сообщения назначения также могут включать в себя другие параметры, такие как вид модуляции, формат кода и формат пакета. Базовая станция обычно предоставляет назначение каналов для конкретного терминала 110a доступа и может идентифицировать целевого получателя сообщения, используя назначенный MACID.
Базовые станции 120a-120b обычно передают сообщения подтверждения приема на конкретные терминалы 110a-110b доступа в ответ на успешный прием передачи. Каждое сообщение подтверждения приема может быть просто однобитовым сообщением, указывающим положительное или отрицательное подтверждение приема. Сообщение подтверждения приема может быть связано с каждой поднесущей, например, посредством использования зависимых узлов в дереве каналов для отличных от этого терминала доступа или может быть связано с конкретным MACID. Дополнительно, сообщения подтверждения приема могут кодироваться по множественным пакетам с целью разнесения.
Базовые станции 120a-120b могут передавать сообщения регулирования мощности обратной линии связи, чтобы управлять плотностью мощности передач по обратной линии связи от каждого из терминалов 110a-110b доступа. Базовая станция 120a-120b может передавать обратное сообщение регулирования мощности, чтобы предписывать терминалу доступа 110a-110b увеличить или уменьшить его плотность мощности.
Базовые станции 120a-120b могут быть выполнены с возможностью одноадресной передачи каждого из сообщений СИКС индивидуально на конкретные терминалы 110a-110b доступа. При одноадресной передаче сообщений каждое сообщение модулируется, и его мощность регулируется независимо от других сообщений. И наоборот, сообщения, направленные конкретному пользователю, могут объединяться и изолированно модулироваться и подвергаться регулированию мощности.
В другом варианте осуществления базовые станции 120a-120b могут быть выполнены с возможностью объединения сообщений для множественных терминалов 110a-110b доступа и групповой передачи объединенного сообщения на множественные терминалы 110a-110b доступа. При групповой передаче сообщения для множественных терминалов доступа могут группироваться в совместно кодируемые и подвергаемые регулированию мощности наборы. Регулирование мощности для совместно кодируемых сообщений нуждается в выявлении терминала доступа, обладающего наихудшим каналом связи. Таким образом, если объединяются сообщения для двух терминалов 110a и 110b доступа, базовая станция 120b устанавливает регулирование мощности объединенного сообщения так, чтобы гарантировать, что терминал доступа 110a, обладающий наихудшим соединением, примет передачу. При этом уровень мощности должен гарантировать, что наихудший канал связи будет приемлемым, может быть в значительной степени больше, чем необходимо для терминала 110b доступа в непосредственной близости к базовой станции 120b. Поэтому в некоторых вариантах осуществления сообщения СИКС могут совместно кодироваться и подвергаться регулированию мощности для тех терминалов доступа, которые имеют в значительной степени аналогичные характеристики канала, например отношение сигнал-шум, отклонение мощности и т.д.
В другом варианте осуществления базовые станции 120a-120b могут группировать всю информацию сообщений для всех терминалов 110a-110b доступа, обслуживаемых базовой станцией, например 120b, и осуществлять широковещание объединенного сообщения на все терминалы 110a-110b доступа. При широковещательном подходе все сообщения совместно кодируются и модулируются, в то время как регулирование мощности выявляет терминал доступа с наихудшим уровнем сигнала в прямой линии связи.
Одноадресная передача сигнализации может быть выгодна в тех ситуациях, когда групповая передача и широковещание требуют значительных затрат мощности, чтобы достичь границ ячейки, для значительного числа битов. Одноадресная передача сообщений может использовать мощность, совместно используемую терминалами доступа с различным уровнем сигнала в прямой линии связи посредством регулирования мощности. Кроме того, одноадресная передача сообщений использует то обстоятельство, что многие корневые узлы обратной линии связи не могут быть назначены в любой заданный момент времени, так что не потребуется расхода энергии на сообщение подтверждения приема для этих узлов.
С точки зрения логики управления доступом к среде, проектное решение с одноадресной передачей позволяет беспроводной системе 100 связи шифровать сообщения подтверждения приема с использованием целевого MACID, предотвращая ложную интерпретацию подтверждения приема, которое в действительности предназначено для другого MACID, на терминале доступа, который ошибочно полагает, что ему назначены соответствующие ресурсы, намеченные подтверждением о приеме (по причине погрешностей сигнализации назначений, например пропущенной отмены назначения). Следовательно, такой терминал доступа будет возвращаться в исходное состояние из состояния ошибочного назначения спустя один пакет после того, как не было явного подтверждения приема пакета, и ошибочное назначение для терминала доступа потеряет силу.
С точки зрения рабочих характеристик соединения, главное преимущество способов широковещания или групповой передачи состоит в улучшении кодирования вследствие совместного кодирования. Однако улучшение регулирования мощности в значительной степени превалирует над улучшением кодирования для практических внедрений конфигураций. Кроме того, одноадресная передача сообщений может продемонстрировать более высокие коэффициенты ошибок по сравнению с совместно кодируемыми и защищенными ЦИК (контроль при помощи циклического избыточного кода) сообщениями. Однако практически достижимые коэффициенты ошибок 0,01% - 0,1% являются удовлетворительными.
