Способ импульсной пакетной передачи данных в сетях мобильной связи пятого поколения

Авторы патента:

Муратчаев Султансаид Султанханович (RU)

Солодков Алексей Викторович (RU)

Волков Алексей Станиславович (RU)

Баскаков Александр Евгеньевич (RU)

Бахтин Александр Александрович (RU)

H04W80/02 - Техника электрической связи

H04J11/00 - Ортогональные системы многоканальной связи (H04J 13/00 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2700561:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" (RU)

Изобретение относится к области беспроводной связи. Технический результат заключается в способности поддерживать транспортные блоки переменной длины без использования сторонних средств и протоколов. Способ формирования структур данных для импульсной пакетной передачи данных в сетях мобильной связи пятого поколения включает формирование структуры транспортных пакетов, вычисление длины транспортного блока, формирование структуры транспортного блока, вычисление количества OFDM-символов для передачи транспортного пакета, причем формирование структуры транспортного блока начинается с процедуры межуровневого взаимодействия для получения входных данных непосредственно с физического уровня, записывая текущие параметры количества поднесущих OFDM-сигнала и порядка модуляции в выделенных регистрах данных - 12 и 4 бит, получение на стороне приемника транспортного блока, состоящего из полей указателя длины информационной нагрузки, инкапсулированного транспортного пакета, наполнения и контрольной суммы транспортного блока, вычисляется контрольная сумма принятого транспортного блока и, в случае совпадения вычисленной и записанной в транспортном блоке контрольных сумм, раскрывается содержимое транспортного пакета, вычисляется контрольная сумма транспортного пакета и, в случае совпадения вычисленной и записанной контрольных сумм, раскрывается поле данных. 3 ил.

Настоящее изобретение относится к связи и, в частности, к способам формирования структур данных канального уровня с использованием межуровневого взаимодействия для систем беспроводной связи пятого поколения.

Системы беспроводной связи широко используются для предоставления услуг связи, включая как традиционные услуги речевой связи, так и передачу пакетных данных, сообщений, медиа информации. В то же время наблюдается рост объема передаваемой информации по сетям мобильной связи, что приводит к необходимости пересмотра формирования кадровой структуры передачи.

Известен способ импульсной пакетной связи, основанный на формировании кадров MAC уровня [1]. Построение кадра и транспортного блока основано на использовании идентификатора источника, идентификатора получателя и множества логических идентификаторов, находящихся в заголовках транспортных структур, что позволяет реализовать связь типа устройство-устройство. Недостатком данного изобретения является постоянная длина кадра, транспортного блока и использование подуровней управления идентификаторами.

Кроме того, существует способ и устройство, основанный на формировании структуры кадра с использованием двух преамбул [2]. В способе описана структура кадра, поддерживающая различные режимы работы путем замены используемой преамбулы для каждой из полос сигнала. Недостатком данного способа является ограничение поддерживаемых технологий, а именно работоспособность только в сетях мобильной связи стандарта 802.16 (WiMax).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ, в котором описан кадр нового формата, передаваемого в соответствии с протоколом радиосвязи (RLP), информационный кадр состоит из множества последовательных мультиплексных кадров переменной длины [3]. Недостатком является использование кадра RLP, содержащего данные передачи и контролирующего длину кадра.

Задача изобретения - поддержка транспортных блоков переменной длины без использования сторонних средств и протоколов.

Суть изобретения выражена в формировании структур данных канального уровня переменной длины, с применением процедуры межуровневого взаимодействия, для получения параметров количества поднесущих OFDM-сигнала и порядка модуляции непосредственно с физического уровня модели OSI из выделенных регистров данных, также в процедуре обработки транспортных структур на стороне приемного устройства, выраженной в расчете и проверке контрольных сумм транспортного блока и транспортного пакета, раскрытии инкапсулированной информации в случае успешной проверки контрольной суммы.

Способ формирования структур данных для импульсной пакетной передачи данных в сетях мобильной связи пятого поколения выполняет функции формирования транспортных пакета и блока переменной длины, отличающиеся тем, что применяется процедура межуровневого взаимодействия для получения параметров количества поднесущих OFDM-сигнала и порядка модуляции непосредственно с физического уровня, из выделенных регистров данных.

Способ формирования структур данных для импульсной пакетной передачи данных в сетях мобильной связи пятого поколения представляет собой поэтапный процесс инкапсуляции передаваемой информации. Изобретение состоит из двух этапов для передающей и приемной частей, соответственно. Алгоритм передающей части состоит из трех этапов:

- формирования транспортного пакета;

- формирования транспортного блока;

- расчет необходимого количества OFDM символов.

На фиг. 1 представлена структура транспортного пакета.

На фиг. 2 представлена структура транспортного блока.

На фиг. 3 представлено логическое соединение частей изобретения с указанием входных и выходных данных.

В качестве входных параметров принимаются значение длины передаваемого пакета и данные для передачи с вышестоящих уровней. На основе входных данных (длины пакета) выделяются данные для формирования транспортного пакета (фиг. 1). Входной параметр длины пакета указывает на общий объем пакета, включающий служебную информацию, тогда объем полезных данных представлен выражением: P_l - 16 байт, где P_l - общая длина транспортного пакета. Далее -

формирование транспортного блока (фиг. 2) и вычисление необходимого количества OFDM символов на основе принятых входных данных.

В транспортном пакете резервируются служебные поля, так, 12 байт резервируются для заголовка пакета в начале и 4 байта под поле «sync end» в конце. В заголовок поочередно записываются следующие данные:

- поле, указывающее на начало пакета «sync start» - 4 байт, постоянное значение;

- поле, содержащее порядковый номер пакета - 2 байт;

- поле длины пакета, указывающее на длину информационной составляющей пакета - 2 байт;

- поле контрольной суммы «CRC» - 4 байт (типовой алгоритм CRC 32, вычисляется для заголовка транспортного пакета).

В конец пакета добавляется поле «sync end» - 4 байт, указывающее на завершение транспортного пакета, постоянное значение.

Выходными данными является структурированный транспортный пакет, содержащий в себе инкапсулированные данные и служебные поля.

Физический уровень хранит значения порядка модуляции и количества поднесущих OFDM-сигнала в регистрах данных, 12 и 4 бит соответственно, допускается хранение величин в виде служебных флагов. Процесс формирования транспортного блока начинается с расчета длины транспортного блока, равной длине OFDM символа, выраженный через: , где N - количество поднесущих OFDM-сигнала, m - порядок модуляции, используемые входные данные принимаются в результате процедуры межуровневого взаимодействия между канальным (MAC) и физическим (PFFV) уровнями. Производится сравнение длины полученного пакета с расчетной, если она оказывается больше, то происходит разделение пакета на несколько транспортных блоков, если меньше - заполнение структуры транспортного блока. В обоих случаях служебные поля транспортного блока идентичны:

- в заголовок ТБ вносятся данные о длине информационной нагрузки -4 байт;

- в тело ТБ записывается информационная нагрузка;

- рассчитывается наполнение блока, а именно поля «padding», выраженное через разницу возможной длины пакета (1 блок алгоритма) и информационной нагрузкой, полученная длина (байт) заполняется нулями, в случае нулевого значения разницы - блок «padding» не вносится в общую структуру ТБ;

- конец ТБ дополняется контрольной суммой «CRC 32» - 4 байт.

Заключительным этапом является вычисление необходимого количества OFDM символов для передачи транспортного пакета, представленного формулой:

, где

- длина OFDM символа,

P_l - длина сетевого пакета.

При получении дробного значения величины количества OFDM-символов происходит округление до целого значения в большую сторону.

На стороне приемника происходит поэтапная типовая распаковка инкапсулированной информации из транспортного блока в транспортный пакет, и, из транспортного пакета в исходные данные. На каждом этапе распаковки происходит сравнение контрольных сумм, при их несовпадении транспортный блок или транспортный пакет отбрасываются.

Фиг. 3 показывает логическое соединение частей изобретения, представляющих собой способ импульсной пакетной передачи данных сетей связи пятого поколения, условные обозначения, принятые для фиг. 3:

- a1, длина транспортного пакета;

- а2, количество уровней модуляции сигнала;

- а3, количество поднесущих OFDM сигнала;

- p1, транспортный пакет представленной структуры;

- b1, транспортный блок представленной структуры;

- c1, расчетное значение количества OFDM символов.

Основным достоинством данного способа является уменьшение служебной информации, участвующей в процедуре формирования транспортных блоков.

Источники информации:

1. Патент РФ №2454040.

2. Международный патент WO 2015115743.

3. Патент США 20040120348 - прототип.

Способ формирования структур данных для импульсной пакетной передачи данных в сетях мобильной связи пятого поколения, включающий формирование структуры транспортных пакетов, вычисление длины транспортного блока, формирование структуры транспортного блока, вычисление количества OFDM-символов для передачи транспортного пакета, отличающийся тем, что формирование структуры транспортного блока начинается с процедуры межуровневого взаимодействия для получения входных данных непосредственно с физического уровня, выраженной в записи текущих параметров количества поднесущих OFDM-сигнала и порядка модуляции в выделенных регистрах данных - 12 и 4 бит, а на стороне приемника происходит получение транспортного блока, состоящего из полей указателя длины информационной нагрузки, инкапсулированного транспортного пакета, наполнения и контрольной суммы транспортного блока, вычисляется контрольная сумма принятого транспортного блока и, в случае совпадения вычисленной и записанной в принятом транспортном блоке контрольных сумм, раскрывается содержимое поля инкапсулированного транспортного пакета, вычисляется контрольная сумма транспортного пакета и, в случае совпадения вычисленной и записанной в принятом транспортном пакете контрольных сумм, раскрывается поле данных.

Изобретение относится к области сетей связи. Технический результат - ускорение процесса определения надежных кратчайших путей в сети связи и повышение точности расчета кратчайших маршрутов в сети связи.