Для базовых станций 120a-120b может быть предпочтительным осуществлять групповую передачу или широковещание некоторых сообщений, в то время как осуществляется одноадресная передача других. Например, сообщение назначения может быть сконфигурировано для автоматической отмены назначения ресурсов для терминала доступа, который в настоящее время использует ресурсы, соответствующие поднесущим, указанным в сообщении назначения. Следовательно, часто осуществляется групповая передача сообщений назначения, поскольку их адресатами являются как предполагаемый получатель сообщения назначения, так и любые текущие пользователи ресурсов, указанные в сообщении назначения.
Фиг. 2 является упрощенной функциональной схемой варианта осуществления передающего устройства 200 с поддержкой OFDMA, такого которое может быть встроено в базовую станцию беспроводной системы связи на фиг. 1. Передающее устройство 200 выполнено с возможностью передачи одного или более OFDMA-сигналов на один или более терминалов доступа. Передающее устройство 200 включает в себя СИКС-модуль 230, выполненный с возможностью формирования и реализации СИКС в прямой линии связи.
Передающее устройство 200 включает в себя буфер 210 данных, выполненный с возможностью хранения данных, предназначенных для одного или более терминалов доступа. Буфер 210 данных может быть выполнен с возможностью, например, хранения данных, предназначенных для каждого из терминалов доступа в зоне обслуживания, поддерживаемой соответствующей базовой станцией.
Данными могут быть, например, необработанные незакодированные данные или закодированные данные. Как правило, данные, хранящиеся в буфере 210 данных, являются незакодированными и подаются на устройство 212 кодирования, где они кодируются с требуемой скоростью кодирования. Устройство 212 кодирования может включать в себя кодирование для обнаружения ошибок и Прямую Коррекцию Ошибок (FEC). Данные в буфере 210 данных могут кодироваться согласно одному или более алгоритмам кодирования. Каждый из алгоритмов кодирования и получаемые скорости кодирования могут быть связаны с конкретным форматом данных многоформатной системы с Гибридным Автоматическим Запросом Повторной Передачи (HARQ). Кодирование может включать в себя, но не ограничиваться этим, сверточное кодирование, блочное кодирование, перемежение, расширение спектра сигнала методом прямой последовательности, циклическое избыточное кодирование и т.п. или какое-либо другое кодирование.
Закодированные данные, которые будут передаваться, подаются на устройство 214 последовательно-параллельного преобразования и отображения сигналов, которое выполнено с возможностью преобразования последовательного потока данных от устройства 212 кодирования во множество параллельных потоков данных. Устройство 214 отображения сигналов может определять число поднесущих и идентичность поднесущих для каждого терминала доступа, исходя из входных данных, предоставленных устройством планирования (не показано). Число несущих, распределенных для любого конкретного терминала доступа, может быть подмножеством всех доступных несущих. Следовательно, устройство 214 отображения сигналов отображает данные, предназначенные для конкретного терминала доступа, на параллельные потоки данных, соответствующие носителям данных, распределенным этому терминалу доступа.
СИКС-модуль 230 выполнен с возможностью формирования сообщений СИКС, кодирования сообщений и предоставления закодированных сообщений на устройство 214 отображения сигналов. СИКС-модуль 230 также может обеспечивать идентичность поднесущих, назначенных для СИКС. СИКС-модуль 230 может включать в себя устройство 252 планирования, выполненное с возможностью определения и назначения узлов из дерева каналов для СИКС. Выходные данные устройства 252 планирования могут подаваться на модуль 254 скачкообразной перестройки частоты. Модуль 254 скачкообразной перестройки частоты может быть выполнен с возможностью отображения назначенных узлов дерева каналов, определенных устройством 252 планирования, на назначения физических поднесущих. Модуль 254 скачкообразной перестройки частоты может реализовывать предварительно заданный алгоритм скачкообразной перестройки частоты.
Устройство 214 отображения сигналов принимает символы сообщений СИКС и назначения поднесущих и отображает символы СИКС на соответствующие поднесущие. В одном варианте осуществления СИКС-модуль 230 может быть выполнен с возможностью формирования последовательного потока сообщений, а устройство 214 отображения сигналов может быть выполнено с возможностью отображения последовательного сообщения на назначенные поднесущие.
В одном варианте осуществления устройство 214 отображения сигналов может быть выполнено с возможностью перемежения каждого модуляционного символа из сообщения СИКС по всем назначенным поднесущим. Перемежение модуляционных символов для СИКС обеспечивает сигнал СИКС с максимальным разнесением частот и помех.
Выходные данные устройства 214 последовательно-параллельного преобразования/отображения сигналов подаются на пилотный модуль 220, который выполнен с возможностью распределения предварительно заданной части поднесущих для пилот-сигнала. В одном варианте осуществления пилот-сигнал может включать в себя множество равномерно распределенных поднесущих, в значительной степени перекрывающих весь рабочий диапазон частот. Пилотный модуль 220 может быть выполнен с возможностью модулирования каждой из несущих OFDMA-системы соответствующими данными или пилот-сигналом.
Передача блоков сигнализации с использованием самой высокой возможной спектральной эффективности желательна для минимизации затрат в полосе пропускания сообщений сигнализации. Однако недостатком высокой спектральной эффективности является потребность в более высокой энергии на бит (Eb/N0), что ведет к затратам мощности. Значения спектральной эффективности от 0,5 бит/с/Гц до 1 бит/с/Гц представляются хорошим компромиссом, поскольку они предусматривают небольшие затраты в полосе пропускания при достижении минимальных (Eb/N0) требований. Однако для некоторых систем могут быть подходящими другие значения спектральной эффективности.
В одном варианте осуществления символы СИКС используются для модуляции BPSK (двоичная фазовая манипуляция) назначенных поднесущих. В другом варианте осуществления СИКС символы используются для модуляции QPSK (квадратурная фазовая манипуляция) назначенных поднесущих. В то время как может быть приспособлен практически любой тип модуляции, может быть предпочтительным использовать вид модуляции, который имеет комбинацию, которая может быть представлена вращающимся вектором, потому что величина не изменяется как функция символа. Это может быть выгодно, потому что тогда СИКС может иметь различные смещения, но одинаковые пилотные опорные сигналы, и вследствие этого быть более простым для демодуляции.
Выходные данные пилотного модуля 220 подаются на модуль 222 Обратного Быстрого Преобразования Фурье (ОБПФ). Модуль 222 ОБПФ выполняется с возможностью преобразования OFDMA-несущих в соответствующие символы временной области. Разумеется, реализация Быстрого Преобразования Фурье (БПФ) не является требованием, и для формирования символов временной области может использоваться дискретное преобразование Фурье (ДПФ) или какой-либо другой тип преобразования. Выходные данные модуля 222 ОБПФ подаются на устройство 224 параллельно-последовательного преобразования, которое выполнено с возможностью перевода параллельных символов временной области в последовательный поток.
Последовательный поток OFDMA-символов подается от устройства 224 параллельно-последовательного преобразования на приемопередающее устройство 240. В варианте осуществления, показанном на фиг. 2, приемопередающее устройство 240 является приемопередающим устройством базовой станции, выполненным с возможностью передачи сигналов по прямой линии связи и приема сигналов по обратной линии связи.
Приемопередающее устройство 240 включает в себя модуль 244 передачи по прямой линии связи, который выполнен с возможностью перевода последовательного потока символов в аналоговый сигнал на соответствующей частоте для широковещания на терминалы доступа через антенну 246. Приемопередающее устройство 240 также может включать в себя модуль 242 приема по обратной линии связи, который соединен с антенной 246 и выполнен с возможностью приема сигналов, передаваемых одним или более удаленными терминалами доступа.
СИКС-модуль 230 выполнен с возможностью формирования сообщений СИКС. Как описано выше, сообщения СИКС могут включать в себя сообщения сигнализации. Дополнительно, сообщения СИКС могут включать в себя сообщения обратной связи, такие как сообщения подтверждения приема или сообщения регулирования мощности. СИКС-модуль 230 соединяется с выходом модуля 242 приема и частично анализирует принятые сигналы для формирования сообщений обратной связи и сигнализации.
СИКС-модуль 230 включает в себя модуль 232 сигнализации, модуль 236 подтверждения приема и модуль 238 регулирования мощности. Модуль 232 сигнализации может быть выполнен с возможностью формирования требуемых сообщений сигнализации и кодирования их согласно требуемому кодированию. Например, модуль 232 сигнализации может анализировать принятый сигнал с запросом на доступ и может формировать сообщение разрешения доступа, направленное инициировавшему запрос терминалу доступа. Модуль 232 сигнализации также может формировать и кодировать любые блочные сообщения назначения для прямой линии связи и обратной линии связи.
Аналогично, модуль 236 подтверждения приема может формировать сообщения подтверждения приема, направленные терминалам доступа, для которых передача была успешно принята. Модуль 236 подтверждения приема может быть выполнен с возможностью формирования сообщений одноадресной передачи, групповой передачи или широковещания, в зависимости от конфигурации системы.
Модуль 238 регулирования мощности может быть выполнен с возможностью формирования любых сообщений регулирования мощности обратной линии связи, частично на основании принятых сигналов. Модуль 238 регулирования мощности также может быть выполнен с возможностью формирования требуемых сообщений регулирования мощности.
Модуль 238 регулирования мощности также может быть выполнен с возможностью формирования сигналов регулирования мощности, которые управляют плотностью мощности сообщений СИКС. СИКС-модуль 230 может регулировать мощность отдельных сообщений одноадресных передач, исходя из потребностей целевого терминала доступа. Дополнительно, СИКС-модуль 230 может быть выполнен с возможностью регулирования мощности сообщений групповой передачи или широковещания, исходя из самого слабого уровня сигнала в прямой линии связи, сообщенного терминалами доступа. Модуль 238 регулирования мощности может быть выполнен с возможностью масштабирования закодированных символов от каждого из модулей в СИКС-модуле 230. В другом варианте осуществления модуль 238 регулирования мощности может быть выполнен с возможностью предоставления управляющих сигналов на пилотный модуль 220 для масштабирования требуемых символов СИКС. Таким образом, модуль 238 регулирования мощности предоставляет СИКС-модулю 230 возможность регулировать мощность каждого из сообщений СИКС согласно его потребностям. Это приводит к снижению затрат мощности для СИКС.