Способ интеллектуального зондового управления инфокоммуникационными сетями в условиях значительных деструктивных изменений // 2700545

Изобретение относится к области информационных технологий и может быть использовано в инфокоммуникационных сетях. Техническим результатом изобретения является повышение устойчивости функционирования инфокоммуникационных сетей в условиях умеренных и значительных деструктивных изменений в сети.

Способ связи, точка доступа и станция // 2700406

Изобретение относится к области беспроводной связи. Технический результат заключается в повышении эффективности передачи данных.

Устройство и способ // 2700404

Изобретение относится к области мобильной связи. Технический результат изобретения заключается в обеспечении более эффективного использования радиоресурсов при неортогональном мультидоступе.

Определение позиции устройства в транспортном средстве // 2700281

Изобретение относится к области определения окружающей среды, ситуаций или целей в беспроводных сетях связи, а именно к определению местоположений мобильных устройств внутри или относительно транспортного средства.

Контроллер коммутации для распределения голосовых пакетов // 2700272

Изобретение относится к области обеспечения конференц-связи, а именно к системе коммутации для распределения голосовых пакетов. Техническим результатом является повышение уровня информационной безопасности услуг, предоставляемых операторами мобильной виртуальной сети (ОМВС).

Система планирования работы беспроводного маяка транспортного средства (варианты) // 2700217

Группа изобретений относится к вариантам системы планирования работы беспроводного маяка транспортного средства. Система содержит: модуль прогнозирования отъезда, модуль частоты пингования и модуль оптимизатора маяка.

Способ и устройство передачи информации в беспроводной локальной сети // 2700193

Изобретение относится к технологиям связи и предназначено для передачи информации в беспроводной локальной сети. Технический результат – повышение точности оценки канала связи.

Способы и устройства для передачи и приема информации восходящей линии связи // 2700187

Изобретение относится к способу и устройству передачи и приема информации восходящей линии связи (UL). Технический результат изобретения заключается в возможности передачи информации UL в уменьшенном количестве символов для того, чтобы адаптироваться для предложенной структуры подкадра с уменьшенным количеством символов восходящей линии связи, и таким образом, время ожидания передачи может быть значительно уменьшено.

Системы и способы для переносных запоминающих устройств // 2700183

Изобретение относится к переносным запоминающим устройствам. Технический результат – устранение трудностей при передаче файла без подключения к сети Интернет или при использовании тарифного плана для передачи, а также устранение нарушений безопасности в сети.

Улучшения потоков управления для нелицензированного спектра lte // 2699557

Изобретение относится к беспроводной связи, а более конкретно к улучшениям потоков управления для стандарта нелицензированного спектра частот LTE. Аспекты включают в себя улучшения в обработке потоков управления для работы в плавающем TTI-режиме для нелицензированных сот, включающей в себя ePDCCH-обработку, формирование апериодических CSI-сообщений, работу в DRX-режиме и расширенные TTI в конце пакета передачи.

Комплексный синтетический способ и система для канализирования физических и информационных сигналов // 2699072

Изобретение относится к комплексному синтетическому способу канализирования и аккумулирования энергии информационных сигналов, которые характеризуют любое происходящее физическое явление.

Устройство связи, сетевой узел, способ и компьютерная программа // 2695794

Изобретение относится к беспроводной связи и может быть использовано для подавления помех. Способ функционирования устройства связи включает определение способностей уменьшения помех для управляющих символов посредством получения информации о разных способностях устройства связи с различными типами приемников для разных каналов управления, передачу информации об определенных способностях уменьшения помех сетевому узлу системы сотовой связи.

Устройство беспроводной связи и способ беспроводной связи // 2693856

Изобретение относится к беспроводной связи. Техническим результатом является обеспечение скорости передачи данных, сравнимой с самыми современными проводными цифровыми интерфейсами в беспроводной связи.

Способ и устройство отображения ресурсов в системе ofdm // 2693577

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах беспроводной связи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности канала передачи.

Устройство связи, сетевой узел, способ и компьютерная программа // 2689132

Изобретение относится к беспроводной связи и может быть использовано в системах LTE в условиях конфликта управляющего сигнала по времени и частоте с управляющими сигналами, предоставленными в соседних мешающих сотах.

Асинхронная связь с несколькими несущими // 2687733

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах беспроводной связи для выполнения асинхронной связи с несколькими несущими. Технический результат состоит в повышении помехоустойчивости передачи информации.

Устройство и способ передачи данных // 2686852

Изобретение относится к системе беспроводной связи и предназначено для уменьшения взаимных помех между первичной линией связи и линий связи пространственного повторного использования во время передачи данных.

Способ и система для указания режима передачи для управляющей информации восходящей линии связи // 2681205

Изобретение относится к технике беспроводной связи, обеспечивающей передачу управляющей информации, и предназначено для указания режима передачи управляющей информации восходящей линии связи.

Способ обработки ofdm сигналов и устройство для его реализации // 2680971

Изобретение относится к технике связи и предназначено для обработки OFDM сигналов в условиях воздействия внутрисистемных помех, обусловленных асинхронной работой передающих устройств.