Фиг. 3 является упрощенной частотно-временной диаграммой 300 варианта осуществления совместно используемого канала сигнализации, причем такой канал формируется СИКС-модулем передающего устройства, изображенного на фиг. 2. Частотно-временная диаграмма 300 детализирует распределение поднесущих СИКС для двух последовательных циклов, 310 и 320. Два последовательных цикла 310 и 320 могут представлять собой последовательные циклы системы с частотным уплотнением или системы с временным уплотнением, хотя последовательные циклы в системе с временным уплотнением могут иметь один или более промежуточных циклов, распределенных для передач терминала доступа по обратной линии связи (не показано).
Первый цикл 310 включает в себя три полосы частот, 312a-312c, которые могут представлять три отдельные поднесущие, назначенные для СИКС в конкретном цикле. Три назначения 312a-312c поднесущих показываются как сохраняющиеся на всей продолжительности цикла 310. В некоторых вариантах осуществления назначения поднесущих могут изменяться в течение цикла 310. Количество возможных изменений назначений поднесущих в течение цикла 310 определяется алгоритмом скачкообразной перестройки частоты и обычно меньше числа OFDM-символов в цикле 310.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 3, назначение поднесущих изменяется на границе цикла. Второй, последующий, цикл 320 также включает в себя то же число поднесущих, назначенных для СИКС, что и в первом цикле 310. В одном варианте осуществления число поднесущих, назначенных для СИКС, предварительно задается и является фиксированным. Например, затраты в полосе пропускания за счет СИКС могут быть зафиксированы на некотором предварительно заданном уровне. В другом варианте осуществления число поднесущих, назначенных для СИКС, является переменным и может назначаться системным управляющим сообщением. Как правило, число поднесущих, назначенных для СИКС, изменяется не очень часто.
Поднесущие, отображенные на СИКС, могут определяться алгоритмом скачкообразной перестройки частоты, который отображает назначение логических узлов на назначение физических поднесущих. В варианте осуществления, показанном на фиг. 3, три физических назначения 322a-322c поднесущих отличны во втором, последующем цикле 320. Как и ранее, вариант осуществления изображает назначения поднесущих как сохраняющиеся по всей длине цикла 320.
Фиг. 4 является упрощенной блок-схемой алгоритма варианта осуществления способа 400 формирования сообщений совместно используемого канала сигнализации. Передающее устройство, имеющее СИКС-модуль, которое показано на фиг. 2, может быть выполнено с возможностью выполнения способа 400. Способ 400 изображает формирование одного цикла сообщений СИКС. Способ 400 может повторяться для дополнительных циклов.
Способ 400 начинается на этапе 410, на котором СИКС-модуль формирует сообщения сигнализации. СИКС-модуль может формировать сообщения сигнализации в ответ на запросы. Например, СИКС-модуль может формировать сообщения разрешения доступа в ответ на запросы на доступ. Аналогично, СИКС-модуль может формировать блочные сообщения назначений для обратной линии связи в ответ на запрос на канал связи или запрос на передачу данных.
СИКС-модуль переходит к этапу 412 и кодирует сообщения сигнализации. СИКС может быть выполнен с возможностью формирования сообщений одноадресной передачи для конкретных типов сообщений, например, разрешения доступа. СИКС-модуль может быть выполнен с возможностью идентификации MACID целевого терминала доступа при задании формата сообщения одноадресной передачи. СИКС-модуль может кодировать сообщение и может формировать код CRC и присоединять CRC к сообщению. Дополнительно, СИКС может быть выполнен с возможностью объединения сообщений для нескольких терминалов доступа в одно сообщение групповой передачи или широковещания и кодирования объединенных сообщений. СИКС может, например, включать в себя MACID, предназначенный для широковещательных сообщений. СИКС может формировать CRC для объединенного сообщения и присоединять CRC к закодированным сообщениям.
СИКС-модуль может перейти к этапу 414 для регулирования мощности сообщения сигнализации. В одном варианте осуществления СИКС может регулировать или иначе масштабировать амплитуду закодированных сообщений. В другом варианте осуществления СИКС-модуль может предписывать устройству модуляции масштабировать амплитуду символов.
Затем СИКС-модуль выполняет аналогичные этапы для формирования сообщений подтверждения приема и регулирования мощности обратной линии связи. На этапе 420 СИКС-модуль формирует требуемые сообщения подтверждения приема, исходя из принятых передач терминалов доступа. СИКС-модуль переходит к этапу 420 и кодирует сообщения подтверждения приема, например, как сообщения одноадресной передачи. СИКС-модуль переходит к этапу 424 и регулирует мощность символов подтверждения приема.
СИКС-модуль переходит к этапу 430 и формирует сообщения регулирования мощности обратной линии связи, например, исходя из уровня принятого сигнала каждой отдельной передачи терминала доступа. СИКС-модуль переходит к этапу 432 и кодирует сообщения регулирования мощности, обычно как сообщения одноадресной передачи. СИКС-модуль переходит к этапу 434 и регулирует мощность символов сообщений регулирования мощности обратной линии связи.
СИКС переходит к этапу 440 и определяет, какие узлы из логической структуры, такой как дерево каналов, назначаются для СИКС. СИКС-модуль переходит к этапу 450 и отображает назначение физических поднесущих на назначенные узлы. СИКС-модуль может использовать алгоритм устройства скачкообразной перестройки частоты, чтобы отобразить назначение логических узлов на назначение поднесущих. Алгоритм устройства скачкообразной перестройки частоты может быть таким, что назначение одного и того же узла может вызывать различные назначения физических поднесущих для различных циклов. Устройство скачкообразной перестройки частоты может, таким образом, обеспечить уровень частотного разнесения, а также некоторый уровень разнесения помех.
СИКС переходит к этапу 460 и отображает символы сообщения на назначенные поднесущие. СИКС-модуль может быть выполнен с возможностью перемежения символов сообщения по назначенным поднесущим для внесения разнесения в сигнал.
Символы модулируют OFDM-поднесущие, и модулированные поднесущие преобразуются в OFDM-символы, которые передаются на различные терминалы доступа. СИКС-модуль дает возможность использовать канал с частотным уплотнением с фиксированной полосой частот для сообщений сигнализации и обратной связи, допуская гибкость в объеме затрат мощности, выделенной для канала.
Фиг. 5 является упрощенной блок-схемой алгоритма другого варианта осуществления способа 500 формирования сообщений совместно используемого канала сигнализации. Способ 500 может быть реализован, например, передающим устройством, содержащим СИКС-модуль, показанным на фиг. 2.
Способ 500 начинается на этапе 510, на котором передающее устройство назначает для СИКС предварительно заданную полосу пропускания. Передающее устройство может назначить ряд поднесущих из набора OFDM-поднесущих, который является в значительной степени равным предварительно заданной полосе пропускания. Например, передающее устройство может назначить для СИКС приблизительно 10% доступной полосы пропускания.
Передающее устройство переходит к этапу 520 и назначает ресурсы для СИКС, исходя из предварительно заданной полосы пропускания. В одном варианте осуществления передающее устройство может быть выполнено с возможностью назначения ресурсов, основываясь на логической модели ресурсов, такой как дерево каналов. Дерево каналов может быть организовано как некоторое количество ветвей, которые разделяются в узлах, пока не достигнут конечного корневого узла, иначе именуемого как концевой узел. Передающее устройство может назначать ресурсы, назначая для СИКС один или более узлов. После назначения узлов из дерева каналов передающее устройство может отобразить логические узлы на физические поднесущие в OFDM-системе. Передающее устройство может назначать узлы на основании логической модели в системе, в которой физическое отображение может изменяться со временем. Например, передающее устройство может реализовывать скачкообразную перестройку частоты в поднесущих СИКС. Передающее устройство может сохранять исходное назначение логических узлов и может определять отображение физических поднесущих на основании предварительно заданного алгоритма скачкообразной перестройки частоты.
Передающее устройство переходит к этапу 530 и формирует сообщения, которые будут переноситься по СИКС. Сообщения могут быть сообщением сигнализации или служебным сообщением почти любого типа. Например, сообщения могут включать в себя сообщения назначения каналов, направленные на терминалы доступа, сообщения подтверждения приема и сообщения регулирования мощности обратной линии связи, а также и другие типы служебных сообщений. Сообщения могут направляться отдельным терминалам доступа или могут направляться множественным терминалам доступа. В одном варианте осуществления некоторые или все сообщения могут быть широковещательными сообщениями, которые направляются всем терминалам доступа в пределах зоны обслуживания, обслуживаемой СИКС.
После формирования сообщений передающее устройство переходит к этапу 540 и кодирует сообщения. Сообщения могут объединяться и совместно кодироваться с единым CRC, сформированным для объединенного сообщения. В другом варианте осуществления некоторые из сообщений могут быть сообщениями одноадресной передачи, каждое из которых направляется одному терминалу доступа, и сообщение может включать в себя CRC, основанный на содержимом сообщения одноадресной передачи. Сообщения СИКС могут включать в себя комбинацию объединенных сообщений и сообщений одноадресной передачи. Передающее устройство кодирует сообщения, чтобы сформировать символы СИКС. В одном варианте осуществления каждый символ формируется как модуляционный символ для соответствующей поднесущей.
Передающее устройство переходит к этапу 550 и регулирует плотность мощности, сопоставленную с каждым закодированным сообщением. В случае сообщения одноадресной передачи передающее устройство может регулировать плотность мощности сообщения, исходя из качества канала связи между передающим устройством и заданным терминалом доступа. В случае сообщения групповой передачи или широковещания передающее устройство может регулировать плотность мощности сообщения, исходя из наихудшего канала связи, который обычно соответствует терминалу доступа на границе зоны обслуживания, поддерживаемой СИКС.
Передающее устройство переходит к этапу 560 и модулирует назначенные ресурсы символами сообщения. В одном варианте осуществления передающее устройство перемежает символы сообщения по назначенным поднесущим путем отображения символов сообщения на назначенную поднесущую карусельным методом. Передающее устройство модулирует поднесущую символом сообщения.
В одном варианте осуществления передающее устройство может модулировать поднесущие, используя особые виды модуляции, исходя из сообщения. Например, передающее устройство может модулировать сообщения сигнализации, такие как блочные сообщения назначений для прямой линии связи и обратной линии связи, используя первый вид модуляции, и может модулировать сообщения подтверждения приема или какое-либо другое сообщение, используя второй вид модуляции. Передающее устройство может реализовывать различные виды модуляции, включающие в себя, но не ограниченные этим, амплитудную манипуляцию, двоичную фазовую манипуляцию (BPSK), квадратурную фазовую манипуляцию (QPSK) или какой-либо другой вид модуляции.
Передающее устройство переходит к этапу 570 и преобразует поднесущие в OFDM-символы. В одном варианте осуществления модуляция и преобразование поднесущей могут выполняться одним и тем же модулем. В других вариантах осуществления модуляция и преобразование являются раздельными. Передающее устройство может, например, реализовывать модуль ОБПФ, который отображает полный набор OFDM-поднесущих на набор символов временной области эквивалентного размера.
Передающее устройство переходит к этапу 580 и передает OFDM-символы, которые включают в себя СИКС. Передающее устройство перед передачей OFDM-символов может, например, преобразовывать OFDM-символы с повышением частоты до предварительно заданного рабочего диапазона частот.
В настоящем описании были изображены способы и устройство для формирования совместно используемого канала сигнализации (СИКС) для беспроводной OFDMA-системы связи. СИКС может быть каналом с частотным уплотнением, которому назначается предварительно заданная полоса пропускания. Предварительно заданная полоса пропускания устанавливает затраты в полосе пропускания, используемые СИКС. Затраты в полосе пропускания могут быть зафиксированы с помощью фиксированного числа поднесущих, назначенных для СИКС.
Нужно отметить, что понятие каналов в настоящем описании относится к типам информации или передач, которые могут передаваться терминалом доступа или точкой доступа. Не требуются и не используются фиксированные или предварительно заданные блоки поднесущих, временные периоды или другие ресурсы, выделенные для таких передач.
Затраты мощности, используемые СИКС, могут изменяться. Сообщения в СИКС могут подвергаться регулированию мощности до уровня, необходимого для удовлетворения требованиям соединения. Сообщения СИКС могут быть сообщениями одноадресной передачи, и мощность сообщений одноадресной передачи может регулироваться до уровня, продиктованного каналом связи до заданного терминала доступа. Когда охватываются сообщения групповой передачи или широковещания, СИКС может управлять мощностью объединенного сообщения, чтобы соответствовать требованиям наихудшего канала связи, испытываемого отдаленными терминалами доступа. Конфигурация СИКС с частотным уплотнением допускает намного большую гибкость мощностных ресурсов, которые должны быть распределены для поддержки канала.
Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, описанные применительно к вариантам осуществления, раскрытым в настоящем описании, могут быть реализованы или выполнены с использованием обрабатывающего устройства общего назначения, цифрового сигнального процессора (ЦСП), обрабатывающего устройства с сокращенным набором команд (RISC - reduced instruction set computer), специализированной интегральной схемы (СИС), программируемой вентильной матрицы (ПВМ) или другого программируемого логического устройства, логического элемента на дискретных компонентах или транзисторной логической схемы, дискретных аппаратных компонентов или любой их комбинации, выполненных с возможностью выполнения функций, изложенных в настоящем описании. Обрабатывающее устройство общего назначения может быть микропроцессором, но, в качестве альтернативы, обрабатывающее устройство может быть любым обрабатывающим устройством, управляющим устройством, микроконтроллером или конечным автоматом. Кроме того, обрабатывающее устройство может быть реализовано как комбинация вычислительных устройств, например комбинация ЦСП и микропроцессора, множество микропроцессоров, один или более микропроцессоров в сочетании с ядром ЦСП или любая другая подобная конфигурация.
Этапы способа, технологического процесса или алгоритма, описанные применительно к вариантам осуществления, раскрытым в настоящем описании, могут быть осуществлены непосредственно в аппаратном обеспечении, в программном модуле, исполняемом обрабатывающим устройством, или в их комбинации.
Программный модуль может находиться в памяти ОЗУ, памяти ЭППЗУ, энергонезависимой памяти, памяти ПЗУ, памяти ЭППЗУ, памяти ЭСППЗУ, регистрах, на жестком диске, съемном диске, компакт-диске или в среде для хранения любого другого вида, известного в данной области техники. Иллюстративная среда для хранения соединяется с обрабатывающим устройством, причем означенное обрабатывающее устройство может читать информацию из среды для хранения и записывать в нее информацию. В качестве альтернативы, среда для хранения может быть составной частью обрабатывающего устройства. Дополнительно, различные способы могут выполняться в порядке, показанном в вариантах осуществления, или могут выполняться с использованием измененного порядка этапов. Дополнительно, один или более этапов технологических процессов или способов могут быть опущены или один или более этапов технологических процессов или способов могут быть добавлены к способам и технологическим процессам. Дополнительный этап, блок или действие могут быть добавлены в начале, в конце или между существующими элементами способов и технологических процессов.
Вышеизложенное описание раскрытых вариантов осуществления предоставляется, чтобы дать возможность любому специалисту в данной области техники изготавливать или использовать настоящее раскрытие. Специалисты в данной области техники легко увидят различные изменения в этих вариантах осуществления, и общие принципы, определенные в настоящем описании, могут применяться к другим вариантам осуществления, без отступления от сущности или объема настоящего раскрытия. Таким образом, подразумевается, что настоящее раскрытие не ограничивается вариантами осуществления, продемонстрированными в настоящем описании, но соответствует самому широкому объему, согласующемуся с принципами и новыми признаками, раскрытыми в настоящем описании
1. Способ формирования сообщений в системе беспроводной связи, включающей в себя множество поднесущих, перекрывающих по меньшей мере часть полосы рабочих частот, содержащий
назначение ресурсов, соответствующих предварительно заданной ширине полосы, распределенной каналу сигнализации для прямой линии связи, причем предварительно заданная ширина полосы устанавливает фиксированные затраты полосы пропускания для канала сигнализации;
формирование по меньшей мере одного сообщения для передачи по прямой линии связи, причем каждое сообщение является сообщением одноадресной передачи для конкретного терминала доступа или сообщением групповой передачи или широковещательной передачи для множества терминалов доступа;
кодирование упомянутого по меньшей мере одного сообщения для формирования по меньшей мере одного символа сообщения;
регулирование плотности мощности каждого из по меньшей мере одного сообщения, при этом плотность мощности сообщения одноадресной передачи регулируется на основе канала связи для терминала доступа, предназначенного для сообщения одноадресной передачи, а плотность мощности сообщения групповой передачи или широковещательной передачи регулируется на основе наихудшего канала связи для терминала доступа, принимающего многоадресное или широковещательное сообщение; и
модуляцию по меньшей мере части ресурсов, назначенных каналу сигнализации.
2. Способ по п.1, дополнительно содержащий
преобразование множества поднесущих, включающих в себя по меньшей мере одну поднесущую в пределах предварительно определенной ширины полосы, распределенной каналу сигнализации, в OFDM-символ; и
передачу OFDM-символа по линии беспроводной связи.
3. Способ по п.1, в котором назначение ресурсов содержит
назначение поднабора из множества поднесущих каналу сигнализации, причем упомянутый поднабор включает в себя некоторое количество поднесущих, соответствующих предварительно определенной ширине полосы, распределенной каналу сигнализации.
4. Способ по п.3, в котором упомянутый поднабор из множества поднесущих изменяется периодически посредством алгоритма скачкообразного изменения частоты.
5. Способ по п.1, в котором назначение ресурсов содержит
назначение каналу сигнализации набора логических ресурсов, соответствующих предварительно определенной ширине полосы, распределенной каналу сигнализации; и
отображение набора логических ресурсов на поднабор из множества поднесущих.
6. Способ по п.5, в котором отображение набора логических ресурсов содержит отображение набора логических ресурсов на поднабор из множества поднесущих на основе алгоритма скачкообразного изменения частоты.
7. Способ по п.1, в котором кодирование по меньшей мере одного сообщения содержит
агрегирование множества сообщений и
совместное кодирование множества сообщений.
8. Способ по п.1, в котором модуляция по меньшей мере части ресурсов содержит
модуляцию первой поднесущей, назначенной каналу сигнализации, первым символом сообщения из упомянутого по меньшей мере одного символа сообщения; и
модуляцию второй поднесущей, назначенной каналу сигнализации, вторым символом сообщения из упомянутого по меньшей мере одного символа сообщения.
9. Способ по п.1, в котором модуляция по меньшей мере части ресурсов содержит перемежение упомянутого по меньшей мере одного символа сообщения по меньшей мере по двум поднесущим, назначенным каналу сигнализации.
10. Устройство формирования сообщений в системе беспроводной связи, включающей в себя множество поднесущих, перекрывающих по меньшей мере часть полосы рабочих частот, содержащее
средство для назначения ресурсов, соответствующих предварительно заданной ширине полосы, распределенной каналу сигнализации для прямой линии связи, причем предварительно заданная ширина полосы устанавливает фиксированные затраты полосы пропускания для канала сигнализации;
средство для формирования по меньшей мере одного сообщения для передачи по прямой линии связи, причем каждое сообщение является сообщением одноадресной передачи для конкретного терминала доступа или сообщением групповой передачи или широковещательной передачи для множества терминалов доступа;
средство для кодирования упомянутого по меньшей мере одного сообщения для формирования по меньшей мере одного символа сообщения;
средство для регулирования плотности мощности каждого из по меньшей мере одного сообщения, при этом плотность мощности сообщения одноадресной передачи регулируется на основе канала связи для терминала доступа, предназначенного для сообщения одноадресной передачи, а плотность мощности сообщения групповой передачи или широковещательной передачи регулируется на основе наихудшего канала связи для терминала доступа, принимающего многоадресное или широковещательное сообщение; и
средство для модуляции по меньшей мере части ресурсов, назначенных каналу сигнализации.
11. Устройство по п.10, в котором средство для назначения ресурсов содержит средство для назначения поднабора из множества поднесущих каналу сигнализации, причем упомянутый поднабор включает в себя некоторое количество поднесущих, соответствующих предварительно определенной ширине полосы, распределенной каналу сигнализации.
12. Устройство по п.10, в котором средство для назначения ресурсов содержит
средство для назначения каналу сигнализации набора логических ресурсов, соответствующих предварительно определенной ширине полосы, распределенной каналу сигнализации; и
средство для отображения набора логических ресурсов на поднабор из множества поднесущих.
13. Способ приема сообщений в системе беспроводной связи, включающей в себя множество поднесущих, перекрывающих по меньшей мере часть полосы рабочих частот, содержащий
определение ресурсов, назначенных каналу сигнализации для прямой линии связи, причем ресурсы соответствуют предварительно заданной ширине полосы, распределенной каналу сигнализации, и причем предварительно заданная ширина полосы устанавливает фиксированные затраты полосы пропускания для канала сигнализации;
демодуляцию по меньшей мере части ресурсов, назначенных каналу сигнализации, для получения по меньшей мере одного принятого символа сообщения; и
декодирование упомянутого по меньшей мере одного принятого символа сообщения для получения по меньшей мере одного сообщения, посланного по каналу сигнализации, причем каждое сообщение, посланное по каналу сигнализации, является сообщением одноадресной передачи для конкретного терминала доступа или сообщением групповой передачи или широковещательной передачи для множества терминалов доступа, при этом плотность мощности сообщения одноадресной передачи регулируется на основе канала связи для терминала доступа, предназначенного для сообщения одноадресной передачи, а плотность мощности сообщения групповой передачи или широковещательной передачи регулируется на основе наихудшего канала связи для терминала доступа, принимающего многоадресное или широковещательное сообщение.
14. Способ по п.13, дополнительно содержащий
прием OFDM-символа по линии беспроводной связи;
обработку OFDM-символа для получения множества принятых символов для множества поднесущих; и
получение по меньшей мере одного принятого символа сообщения из по меньшей мере одной поднесущей в пределах предварительно определенной ширины полосы, распределенной каналу сигнализации.
15. Способ по п.13, в котором определение ресурсов, назначенных каналу сигнализации, содержит определение поднабора из множества поднесущих, назначенных каналу сигнализации, причем упомянутый поднабор включает в себя некоторое количество поднесущих, соответствующих предварительно определенной ширине полосы, распределенной каналу сигнализации.
16. Способ по п.15, в котором упомянутый поднабор из множества поднесущих изменяется периодически посредством алгоритма скачкообразного изменения частоты.
17. Способ по п.13, в котором определение ресурсов, назначенных каналу сигнализации, содержит
определение набора логических ресурсов, соответствующих предварительно определенной ширине полосы, распределенной каналу сигнализации; и
определение поднабора из множества поднесущих, назначенных каналу сигнализации, на основе набора логических ресурсов.
18. Способ по п.17, в котором определение поднабора из множества поднесущих содержит определение поднабора из множества поднесущих, назначенных каналу сигнализации, дополнительно на основе алгоритма скачкообразного изменения частоты.
19. Способ по п.13, в котором декодирование упомянутого по меньшей мере одного принятого символа сообщения содержит декодирование упомянутого по меньшей мере одного принятого символа сообщения для получения множества сообщений, агрегированных вместе и совместно кодированных перед передачей по каналу сигнализации.
20. Устройство приема сообщений в системе беспроводной связи, включающей в себя множество поднесущих, перекрывающих по меньшей мере часть полосы рабочих частот, содержащее
средство для определения ресурсов, назначенных каналу сигнализации для прямой линии связи, причем ресурсы соответствуют предварительно заданной ширине полосы, распределенной каналу сигнализации, и причем предварительно заданная ширина полосы устанавливает фиксированные затраты полосы пропускания для канала сигнализации;
средство для демодуляции по меньшей мере части ресурсов, назначенных каналу сигнализации, для получения по меньшей мере одного принятого символа сообщения; и
средство для декодирования упомянутого по меньшей мере одного принятого символа сообщения для получения по меньшей мере одного сообщения, посланного по каналу сигнализации, причем каждое сообщение, посланное по каналу сигнализации, является сообщением одноадресной передачи для конкретного терминала доступа или сообщением групповой передачи или широковещательной передачи для множества терминалов доступа, при этом плотность мощности сообщения одноадресной передачи регулируется на основе канала связи для терминала доступа, предназначенного для сообщения одноадресной передачи, а плотность мощности сообщения групповой передачи или широковещательной передачи регулируется на основе наихудшего канала связи для терминала доступа, принимающего многоадресное или широковещательное сообщение.
21. Устройство по п.20, в котором средство для определения ресурсов, назначенных каналу сигнализации, содержит средство для определения поднабора из множества поднесущих, назначенных каналу сигнализации, причем упомянутый поднабор включает в себя некоторое количество поднесущих, соответствующих предварительно определенной ширине полосы, распределенной каналу сигнализации.
22. Устройство по п.20, в котором средство для определения ресурсов, назначенных каналу сигнализации, содержит
средство для определения набора логических ресурсов, соответствующих предварительно определенной ширине полосы, распределенной каналу сигнализации; и
средство для определения поднабора из множества поднесущих, назначенных каналу сигнализации, на основе набора логических ресурсов.
23. Устройство по п.20, в котором средство для декодирования упомянутого по меньшей мере одного принятого символа сообщения содержит средство для декодирования упомянутого по меньшей мере одного принятого символа сообщения для получения множества сообщений, агрегированных вместе и совместно кодированных перед передачей по каналу сигнализации.
